JP7140623B2 - 制御装置および変速システム - Google Patents

Description

本開示は、制御装置および変速システムに関する。

変速機の変速比を変更するためのケイデンスの上限閾値および下限閾値を人力駆動車の傾斜角に応じて変更したうえで、人力駆動車の変速比を自動的に制御する変速装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－７６１０号公報

人力駆動車で坂道を快適に走行するために、坂道の斜度と斜度の変化度合とに応じて人力駆動車の変速比の変更態様を変更することが好ましい。
本開示の目的の１つは、坂道の斜度と斜度の変化度合とに応じて人力駆動車の変速比の変更態様を変更できる制御装置および変速システムを提供することにある。

本開示の第１側面に従う制御装置は、人力駆動車の変速装置を変速条件に応じて制御する制御部を備え、前記制御部は、前記人力駆動車の傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じて、前記変速条件を変更する。
上記第１側面の制御装置によれば、人力駆動車の傾斜角度の変化量と坂道の斜度の変化度合とは相関するため、人力駆動車の傾斜角度と傾斜角度の変化量とに応じて変速装置の変速条件を変更することによって坂道の斜度と斜度の変化度合とに応じて変速装置の変更態様を変更できる。したがって、坂道の斜度と斜度の変化度合とに応じて人力駆動車の変速比の変更態様を変更できる。

前記第１側面に従う第２側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とを軸に持つ演算用テーブルに応じて、前記変速条件を変更する。
上記第２側面の制御装置によれば、変速条件を容易に変更できる。

前記第１または第２側面に従う第３側面の制御装置において、前記変速条件は、前記人力駆動車における変速比を変更するための前記人力駆動車の走行状態を示すパラメータに関する閾値を含み、前記閾値は、上限閾値および下限閾値を含み、前記制御部は、前記パラメータが前記上限閾値以上になると前記変速比を大きくするように前記変速装置を制御する第１制御、および、前記パラメータが前記下限閾値以下になると前記変速比を小さくするように前記変速装置を制御する第２制御を実行し、前記傾斜角度の変化量に応じて、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更する。
上記第３側面の制御装置によれば、人力駆動車の傾斜角度の変化量に応じてパラメータの上限閾値および下限閾値の少なくとも一方を変更することによって坂道の斜度の変化度合に応じて変速装置の変更態様を変更できる。したがって、坂道の斜度の変化度合に応じて人力駆動車の変速比の変更態様を変更できる。

前記第３側面に従う第４側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が増加する場合の前記下限閾値を、前記傾斜角度の変化量が増加しない場合の前記下限閾値よりも大きくする。
上記第４側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が増加すると、変速装置が人力駆動車の変速比を小さくしやすくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第４側面に従う第５側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が増加する場合、前記傾斜角度の増加量が大きくなるにつれて前記下限閾値を大きくする。
上記第５側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が増加するにつれて変速装置が人力駆動車の変速比をより小さくしやすくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第３～第５側面のいずれか一つに従う第６側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が増加する場合の前記上限閾値を、前記傾斜角度の変化量が増加しない場合の前記上限閾値よりも大きくする。
上記第６側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が増加すると、変速装置が人力駆動車の変速比を大きくしにくくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第６側面に従う第７側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が増加する場合、前記傾斜角度の増加量が大きくなるにつれて前記上限閾値を大きくする。
上記第７側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が増加するにつれて変速装置が人力駆動車の変速比をより大きくしにくくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第３～第７側面のいずれか一つに従う第８側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が減少する場合の前記下限閾値を、前記傾斜角度の変化量が減少しない場合の前記下限閾値よりも小さくする。
上記第８側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が減少すると、変速装置が人力駆動車の変速比を小さくしにくくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第８側面に従う第９側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が減少する場合、前記傾斜角度の減少量が大きくなるにつれて前記下限閾値を小さくする。
上記第９側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が減少するにつれて変速装置が人力駆動車の変速比をより小さくしにくくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第３～第９側面のいずれか一つに従う第１０側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が減少する場合の前記上限閾値を、前記傾斜角度の変化量が減少しない場合の前記上限閾値よりも小さくする。
上記第１０側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が減少すると、変速装置が人力駆動車の変速比を大きくしやすくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第１０側面に従う第１１側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が減少する場合、前記傾斜角度の減少量が大きくなるにつれて前記上限閾値を小さくする。
上記第１１側面の制御装置によれば、傾斜角度の変化量が減少するにつれて、変速装置が人力駆動車の変速比をより大きくしやすくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第３～第１１側面のいずれか一つに従う第１２側面の制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じて、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更する。
上記第１２側面の制御装置によれば、坂道の斜度と斜度の変化度合とに応じて人力駆動車の変速比の変速態様を変更できる。

前記第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、前記傾斜角度の変化量が同じ条件下において、前記傾斜角度が所定角度以上の場合の前記下限閾値を、前記傾斜角度が前記所定角度未満の場合の前記下限閾値よりも大きくする。
上記第１３側面の制御装置によれば、傾斜角度が大きくなると、変速装置が人力駆動車の変速比を小さくしやすくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第１２または第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、前記傾斜角度の変化量が同じ条件下において、前記傾斜角度が所定角度以上の場合の前記上限閾値を、前記傾斜角度が前記所定角度未満の場合の前記上限閾値よりも大きくする。
上記第１４側面の制御装置によれば、傾斜角度が大きくなるにつれて、変速装置が人力駆動車の変速比をより大きくしにくくなる。したがって、坂道により適した人力駆動車の変速比に変更できる。

