JP2022188704A - 人力駆動車用の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディレーラによる変速動作を好適に行え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、駆動力を伝達するように構成される伝達体と、ディレーラと、伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含む。人力駆動車用の制御装置は、ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、伝達体を駆動するようにモータを制御し、変速比率を変更するために伝達体を操作するようにディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、制御部は、第1制御状態と、第1制御状態に比べてモータの動作が制限される第2制御状態と、を含む制御状態を有し、変速制御において、ディレーラによる伝達体の操作が完了する前に、第1制御状態および第2制御状態の少なくとも1つにおいてモータを制御し、制御状態を第1制御状態、前記第2制御状態、および、第1制御状態、の順に移行するように構成される。【選択図】図4
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に開示される人力駆動車用の制御装置は、伝達体を駆動するように構成されるモータを制御するように構成される。特許文献1に開示される人力駆動車用の制御装置は、クランク軸の回転が停止している場合に、モータによって伝達体を駆動し、ディレーラによって伝達体を操作することにより変速比率を変更する変速動作を行うことができるように構成される。ディレーラは変速比率を変更するために伝達体を操作するように構成される。
本開示の目的の1つは、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動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、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、前記制御部は、第1制御状態と、前記第1制御状態に比べて前記モータの動作が制限される第2制御状態と、を含む制御状態を有し、前記変速制御において、前記ディレーラによる前記伝達体の操作が完了する前に、前記第1制御状態および前記第2制御状態の少なくとも1つにおいて前記モータを制御し、前記制御状態を前記第1制御状態、前記第2制御状態、および、前記第1制御状態、の順に移行するように構成される。
第1側面の制御装置によれば、変速制御において、ディレーラによる伝達体の操作が完了する前に、制御状態を第1制御状態、第2制御状態、および、第1制御状態、の順に移行できる。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動できる。
第1側面の制御装置によれば、変速制御において、ディレーラによる伝達体の操作が完了する前に、制御状態を第1制御状態、第2制御状態、および、第1制御状態、の順に移行できる。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動できる。
本開示の第1側面に従う第2側面の制御装置において、前記制御部は、前記制御状態を前記第2制御状態に移行してから第1時間が経過した場合、前記制御状態を前記第2制御状態から前記第1制御状態に移行するように構成される。
第2側面の制御装置によれば、制御状態を第2制御状態に移行してから第1時間が経過した場合、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行するため、第1制御状態においてディレーラによる変速動作を好適に行える。
第2側面の制御装置によれば、制御状態を第2制御状態に移行してから第1時間が経過した場合、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行するため、第1制御状態においてディレーラによる変速動作を好適に行える。
本開示の第1側面に従う第3側面の制御装置において、前記制御部は、前記第2制御状態において、前記モータに所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続した場合、前記制御状態を前記第2制御状態から前記第1制御状態に移行する。
第3側面の制御装置によれば、第2制御状態において、モータに所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続した場合、モータの動作の制限を終了できる。
第3側面の制御装置によれば、第2制御状態において、モータに所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続した場合、モータの動作の制限を終了できる。
本開示の第1側面に従う第4側面の制御装置において、前記制御部は、前記第1制御状態において前記モータの負荷が検出される場合、前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行し、前記第2制御状態において、前記第1制御状態で検出された前記モータの負荷が所定負荷未満の場合、前記制御状態を前記第1制御状態に移行し、前記第2制御状態において、前記第1制御状態で検出された前記モータの負荷が前記所定負荷以上の場合、前記制御状態を前記第2制御状態のまま維持するように構成される。
第4側面の制御装置によれば、第1制御状態においてモータの負荷が検出される場合、制御状態を第1制御状態から第2制御状態に移行できる。第8側面の制御装置によれば、第2制御状態において、第1制御状態で検出されたモータの負荷が所定負荷未満の場合、制御状態を第1制御状態に移行できる。第8側面の制御装置によれば、第2制御状態において、第1制御状態で検出されたモータの負荷が前記所定負荷以上の場合、制御状態を第2制御状態のまま維持できる。
第4側面の制御装置によれば、第1制御状態においてモータの負荷が検出される場合、制御状態を第1制御状態から第2制御状態に移行できる。第8側面の制御装置によれば、第2制御状態において、第1制御状態で検出されたモータの負荷が所定負荷未満の場合、制御状態を第1制御状態に移行できる。第8側面の制御装置によれば、第2制御状態において、第1制御状態で検出されたモータの負荷が前記所定負荷以上の場合、制御状態を第2制御状態のまま維持できる。
本開示の第3または4側面に従う第5側面の制御装置において、前記人力駆動車は、前記モータの負荷を検出可能に構成されるモータ負荷検出部をさらに含む。
第5側面の制御装置によれば、モータ負荷検出部によってモータの負荷を好適に検出できる。
第5側面の制御装置によれば、モータ負荷検出部によってモータの負荷を好適に検出できる。
本開示の第1側面に従う第6側面の制御装置において、前記制御部は、前記第1条件が満たされることによって前記制御状態を前記第1制御状態に移行した場合において、第2条件が満たされると、前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行するように構成され、前記第2条件は、前記人力駆動力が第2駆動力より大きい場合、前記クランク軸の回転速度が第2回転速度より大きい場合、および、前記クランク軸が第1回転角度以上回転する場合、の少なくとも1つの場合に満たされる。
第6側面の制御装置によれば、第1条件が満たされることによって制御状態を第1制御状態に移行した場合において、第2条件が満たされる場合、モータの動作を制限できる。
第6側面の制御装置によれば、第1条件が満たされることによって制御状態を第1制御状態に移行した場合において、第2条件が満たされる場合、モータの動作を制限できる。
本開示の第1から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、前記第1制御状態において、前記人力駆動車に衝撃が加えられる場合、前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行するように構成される。
第7側面の制御装置によれば、人力駆動車に衝撃が加えられる場合、モータの動作を制限できる。
第7側面の制御装置によれば、人力駆動車に衝撃が加えられる場合、モータの動作を制限できる。
本開示の第7側面に従う第8側面の制御装置において、前記制御部は、前記第2制御状態において第3時間が経過した場合、前記制御状態を前記第2制御状態から前記第1制御状態に移行するように構成される。
第8側面の制御装置によれば、第2制御状態において第3時間が経過した場合、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行するため、第3時間にわたりモータの動作を制限できる。
第8側面の制御装置によれば、第2制御状態において第3時間が経過した場合、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行するため、第3時間にわたりモータの動作を制限できる。
本開示の第7または8側面に従う第9側面の制御装置において、前記人力駆動車は、サスペンション装置をさらに含み、前記制御部は、前記サスペンション装置に加えられる前記衝撃に応じて前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行するように構成される。
第9側面の制御装置によれば、サスペンション装置に衝撃が加えられる場合、モータの動作を制限できる。
第9側面の制御装置によれば、サスペンション装置に衝撃が加えられる場合、モータの動作を制限できる。
本開示の第1から9側面に従う第10側面の制御装置において、前記制御部は、前記第2制御状態において前記モータの駆動を停止するように構成される。
第10側面の制御装置によれば、第2制御状態においてモータの駆動を停止できる。
第10側面の制御装置によれば、第2制御状態においてモータの駆動を停止できる。
本開示の第1から10側面に従う第11側面の制御装置において、前記制御部は、前記第1条件が満たされることによって前記モータによって前記伝達体を駆動し、かつ、変速段数を2段階以上変更する場合、前記第1制御状態における前記モータの回転速度が所定範囲内に維持されるように、前記モータを制御するように構成される。
第11側面の制御装置によれば、第1条件が満たされることによってモータによって伝達体を駆動し、かつ、変速段数を2段階以上変更する場合、第1制御状態におけるモータの回転速度が所定範囲内に維持されるように、モータを制御する。このため、人力駆動車のライダが違和感を覚えにくい。
第11側面の制御装置によれば、第1条件が満たされることによってモータによって伝達体を駆動し、かつ、変速段数を2段階以上変更する場合、第1制御状態におけるモータの回転速度が所定範囲内に維持されるように、モータを制御する。このため、人力駆動車のライダが違和感を覚えにくい。
本開示の第12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、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、前記制御部は、前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御における前記モータの回転速度を前記人力駆動車の走行状態に関する推定値に応じて変化させるように前記モータを制御するように構成される。
第12側面の制御装置によれば、制御部は、第1条件が満たされる場合、人力駆動車の走行状態に関する推定値に応じて変速制御におけるモータの回転速度を変化させられる。
第12側面の制御装置によれば、制御部は、第1条件が満たされる場合、人力駆動車の走行状態に関する推定値に応じて変速制御におけるモータの回転速度を変化させられる。
本開示の第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、前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御における前記モータの回転速度が、前記推定値を超えないように前記モータを制御するように構成される。
第13側面の制御装置によれば、第1条件が満たされる場合、変速制御におけるモータの回転速度が、推定値を超えないようにモータを制御できる。
第13側面の制御装置によれば、第1条件が満たされる場合、変速制御におけるモータの回転速度が、推定値を超えないようにモータを制御できる。
本開示の第12または13側面に従う第14側面の制御装置において、前記制御部は、前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御において、前記推定値が第1推定値の場合、前記モータの回転速度が第3回転速度になるように前記モータを駆動するように構成され、前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御において、前記推定値が第2推定値の場合、前記モータの回転速度が第4回転速度になるように前記モータを駆動するように構成され、前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御において、前記第1推定値に応じて、前記モータの回転速度が前記第3回転速度になるように前記モータを駆動した後、前記ディレーラによる前記伝達体の操作が完了する前に、前記推定値が前記第1推定値から前記第2推定値に変化する場合、前記モータの回転速度を前記第4回転速度に変更せずに、前記第3回転速度を維持したまま前記モータを駆動することによって、前記ディレーラによる前記伝達体の操作を完了させる。
第14側面の制御装置によれば、推定値が第1推定値から第2推定値に変化する場合であっても、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
第14側面の制御装置によれば、推定値が第1推定値から第2推定値に変化する場合であっても、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
本開示の第14側面に従う第15側面の制御装置において、前記推定値が前記第1推定値から前記第2推定値に変化する場合は、前記人力駆動車の加速度が第1加速度以上の場合を含む。
第15側面の制御装置によれば、人力駆動車の加速度が第1加速度以上に変化する場合、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
第15側面の制御装置によれば、人力駆動車の加速度が第1加速度以上に変化する場合、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
本開示の第14または15側面に従う第16側面の制御装置において、前記推定値が前記第1推定値から前記第2推定値に変化する場合は、前記人力駆動車の加速度が第2加速度以下の場合を含む。
