JP2022188706A - 人力駆動車用の制御装置 - Google Patents

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、クランク軸と、第１回転体と、車輪と、第２回転体と、第１回転体と第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、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、操作装置と、を含む。人力駆動車用の制御装置は、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、操作装置の操作に応じて、ディレーラが変速比率を変更するために伝達体を操作するマニュアル変速モードを含む制御モードにおいて機能するように構成され、マニュアル変速モードにおいて、ペダリングに関する第１条件が満たされる場合、変速制御を行うように構成される。【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。

特許第５６８６８７６号公報

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、前記人力駆動車のライダが操作可能な操作装置と、を含み、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、前記制御部は、前記操作装置の操作に応じて、前記ディレーラが前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するマニュアル変速モードを含む制御モードにおいて機能するように構成され、前記マニュアル変速モードにおいて、ペダリングに関する第１条件が満たされる場合、前記変速制御を行うように構成され、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る。
第１側面の制御装置によれば、マニュアル変速モードにおいて第１条件が満たされる場合、変速制御を行うことができる。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行える。

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、前記マニュアル変速モードにおいて前記第１条件が満たされる場合、前記操作装置の操作に応じて前記変速制御を実行するように構成される。
第２側面の制御装置によれば、マニュアル変速モードにおいて第１条件が満たされる場合、操作装置の操作に応じて変速制御を実行できる。

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、前記マニュアル変速モードにおいて前記第１条件に加えて第２条件または第３条件が満たされる場合、前記操作装置の操作によらず前記変速制御を実行するように構成され、前記第２条件および前記第３条件は、前記人力駆動車の走行状態および前記人力駆動車の走行環境の少なくとも１つに関する条件である。
第３側面の制御装置によれば、マニュアル変速モードにおいて第１条件が満たされる場合、かつ、人力駆動車の走行状態および前記人力駆動車の走行環境の少なくとも１つに関する条件に応じて、操作装置の操作によらず変速制御を実行できる。

本開示の第３側面に従う第４側面の制御装置において、前記第２条件は、前記人力駆動車の走行路が上り坂から下り坂に変化する場合、前記人力駆動車が下り坂を走行する場合、および、前記人力駆動車の加速度が第１加速度以上の場合の少なくとも１つの場合に満たされ、前記制御部は、前記第１条件および前記第２条件が満たされる場合、前記変速制御において前記変速比率を大きくするように構成される。
第４側面の制御装置によれば、マニュアル変速モードにおいて第１条件が満たされる場合において、人力駆動車の走行路が上り坂から下り坂に変化する場合、人力駆動車が下り坂を走行する場合、および、人力駆動車の加速度が第１加速度以上の場合の少なくとも１つの場合が満たされる場合に、操作装置の操作によらず変速制御を実行できる。

本開示の第３側面に従う第５側面の制御装置において、前記第３条件は、前記人力駆動車の走行路が下り坂から上り坂に変化する場合、前記人力駆動車の車速が第１車速以下の場合、および、前記人力駆動車の減速度が第１減速度以上の場合の少なくとも１つの場合に満たされ、前記制御部は、前記第１条件および前記第３条件が満たされる場合、前記変速制御において前記変速比率を小さくするように構成される。
第５側面の制御装置によれば、マニュアル変速モードにおいて第１条件が満たされる場合において、人力駆動車の走行路が下り坂から上り坂に変化する場合、人力駆動車の車速が第１車速以下の場合、および、人力駆動車の減速度が第１減速度以上の場合の少なくとも１つの場合が満たされる場合に、操作装置の操作によらず変速制御を実行できる。

本開示の第６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、前記人力駆動車のライダが操作可能な操作装置と、を含み、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、前記制御部は、ペダリングに関する第１条件が満たされる場合、前記操作装置の操作に応じて前記変速制御を行う第１制御モードと、前記第１条件が満たされる場合、前記操作装置の操作によらず前記変速制御を行う第２制御モードと、を含む制御モードにおいて機能するように構成され、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る。
第６側面の制御装置によれば、第１条件が満たされる場合、第１制御モード、および、第２制御モードのいずれかにおいて変速制御を行うことができる。このため、ディレーラによる変速動作を好適に行える。