前記第３～第１４側面のいずれか一つに従う第１５側面の制御装置において、前記パラメータは、前記人力駆動車のクランクの回転速度を含む。
上記第１５側面の制御装置によれば、クランクの回転速度に応じて人力駆動車の変速比を変更できる。

本開示の第１６側面に従う変速システムは、第１～第１５側面のいずれか一つに従う制御装置と、前記変速装置と、を備える。
上記第１６側面の変速システムによれば、坂道により適した人力駆動車の変速比の変更態様に変更できる。

本開示の制御装置および変速システムによれば、坂道の斜度と斜度の変化度合とに応じて人力駆動車の変速比の変更態様を変更できる。

実施形態の制御装置および変速システムを含む人力駆動車の側面図。 変速システムの電気的な構成を示すブロック図。 制御装置の制御部が実行する制御の処理手順の一例を示すフローチャート。 制御部が実行する制御の処理手順の一例を示すフローチャート。 （ａ）は傾斜角度および傾斜角度の変化量と上限閾値との関係の一例を示す演算用テーブル、（ｂ）は傾斜角度および傾斜角度の変化量と下限閾値との関係の一例を示す演算用テーブル。 変形例の制御装置および変速システムについて、制御装置の制御部が実行する制御の処理手順の一例を示すフローチャート。 傾斜角度の増加量と上限閾値および下限閾値の増加量との関係を示すマップ。 傾斜角度の減少量と上限閾値および下限閾値の減少量との関係を示すマップ。

（実施形態）
図１を参照して、変速システム１０を含む人力駆動車Ａについて説明する。
ここで、人力駆動車は、走行のための原動力に関して、少なくとも部分的に人力を用いる車両を意味し、電動で人力を補助する車両を含む。人力以外の原動力のみを用いる車両は、人力駆動車に含まれない。特に、内燃機関のみを原動力に用いる車両は、人力駆動車には含まれない。通常、人力駆動車には、小型軽車両が想定され、公道での運転に免許を要しない車両が想定される。図示される人力駆動車Ａは、電気エネルギーを用いて人力駆動車Ａの推進を補助する電動補助ユニットＥを含む自転車（ｅ－ｂｉｋｅ）である。具体的には、図示される人力駆動車Ａは、トレッキングバイクである。人力駆動車Ａは、フレームＡ１、フロントフォークＡ２、前輪ＷＦ、後輪ＷＲ、ハンドルＨ、および、ドライブトレインＢをさらに含む。

ドライブトレインＢは、チェーンドライブタイプに構成される。ドライブトレインＢは、クランクＣ、フロントスプロケットＤ１、リアスプロケットＤ２、および、チェーンＤ３を含む。クランクＣは、フレームＡ１に回転可能に支持されるクランク軸Ｃ１、および、クランク軸Ｃ１の両端部のそれぞれに設けられる一対のクランクアームＣ２を含む。各クランクアームＣ２の先端には、ペダルＰＤが回転可能に取り付けられる。なお、ドライブトレインＢは、任意のタイプから選択でき、ベルトドライブタイプ、または、シャフトドライブタイプであってもよい。

フロントスプロケットＤ１は、クランク軸Ｃ１と一体に回転するようにクランクＣに設けられる。リアスプロケットＤ２は、後輪ＷＲのハブＨＲに設けられる。チェーンＤ３は、フロントスプロケットＤ１およびリアスプロケットＤ２に巻き掛けられる。人力駆動車Ａに搭乗するユーザによってペダルＰＤに加えられる駆動力は、フロントスプロケットＤ１、チェーンＤ３、および、リアスプロケットＤ２を介して後輪ＷＲに伝達される。

人力駆動車Ａは、１または複数のコンポーネントＣＯをさらに含む。コンポーネントＣＯは、変速装置Ｔ、制動装置ＢＤ、サスペンションＳＵ、アジャスタブルシートポストＡＳＰ、および、電動補助ユニットＥの少なくとも１つを含む。制動装置ＢＤ、サスペンションＳＵ、および、アジャスタブルシートポストＡＳＰは、対応する操作装置の操作に応じて機械的に駆動されてもよく、対応する操作装置の操作に応じて電気的に駆動されてもよい。コンポーネントＣＯのうちの電気的に駆動される要素は、例えば人力駆動車Ａに搭載されるバッテリＢＴから供給される電力、または、個々のコンポーネントＣＯに搭載される専用の電源（図示略）から供給される電力によって動作する。

変速装置Ｔは、フロント変速装置ＴＦおよびリア変速装置ＴＲの少なくとも一方を含む。フロント変速装置ＴＦは、例えばフロントスプロケットＤ１付近に設けられるフロントディレーラである。フロント変速装置ＴＦの駆動に伴って、チェーンＤ３が巻き掛けられるフロントスプロケットＤ１が変更され、人力駆動車Ａの変速比が変更される。リア変速装置ＴＲは、例えばフレームＡ１のリアエンドＡ３に設けられるリアディレーラである。リア変速装置ＴＲの駆動に伴って、チェーンＤ３が巻き掛けられるリアスプロケットＤ２が変更され、人力駆動車Ａの変速比が変更される。なお、変速装置Ｔは、内装変速ハブ等の内装タイプに構成されてもよい。また、変速装置Ｔは、無段変速機であってもよい。