第16側面の制御装置によれば、人力駆動車の加速度が第2加速度以下に変化する場合、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
第16側面の制御装置によれば、人力駆動車の加速度が第2加速度以下に変化する場合、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
本開示の第14から16側面に従う第17側面の制御装置において、前記制御部は、前記第3回転速度が前記第2推定値を超える場合、前記第3回転速度の維持を中止し、前記モータの回転速度が、前記第2推定値を超えないように前記モータを制御するように構成される。
第17側面の制御装置によれば、第3回転速度が第2推定値を超える場合、第3回転速度の維持を中止し、モータの回転速度が、第2推定値を超えないようにモータを制御できる。
第17側面の制御装置によれば、第3回転速度が第2推定値を超える場合、第3回転速度の維持を中止し、モータの回転速度が、第2推定値を超えないようにモータを制御できる。
本開示の第12から17側面に従う第18側面の制御装置において、前記推定値は、前記クランク軸の回転速度の推定値である。
第18側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度の推定値が第1推定値から第2推定値に変化する場合、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
第18側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度の推定値が第1推定値から第2推定値に変化する場合、第3回転速度を維持したまま変速制御を行える。
本開示の第19側面に従う制御装置において、人力駆動車用の制御装置であって、前記人力駆動車は、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、前記制御部は、第1変速指示を受けて前記変速制御を開始し、かつ、前記ディレーラによる前記伝達体の操作が完了する前に前記第1変速指示とは異なる第2変速指示を受けた場合、前記第2変速指示に基づいて前記変速制御を実行するように構成される。
第19側面の制御装置によれば、第1変速指示を受けて変速制御を開始し、かつ、ディレーラによる伝達体の操作が完了する前に第1変速指示とは異なる第2変速指示を受けた場合、第2変速指示に基づいて前記変速制御を実行する。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動できる。
第19側面の制御装置によれば、第1変速指示を受けて変速制御を開始し、かつ、ディレーラによる伝達体の操作が完了する前に第1変速指示とは異なる第2変速指示を受けた場合、第2変速指示に基づいて前記変速制御を実行する。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動できる。
本開示の第1から19側面に従う第20側面の制御装置において、前記第1条件は、前記クランク軸の回転速度が前記第1回転速度以下の場合に満たされ、前記第1回転速度は、実質的に0rpmである。
第20側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度が実質的に0rpm以下の場合に、変速制御を行うことができる。
第20側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度が実質的に0rpm以下の場合に、変速制御を行うことができる。
本開示の第21側面に従う制御装置において、人力駆動車用の制御装置であって、前記人力駆動車は、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、前記制御部は、前記第1条件が満たされ、かつ、変速指示がある場合において、第3条件が満たされる場合、前記変速制御において前記モータの駆動を開始し、前記変速制御を実行するように構成され、前記第3条件は、第1期間が経過する場合、および、前記人力駆動車の振動が第1振動数以下の場合の少なくとも1つの場合に満たされる。
第21側面の制御装置によれば、第1条件が満たされ、かつ、変速指示がある場合において、第1期間が経過する場合、および、人力駆動車の振動が第1振動数以下の場合の少なくとも1つの場合、変速制御においてモータの駆動を開始し、変速制御を実行できる。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動できる。
第21側面の制御装置によれば、第1条件が満たされ、かつ、変速指示がある場合において、第1期間が経過する場合、および、人力駆動車の振動が第1振動数以下の場合の少なくとも1つの場合、変速制御においてモータの駆動を開始し、変速制御を実行できる。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動できる。
本開示の人力駆動車用の制御装置は、ディレーラによる変速動作を好適に行えるようにモータを駆動できる。
<第1実施形態>
図1から図5を参照して、第1実施形態の人力駆動車用の制御装置70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。
図1から図5を参照して、第1実施形態の人力駆動車用の制御装置70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、クランク軸12と、第1回転体14と、車輪16と、第2回転体18と、伝達体20と、ディレーラ22と、モータ24と、を含む。人力駆動車10は、一対のクランクアーム26をさらに含む。クランク軸12およびクランクアーム26は、クランク28を構成する。クランク軸12には、人力駆動力Hが入力される。人力駆動車10は、車体30をさらに含む。車輪16は、後輪16Rと、前輪16Fと、を含む。車体30は、フレーム32を含む。クランク28は、フレーム32に対して回転可能である。一対のクランクアーム26は、第1クランクアーム26Aおよび第2クランクアーム26Bを含む。第1クランクアーム26Aは、クランク軸12の軸方向の一端部に設けられる。第2クランクアーム26Bは、クランク軸12の軸方向の他端部に設けられる。人力駆動車10は、ペダル34をさらに含む。人力駆動車10は、クランク軸12と連結する第1ペダル34Aおよび第2ペダル34Bと、を備える。ペダル34は、第1ペダル34Aおよび第2ペダル34Bを含む。第1クランクアーム26Aには、第1ペダル34Aが連結される。第2クランクアーム26Bには、第2ペダル34Bが連結される。後輪16Rは、クランク28が回転することによって駆動される。後輪16Rは、フレーム32に支持される。クランク28と後輪16Rとは、駆動機構36によって連結される。
駆動機構36は、第1回転体14、第2回転体18、および、伝達体20を含む。第1回転体14は、クランク軸12に接続される。第2回転体18は、車輪16に接続される。伝達体20は、第1回転体14および第2回転体18に係合して第1回転体14と第2回転体18との間において駆動力を伝達するように構成される。伝達体20は、第1回転体14の回転力を第2回転体18に伝達する。本実施形態では、第1回転体14と、クランク軸12とは、同軸に配置されるが、第1回転体14と、クランク軸12とは、同軸に配置されなくてもよい。第1回転体14と、クランク軸12とが、同軸に配置されない場合、第1回転体14と、クランク軸12とは、ギア、プーリ、チェーン、シャフト、および、ベルトの少なくとも1つを含む第1伝達機構を介して、接続される。本実施形態では、第2回転体18と、後輪16Rとは、同軸に配置されるが、第2回転体18と、後輪16Rとは、同軸に配置されなくてもよい。第2回転体18と、後輪16Rとは、同軸に配置されない場合、第2回転体18と、後輪16Rとは、ギア、プーリ、チェーン、シャフト、および、ベルトの少なくとも1つを含む第2伝達機構を介して、接続される。
フレーム32には、フロントフォーク38を介して前輪16Fが取り付けられている。フロントフォーク38には、ハンドルバー42がステム40を介して連結されている。本実施形態では、後輪16Rが駆動機構36によってクランク28に連結されるが、後輪16Rおよび前輪16Fの少なくとも1つが、駆動機構36によってクランク28に連結されてもよい。
ディレーラ22は、クランク軸12の回転速度Cに対する車輪16の回転速度Wの変速比率Rを変更するために伝達体20を操作するように構成される。変速比率Rと、回転速度Wと、回転速度Cとの関係は、式(1)によって表される。例えば、ディレーラ22は、変速比率Rを段階的に変更可能である。例えば、ディレーラ22は変速段数を変更するために伝達体20を操作するように構成される。変速段数の数は、例えば、ディレーラ22がリアディレーラを含む場合、リアスプロケットの数と等しい。例えば、リアスプロケットの数が複数の場合、それぞれの変速段数には、異なる変速比率Rが設定される。歯数が最小のリアスプロケットは、最大の変速段数と対応する。歯数が最大のリアスプロケットは、最小の変速段数と対応する。変速段数が高くなるほど、変速比率Rは大きくなる。
式(1):変速比率R=回転速度W/回転速度C
式(1):変速比率R=回転速度W/回転速度C
ディレーラ22は、例えば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。ディレーラ22がリアディレーラを含む場合、第1回転体14は、少なくとも1つのスプロケットを含み、第2回転体18は、複数のスプロケットを含み、伝達体20は、チェーンを含む。ディレーラ22がリアディレーラを含む場合、ディレーラ22は、第2回転体18に含まれる複数のスプロケットのうちの1つに係合するチェーンを、複数のスプロケットのうちの他の1つに移動させる。ディレーラ22がフロントディレーラを含む場合、第1回転体14は、複数のスプロケットを含み、第2回転体18は、少なくとも1つのスプロケットを含み、伝達体20は、チェーンを含む。ディレーラ22がフロントディレーラを含む場合、ディレーラ22は、第1回転体14に含まれる複数のスプロケットのうちの1つに係合するチェーンを、複数のスプロケットのうちの他の1つに移動させる。ディレーラ22は、伝達体20を操作して、第1回転体14および第2回転体18の少なくとも1つと伝達体20と係合状態を変更することによって変速比率Rを変更させる。
第1回転体14および第2回転体18は、ギアボックスに設けられてもよい。ギアボックスは、例えば、クランク軸12の近傍に設けられる。第1回転体14および第2回転体18がギアボックスに設けられる場合、第1回転体14および第2回転体18の少なくとも1つは複数のスプロケットを含み、ディレーラ22はギアボックスに設けられて、第1回転体14および第2回転体18の少なくとも1つと伝達体20との係合状態を変更するように構成される。
例えば、人力駆動車10は、ディレーラ22を操作するように構成される操作装置44をさらに含む。操作装置44は、例えば、ハンドルバー42に設けられる。操作装置44は、ユーザの指を含む手などによって、操作されるように構成される。操作装置44は、少なくとも第1操作部44Aおよび第2操作部44Bを含む。
第1操作部44Aおよび第2操作部44Bは、例えば、ボタンスイッチまたはレバースイッチを含む。第1操作部44Aおよび第2操作部44Bは、ユーザが操作することによって、少なくとも2つの状態の間を遷移する構成であれば、ボタンスイッチまたはレバースイッチに限らず、どのような構成であってもよい。
第1操作部44Aおよび第2操作部44Bは、ディレーラ22を操作するように構成される。操作装置44は、ユーザの操作に応じて変速操作信号を制御装置70の制御部72に出力する。操作装置44は、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bに加えて、または、代えて、ディレーラ22を除く人力駆動車用のコンポーネントを操作するように構成される第3操作部を含んでいてもよい。人力駆動車用のコンポーネントは、例えば、サイクルコンピュータ、サスペンション装置46、アジャスタブルシートポスト装置、ランプ、または、ドライブユニット48の少なくとも1つを含む。変速操作信号は、例えば、変速比率Rを大きくするようにディレーラ22を操作する変速指示を含む第1操作信号、および、変速比率Rを小さくするようにディレーラ22を操作する変速指示を含む第2操作信号を含む。
操作装置44は、第1操作部44Aが操作されると、第1操作信号を出力し、第2操作部44Bが操作されると、第2操作信号を出力する。本実施形態では、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bによって、リアディレーラが操作されるが、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bによって、フロントディレーラが操作されてもよく、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bによって、リアディレーラとフロントディレーラとの両方が操作されてもよい。操作装置44は、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bに加えて、さらに第4操作部および第5操作部を含んでいてもよい。第4操作部および第5操作部は、例えば、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bと同様に構成される。第1操作部44Aおよび第2操作部44Bと、第4操作部および第5操作部との一方によって、リアディレーラが操作され、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bと、第4操作部および第5操作部との他方によって、フロントディレーラが操作されてもよい。
例えば、人力駆動車10は、ディレーラ22を操作するように構成される電動アクチュエータ50をさらに含む。電動アクチュエータ50は、例えば、電気モータを含む。電動アクチュエータ50は、例えば、電気モータの出力軸に連結される減速機をさらに含んでいてもよい。電動アクチュエータ50は、ディレーラ22に設けられてもよく、人力駆動車10のうちのディレーラ22から離れた位置に設けられてもよい。電動アクチュエータ50が駆動することによってディレーラ22が伝達体20を操作し、変速動作が行われる。ディレーラ22は、例えば、ベース部材と、移動部材と、移動部材をベース部材に対して移動可能に連結するリンク部材と、を含む。移動部材は、連結部材をガイドするガイド部材を含む。ガイド部材は、例えば、ガイドプレートと、プーリと、を含む。電動アクチュエータ50は、例えば、リンク部材を直接駆動してもよい。電動アクチュエータ50は、ケーブルを介して、リンク部材を駆動してもよい。