本開示の第６側面に従う第７側面の制御装置において、前記人力駆動車は、制御モード切替装置をさらに含み、前記制御部は、前記ライダによる前記制御モード切替装置の操作に応じて、前記制御モードを前記第１制御モードと、前記第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される。
第７側面の制御装置によれば、ライダによる制御モード切替装置の操作に応じて、前記制御モードを第１制御モードと、第２制御モードとの間において切り替えできる。このため、ライダが制御モードを選択できる。

本開示の第６または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、前記操作装置の操作に応じて、前記ディレーラが前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するマニュアル変速モードと、前記操作装置の操作によらず、前記ディレーラが前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するオート変速モードと、を含む変速モードにおいて機能するように構成される。
第８側面の制御装置によれば、マニュアル変速モード、および、オート変速モードのいずれかにおいてディレーラを制御できる。

本開示の第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、変速モード切替装置をさらに含み、前記制御部は、前記ライダによる前記変速モード切替装置の操作に応じて、前記マニュアル変速モードと、前記オート変速モードと、を切り替え可能に構成される。
第９側面の制御装置によれば、ライダによる変速モード切替装置の操作に応じて、マニュアル変速モードと、オート変速モードと、を切り替えできる。このため、ライダが変速モードを選択できる。

本開示の第８または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、前記マニュアル変速モードにおいて、前記制御モードを前記第１制御モードと、前記第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される。
第１０側面の制御装置によれば、マニュアル変速モードにおいて、制御モードを第１制御モードと、第２制御モードとの間において切り替えできる。このため、マニュアル変速モードにおいて、ライダが制御モードを選択できる。

本開示の第８から１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の制御装置において、前記制御部は、前記オート変速モードにおいて、前記制御モードを前記第１制御モードと、前記第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される。
第１１側面の制御装置によれば、オート変速モードにおいて、制御モードを第１制御モードと、第２制御モードとの間において切り替えできる。このため、オート変速モードにおいて、ライダが制御モードを選択できる。

本開示の第６から１１側面のいずれか１つに従う第１２側面の制御装置において、前記人力駆動車は、インタフェースをさらに含み、前記制御部は、前記制御モードを表示させるように前記インタフェースを制御する。
第１２側面の制御装置によれば、制御モードを表示させるようにインタフェースを制御するため、ライダが第１制御モード、および、第２制御モードのいずれかの制御モードが選択されているかを把握できる。

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。

第１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。 図１の人力駆動車に含まれるドライブユニットの断面図。 図１の人力駆動車の動力伝達システムの動力の伝達経路の模式図。 第１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４の制御部によって実行され、変速モードを変更する処理のフローチャート。 図４の制御部によって実行され、マニュアル変速モードにおいて変速制御を実行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を含む人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。 図７の制御部によって実行され、マニュアル変速モードにおいて変速制御を実行する処理のフローチャート。 第３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９の制御部によって実行され、マニュアル変速モードにおいて変速制御を実行する処理のフローチャート。 図９の制御部によって実行され、オート変速モードにおいて変速制御を実行する処理のフローチャート。 図９の制御部によって実行され、インタフェースにおいて制御モードを表示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とが、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

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。

人力駆動車１０は、人力駆動車１０のライダが操作可能な操作装置４４を含む。例えば、操作装置４４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、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、インタフェース４６、サスペンション装置、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。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い。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、インタフェース４６をさらに含む。インタフェース４６は、例えば、サイクルコンピュータ、および、スマートフォンのいずれか１つを含む。インタフェース４６は、例えば、人力駆動車１０に着脱不能に取り付けられる。インタフェース４６は、人力駆動車１０に着脱可能に取り付けられてもよい。