変速装置Ｔは、複数の変速段を有する。フロント変速装置ＴＦは、１または複数の変速段を有する。フロント変速装置ＴＦが有する変速段の数は、フロントスプロケットＤ１の枚数に準ずる。リア変速装置ＴＲは、１または複数の変速段を有する。リア変速装置ＴＲが有する変速段の数は、リアスプロケットＤ２の枚数に準ずる。変速装置Ｔが有する変速段の数は、フロント変速装置ＴＦが有する変速段の数と、リア変速装置ＴＲが有する変速段の数との積によって決められる。フロント変速装置ＴＦの変速段に応じた歯数と、リア変速装置ＴＲの変速段に応じた歯数との関係によって、フロントスプロケットＤ１の回転速度に対するリアスプロケットＤ２の回転速度の比である人力駆動車Ａの変速比が決められる。なお、変速装置Ｔが、無段変速機の場合には、入力回転速度に対する出力回転速度の比を人力駆動車Ａの変速比としてもよい。

変速装置Ｔは、操作装置ＳＬの操作に応じて電気的に駆動される。操作装置ＳＬは、ハンドルＨの右側、および、ハンドルＨの左側にそれぞれ設けられる。一例では、一方の操作装置ＳＬの操作に応じてフロント変速装置ＴＦが電気的に駆動され、他方の操作装置ＳＬの操作に応じてリア変速装置ＴＲが電気的に駆動される。操作装置ＳＬは、シフトアップ変速のための第１シフトレバーＳＬ１、および、シフトダウン変速のための第２シフトレバーＳＬ２を含む。第１シフトレバーＳＬ１が操作される場合、例えば現在の変速段よりも１段または複数段上の変速段となるように変速装置Ｔが駆動される。第２シフトレバーＳＬ２が操作される場合、例えば現在の変速段よりも１段または複数段下の変速段となるように変速装置Ｔが駆動される。

制動装置ＢＤは、車輪の数に対応する制動装置ＢＤを含む。本実施形態では、前輪ＷＦに対応する制動装置ＢＤ、および、後輪ＷＲに対応する制動装置ＢＤが人力駆動車Ａに設けられる。２つの制動装置ＢＤは、互いに同じ構成を有する。制動装置ＢＤは、例えば人力駆動車ＡのリムＲを制動するリムブレーキ装置である。一例では、ブレーキレバーＢＬ（操作装置）の操作に応じて、対応する制動装置ＢＤが機械的または電気的に駆動される。なお、制動装置ＢＤは、人力駆動車Ａに搭載されるディスクブレーキロータ（図示略）を始動するディスクブレーキ装置であってもよい。

サスペンションＳＵは、フロントサスペンションＳＦおよびリアサスペンション（図示略）の少なくとも一方を含む。フロントサスペンションＳＦは、前輪ＷＦが地面から受ける衝撃が緩和されるように動作する。リアサスペンションは、後輪ＷＲが地面から受ける衝撃が緩和されるように動作する。アジャスタブルシートポストＡＳＰは、フレームＡ１に対するサドルＳＤの高さが変更されるように動作する。電動補助ユニットＥは、人力駆動車Ａの推進力がアシストされるように動作する。電動補助ユニットＥは、例えばペダルＰＤに加えられる駆動力に応じて動作する。電動補助ユニットＥは、電気モータＥ１を含む。

図２を参照して、変速システム１０の構成について説明する。
変速システム１０は、制御装置１２と、変速装置Ｔとを備える。変速システム１０は、例えばバッテリＢＴから供給される電力によって動作する。制御装置１２は、人力駆動車Ａの変速装置Ｔを変速条件に応じて制御する制御部１４を備える。変速条件は、人力駆動車Ａにおける変速比を変更するための人力駆動車Ａの走行状態を示すパラメータＰＭに関する閾値を含む。一例では、パラメータＰＭは、人力駆動車ＡのクランクＣの回転速度を含む。閾値は、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを含む。制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）である。制御部１４は、変速装置Ｔに加えて、電気的に駆動される各種のコンポーネントＣＯを制御してもよい。

制御装置１２は、情報を記憶する記憶部１６をさらに備える。記憶部１６は、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。記憶部１６は、例えば制御のための各種プログラム、および、予め設定される情報等を記憶する。一例では、記憶部１６は、複数の制御態様に関する情報等を記憶する。

人力駆動車Ａは、各種の情報を検出する検出装置１８をさらに含む。検出装置１８は、第１検出部１８Ａおよび第２検出部１８Ｂを含む。第１検出部１８Ａは、例えばクランクＣの回転速度（ケイデンス）を検出するセンサを含む。第２検出部１８Ｂは、例えば人力駆動車Ａの傾斜角度ＡＩを検出するセンサを含む。本実施形態では、人力駆動車Ａの傾斜角度ＡＩは、例えば人力駆動車Ａの前後方向の傾斜角度であるピッチ角度である。第１検出部１８Ａのセンサおよび第２検出部１８Ｂのセンサはそれぞれ既存のセンサを用いることができる。第１検出部１８Ａは、所定のサンプリング周期でクランクＣの回転速度を検出する。第２検出部１８Ｂは、所定のサンプリング周期で人力駆動車Ａの傾斜角度ＡＩを検出する。第１検出部１８Ａのサンプリング周期と第２検出部１８Ｂのサンプリング周期とは互いに等しくてもよいし、異なってもよい。検出装置１８は、第１検出部１８Ａおよび第２検出部１８Ｂ以外のセンサをさらに含んでもよい。一例では、センサは、人力駆動車Ａの走行速度である車速を検出するセンサ、および、人力駆動車Ａの加速度を検出するセンサの少なくとも一方を含む。