例えば、人力駆動車10は、バッテリ52をさらに含む。バッテリ52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52は、制御装置70に電力を供給するように構成される。例えば、バッテリ52は、電動アクチュエータ50にも電力を供給するように構成される。バッテリ52は、例えば、制御装置70の制御部72と有線または無線によって通信可能に接続される。バッテリ52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72と通信可能である。
モータ24は、伝達体20を駆動するように構成される。例えば、モータ24は、人力駆動力Hに応じて、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24は、1または複数の電気モータを含む。モータ24に含まれる電気モータは、例えば、ブラシレスモータである。モータ24は、ペダル34から第2回転体18までの人力駆動力Hの動力伝達経路に回転力を伝達するように構成される。本実施形態では、モータ24は、人力駆動車10のフレーム32に設けられ、第1回転体14に回転力を伝達するように構成される。モータ24は、第1回転体14を介して伝達体20を駆動する。人力駆動車10は、モータ24が設けられるハウジング54をさらに含む。モータ24およびハウジング54を含んで、ドライブユニット48が構成される。ハウジング54は、フレーム32に取り付けられる。ハウジング54は、クランク軸12を回転可能に支持する。モータ24は、例えば、第1回転体14を介さずに、伝達体20に回転力を伝達するように構成されてもよい。この場合、例えば、モータ24の出力軸または出力軸の力が伝達される伝達部材に伝達体20と係合するスプロケットが設けられる。
モータ24と人力駆動力Hの動力伝達経路との間には、減速機56が設けられてもよい。減速機56は、例えば、複数の歯車を含んで構成される。モータ24と人力駆動力Hの動力伝達経路との間には、例えば、クランク軸12を人力駆動車10が前進する方向に回転させた場合にクランク28の回転力がモータ24に伝達することを抑制するように第3ワンウェイクラッチ58が設けられてもよい。第3ワンウェイクラッチ58は、例えば、ローラクラッチ、スプラグ式クラッチ、および、爪式クラッチの少なくとも1つを含む。
なお、モータ24および減速機56に含まれる複数の歯車について、歯車どうしが噛み合う部分には、バックラッシュと呼ばれる隙間が存在するため、人力駆動車10の走行時にラトル音などの異音が生じる原因となる。この異音を抑制するため、制御部72は、人力駆動車10の走行時において、モータ24によって歯車に対して微小トルクを印加し続けておくようにモータ24を制御するように構成されることが好ましい。
ドライブユニット48は、出力部60を含む。出力部60は、例えば、クランク軸12に連結され、かつ、減速機56に連結される。出力部60には、人力駆動力Hとモータ24の出力とが入力される。第1回転体14は、出力部60と一体回転するように出力部60に連結される。
例えば、動力伝達システム62は、制御装置70と、第1ワンウェイクラッチ64を含む。第1ワンウェイクラッチ64は、クランク軸12と第1回転体14との間の第1動力伝達経路に設けられ、クランク軸12から第1回転体14に第1回転方向への回転力を伝達し、第1回転体14からクランク軸12に第1回転方向への回転力の伝達を抑制するように構成される。第1ワンウェイクラッチ64は、クランク28が前転した場合に、第1回転体14を前転させ、クランク28が後転した場合に、クランク28と第1回転体14との相対回転を許容するように構成される。第1ワンウェイクラッチ64は、例えば、ドライブユニット48のハウジング54に設けられる。第1ワンウェイクラッチ64は、例えば、クランク軸12と出力部60との間に設けられる。第1ワンウェイクラッチ64は、例えば、ローラクラッチ、スプラグ式クラッチ、および、爪式クラッチの少なくとも1つを含む。
クランク軸12と第1回転体14とは、一体回転するように連結されてもよい。クランク軸12と第1回転体14とが一体回転するように連結される場合、第1ワンウェイクラッチ64は省略される。
例えば、動力伝達システム62は、第2ワンウェイクラッチ66をさらに含む。第2ワンウェイクラッチ66は、第2回転体18と車輪16との間の第2動力伝達経路に設けられ、第2回転体18から車輪16に、第1回転方向に対応する第2回転方向への回転力を伝達し、車輪16から第2回転体18に第2回転方向への回転力の伝達を抑制するように構成される。第2ワンウェイクラッチ66は、第2回転体18が前転した場合に、後輪16Rを前転させ、第2回転体18が後転した場合に、第2回転体18と後輪16Rとの相対回転を許容するように構成される。第2ワンウェイクラッチ66は、例えば、後輪16Rのハブ軸に設けられる。第2ワンウェイクラッチ66は、例えば、ローラクラッチ、スプラグ式クラッチ、および、爪式クラッチの少なくとも1つを含む。
第2回転体18と後輪16Rとは、一体回転するように連結されてもよい。第2回転体18と後輪16Rとが一体回転するように連結される場合、第2ワンウェイクラッチ66は省略される。
例えば、動力伝達システム62は、蓄電装置をさらに含む。蓄電装置は、モータ24によって発電した電力を蓄電するように構成される。例えば、制御部72は、蓄電装置の電力を用いてモータ24を制御するように構成される。蓄電装置は、バッテリ52を含んでいてもよく、バッテリ52とは別のバッテリを含んでいてもよく、キャパシタを含んでいてもよい。蓄電装置は、例えば、ドライブユニット48のハウジング54に設けられる。
制御装置70は、制御部72を備える。制御部72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72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72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72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。
例えば、制御装置70は、記憶部74をさらに含む。記憶部74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74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70は、例えば、モータ24の駆動回路76をさらに備える。駆動回路76と、制御部72とは、例えば、ドライブユニット48のハウジング54に設けられる。駆動回路76と、制御部72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76は、インバータ回路を含む。駆動回路76は、バッテリ52からモータ24に供給される電力を制御する。駆動回路76は、制御部72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76は、制御部72からの制御信号に応じてモータ24を駆動させる。
例えば、制御装置70は、車速センサ78、クランク回転センサ80、および、人力駆動力検出部82をさらに含む。
車速センサ78は、人力駆動車10の車輪16の回転速度Wに応じた情報を検出するように構成される。車速センサ78は、例えば、人力駆動車10の車輪16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78は、例えば、車輪16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78は、車輪16の回転速度Wに応じた信号を出力する。制御部72は、車輪16の回転速度Wに基づいて人力駆動車10の車速Vを演算できる。車速Vは、車輪16の回転速度Wと、車輪16の周長に関する情報とに基づいて演算できる。車輪16の周長に関する情報は、記憶部74に記憶される。
車速センサ78は、例えば、リードスイッチを構成する磁性リード、または、ホール素子を含む。車速センサ78は、人力駆動車10のフレーム32のチェーンステイに取り付けられ、後輪16R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38に設けられ、前輪16F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78は、車輪16が一回転した場合に、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78は、人力駆動車10の車輪16の回転速度Wに応じた情報を検出することができれば、どのような構成であってもよく、例えば光学センサ、または、加速度センサなどを含んでいてもよい。車速センサ78は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部72に接続される。
クランク回転センサ80は、人力駆動車10のクランク軸12の回転速度Cに応じた情報を検出するように構成される。クランク回転センサ80は、例えば、人力駆動車10のフレーム32またはドライブユニット48に設けられる。クランク回転センサ80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12、クランク軸12に連動して回転する部材、または、クランク軸12から第1回転体14までの間の動力伝達経路に設けられる。クランク軸12に連動して回転する部材は、モータ24の出力軸であってもよい。クランク回転センサ80は、クランク軸12の回転速度Cに応じた信号を出力する。
磁石は、クランク軸12から第1回転体14までの人力駆動力Hの動力伝達経路において、クランク軸12と一体に回転する部材に設けられてもよい。例えば、クランク軸12と第1回転体14との間に第1ワンウェイクラッチ64が設けられない場合、磁石は、第1回転体14に設けられてもよい。クランク回転センサ80は、人力駆動車10のクランク軸12の回転速度Cに応じた情報を検出することができれば、どのような構成であってもよく、磁気センサに代えて、例えば光学センサ、加速度センサ、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80は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部72に接続される。
人力駆動力検出部82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82は、例えば、人力駆動車10のフレーム32、ドライブユニット48、クランク28、または、ペダル34に設けられる。人力駆動力検出部82は、ドライブユニット48のハウジング54に設けられてもよい。人力駆動力検出部82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28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64が設けられる場合、例えば、第1ワンウェイクラッチ64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、クランク軸12、クランク軸12と第1回転体14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26、または、ペダル34である。人力駆動力検出部82は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部72に接続される。人力駆動力検出部82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34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。
人力駆動車10は、モータ24の負荷を検出可能に構成されるモータ負荷検出部84をさらに含む。モータ負荷検出部84は、モータ24の負荷を検出するように構成される。モータ負荷検出部84は、モータ24内を流れる電流を検出する電流センサと、モータ24の回転速度Mを検出する回転センサとを含む。モータ24の負荷については、モータ24内を流れる電流と、モータ24の回転速度Mとに基づいて、公知の技術を利用して検出できるので、詳細な説明を省略する。
制御部72は、モータ24を制御するように構成される。制御部72は、例えば、モータ24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24を制御するように構成される。例えば、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24の出力の比率、モータ24の出力の最大値、および、モータ24の出力が低下する場合におけるモータ24の出力変動の抑制レベルLの少なくとも1つを含む。人力駆動力Hに対するモータ24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。制御部72は、例えば、人力駆動力Hに対して、モータ24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24を制御するように構成される。人力駆動力Hは、ライダがクランク軸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24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い。予め定める比率は、一定ではなく、例えば、クランク軸12の回転速度Cに応じて変化してもよい。予め定める比率は、一定ではなく、例えば、車速Vに応じて変化してもよい。予め定める比率は、一定ではなく、例えば、人力駆動力H、クランク軸12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。
人力駆動力Hおよびアシスト力をトルクによって表わす場合、人力駆動力Hを人力トルクHTと記載し、アシスト力をアシストトルクMTと記載する。人力駆動力Hおよびアシスト力を仕事率によって表わす場合、人力駆動力Hを人力仕事率HWと記載し、アシスト力をアシスト仕事率MWと記載する。比率は、人力駆動車10の人力トルクHTに対するアシストトルクMTのトルク比率であってもよく、人力仕事率HWに対するモータ24によるアシスト仕事率MWの比率であってもよい。
本実施形態のドライブユニット48では、クランク軸12が変速機を介さずに第1回転体14に接続され、かつ、モータ24の出力が第1回転体14に入力される。クランク軸12が変速機を介さずに第1回転体14に接続され、かつ、モータ24の出力が第1回転体14に入力される場合、人力駆動力Hは、ユーザがクランク軸12を回転させることによって第1回転体14に入力される駆動力に対応する。クランク軸12が変速機を介さずに第1回転体14に接続され、かつ、モータ24の出力が第1回転体14に入力される場合、アシスト力は、モータ24が回転することによって第1回転体14に入力される駆動力に対応する。モータ24の出力が減速機56を介して第1回転体14に入力される場合は、アシスト力は、減速機56の出力に対応する。