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。

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。

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ＡＬが、予め定めるアシストレベルＡＬ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ＡＬ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。制御部７２は、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変速制御信号と、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変速制御信号とを含む。

制御部７２は、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、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。

例えば、制御部７２は、マニュアル変速モードと、オート変速モードと、を含む変速モードにおいて機能するように構成される。マニュアル変速モードは、操作装置４４の操作に応じて、ディレーラ２２が変速比率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。例えば、制御部７２は、マニュアル変速モードにおいて、操作装置４４が操作される場合、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。マニュアル変速モード、および、オート変速モードは、それぞれ、ペダリングを伴う走行時における変速モードを意味する。

オート変速モードは、ディレーラ２２が変速比率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。例えば、制御部７２は、オート変速モードにおいて、変速条件が成立する場合、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、オート変速モードにおいて、変速条件が成立する場合に加えて、操作装置４４の操作に応じてディレーラ２２が変速比率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てもよい。

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。

例えば、変速条件は、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つに関する。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つに関する。例えば、変速条件は、クランク軸１２の回転速度Ｃが所定範囲内から所定範囲外になった場合に満たされる。

制御部７２は、マニュアル変速モードにおいて、ペダリングに関する第１条件が満たされる場合、変速制御を行うように構成される。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ＲＶ１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ＣＡ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度以上、２０度以下である。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回転速度ＲＶ１は、実質的に０ｒｐｍである。第１回転速度ＲＶ１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、マニュアル変速モードにおいて第１条件が満たされる場合、操作装置４４の操作に応じて変速制御を実行するように構成される。制御部７２は、オート変速モードにおいて第１条件が満たされる場合、操作装置４４の操作に応じて変速制御を実行するように構成されてもよい。

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、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１条件が満たされる場合、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、第１条件が満たされる場合、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。

例えば、人力駆動車１０は、変速モード切替装置６８をさらに含む。制御部７２は、ライダによる変速モード切替装置６８の操作に応じて、マニュアル変速モードと、オート変速モードと、を切り替え可能に構成される。

変速モード切替装置６８は、例えば、ボタンスイッチまたはレバースイッチを含む。変速モード切替装置６８は、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。変速モード切替装置６８は、サイクルコンピュータを含んでいてもよい。変速モード切替装置６８は、タッチパネルを含んでいてもよい。

本実施形態によれば、マニュアル変速を好むライダのユーザビリティを向上することができる。例えば、上級ライダなど、自ら変速操作を行うことを好むライダであっても、第１条件が満たされる場合、例えば、ライダがペダル３４を漕いでいない場合、ディレーラ２２を備える人力駆動車１０において変速動作を実行することは困難である。しかし、本実施形態によれば、マニュアル変速モードにおいて第１条件が満たされる場合であっても、制御部７２がモータ２４によって伝達体２０を駆動するようにモータ２４を制御するため、変速動作が可能となる。

図５を参照して、制御部７２が変速モードを変更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、マニュアル変速モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されている場合、ステップＳ１２に移行する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されていない場合、ステップＳ１３に移行する。

制御部７２は、ステップＳ１２において、変速モード切替装置６８が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、変速モード切替装置６８が操作された場合、ステップＳ１４に移行する。制御部７２は、変速モード切替装置６８が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ１４において、変速モードをオート変速モードに切り替え、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ１３において、変速モード切替装置６８が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、変速モード切替装置６８が操作された場合、ステップＳ１５に移行する。制御部７２は、変速モード切替装置６８が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ１５において、変速モードをマニュアル変速モードに切り替え、処理を終了する。

図６を参照して、制御部７２がマニュアル変速モードにおいて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Ｓ２１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Ｓ２１からの処理を繰り返す。