次に、制御部１４による変速装置Ｔの制御の詳細な内容について説明する。
変速装置Ｔの制御として、制御部１４は、パラメータＰＭが上限閾値ＸＵ以上になると変速比を大きくするように変速装置Ｔを制御する第１制御、および、パラメータＰＭが下限閾値ＸＬ以下になると変速比を小さくするように変速装置Ｔを制御する第２制御を実行する。制御部１４は、パラメータＰＭであるクランクＣの回転速度が下限閾値ＸＬよりも大きくかつ上限閾値ＸＵ未満の回転速度範囲となるように人力駆動車Ａの変速比を変更する。すなわち制御部１４は、クランクＣの回転速度が回転速度範囲の上限閾値ＸＵ以上になると、人力駆動車Ａの変速比を大きくする。その結果、クランクＣの回転速度が減少しやすくなる。制御部１４は、クランクＣの回転速度が回転速度範囲の下限閾値ＸＬ以下になると、人力駆動車Ａの変速比を小さくする。その結果、クランクＣの回転速度が増加しやすくなる。以下に、変速装置Ｔの制御の処理手順の一例について説明する。

図３に示されるように、制御部１４は、ステップＳ１１においてクランクＣの回転速度を取得し、ステップＳ１２に移行する。制御部１４は、例えば第１検出部１８Ａの検出結果からクランクＣの回転速度を取得する。

制御部１４は、ステップＳ１２においてクランクＣの回転速度が上限閾値ＸＵ以上か否かを判定する。制御部１４は、ステップＳ１２においてクランクＣの回転速度が上限閾値ＸＵ以上であると判定する場合、ステップＳ１３において人力駆動車Ａの変速比を大きくして処理を一旦終了する。制御部１４は、ステップＳ１２においてクランクＣの回転速度が上限閾値ＸＵ未満であると判定する場合、ステップＳ１４に移行する。

制御部１４は、ステップＳ１４においてクランクＣの回転速度が下限閾値ＸＬ以下か否かを判定する。制御部１４は、ステップＳ１４においてクランクＣの回転速度が下限閾値ＸＬ以下であると判定する場合、ステップＳ１５において人力駆動車Ａの変速比を小さくして処理を一旦終了する。制御部１４は、ステップＳ１４においてクランクＣの回転速度が下限閾値ＸＬよりも大きいと判定する場合、処理を一旦終了する。この場合、制御部１４は、人力駆動車Ａの変速比を変更しない。すなわち制御部１４は、クランクＣの回転速度が下限閾値ＸＬよりも大きくかつ上限閾値ＸＵ未満の範囲内である場合、人力駆動車Ａの変速比を変更しない。

変速装置Ｔの制御において、制御部１４は、傾斜角度ＡＩと傾斜角度の変化量ＡＶとに応じて、変速条件を変更する。一例では、制御部１４は、傾斜角度ＡＩと傾斜角度の変化量ＡＶとを軸に持つ演算用テーブルに応じて、変速条件を変更する。変更条件の変更の一例として、制御部１４は、傾斜角度ＡＩと傾斜角度の変化量ＡＶとに応じて、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの少なくとも一方を変更する。制御部１４は、傾斜角度ＡＩと傾斜角度の変化量ＡＶとに応じて、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬをそれぞれ変更する。

傾斜角度の変化量ＡＶは、単位時間当たりの傾斜角度ＡＩの変化量、または、単位距離当たりの傾斜角度ＡＩの変化量である。一例では、傾斜角度の変化量ＡＶは、Ｎ回目（Ｎ＞２）にサンプリングした傾斜角度ＡＩと、Ｎ－１回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩとの差である。Ｎ回目のサンプリングした傾斜角度ＡＩは、現時点において最新の傾斜角度ＡＩである。傾斜角度の変化量ＡＶは、連続した２回のサンプリングの傾斜角度ＡＩの差に限られない。一例では、傾斜角度の変化量ＡＶは、Ｎ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩと、Ｎ－Ｍ回目（Ｍは２以上）にサンプリングした傾斜角度ＡＩとの差であってもよい。また一例では、傾斜角度の変化量ＡＶは、所定時間当たりの傾斜角度ＡＩの変化量で規定されてもよいし、人力駆動車Ａの所定走行距離当たりの傾斜角度ＡＩの変化量で規定されてもよい。所定時間および所定走行距離は、予め設定されるサンプリング数で規定される。具体的には、傾斜角度の変化量ＡＶは、Ｋ回目（Ｋ≧１）にサンプリングした傾斜角度ＡＩと、Ｎ回目にサンプリングした時刻から所定時間経過した時刻に相当するＬ回目（Ｌ＞Ｋ）にサンプリングした傾斜角度ＡＩとの差で規定される。また、傾斜角度の変化量ＡＶは、Ｋ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩと、Ｋ回目にサンプリングしたときから人力駆動車Ａが所定走行距離にわたり走行したときに相当するＬ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩとの差で規定される。

所定時間または単位時間は、例えば制御部１４に設けられるカウンタのカウント数に応じて検出してもよい。制御部１４は、Ｋ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩを取得し、Ｋ回目にサンプリングした時刻からカウントを開始する。制御部１４は、カウントが所定時間または単位時間に相当するカウント数に達するときに再びサンプリングして傾斜角度ＡＩを取得する。制御部１４は、Ｋ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩと、所定時間経過時または単位時間経過時にサンプリングする傾斜角度ＡＩとの差から傾斜角度の変化量ＡＶを算出する。