後輪16Rにモータ24が設けられる場合、人力駆動力Hは、ライダのみによって駆動される後輪16Rの出力に対応する。後輪16Rにモータ24が設けられる場合、アシスト力は、モータ24のみによって駆動される後輪16Rの出力に対応する。前輪16Fにモータ24が設けられる場合、人力駆動力Hは、ライダのみによって駆動される後輪16Rの出力に対応する。前輪16Fにモータ24が設けられる場合、アシスト力は、モータ24のみによって駆動される前輪16Fの出力に対応する。
制御部72は、アシスト力が最大値MX以下になるようにモータ24を制御するように構成される。モータ24の出力が第1回転体14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72は、アシストトルクMTが最大値MTX以下になるようにモータ24を制御するように構成される。例えば、最大値MTXは、20Nm以上200Nm以下の範囲の値である。最大値MTXは、例えば、モータ24の出力特性によって決定される。モータ24の出力が第1回転体14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72は、アシスト仕事率MWが最大値MWX以下になるようにモータ24を制御するように構成される。
例えば、制御部72は、モータ24の出力変動の抑制レベルLを変更可能に構成される。モータ24の出力変動の抑制レベルLが大きくなるほど、モータ24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24の出力の単位時間当たりの変化量が減少する。モータ24の出力変動の抑制レベルLが小さくなるほど、モータ24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24の出力の単位時間当たりの変化量が増加する。モータ24の制御パラメータは、人力駆動力Hまたはクランク軸12の回転速度Cである。モータ24の出力変動の抑制レベルLは、モータ24の応答速度に反比例する。モータ24の応答速度は、モータ24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24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24の出力変動の抑制レベルLが増加すると、モータ24の応答速度は減少する。
制御部72は、例えば、フィルタによって抑制レベルL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72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Lを変更する。制御部72は、人力駆動力Hからモータ24の出力を演算するためのゲインを変更することによって抑制レベルL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。
例えば、制御部72は、電動アクチュエータ50を制御するように構成される。例えば、制御部72は変速指示に応じて電動アクチュエータ50を制御するように構成される。例えば、制御部72は、第1操作部44Aから第1操作信号が出力される場合、第2操作部44Bから第2操作信号が出力される場合、および、変速条件が満たされる場合に変速指示があると判定する。変速条件は、例えば、人力駆動車10の走行状態および人力駆動車10の走行環境の少なくとも1つに応じて成立する。変速条件は、例えば、第1操作部44Aおよび第2操作部44Bへの操作によらず、人力駆動車10の走行状態および人力駆動車10の走行環境の少なくとも1つに応じて成立する。
制御部72は、例えば、第1操作部44Aから第1操作信号が出力される場合、および、第2操作部44Bから第2操作信号が出力される場合、変速指示があると判定し、変速比率Rを変更するための変速制御信号を電動アクチュエータ50に出力する。電動アクチュエータ50は、変速制御信号が入力された場合、ディレーラ22を操作するように動作する。変速制御信号は、例えば、電動アクチュエータ50を駆動させるための電力を含む。例えば、変速制御信号は、電動アクチュエータ50が、変速比率Rを大きくするようにディレーラ22を操作する変速指示を含む第1変速制御信号、および、変速比率Rを小さくするようにディレーラ22を操作する変速指示を含む第2変速制御信号を含む。
制御部72は、変速条件が満たされる場合、変速比率Rを変更するためにディレーラ22が動作するように電動アクチュエータ50を制御するように構成される。制御部72は、例えば、変速条件が満たされる場合、変速指示があると判定し、変速比率Rを変更するための変速制御信号を電動アクチュエータ50に出力する。制御部72は、変速比率Rを大きくするための変速条件が成立する場合、第1変速制御信号を電動アクチュエータ50に送信する。電動アクチュエータ50は、第1変速制御信号によって変速比率Rを大きくするようにディレーラ22を操作する。制御部72は、変速比率Rを小さくするための変速条件が成立する場合、第2変速制御信号を電動アクチュエータ50に送信する。電動アクチュエータ50は、第2変速制御信号によって変速比率Rを小さくするようにディレーラ22を操作する。
変速条件は、例えば、クランク軸12の回転速度C、車速V、人力駆動力H、および、人力駆動車10の走行路の勾配の少なくとも1つに応じて成立する。例えば、変速比率Rを小さくするための変速条件は、車速Vが所定車速以下になった場合に成立する。
制御部72は、ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、伝達体20を駆動するようにモータ24を制御し、変速比率Rを変更するために伝達体20を操作するようにディレーラ22を制御する、変速制御を行うように構成される。制御部72は、第1条件が満たされる場合、電動アクチュエータ50を制御することによって、ディレーラ22によって伝達体20を操作させるように構成される。
第1条件は、人力駆動力Hが第1駆動力H1以下の場合、クランク軸12の回転速度Cが第1回転速度C1以下の場合、および、クランク軸12が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされる。クランク軸12が揺動している場合は、クランク軸12が完全に停止しておらず、かつ、クランク軸12の回転角度RAが予め定める角度範囲内に維持される場合を含む。予め定める角度範囲は、例えば、1°以上、20°以下である。例えば、第1駆動力H1は、実質的に0Nmである。第1駆動力H1は、クランク軸12の回転の停止を判定可能な値が設定される。例えば、第1条件は、クランク軸12の回転速度Cが第1回転速度C1以下の場合に満たされ、第1回転速度C1は、実質的に0rpmである。第1回転速度C1は、クランク軸12の回転の停止を判定可能な値が設定される。
例えば、制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御において、人力駆動車10にアシスト力を付与しないように、伝達体20を駆動するようにモータ24を制御するように構成される。例えば、制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御において、モータ24の駆動力が後輪16Rに伝達されないように、モータ24に伝達体20を駆動させるように構成される。例えば、制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御において、モータ24によって後輪16Rが回転しないように、モータ24を制御するように構成される。例えば、制御部72は、第2回転体18の回転速度が後輪16Rの回転速度以下になるようにモータ24を制御するように構成される。制御部72は、記憶部74に予め記憶されるモータ24の回転速度Mまたは回転トルクに関する情報に応じて、人力駆動車10にアシスト力を付与しないようにモータ24を制御してもよい。
制御部72は、第1制御状態と、第1制御状態に比べてモータ24の動作が制限される第2制御状態と、を含む制御状態を有する。例えば、第1制御状態に比べてモータ24の動作が制限される、とは、第2制御状態におけるモータ24の出力が第1制御状態のモータ24の出力より小さくなるようにモータ24が制御されることを意味する。モータ24の出力は、例えば、モータ24の回転速度M、および、モータ24の出力トルクの少なくとも1つを含む。好ましくは、第1制御状態においてモータ24の動作は制限されない。例えば、制御部72は、第1制御状態において、モータ24を動作させ、第2制御状態においてモータ24の動作を制限する。制御部72は、変速制御において、ディレーラ22による伝達体20の操作が完了する前に、第1制御状態および第2制御状態の少なくとも1つにおいてモータ24を制御する。制御部72は、第2制御状態において、モータ24を駆動してもよい。例えば、制御部72は、クランク軸12が回転しておらず、かつ、制御状態が第1制御状態の場合、変速制御において、人力駆動車10にアシスト力を付与しないように、伝達体20を駆動するようにモータ24を制御するように構成される。例えば、制御部72は、クランク軸12が回転しておらず、かつ、制御状態が第1制御状態の場合、変速制御において、モータ24の駆動力が後輪16Rに伝達されないように、モータ24に伝達体20を駆動させるように構成される。例えば、制御部72は、クランク軸12が回転しておらず、かつ、制御状態が第1制御状態の場合、変速制御において、モータ24によって後輪16Rが回転しないように、モータ24を制御するように構成される。
例えば、制御部72は、第2制御状態においてモータ24の駆動を停止するように構成される。第2制御状態において、制御部72は、モータ24を駆動してもよい。第2制御状態において、モータ24が駆動される場合、例えば、制御部72は、モータ24の出力トルクが第1制御状態の場合よりも小さくなるようにモータ24を制御する。第2制御状態において、モータ24が駆動される場合、例えば、制御部72は、クランク軸12が回転しておらず、かつ、制御状態が第2制御状態の場合、変速制御において、モータ24の出力トルクが第1制御状態の場合よりも小さくなるようにモータ24を制御する。
例えば、制御部72は、制御状態を第1制御状態、第2制御状態、および、第1制御状態、の順に移行するように構成される。例えば、制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御において、ディレーラ22による伝達体20の操作が完了する前に、制御状態を第1制御状態、第2制御状態、および、第1制御状態、の順に移行する。この場合、制御部72は、最初の第1制御状態において、クランク軸12が360°以内、好ましくは30°以上90°以下の範囲で回転するようにモータ24を駆動する。制御部72は、その後の第2制御状態において、第2制御状態を1秒以内、好ましくは0.5秒以上1秒以下の間にわたって継続する。制御部72は、2回目の第1制御状態において、変速制御におけるモータ24の制御を開始する。制御部72は、最初の第1制御状態におけるモータ24の制御と、2回目の第1制御状態におけるモータ24の制御と、を異ならせてもよい。例えば、制御部72は、2回目の第1制御状態の場合において、モータ24の出力トルクが、最初の第1制御状態におけるモータ24の出力トルク以上になるようにモータ24を制御する。例えば、制御部72は、2回目の第1制御状態の場合において、モータ24の回転速度Mが、最初の第1制御状態におけるモータ24の回転速度M以上になるようにモータ24を制御してもよい。制御部72は、最初の第1制御状態、および、2回目の第1制御状態において、人力駆動車10にアシスト力を付与しないように、伝達体20を駆動するようにモータ24を制御する。
例えば、制御部72は、モータ24を駆動、停止、駆動の順に制御する。このような順でモータ24を制御することによって、モータ24を安全に駆動できる状況にあるか否かを確認できる。例えば、制御部72は、モータ24を少し駆動させて停止することによって、伝達体20が木の枝などの異物をかみ込んでいないか、伝達体20自体に詰まりがないか、などを確認し、異常がなければ再びモータ24を駆動させる。また、制御部72は、このような順でモータ24を制御することによって、瞬間的に伝達体20にテンションをかけて伝達体20のたるみを解消し、その後、モータ24によって伝達体20を駆動させることができる。言い換えれば、この制御例によれば、制御部72はモータ24の予備駆動を行った後、モータ24の本駆動を行うことができる。
例えば、制御部72は、制御状態を第2制御状態に移行してから第1時間が経過した場合、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行するように構成される。例えば、第1時間は、1秒以上5秒以内、より好ましくは2秒以上3秒以内である。例えば、第1時間は、制御部72がモータ24の駆動を開始した後に、モータ24の負荷を検出可能な期間が設定される。
例えば、制御部72は、第2制御状態において、モータ24に所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続した場合、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行する。所定負荷は、例えば、モータ24から第2回転体18までの動力伝達経路に異物が含まれる場合のモータ24の負荷に応じて設定される。所定負荷は、例えば、人力駆動車10に変速制御に好ましくない大きさの衝撃が与えられる場合のモータ24の負荷に応じて設定される。例えば、所定負荷は5N以上の負荷である。第2制御状態において、モータ24の駆動が停止される場合、例えば、制御部72は、惰性によって回転するモータ24の回転速度Mの減少度合いによってモータ24の負荷を算出してもよい。
制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立する場合、モータ24の駆動を停止してもよい。モータ24の駆動停止条件が成立する場合は、例えば、クランク軸12の回転が再開される場合を含む。モータ24の駆動停止条件が成立する場合は、例えば、ライダがペダル34を漕ぎ始める場合を含む。
本実施形態では、変速制御において、ディレーラ22による伝達体20の操作が完了する前に、第1制御状態および第2制御状態の少なくとも1つにおいてモータ24を制御することによって、モータ24の安定した駆動やライダの乗り心地向上を実現できる。