制御部７２は、ステップＳ２１において、マニュアル変速モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されている場合、ステップＳ２２に移行する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ２２において、第１条件が満たされか否かを判定する。制御部７２は、第１条件が満たされる場合、ステップＳ２３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Ｓ２３において、操作装置４４が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、操作装置４４が操作された場合、ステップＳ２４に移行する。制御部７２は、操作装置４４が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ２４において、変速制御を実行し、処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ２４において、モータ２４の駆動を開始した後、ステップＳ２３において判定された操作装置４４の操作に応じて電動アクチュエータ５０を駆動する。

＜第２実施形態＞
図７、および、図８を参照して、第２実施形態の制御装置７０について説明する。第２実施形態の制御装置７０の制御内容は、制御部７２が図５、および、図６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、マニュアル変速モードにおいて第１条件に加えて、第２条件または第３条件が満たされる場合、操作装置４４の操作によらず変速制御を実行するように構成される。第２条件および第３条件は、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つに関する条件である。例えば、第２条件は、人力駆動車１０の走行路が上り坂から下り坂に変化する場合、人力駆動車１０が下り坂を走行する場合、および、人力駆動車１０の加速度ＡＣが第１加速度ＡＣ１以上の場合の少なくとも１つの場合に満たされる。制御部７２は、第１条件および第２条件が満たされる場合、変速制御において変速比率Ｒを大きくするように構成される。例えば、第３条件は、人力駆動車１０の走行路が下り坂から上り坂に変化する場合、人力駆動車１０の車速Ｖが第１車速Ｖ１以下の場合、および、人力駆動車１０の減速度Ｄが第１減速度Ｄ１以上の場合の少なくとも１つの場合に満たされる。制御部７２は、第１条件および第３条件が満たされる場合、変速制御において変速比率Ｒを小さくするように構成される。

図７に示すように、制御装置７０は、状態検出部８４をさらに含む。状態検出部８４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を予め記憶され、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。

状態検出部８４は、例えば、人力駆動車１０の走行方向における前方の走行環境を検出できるように構成される前方検出部を含んでいてもよい。前方検出部はＧＰＳ受信機、カメラ、および、レーザ装置の少なくとも１つを含む。前方検出部がＧＰＳ受信機を含む場合、記憶部７４は、道路勾配に関する情報を含む地図情報を予め記憶する。制御部７２は、人力駆動車１０の現在地の情報と予め記憶される地図情報によって、前方の道路勾配を予測する。前方検出部がカメラを含む場合、制御部７２は、前方の状況をカメラによって撮像される画像によって検出する。前方検出部が、レーザ装置を含む場合、制御部７２は、レーザによって検出される障害物によって前方の状況を検出する。

制御部７２は、前方検出部からの入力に応じて前方の状況を出力する人工知能処理部を備えていてもよい。人工知能処理部は、例えば、ソフトウェアを記憶する記憶装置と、記憶装置に記憶されているソフトウェアを実行する演算処理装置と、を備える。演算処理装置は、例えばＣＰＵまたはＭＰＵを含む。演算処理装置は、例えば、ＣＰＵまたはＭＰＵに加えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を含む。演算処理装置は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでいてもよい。人工知能処理部は、１または複数の演算処理装置を含んでいてもよい。人工知能処理部は、複数の場所に離れて配置される複数の演算処理装置を含んでいてもよい。記憶装置は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。記憶装置は、制御プログラム、学習プログラム、および、学習モデルを記憶する。学習モデルは、予め定める学習アルゴリズムによって学習された学習済みのモデルであってもよく、学習アルゴリズムによって更新されるよう構成されるものであってもよい。学習アルゴリズムは、機械学習、深層学習、または、深層強化学習を含む。学習アルゴリズムは、例えば、教師あり学習、教師なし学習、および、強化学習の少なくとも１つを含む。学習アルゴリズムとしては、人工知能の分野に属する手法を用いて学習モデルを更新させるように構成されていれば、本明細書に記載されている手法以外の手法を用いてもよい。学習モデルを更新させるための学習処理は、例えば、ＧＰＵによって行われる。学習アルゴリズムは、ニューラルネットワーク（ＮＮ；Neural Network）を用いてもよい。学習アルゴリズムは、リカレントニューラルネットワーク（ＲＮＮ；Recurrent Neural Network）を用いてもよい。