人力駆動車Ａの走行距離は、車速センサの検出結果に応じて算出される。この場合、人力駆動車Ａの前輪ＷＦまたは後輪ＷＲの半径が記憶部１６に記憶されている。制御部１４は、Ｋ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩを取得し、Ｋ回目にサンプリングする時点からの走行距離を監視する。制御部１４は、Ｋ回目にサンプリングする時点からの走行距離が所定走行距離または単位距離に達するときに再びサンプリングして傾斜角度ＡＩを取得する。制御部１４は、Ｋ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩと、所定走行距離を走行時または単位距離を走行時にサンプリングする傾斜角度ＡＩとの差から傾斜角度の変化量ＡＶを算出する。

制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが増加する場合の下限閾値ＸＬを、傾斜角度の変化量ＡＶが増加しない場合の下限閾値ＸＬよりも大きくする。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが増加する場合の上限閾値ＸＵを、傾斜角度の変化量ＡＶが増加しない場合の上限閾値ＸＵよりも大きくする。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが減少する場合の下限閾値ＸＬを、傾斜角度の変化量ＡＶが減少しない場合の下限閾値ＸＬよりも小さくする。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが減少する場合の上限閾値ＸＵを、傾斜角度の変化量ＡＶが減少しない場合の上限閾値ＸＵよりも小さくする。

制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが同じ条件下において、傾斜角度ＡＩが所定角度以上の場合の下限閾値ＸＬを、傾斜角度ＡＩが所定角度未満の場合の下限閾値ＸＬよりも大きくする。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが同じ条件下において、傾斜角度ＡＩが所定角度以上の場合の上限閾値ＸＵを、傾斜角度ＡＩが所定角度未満の場合の上限閾値ＸＵよりも大きくする。以下に変速条件を変更する制御の処理手順の一例について説明する。

図４に示されるように、制御部１４は、ステップＳ２１において傾斜角度ＡＩを取得し、ステップＳ２２に移行する。傾斜角度ＡＩは、第２検出部１８Ｂの検出結果から取得できる。制御部１４は、ステップＳ２２において傾斜角度の変化量ＡＶを取得し、ステップＳ２３に移行する。一例では、制御部１４は、Ｎ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩと、Ｎ－１回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩとの差から傾斜角度の変化量ＡＶを算出する。

制御部１４は、ステップＳ２３において傾斜角度ＡＩと傾斜角度の変化量ＡＶとに応じて上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを変更し、処理を一旦終了する。一例では、制御部１４は、上限閾値ＸＵについて傾斜角度ＡＩと傾斜角度の変化量ＡＶとを軸に持つ演算用テーブルおよび下限閾値ＸＬについて傾斜角度ＡＩと傾斜角度の変化量ＡＶとを軸に持つ演算用テーブルを用いて、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを変更する。

上限閾値ＸＵについての演算用テーブルは、傾斜角度ＡＩおよび傾斜角度の変化量ＡＶに対する上限閾値ＸＵの関係を示す。下限閾値ＸＬの演算用テーブルは、傾斜角度ＡＩおよび傾斜角度の変化量ＡＶに対する下限閾値ＸＬの関係を示す。図５（ａ）は、上限閾値ＸＵについての演算用テーブルの一例を示す。図５（ｂ）は、下限閾値ＸＬについての演算用テーブルの一例を示す。図５（ａ）（ｂ）では、傾斜角度ＡＩを傾斜度合（％）で示しているが、傾斜角度ＡＩを角度（°）で示してもよい。傾斜度合（％）は、例えば１００×垂直距離（ｍｍ）／水平距離（ｍｍ）によって規定される。

図５（ａ）に示される上限閾値ＸＵの演算用テーブルでは、傾斜角度ＡＩが６個に区分され、傾斜角度の変化量ＡＶが７個に区分されたテーブルのそれぞれに上限閾値ＸＵが設定される。傾斜角度ＡＩは、例えば０％以上５０％以下の範囲において、０％、０％＜ＡＩ≦５％、５％＜ＡＩ≦１０％、１０％＜ＡＩ≦１５％、１５％＜ＡＩ≦２０％、および、２０％＜ＡＩ≦５０％に区分される。傾斜角度の変化量ＡＶは、例えば閾値－Ｘ３，－Ｘ２，－Ｘ１，０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に区分される。

上限閾値ＸＵについての演算用テーブルは、傾斜角度ＡＩが「０％」かつ傾斜角度の変化量ＡＶが「０」の場合を基準閾値ＣＵＳとし、基準閾値ＣＵＳよりも大きい閾値を「ＣＵＩ」とし、基準閾値ＣＵＳよりも小さい閾値を「ＣＵＤ」とする。上限閾値ＸＵについての演算用テーブルは、基準閾値ＣＵＳよりも大きい閾値ＣＵＩ１～ＣＵＩ８を含む。閾値ＣＵＩ１から閾値ＣＵＩ８に向けて順に閾値が大きくなる（ＣＵＩ１＜ＣＵＩ２＜ＣＵＩ３＜ＣＵＩ４＜ＣＵＩ５＜ＣＵＩ６＜ＣＵＩ７＜ＣＵＩ８）。上限閾値ＸＵについての演算用テーブルは、基準閾値ＣＵＳよりも小さい閾値ＣＵＤとして、閾値ＣＵＤ１，ＣＵＤ２を含む。閾値ＣＵＤ２は閾値ＣＵＤ１よりも小さい（ＣＵＤ１＞ＣＵＤ２）。ＣＵＩ１～ＣＵＩ８，ＣＵＳ，ＣＵＤ１，ＣＵＤ２は予め設定されている。ＣＵＩ１～ＣＵＩ８，ＣＵＳ，ＣＵＤ１，ＣＵＤ２はユーザによって変更可能である。