図5を参照して、制御部72が変速制御を実行する処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72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72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72は、ステップS11において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS12に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS12において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS13に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS13において、第1制御状態においてモータ24の駆動を開始し、ステップS14に移行する。
制御部72は、ステップS14において、制御状態を第2制御状態に移行し、ステップS15に移行する。
制御部72は、ステップS15において、第1時間が経過したか否かを判定する。制御部72は、例えば、ステップS14の処理を実行してからの期間が第1時間以上になった場合、第1時間が経過したと判定する。制御部72は、第1時間が経過した場合、ステップS16に移行する。制御部72は、第1時間が経過していない場合、第1時間が経過するまでステップS15の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS16において、モータ24に所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続しているか否かを判定する。制御部72は、モータ24に所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続している場合、ステップS17に移行する。制御部72は、モータ24に所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続していない場合、ステップS18に移行する。
制御部72は、ステップS17において、制御状態を第1制御状態に移行し、ステップS19に移行する。
制御部72は、ステップS19において、ディレーラ22を制御し、ステップS20に移行する。
制御部72は、ステップS20において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS21に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS20の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS21において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS21において、モータ24の駆動を停止する。
制御部72は、ステップS18において、モータ24の駆動停止条件が成立するか否かを判定する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立する場合、ステップS22に移行する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立しない場合、ステップS16に移行し、ステップS16の処理を実行する。
制御部72は、ステップS22において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS22においてモータ24の駆動を停止する。
制御部72は、ステップS15の処理を省略してもよい。この場合、制御部72は、ステップS14の処理を実行すると、ステップS16に移行する。
<第2実施形態>
図6を参照して、第2実施形態の制御装置70について説明する。第2実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図6のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第2実施形態の制御装置70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。
図6を参照して、第2実施形態の制御装置70について説明する。第2実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図6のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第2実施形態の制御装置70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。
本実施形態では、制御部72は、第1制御状態においてモータ24の負荷が検出される場合、制御状態を第1制御状態から第2制御状態に移行するように構成される。制御部72は、第2制御状態において、第1制御状態で検出されたモータ24の負荷が所定負荷未満の場合、制御状態を第1制御状態に移行するように構成される。制御部72は、第2制御状態において、第1制御状態で検出されたモータ24の負荷が所定負荷以上の場合、制御状態を第2制御状態のまま維持するように構成される。モータ24の負荷は、モータ負荷検出部84によって検出される。
本実施形態では、制御部72は、第1制御状態において、モータ24に負荷が加えられた場合、制御状態を第2制御状態に移行することによって変速制御におけるモータ24の駆動を一旦停止する。制御部72は、モータ24の駆動を一旦停止した後、モータ24の負荷の大きさに応じて、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行して変速制御におけるモータ24の駆動を再開できる。制御部72は、モータ24の駆動を一旦停止した後、モータ24の負荷の大きさに応じて、第2制御状態を維持して変速制御におけるモータ24の駆動の停止を継続できる。制御部72は、モータ24の駆動を一旦停止した後、モータ24の負荷の大きさに応じて、第2制御状態において変速制御におけるモータ24の駆動を停止し、変速制御を終了できる。このため、制御部72は、望ましくない状況下での変速制御を行わないようにできる。例えば、第1制御状態において、モータ24の駆動中にライダがペダル34に負荷を加える等によってモータ24に負荷が加えられた場合、制御部72は、変速制御を一旦停止する。制御部72は、モータ24の負荷の大きさに応じて、変速制御の再開、変速制御の停止、変速制御の継続、および、変速制御の中止のいずれかを選択できる。制御部72は、第2制御状態を維持する場合、第1実施形態と同様にして、第1時間が経過した場合に制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行するようにしてもよい。
図6を参照して、制御部72が変速制御を実行する処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72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S31に移行する。制御部72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S31からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS31において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS32に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS32において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS33に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS33において、第1制御状態においてモータ24の駆動を開始し、ステップS34に移行する。
制御部72は、ステップS34において、モータ24の負荷が検出されるか否かを判定する。制御部72は、モータ24の負荷が検出される場合、ステップS35に移行する。制御部72は、モータ24の負荷が検出されない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS35において、制御状態を第2制御状態に移行し、ステップS36に移行する。
制御部72は、ステップS36において、モータ24の負荷が所定負荷未満か否かを判定する。制御部72は、モータ24の負荷が所定負荷未満の場合、ステップS37に移行する。制御部72は、モータ24の負荷が所定負荷以上の場合、ステップS38に移行する。
制御部72は、ステップS37において、制御状態を第1制御状態に移行し、ステップS39に移行する。
制御部72は、ステップS39において、ディレーラ22を制御し、ステップS40に移行する。
制御部72は、ステップS40において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS41に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS40の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS41において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS41においてモータ24の駆動を停止する。
制御部72は、ステップS38において、モータ24の駆動停止条件が成立するか否かを判定する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立する場合、ステップS42に移行する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立しない場合、ステップS36に移行し、ステップS36の処理を実行する。
制御部72は、ステップS42において、変速制御を終了し、処理を終了する。
<第3実施形態>
図7を参照して、第3実施形態の制御装置70について説明する。第3実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図7のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第3実施形態の制御装置70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。
図7を参照して、第3実施形態の制御装置70について説明する。第3実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図7のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第3実施形態の制御装置70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。
本実施形態では、制御部72は、第1条件が満たされることによって制御状態を第1制御状態に移行した場合において、第2条件が満たされると、制御状態を第1制御状態から第2制御状態に移行するように構成される。第2条件は、人力駆動力Hが第2駆動力H2より大きい場合、クランク軸12の回転速度Cが第2回転速度C2より大きい場合、および、クランク軸12が第1回転角度RA1以上回転する場合、の少なくとも1つの場合に満たされる。第1回転角度RA1は、例えば、40°以上のクランク軸12の回転角度RAを含む。
本実施形態では、第1条件に加えて第2条件が満たされる場合、制御状態を第1制御状態から第2制御状態に移行することによって変速制御におけるモータ24の駆動を一旦停止する。制御部72は、変速制御におけるモータ24の駆動を一旦停止した後、人力駆動力H、クランク軸12の回転速度C、および、クランク軸12の回転角度RAに応じて、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行し、変速制御を再開できる。制御部72は、変速制御におけるモータ24の駆動を一旦停止した後、人力駆動力H、クランク軸12の回転速度C、および、クランク軸12の回転角度RAの少なくとも1つに応じて、第2制御状態を維持して変速制御におけるモータ24の駆動の停止を継続できる。制御部72は、変速制御におけるモータ24の駆動を一旦停止した後、人力駆動力H、クランク軸12の回転速度C、および、クランク軸12の回転角度RAの少なくとも1つに応じて、第2制御状態において変速制御におけるモータ24の駆動を停止し、変速制御を終了できる。このため、制御部72は、望ましくない状況下での変速制御を回避できる。
図7を参照して、制御部72が変速制御を実行する処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72に電力が供給されると、処理を開始して図7に示すフローチャートのステップS51に移行する。制御部72は、図7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S51からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS51において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS52に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS52において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS53に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS53において、第1制御状態においてモータ24の駆動を開始し、ステップS54に移行する。
制御部72は、ステップS54において、第2条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第2条件が満たされる場合、ステップS55に移行する。制御部72は、第2条件が満たされない場合、ステップS56に移行する。
制御部72は、ステップS55において、制御状態を第2制御状態に移行し、ステップS57に移行する。
制御部72は、ステップS57において、モータ24の駆動停止条件が成立するか否かを判定する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立する場合、ステップS58に移行する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立しない場合、ステップS54に移行する。
制御部72は、ステップS58において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS58においてモータ24の駆動を停止する。
制御部72は、ステップS56において、ディレーラ22を制御し、ステップS59に移行する。