本実施形態と第１実施形態との違いを簡略的に説明するならば、第１実施形態では、マニュアル変速モードにおいて、マニュアルで本開示における変速制御が行われるのに対して、本実施形態では、マニュアル変速モードにおいて、オートで本開示における変速制御が行われる。

図８を参照して、制御部７２がマニュアル変速モードにおいて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Ｓ３１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、マニュアル変速モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されている場合、ステップＳ３２に移行する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ３２において、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Ｓ３３に移行する。制御部７２は、第１条件が満たされない場合、ステップＳ３４に移行する。

制御部７２は、ステップＳ３３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Ｓ３５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Ｓ３６に移行する。

制御部７２は、ステップＳ３５において、変速制御を実行し、処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ３５において、モータ２４の駆動を開始した後、変速比率Ｒが大きくなるようにディレーラ２２を動作させるように電動アクチュエータ５０を駆動する。

制御部７２は、ステップＳ３６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Ｓ３７に移行する。制御部７２は、第３条件が満たされない場合、ステップＳ３４に移行する。

制御部７２は、ステップＳ３７において、変速制御を実行し、処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ３７において、モータ２４の駆動を開始した後、変速比率Ｒが小さくなるようにディレーラ２２を動作させるように電動アクチュエータ５０を駆動する。

制御部７２は、ステップＳ３４において、操作装置４４が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、操作装置４４が操作された場合、ステップＳ３８に移行する。制御部７２は、操作装置４４が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ３８において、変速制御を実行し、処理を終了する。制御部７２は、ステップＳ３８において、モータ２４の駆動を開始した後、操作装置４４の操作に応じた変速比率Ｒになるようにディレーラ２２を動作させるように電動アクチュエータ５０を駆動する。

＜第３実施形態＞
図９から図１２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１０から図１２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制御モードと、第２制御モードと、を含む制御モードにおいて機能するように構成される。第１制御モードは、ペダリングに関する第１条件が満たされる場合、操作装置４４の操作に応じて変速制御を行うように構成される。第２制御モードは、第１条件が満たされる場合、操作装置４４の操作によらず変速制御を行うように構成される。第２制御モードは、例えば、第１条件が満たされる場合、操作装置４４の操作によらず、所定条件が成立する場合に変速制御を行う。所定条件は、例えば、第２条件および第３条件の少なくとも１つを含む。

図９に示すように、例えば、人力駆動車１０は、制御モード切替装置９０をさらに含む。制御部７２は、ライダによる制御モード切替装置９０の操作に応じて、制御モードを第１制御モードと、第２制御モードとの間で切り替え可能に構成される。

制御モード切替装置９０は、例えば、ボタンスイッチまたはレバースイッチを含む。制御モード切替装置９０は、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。制御モード切替装置９０は、サイクルコンピュータを含んでいてもよい。制御モード切替装置９０は、タッチパネルを含んでいてもよい。

例えば、制御部７２は、マニュアル変速モードにおいて、制御モードを第１制御モードと、第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される。例えば、制御部７２は、オート変速モードにおいて、制御モードを第１制御モードと、第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される。例えば、制御部７２は、制御モードを表示させるようにインタフェース４６を制御する。例えば、制御部７２は、選択されている制御モードを表示させるための制御信号をインタフェース４６に出力する。

本実施形態によれば、本開示における変速制御について、ライダが第１制御モードおよび第２制御モードを選択することができるので、ライダのユーザビリティが向上する。

図１０、および、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１０に示すフローチャートのステップＳ４１に移行する。制御部７２は、図１０、および、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Ｓ４１からの処理を繰り返す。

制御部７２は、ステップＳ４１において、マニュアル変速モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されている場合、ステップＳ４２に移行する。制御部７２は、マニュアル変速モードが選択されていない場合、ステップＳ５１に移行する。