上限閾値ＸＵについての演算用テーブルでは、傾斜角度ＡＩが大きくなるにつれて上限閾値ＸＵが大きくなり、傾斜角度ＡＩの増加量が大きくなると上限閾値ＸＵが大きくなり、傾斜角度ＡＩの減少量が大きくなると上限閾値ＸＵが小さくなる。このため、傾斜角度ＡＩが大きくなるにつれて変速装置Ｔが上段に変速しにくくなる。傾斜角度ＡＩの増加量が大きくなる場合、すなわち上り坂の傾斜角度が急になっていく場合、変速装置Ｔが上段に変速しにくくなり、傾斜角度ＡＩの減少量が大きくなる場合、すなわち上り坂の傾斜角度が緩やかになっていく場合、変速装置Ｔが上段に変速しやすくなる。

図５（ｂ）に示される下限閾値ＸＬの演算用テーブルでは、傾斜角度ＡＩが６個に区分され、傾斜角度の変化量ＡＶが７個に区分されたテーブルのそれぞれに下限閾値ＸＬが設定される。傾斜角度ＡＩは、例えば０％以上５０％以下の範囲において、０％、０％＜ＡＩ≦５％、５％＜ＡＩ≦１０％、１０％＜ＡＩ≦１５％、１５％＜ＡＩ≦２０％、および、２０％＜ＡＩ≦５０％に区分される。傾斜角度の変化量ＡＶは、例えば閾値－Ｘ３，－Ｘ２，－Ｘ１，０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に区分される。

下限閾値ＸＬについての演算用テーブルは、傾斜角度ＡＩが「０％」かつ傾斜角度の変化量ＡＶが「０」の場合を基準閾値ＣＬＳとし、基準閾値ＣＬＳよりも大きい閾値を「ＣＬＩ」とし、基準閾値ＣＬＳよりも小さい閾値を「ＣＬＤ」とする。下限閾値ＸＬについての演算用テーブルは、基準閾値ＣＬＳよりも大きい閾値ＣＬＩ１～ＣＬＩ８を含む。閾値ＣＬＩ１から閾値ＣＬＩ８に向けて順に閾値が大きくなる（ＣＬＩ１＜ＣＬＩ２＜ＣＬＩ３＜ＣＬＩ４＜ＣＬＩ５＜ＣＬＩ６＜ＣＬＩ７＜ＣＬＩ８）。下限閾値ＸＬについての演算用テーブルは、基準閾値ＣＬＳよりも小さい閾値ＣＬＤとして、閾値ＣＬＤ１，ＣＬＤ２を含む。閾値ＣＬＤ２は閾値ＣＬＤ１よりも小さい（ＣＬＤ１＞ＣＬＤ２）。ＣＬＩ１～ＣＬＩ８，ＣＬＳ，ＣＬＤ１，ＣＬＤ２は予め設定されている。ＣＬＩ１～ＣＬＩ８，ＣＬＳ，ＣＬＤ１，ＣＬＤ２はユーザによって変更可能である。

下限閾値ＸＬについての演算用テーブルでは、傾斜角度ＡＩが大きくなるにつれて下限閾値ＸＬが大きくなり、傾斜角度ＡＩの増加量が大きくなると下限閾値ＸＬが大きくなり、傾斜角度ＡＩの減少量が大きくなると下限閾値ＸＬが小さくなる。このため、傾斜角度ＡＩが大きくなるにつれて変速装置Ｔが下段に変速しやすくなる。傾斜角度ＡＩの増加量が大きくなる場合、すなわち上り坂の傾斜角度が急になっていく場合、変速装置Ｔが下段に変速しやすくなり、傾斜角度ＡＩの減少量が大きくなる場合、すなわち上り坂の傾斜角度が緩やかになっていく場合、変速装置Ｔが下段に変速しにくくなる。

上限閾値ＸＵの演算用テーブルおよび下限閾値ＸＬの演算用テーブルはそれぞれ、傾斜角度ＡＩの角度範囲は０％以上５０％以下の範囲に限られず、種々の変更が可能である。傾斜角度ＡＩの角度範囲が負の範囲、すなわち下り坂の場合についての上限閾値ＸＵの演算用テーブルおよび下限閾値ＸＬの演算用テーブルを含んでもよい。傾斜角度ＡＩの角度範囲の区分の仕方は任意に変更可能である。傾斜角度ＡＩの角度範囲において５％刻みで区分される部分は、３％刻み、１０％刻み等の５％とは異なる範囲で区分されてもよい。２０％＜ＡＩ≦５０％の角度範囲について、さらに細かく区分してもよい。

上限閾値ＸＵの演算用テーブルおよび下限閾値ＸＬの演算用テーブルのそれぞれについて、傾斜角度の変化量ＡＶは、閾値－Ｘ３，－Ｘ２，－Ｘ１，０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の７個の区分に限られず、区分数は任意に変更可能である。傾斜角度の変化量ＡＶの区分数は、３個以上であればよい。