制御部72は、ステップS59において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS60に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS59の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS60において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS60においてモータ24の駆動を停止する。
<第4実施形態>
図8を参照して、第4実施形態の制御装置70について説明する。第4実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図8のフローチャートの処理を実行する、および、以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第4実施形態の制御装置70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。
図8を参照して、第4実施形態の制御装置70について説明する。第4実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図8のフローチャートの処理を実行する、および、以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第4実施形態の制御装置70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。
本実施形態では、制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御におけるモータ24の回転速度Mを人力駆動車10の走行状態に関する推定値Gに応じて変化させるようにモータ24を制御するように構成される。人力駆動車10の走行状態に関する推定値Gは、例えば、車速Vと変速比率Rから演算される、推定値である。例えば、推定値Gは、クランク軸12の回転速度Cの推定値である。推定値Gとして、車輪16の回転速度Wの推定値を用いてもよい。
制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御におけるモータ24の回転速度Mが、推定値Gを超えないようにモータ24を制御するように構成される。例えば、制御部72は、推定値Gの70パーセント以上90パーセント以内の回転速度になるようにモータ24を制御するように構成されてもよい。制御部72は、例えば、推定値Gの80パーセントの回転速度になるようにモータ24を制御するように構成されてもよい。推定値Gがクランク軸12の回転速度Cの推定値である場合、かつ、モータ24がクランク軸12にトルクを伝達する場合、例えば、制御部72は、モータ24の回転速度Mが推定値Gを超えないようにモータ24を制御する。モータ24とクランク軸12との間に減速機が含まれる場合、モータ24の回転速度Mは、減速機の出力部の回転速度である。
法規制などの観点から、変速制御において、モータ24が単独で人力駆動車10の動力伝達システムに駆動力を与えないように制御されるべき場合がある。この場合、モータ24の回転速度Mは一定回転速度以下に制限される必要があり、そのための閾値が必要となる。例えば、閾値として用いられる値はクランク軸12の回転速度Cの値が考えられるが、第1条件が満たされる状況下では、クランク軸12が実際に回転しているわけではないため、クランク軸12の回転速度Cの実測値を求めることができない。このため、閾値として用いられる値は推定値Gを用いる必要があり、制御部72は、推定値Gを超えないようにモータ24の回転速度Mを制御することが好ましい。制御部72は、推定値の70パーセント以上90パーセント以下の範囲においてモータ24の回転速度Mを制御することがさらに好ましい。
例えば、制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御において、推定値Gが第1推定値G1の場合、モータ24の回転速度Mが第3回転速度MAになるようにモータ24を駆動するように構成される。制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御において、推定値Gが第2推定値G2の場合、モータ24の回転速度Mが第4回転速度MBになるようにモータ24を駆動するように構成される。推定値Gがクランク軸12の回転速度Cの推定値である場合、かつ、モータ24がクランク軸12にトルクを伝達する場合、例えば、第3回転速度MAは、第1推定値G1以下の値である。推定値Gがクランク軸12の回転速度Cの推定値である場合、かつ、モータ24がクランク軸12にトルクを伝達する場合、例えば、第4回転速度MBは、第2推定値G2以下の値である。
例えば、制御部72は、第1条件が満たされる場合、変速制御において、第1推定値G1に応じて、モータ24の回転速度Mが第3回転速度MAになるようにモータ24を駆動した後、ディレーラ22による伝達体20の操作が完了する前に、推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化する場合、モータ24の回転速度Mを第4回転速度MBに変更せずに、第3回転速度MAを維持したままモータ24を駆動することによって、ディレーラ22による伝達体20の操作を完了させる。
制御部72は、推定値Gが車速Vおよび変速比率Rから推定されたクランク軸12の回転速度Cの推定値である場合、車速Vおよび変速比率Rから推定されたクランク軸12の回転速度Cの推定値を用いて、推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化すると判定してもよい。推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化する場合は、人力駆動車10の加速度ACが第1加速度AC1以上の場合を含んでもよい。この場合、例えば、制御部72は、人力駆動車10の加速度ACが第1加速度AC1以上になると、推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化すると判定してもよい。推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化する場合は、人力駆動車10の加速度ACが第2加速度AC2以下の場合を含んでもよい。この場合、例えば、制御部72は、人力駆動車10の加速度ACが第2加速度AC2以下になると、推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化すると判定してもよい。人力駆動車10の加速度ACは、例えば、車速Vを微分することによって演算される。
例えば、制御部72は、第3回転速度MAが第2推定値G2を超える場合、第3回転速度MAの維持を中止し、モータ24の回転速度Mが、第2推定値G2を超えないようにモータ24を制御するように構成される。
本実施形態では、モータ24の回転速度Mを人力駆動車10の走行状態に関する推定値Gに応じて変化させることによって、制御部72は、法規制に準じた制御が実行できる。推定値Gが変化する局面においては、制御部72がモータ24の回転速度Mを変化させずに維持することによって、モータ24の回転速度Mの変動による、例えばガクガク感のようなライダの乗り心地の低下を抑制できる。
図8を参照して、制御部72が変速制御を実行する処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72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S71に移行する。制御部72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S71からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS71において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS72に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS72において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がされている場合、ステップS73に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS73において、推定値Gに応じて、モータ24の回転速度Mを制御するようにモータ24の駆動を開始し、ステップS74に移行する。制御部72は、例えば、推定値Gが第1推定値G1の場合、モータ24の回転速度Mが第3回転速度MAになるようにモータ24の駆動を開始する。制御部72は、例えば、推定値Gが第1推定値G1ではない場合、モータ24の回転速度Mが第3回転速度MAになるようにモータ24の駆動を開始する。推定値Gが第1推定値G1ではない場合は、推定値Gが第2推定値G2である場合であってもよい。
制御部72は、ステップS74において、推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化したか否かを判定する。制御部72は、推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化した場合、ステップS75に移行する。制御部72は、推定値Gが第1推定値G1から第2推定値G2に変化していない場合、ステップS76に移行する。
制御部72は、ステップS75において、モータ24の回転速度Mを第4回転速度MBに変更せずに、第3回転速度MAを維持し、ステップS77に移行する。
制御部72は、ステップS77において、ディレーラ22を制御し、ステップS78に移行する。
制御部72は、ステップS78において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS79に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS78の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS79において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS79においてモータ24の駆動を停止する。
制御部72は、ステップS76において、ディレーラ22を制御し、ステップS80に移行する。
制御部72は、ステップS80において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS81に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS80の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS81において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS81においてモータ24の駆動を停止する。
<第5実施形態>
図9を参照して、第5実施形態の制御装置70について説明する。第5実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図9のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第5実施形態の制御装置70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。
図9を参照して、第5実施形態の制御装置70について説明する。第5実施形態の制御装置70は、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図9のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第5実施形態の制御装置70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。
本実施形態では、制御部72は、第1変速指示を受けて変速制御を開始し、かつ、ディレーラ22による伝達体20の操作が完了する前に第1変速指示とは異なる第2変速指示を受けた場合、第2変速指示に基づいて変速制御を実行するように構成される。例えば、制御部72は、前回の変速指示と対応する変速段の変更が完了した状態において変速指示がある場合、第1変速指示を受けたと判定する。例えば、制御部72は、第1変速指示を受け、かつ、第1変速指示と対応する変速段の変更の完了の前に次の変速指示がある場合、第2変速指示を受けたと判定する。
例えば、制御部72は、第1変速指示の内容に応じてモータ24の回転速度Mを制御する。例えば、制御部72は、第1変速指示によって変更される変速比率Rに応じてモータ24の回転速度Mを制御する。例えば、制御部72は、変速比率Rを第1変速比率から第2変速比率に変更するための第1変速指示を受けた場合のモータ24の回転速度Mを、変速比率Rを第2変速比率から第3変速比率に変更するための第1変速指示を受けた場合のモータ24の回転速度Mと異ならせるようにモータ24を制御する。
本実施形態では、新しい変速指示を反映させるように変速制御が実行されるため、段階的な変速動作によるライダの乗り心地の低下を抑制できる。
図9を参照して、制御部72が変速制御を実行する処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72に電力が供給されると、処理を開始して図9に示すフローチャートのステップS91に移行する。制御部72は、図9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S91からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS91において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS92に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS92において、第1変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、第1変速指示がある場合、ステップS93に移行する。制御部72は、第1変速指示がない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS93において、第1変速指示に基づいてモータ24の駆動を開始し、ステップS94に移行する。
制御部72は、ステップS94において、第2変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、第2変速指示がある場合、ステップS95に移行する。制御部72は、第2変速指示がない場合、ステップS96に移行する。
制御部72は、ステップS95において、第2変速指示に基づいてモータ24の駆動を開始し、ステップS97に移行する。