制御部７２は、ステップＳ４２において、第１制御モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、第１制御モードが選択されている場合、ステップＳ４３に移行する。制御部７２は、第１制御モードが選択されていない場合、ステップＳ４４に移行する。

制御部７２は、ステップＳ４３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Ｓ４５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Ｓ４５において、操作装置４４が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、操作装置４４が操作された場合、ステップＳ４６に移行する。制御部７２は、操作装置４４が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ４６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Ｓ４６において、モータ２４の駆動を開始した後、操作装置４４の操作に応じた変速比率Ｒになるようにディレーラ２２を動作させるように電動アクチュエータ５０を駆動する。

制御部７２は、ステップＳ４４において、第２制御モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、第２制御モードが選択されている場合、ステップＳ４７に移行する。制御部７２は、第２制御モードが選択されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ４７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Ｓ４８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Ｓ４８において、所定条件が成立するか否かを判定する。制御部７２は、所定条件が成立する場合、ステップＳ４９に移行する。制御部７２は、所定条件が成立しない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ４９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Ｓ４９において、モータ２４の駆動を開始した後、所定条件と対応した変速比率Ｒになるようにディレーラ２２を動作させるように電動アクチュエータ５０を駆動する。

制御部７２は、ステップＳ５１において、第１制御モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、第１制御モードが選択されている場合、ステップＳ５２に移行する。制御部７２は、第１制御モードが選択されていない場合、ステップＳ５３に移行する。

制御部７２は、ステップＳ５３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Ｓ５４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Ｓ５４において、操作装置４４が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、操作装置４４が操作された場合、ステップＳ５５に移行する。制御部７２は、操作装置４４が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ５５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Ｓ５５において、モータ２４の駆動を開始した後、操作装置４４の操作に応じた変速比率Ｒになるようにディレーラ２２を動作させるように電動アクチュエータ５０を駆動する。

制御部７２は、ステップＳ５３において、第２制御モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、第２制御モードが選択されている場合、ステップＳ５６に移行する。制御部７２は、第２制御モードが選択されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ５６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Ｓ５７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Ｓ５７において、所定条件が成立するか否かを判定する。制御部７２は、所定条件が成立する場合、ステップＳ５８に移行する。制御部７２は、所定条件が成立しない場合、処理を終了する。

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、ステップＳ５８において、モータ２４の駆動を開始した後、所定条件と対応した変速比率Ｒになるように変速比率Ｒになるようにディレーラ２２を動作させるように電動アクチュエータ５０を駆動する。

図１２を参照して、制御部７２が制御モードに応じてインタフェース４６を制御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１２に示すフローチャートのステップＳ６１に移行する。制御部７２は、図１２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Ｓ６１からの処理を繰り返す。

制御部７２は、ステップＳ６１において、第１制御モードが選択されているか否かを判定する。制御部７２は、第１制御モードが選択されている場合、ステップＳ６２に移行する。制御部７２は、第１制御モードが選択されていない場合、ステップＳ６３に移行する。

制御部７２は、ステップＳ６２において、制御モード切替装置９０が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、制御モード切替装置９０が操作された場合、ステップＳ６４に移行する。制御部７２は、制御モード切替装置９０が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ６４において、制御モードを第２制御モードに切り替え、ステップＳ６５に移行する。

制御部７２は、ステップＳ６５において、制御モードを表示させるようにインタフェース４６を制御し、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ６３において、制御モード切替装置９０が操作されたか否かを判定する。制御部７２は、制御モード切替装置９０が操作された場合、ステップＳ６６に移行する。制御部７２は、制御モード切替装置９０が操作されていない場合、処理を終了する。