例えば上り坂では、上り始めにおいて坂道の勾配が大きくなっていき、上り終わりにおいて坂道の勾配が小さくなっていく。このため、坂道の上り始めでは、人力駆動車Ａの変速比が小さくなりやすいことが好ましく、上り坂の上り終わりでは、人力駆動車Ａの変速比が大きくなりやすいことが好ましい。この点に鑑みて、制御部１４は、傾斜角度ＡＩおよび傾斜角度の変化量ＡＶに応じて上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを変更する。傾斜角度の変化量ＡＶは坂道の勾配の変化に相関があるため、制御部１４は、上り坂の上り始めでは、傾斜角度の変化量ＡＶが増加することによって、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬがともに大きくなり、変速装置Ｔが下段に変速しやすく、上段に変速しにくくなる。制御部１４は、上り坂の上り終わりでは、傾斜角度の変化量ＡＶが減少することによって、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬがともに小さくなり、変速装置Ｔが下段に変速しにくく、上段に変速しやすくなる。

（変形例）
上記実施形態に関する説明は、本開示に従う制御装置および変速システムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に従う制御装置および変速システムは、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、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。

・実施形態において、傾斜角度ＡＩに応じた上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを取得した後、傾斜角度の変化量ＡＶに応じて上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを補正してもよい。

一例では、図６に示すように、制御部１４は、ステップＳ４１において傾斜角度ＡＩを取得し、ステップＳ４２において傾斜角度ＡＩに応じた上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを取得し、ステップＳ４３に移行する。制御部１４は、例えば記憶部１６に記憶された傾斜角度ＡＩと上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬとの関係を示すマップまたはテーブルから上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを取得する。制御部１４は、ステップＳ４３において傾斜角度の変化量ＡＶを取得し、ステップＳ４４に移行する。

制御部１４は、ステップＳ４４において傾斜角度の変化量ＡＶが増加したか否かを判定する。傾斜角度の変化量ＡＶが増加するとは、例えばＮ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩがＮ－１回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩよりも大きいことを示す。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが増加する場合、ステップＳ４５に移行する。制御部１４は、ステップＳ４５においてステップＳ４２の上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを大きくし、処理を一旦終了する。制御部１４は、ステップＳ４５における上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの補正を、例えば図７のマップを用いて行う。図７のマップは、傾斜角度ＡＩの増加量と上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの増加量との関係を示している。図７のマップでは、傾斜角度ＡＩの増加量が大きくなるにつれて上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの増加量が大きくなる。制御部１４は、傾斜角度ＡＩの増加量から上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの増加量を取得し、ステップＳ４２における上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬに、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの増加量を加算して、補正した上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを算出する。すなわち制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが増加する場合、傾斜角度ＡＩの増加量が大きくなるにつれて上限閾値ＸＵを大きくする。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが増加する場合、傾斜角度ＡＩの増加量が大きくなるにつれて下限閾値ＸＬを大きくする。

制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが増加しない場合、ステップＳ４６に移行する。制御部１４は、ステップＳ４６において傾斜角度の変化量ＡＶが減少するか否かを判定する。傾斜角度の変化量ＡＶが減少するとは、例えばＮ回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩがＮ－１回目にサンプリングした傾斜角度ＡＩよりも小さいことを示す。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが減少する場合、ステップＳ４７に移行する。制御部１４は、ステップＳ４７においてステップＳ４２の上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを小さくし、処理を一旦終了する。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが減少しない場合、処理を一旦終了する。この場合、制御部１４は、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを補正しない。

制御部１４は、ステップＳ４７における上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの補正を、例えば図８のマップを用いて行う。図８のマップは、傾斜角度ＡＩの減少量と上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの減少量との関係を示している。図８のマップでは、傾斜角度ＡＩの減少量が大きくなるにつれて、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの減少量が大きくなる。制御部１４は、傾斜角度ＡＩの減少量から上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの減少量を取得し、ステップＳ４２における上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬに、上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの減少量を加算して、補正した上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬを算出する。すなわち制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが減少する場合、傾斜角度ＡＩの減少量が大きくなるにつれて上限閾値ＸＵを小さくする。制御部１４は、傾斜角度の変化量ＡＶが減少する場合、傾斜角度ＡＩの減少量が大きくなるにつれて下限閾値ＸＬを小さくする。

・実施形態および変形例において、制御部１４は、傾斜角度ＡＩおよび傾斜角度の変化量ＡＶに応じて上限閾値ＸＵおよび下限閾値ＸＬの一方のみを変更してもよい。

１０…変速システム、１２…制御装置、１４…制御部、Ａ…人力駆動車、Ｃ…クランク、Ｔ…変速装置。

Claims (21)