制御部72は、ステップS97において、ディレーラ22を制御し、ステップS98に移行する。
制御部72は、ステップS98において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS99に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS98の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS99において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS99においてモータ24の駆動を停止する。
制御部72は、ステップS96において、ディレーラ22を制御し、ステップS100に移行する。
制御部72は、ステップS100において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS101に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS100の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS101において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS101においてモータ24の駆動を停止する。
<第6実施形態>
図10、および、図11を参照して、第6実施形態の制御装置70について説明する。第6実施形態の制御装置70は、図10の振動検出部88をさらに含み、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図11のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第6実施形態の制御装置70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。
図10、および、図11を参照して、第6実施形態の制御装置70について説明する。第6実施形態の制御装置70は、図10の振動検出部88をさらに含み、制御部72が図5のフローチャートの処理に代えて図11のフローチャートの処理を実行する以外は第1実施形態の制御装置70と同様である。第6実施形態の制御装置70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。
制御部72は、第1条件が満たされ、かつ、変速指示がある場合において、第3条件が満たされる場合、変速制御においてモータ24の駆動を開始し、変速制御を実行するように構成される。第3条件は、第1期間が経過する場合、および、人力駆動車10の振動が第1振動数以下の場合の少なくとも1つの場合に満たされる。第1期間が経過する場合は、例えば、第4時間が経過する場合を含む。第4時間は、例えば、1秒以上5秒以下である。第4時間は、例えば、2秒以上3秒以下である。第1期間は、例えば、変速指示を受けてから車輪16が1回以上5回以内回転する期間を含む。第1期間は、クランク軸12が、変速指示を受けてから3回以上5回以内回転する期間を含んでいてもよい。例えば、クランク軸12の回転数は、クランク軸12の回転速度Cの推定値によって演算される。
図10に示すように、制御装置70は振動検出部88をさらに含む。振動検出部88は、例えば、人力駆動車10の加速度ACに基づいて路面からの振動を検出する振動センサを含む。振動センサは、加速度センサを含む。振動検出部88は、例えば、人力駆動車10の傾斜角度を検出する傾斜検出部を含む。傾斜検出部は、例えば、傾斜センサおよびGPS(Global Positioning System)受信機の少なくとも1つを含む。傾斜センサは、例えば、ジャイロセンサおよび加速度センサの少なくとも1つを含む。傾斜検出部が、GPS受信機を含む場合、記憶部74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72は、人力駆動車10の現在地の道路勾配をピッチ角度として取得する。
人力駆動車10の振動が第1振動数以下の場合は、路面からの振動による人力駆動車10の上下方向への加速度の絶対値が3G以下である場合を含む。人力駆動車10の振動が第1振動数以下の場合は、人力駆動車10のロール角度、ヨー角度、および、ピッチ角度の少なくとも1つの絶対値が所定時間において30°以下である場合を含む。所定時間は、例えば、0.1秒である。
本実施形態では、例えば、ライダがペダル34を漕がずに悪路を走行している状況において、すぐに変速制御を行うと伝達体20に不具合が生じるおそれがある場合、制御部72がすぐに変速制御を行わない。すなわち、変速制御を遅らせることができるため、すぐに変速制御を行うことによって生じる不具合が抑制される。
図11を参照して、制御部72が変速制御を実行する処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72に電力が供給されると、処理を開始して図11に示すフローチャートのステップS161に移行する。制御部72は、図11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S161からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS161において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS162に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS162において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS163に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS163において、第3条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第3条件が満たされる場合、ステップS164に移行する。制御部72は、第3条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS164において、モータ24の駆動を開始し、ステップS165に移行する。
制御部72は、ステップS165において、ディレーラ22を制御し、ステップS166に移行する。
制御部72は、ステップS166において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、例えば、ディレーラ22の制御を開始してからの期間が所定期間以上の場合、変速が完了していると判定する。制御部72は、ディレーラ22の位置を検出する位置センサの出力に応じて変速が完了しているか否かを判定してもよい。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS167に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS166の処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS167において、変速制御を終了し、処理を終了する。制御部72は、例えば、ステップS167においてモータ24の駆動を停止する。
<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、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。
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、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。
・制御部72は、第1制御状態において、人力駆動車10に衝撃が加えられる場合、制御状態を第1制御状態から第2制御状態に移行するように構成されてもよい。例えば、制御部72は、サスペンション装置46に加えられる衝撃に応じて制御状態を第1制御状態から第2制御状態に移行するように構成される。制御部72は、第2制御状態において第3時間が経過した場合、制御状態を第2制御状態から第1制御状態に移行するように構成されてもよい。
図12に示すように、本変形例では、人力駆動車10は、サスペンション装置46をさらに含む。サスペンション装置46は、例えば、人力駆動車10のフロントフォーク38に設けられる。サスペンション装置46は、前輪16Fが地面から受ける衝撃が緩和されるように動作する。制御装置70は、衝撃検出部86をさらに含む。衝撃検出部86は、サスペンション装置46に加わる衝撃を検出可能に構成される。
図13を参照して、制御部72がモータ24の制御状態を移行させる処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72に電力が供給されると、処理を開始して図13に示すフローチャートのステップS131に移行する。制御部72は、図13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S131からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS131において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS132に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS132において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS133に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。制御部72は、ステップS133において、第1制御状態においてモータ24の駆動を開始し、ステップS134に移行する。
制御部72は、ステップS134において、サスペンション装置46に衝撃が加えられたか否かを判定する。制御部72は、サスペンション装置46に衝撃が加えられる場合、ステップS135に移行する。制御部72は、サスペンション装置46に衝撃が加えられない場合、ステップS136に移行する。
制御部72は、ステップS135において、制御状態を第2制御状態に移行し、ステップS137に移行する。制御部72は、ステップS137において、モータ24の駆動停止条件が成立するか否かを判定する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立する場合、ステップS138に移行する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立しない場合、ステップS134に移行し、ステップS134の処理を実行する。制御部72は、ステップS138において、変速制御を終了し、処理を終了する。
制御部72は、ステップS136において、ディレーラ22を制御し、ステップS139に移行する。制御部72は、ステップS139において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS140に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS139の処理を繰り返す。制御部72は、ステップS140において、変速制御を終了し、処理を終了する。
図12に示すように、本変形例では、人力駆動車10は、サスペンション装置46をさらに含む。サスペンション装置46は、例えば、人力駆動車10のフロントフォーク38に設けられる。サスペンション装置46は、前輪16Fが地面から受ける衝撃が緩和されるように動作する。制御装置70は、衝撃検出部86をさらに含む。衝撃検出部86は、サスペンション装置46に加わる衝撃を検出可能に構成される。
図13を参照して、制御部72がモータ24の制御状態を移行させる処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72に電力が供給されると、処理を開始して図13に示すフローチャートのステップS131に移行する。制御部72は、図13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S131からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS131において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS132に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。
制御部72は、ステップS132において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS133に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。制御部72は、ステップS133において、第1制御状態においてモータ24の駆動を開始し、ステップS134に移行する。
制御部72は、ステップS134において、サスペンション装置46に衝撃が加えられたか否かを判定する。制御部72は、サスペンション装置46に衝撃が加えられる場合、ステップS135に移行する。制御部72は、サスペンション装置46に衝撃が加えられない場合、ステップS136に移行する。
制御部72は、ステップS135において、制御状態を第2制御状態に移行し、ステップS137に移行する。制御部72は、ステップS137において、モータ24の駆動停止条件が成立するか否かを判定する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立する場合、ステップS138に移行する。制御部72は、モータ24の駆動停止条件が成立しない場合、ステップS134に移行し、ステップS134の処理を実行する。制御部72は、ステップS138において、変速制御を終了し、処理を終了する。
制御部72は、ステップS136において、ディレーラ22を制御し、ステップS139に移行する。制御部72は、ステップS139において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS140に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS139の処理を繰り返す。制御部72は、ステップS140において、変速制御を終了し、処理を終了する。
・制御部72は、第1条件が満たされることによってモータ24によって伝達体20を駆動し、かつ、変速段数を2段階以上変更する場合、第1制御状態におけるモータ24の回転速度Mが所定範囲内に維持されるように、モータ24を制御するように構成されてもよい。変速段数を2段階以上変更する場合は、例えば、車速Vが所定車速以上の場合である。変速段数を2段階以上変更する場合は、例えば、人力駆動車10の加速度ACが所定加速度度以上の場合である。変速段数を2段階以上変更する場合は、例えば、人力駆動車10の減速度が所定減速度以上の場合である。変速段数を2段階以上変更する場合は、例えば、推定値Gが所定推定値以上の場合である。