制御部７２は、ステップＳ６６において、制御モードを第１制御モードに切り替え、ステップＳ６７に移行する。

制御部７２は、ステップＳ６７において、制御モードを表示させるようにインタフェース４６を制御し、処理を終了する。

＜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。

・インタフェース４６は、車速Ｖ、変速段数、変速モード、バッテリ５２の残量、現在地情報、および、ケイデンスの少なくとも１つを表示可能に構成されてもよい。

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、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、４４…操作装置、４６…インタフェース、６８…変速モード切替装置、７０…制御装置、７２…制御部、９０…制御モード切替装置。

Claims (12)

1. 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、前記人力駆動車のライダが操作可能な操作装置と、を含み、
   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、
   前記制御部は、
   前記操作装置の操作に応じて、前記ディレーラが前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するマニュアル変速モードを含む制御モードにおいて機能するように構成され、
   前記マニュアル変速モードにおいて、ペダリングに関する第１条件が満たされる場合、前記変速制御を行うように構成され、
   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る、制御装置。
2. 前記制御部は、前記マニュアル変速モードにおいて前記第１条件が満たされる場合、前記操作装置の操作に応じて前記変速制御を実行するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記マニュアル変速モードにおいて前記第１条件に加えて、第２条件または第３条件が満たされる場合、前記操作装置の操作によらず前記変速制御を実行するように構成され、
   前記第２条件および前記第３条件は、前記人力駆動車の走行状態および前記人力駆動車の走行環境の少なくとも１つに関する条件である、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記第２条件は、前記人力駆動車の走行路が上り坂から下り坂に変化する場合、前記人力駆動車が下り坂を走行する場合、および、前記人力駆動車の加速度が第１加速度以上の場合の少なくとも１つの場合に満たされ、
   前記制御部は、前記第１条件および前記第２条件が満たされる場合、前記変速制御において前記変速比率を大きくするように構成される、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記第３条件は、前記人力駆動車の走行路が下り坂から上り坂に変化する場合、前記人力駆動車の車速が第１車速以下の場合、および、前記人力駆動車の減速度が第１減速度以上の場合の少なくとも１つの場合に満たされ、
   前記制御部は、前記第１条件および前記第３条件が満たされる場合、前記変速制御において前記変速比率を小さくするように構成される、請求項３に記載の制御装置。
6. 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、前記人力駆動車のライダが操作可能な操作装置と、を含み、
   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、
   前記制御部は、
   ペダリングに関する第１条件が満たされる場合、前記操作装置の操作に応じて前記変速制御を行う第１制御モードと、前記第１条件が満たされる場合、前記操作装置の操作によらず前記変速制御を行う第２制御モードと、を含む制御モードにおいて機能するように構成され、
   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る、制御装置。
7. 前記人力駆動車は、制御モード切替装置をさらに含み、
   前記制御部は、前記ライダによる前記制御モード切替装置の操作に応じて、前記制御モードを前記第１制御モードと、前記第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、
   前記操作装置の操作に応じて、前記ディレーラが前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するマニュアル変速モードと、
   前記操作装置の操作によらず、前記ディレーラが前記変速比率を変更するために前記伝達体を操作するオート変速モードと、を含む変速モードにおいて機能するように構成される、請求項６または７に記載の制御装置。
9. 前記人力駆動車は、変速モード切替装置をさらに含み、
   前記制御部は、前記ライダによる前記変速モード切替装置の操作に応じて、前記マニュアル変速モードと、前記オート変速モードと、を切り替え可能に構成される、請求項８に記載の制御装置。
10. 前記制御部は、前記マニュアル変速モードにおいて、前記制御モードを前記第１制御モードと、前記第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される、請求項８または９に記載の制御装置。
11. 前記制御部は、前記オート変速モードにおいて、前記制御モードを前記第１制御モードと、前記第２制御モードとの間において切り替え可能に構成される、請求項８から１０のいずれか一項に記載の制御装置。
12. 前記人力駆動車は、インタフェースをさらに含み、
    前記制御部は、前記制御モードを表示させるように前記インタフェースを制御する、請求項６から１１のいずれか一項に記載の制御装置。

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