図14を参照して、制御部72がモータ24の制御状態を移行させる処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72に電力が供給されると、処理を開始して図14に示すフローチャートのステップS151に移行する。制御部72は、図14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S151からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS151において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS152に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。制御部72は、ステップS152において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS153に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。制御部72は、ステップS153において、第1制御状態においてモータ24の駆動を開始し、ステップS154に移行する。
制御部72は、ステップS154において、変速段数を2段階以上変更するか否かを判定する。制御部72は、変速段数を2段階以上変更する場合、ステップS155に移行する。制御部72は、変速段数を2段階以上変更しない場合、ステップS156に移行する。制御部72は、ステップS155において、モータ24の回転速度Mが所定範囲内に維持されるように、モータ24を制御し、ステップS156に移行する。制御部72は、ステップS156において、ディレーラ22を制御し、ステップS157に移行する。制御部72は、ステップS157において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS158に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS157の処理を繰り返す。制御部72は、ステップS158において、変速制御を終了し、処理を終了する。
図14を参照して、制御部72がモータ24の制御状態を移行させる処理について説明する。制御部72は、例えば、制御部72に電力が供給されると、処理を開始して図14に示すフローチャートのステップS151に移行する。制御部72は、図14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S151からの処理を繰り返す。
制御部72は、ステップS151において、第1条件が満たされるか否かを判定する。制御部72は、第1条件が満たされる場合、ステップS152に移行する。制御部72は、第1条件が満たされない場合、処理を終了する。制御部72は、ステップS152において、変速指示があるか否かを判定する。制御部72は、変速指示がある場合、ステップS153に移行する。制御部72は、変速指示がない場合、処理を終了する。制御部72は、ステップS153において、第1制御状態においてモータ24の駆動を開始し、ステップS154に移行する。
制御部72は、ステップS154において、変速段数を2段階以上変更するか否かを判定する。制御部72は、変速段数を2段階以上変更する場合、ステップS155に移行する。制御部72は、変速段数を2段階以上変更しない場合、ステップS156に移行する。制御部72は、ステップS155において、モータ24の回転速度Mが所定範囲内に維持されるように、モータ24を制御し、ステップS156に移行する。制御部72は、ステップS156において、ディレーラ22を制御し、ステップS157に移行する。制御部72は、ステップS157において、変速が完了しているか否かを判定する。制御部72は、変速が完了している場合、ステップS158に移行する。制御部72は、変速が完了していない場合、変速が完了するまでステップS157の処理を繰り返す。制御部72は、ステップS158において、変速制御を終了し、処理を終了する。
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、12…クランク軸、14…第1回転体、16…車輪、18…第2回転体、20…伝達体、22…ディレーラ、24…モータ、46…サスペンション装置、70…制御装置、72…制御部、84…モータ負荷検出部。
Claims (21)
- 人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車は、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、
ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、
前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、
前記制御部は、
第1制御状態と、前記第1制御状態に比べて前記モータの動作が制限される第2制御状態と、を含む制御状態を有し、
前記変速制御において、前記ディレーラによる前記伝達体の操作が完了する前に、前記第1制御状態および前記第2制御状態の少なくとも1つにおいて前記モータを制御し、
前記制御状態を前記第1制御状態、前記第2制御状態、および、前記第1制御状態、の順に移行するように構成される、制御装置。 - 前記制御部は、前記制御状態を前記第2制御状態に移行してから第1時間が経過した場合、前記制御状態を前記第2制御状態から前記第1制御状態に移行するように構成される、請求項1に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記第2制御状態において、前記モータに所定負荷以上の負荷が加わらない状態が第2時間継続した場合、前記制御状態を前記第2制御状態から前記第1制御状態に移行する、請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記制御部は、
前記第1制御状態において前記モータの負荷が検出される場合、前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行し、
前記第2制御状態において、前記第1制御状態で検出された前記モータの負荷が所定負荷未満の場合、前記制御状態を前記第1制御状態に移行し、
前記第2制御状態において、前記第1制御状態で検出された前記モータの負荷が前記所定負荷以上の場合、前記制御状態を前記第2制御状態のまま維持するように構成される、請求項1に記載の制御装置。 - 前記人力駆動車は、前記モータの負荷を検出可能に構成されるモータ負荷検出部をさらに含む、請求項3または4に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記第1条件が満たされることによって前記制御状態を前記第1制御状態に移行した場合において、第2条件が満たされると、前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行するように構成され、
前記第2条件は、前記人力駆動力が第2駆動力より大きい場合、前記クランク軸の回転速度が第2回転速度より大きい場合、および、前記クランク軸が第1回転角度以上回転する場合、の少なくとも1つの場合に満たされる、請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1制御状態において、前記人力駆動車に衝撃が加えられる場合、前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行するように構成される、請求項1から6のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記第2制御状態において第3時間が経過した場合、前記制御状態を前記第2制御状態から前記第1制御状態に移行するように構成される、請求項7に記載の制御装置。
- 前記人力駆動車は、サスペンション装置をさらに含み、
前記制御部は、前記サスペンション装置に加えられる衝撃に応じて前記制御状態を前記第1制御状態から前記第2制御状態に移行するように構成される、請求項7または8に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第2制御状態において前記モータの駆動を停止するように構成される、請求項1から9のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記第1条件が満たされることによって前記モータによって前記伝達体を駆動し、かつ、変速段数を2段階以上変更する場合、前記第1制御状態における前記モータの回転速度が所定範囲内に維持されるように、前記モータを制御するように構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載の制御装置。
- 人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車は、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、
ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、
前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、
前記制御部は、前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御における前記モータの回転速度を前記人力駆動車の走行状態に関する推定値に応じて変化させるように前記モータを制御するように構成される、制御装置。 - 前記制御部は、前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御における前記モータの回転速度が、前記推定値を超えないように前記モータを制御するように構成される、請求項12に記載の制御装置。
- 前記制御部は、
前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御において、前記推定値が第1推定値の場合、前記モータの回転速度が第3回転速度になるように前記モータを駆動するように構成され、
前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御において、前記推定値が第2推定値の場合、前記モータの回転速度が第4回転速度になるように前記モータを駆動するように構成され、
前記第1条件が満たされる場合、前記変速制御において、前記第1推定値に応じて、前記モータの回転速度が前記第3回転速度になるように前記モータを駆動した後、前記ディレーラによる前記伝達体の操作が完了する前に、前記推定値が前記第1推定値から前記第2推定値に変化する場合、前記モータの回転速度を前記第4回転速度に変更せずに、前記第3回転速度を維持したまま前記モータを駆動することによって、前記ディレーラによる前記伝達体の操作を完了させる、請求項12または13に記載の制御装置。 - 前記推定値が前記第1推定値から前記第2推定値に変化する場合は、前記人力駆動車の加速度が第1加速度以上の場合を含む、請求項14に記載の制御装置。
- 前記推定値が前記第1推定値から前記第2推定値に変化する場合は、前記人力駆動車の加速度が第2加速度以下の場合を含む、請求項14または15に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記第3回転速度が前記第2推定値を超える場合、前記第3回転速度の維持を中止し、前記モータの回転速度が、前記第2推定値を超えないように前記モータを制御するように構成される、請求項14から16のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記推定値は、前記クランク軸の回転速度の推定値である、請求項12から17のいずれか一項に記載の制御装置。
- 人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車は、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、
ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、
前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、
前記制御部は、第1変速指示を受けて前記変速制御を開始し、かつ、前記ディレーラによる前記伝達体の操作が完了する前に前記第1変速指示とは異なる第2変速指示を受けた場合、前記第2変速指示に基づいて前記変速制御を実行するように構成される、制御装置。 - 前記第1条件は、前記クランク軸の回転速度が前記第1回転速度以下の場合に満たされ、
前記第1回転速度は、実質的に0rpmである、請求項1から19のいずれか一項に記載の制御装置。 - 人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車は、人力駆動力が入力されるクランク軸と、前記クランク軸に接続される第1回転体と、車輪と、前記車輪に接続される第2回転体と、前記第1回転体および前記第2回転体に係合して、前記第1回転体と前記第2回転体との間において駆動力を伝達するように構成される伝達体と、前記クランク軸の回転速度に対する前記車輪の回転速度の変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように構成されるディレーラと、前記伝達体を駆動するように構成されるモータと、を含み、
ペダリングに関する第1条件が満たされる場合、前記伝達体を駆動するように前記モータを制御し、前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するように前記ディレーラを制御する、変速制御を行うように構成される制御部を備え、
前記第1条件は、前記人力駆動力が第1駆動力以下の場合、前記クランク軸の回転速度が第1回転速度以下の場合、および、前記クランク軸が揺動している場合、の少なくとも1つの場合に満たされ、
前記制御部は、前記第1条件が満たされ、かつ、変速指示がある場合において、第3条件が満たされる場合、前記変速制御において前記モータの駆動を開始し、前記変速制御を実行するように構成され、
前記第3条件は、第1期間が経過する場合、および、前記人力駆動車の振動が第1振動数以下の場合の少なくとも1つの場合に満たされる、制御装置。
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