1. 人力駆動車の変速装置を変速条件に応じて制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記人力駆動車の上り坂における傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じて、前記変速条件を変更し、
   前記変速条件は、前記人力駆動車における変速比を変更するための前記人力駆動車の走行状態を示すパラメータに関する閾値を含み、
   前記閾値は、上限閾値および下限閾値を含み、
   前記制御部は、
   前記パラメータが前記上限閾値以上になると前記変速比を大きくするように前記変速装置を制御する第１制御、および、前記パラメータが前記下限閾値以下になると前記変速比を小さくするように前記変速装置を制御する第２制御を実行し、
   前記傾斜角度の変化量に応じて、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更し、
   前記パラメータは、前記人力駆動車のクランクの回転速度を含む、制御装置。
2. 前記制御部は、前記傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とを軸に持つ演算用テーブルに応じて、前記変速条件を変更する、請求項１に記載の制御装置。
3. 人力駆動車の変速装置を変速条件に応じて制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記人力駆動車の傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じて、前記変速条件を変更し、
   前記傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とを軸に持ち、前記傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じた前記変速条件が予め設定される演算用テーブルに応じて、前記変速条件を変更し、
   前記変速条件は、前記傾斜角度の変化量が増加するほど、前記変速装置が下段に変速しやすく、上段に変速しにくくなり、前記傾斜角度の変化量が減少するほど、前記変速装置が下段に変速しにくく、上段に変速しやすくなるように変更される、制御装置。
4. 前記変速条件は、前記人力駆動車における変速比を変更するための前記人力駆動車の走行状態を示すパラメータに関する閾値を含み、
   前記閾値は、上限閾値および下限閾値を含み、
   前記制御部は、
   前記パラメータが前記上限閾値以上になると前記変速比を大きくするように前記変速装置を制御する第１制御、および、前記パラメータが前記下限閾値以下になると前記変速比を小さくするように前記変速装置を制御する第２制御を実行し、
   前記傾斜角度の変化量に応じて、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更する、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記パラメータは、前記人力駆動車のクランクの回転速度を含む、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、上り坂において前記傾斜角度の変化量が増加する場合の前記上限閾値を、上り坂において前記傾斜角度の変化量が増加しない場合の前記上限閾値よりも大きくする、請求項１、２、４、５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 人力駆動車の変速装置を変速条件に応じて制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記人力駆動車の傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じて、前記変速条件を変更し、
   前記変速条件は、前記人力駆動車における変速比を変更するための前記人力駆動車の走行状態を示すパラメータに関する閾値を含み、
   前記閾値は、上限閾値および下限閾値を含み、
   前記制御部は、
   前記パラメータが前記上限閾値以上になると前記変速比を大きくするように前記変速装置を制御する第１制御、および、前記パラメータが前記下限閾値以下になると前記変速比を小さくするように前記変速装置を制御する第２制御を実行し、
   前記傾斜角度の変化量に応じて、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更し、
   上り坂において前記傾斜角度の変化量が増加する場合の前記上限閾値を、上り坂において前記傾斜角度の変化量が増加しない場合の前記上限閾値よりも大きくする、制御装置。
8. 前記パラメータは、前記人力駆動車のクランクの回転速度を含む、請求項７に記載の制御装置。
9. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が増加する場合、前記傾斜角度の増加量が大きくなるにつれて前記上限閾値を大きくする、請求項６～８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記制御部は、上り坂において前記傾斜角度の変化量が減少する場合の前記上限閾値を、上り坂において前記傾斜角度の変化量が減少しない場合の前記上限閾値よりも小さくする、請求項１、２、４～９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 人力駆動車の変速装置を変速条件に応じて制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記人力駆動車の傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じて、前記変速条件を変更し、
    前記変速条件は、前記人力駆動車における変速比を変更するための前記人力駆動車の走行状態を示すパラメータに関する閾値を含み、
    前記閾値は、上限閾値および下限閾値を含み、
    前記制御部は、
    前記パラメータが前記上限閾値以上になると前記変速比を大きくするように前記変速装置を制御する第１制御、および、前記パラメータが前記下限閾値以下になると前記変速比を小さくするように前記変速装置を制御する第２制御を実行し、
    前記傾斜角度の変化量に応じて、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更し、
    上り坂において前記傾斜角度の変化量が減少する場合の前記上限閾値を、上り坂において前記傾斜角度の変化量が減少しない場合の前記上限閾値よりも小さくする、制御装置。
12. 前記パラメータは、前記人力駆動車のクランクの回転速度を含む、請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が減少する場合、前記傾斜角度の減少量が大きくなるにつれて前記上限閾値を小さくする、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の制御装置。
14. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が増加する場合の前記下限閾値を、前記傾斜角度の変化量が増加しない場合の前記下限閾値よりも大きくする、請求項１、２、４～１３のいずれか一項に記載の制御装置。
15. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が増加する場合、前記傾斜角度の増加量が大きくなるにつれて前記下限閾値を大きくする、請求項１４に記載の制御装置。
16. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が減少する場合の前記下限閾値を、前記傾斜角度の変化量が減少しない場合の前記下限閾値よりも小さくする、請求項１、２、４～１５のいずれか一項に記載の制御装置。
17. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が減少する場合、前記傾斜角度の減少量が大きくなるにつれて前記下限閾値を小さくする、請求項１６に記載の制御装置。
18. 前記制御部は、前記傾斜角度と前記傾斜角度の変化量とに応じて、前記上限閾値および前記下限閾値の少なくとも一方を変更する、請求項１、２、４～１７のいずれか一項に記載の制御装置。
19. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が同じ条件下において、前記傾斜角度が所定角度以上の場合の前記下限閾値を、前記傾斜角度が前記所定角度未満の場合の前記下限閾値よりも大きくする、請求項１８に記載の制御装置。
20. 前記制御部は、前記傾斜角度の変化量が同じ条件下において、前記傾斜角度が所定角度以上の場合の前記上限閾値を、前記傾斜角度が前記所定角度未満の場合の前記上限閾値よりも大きくする、請求項１８または１９に記載の制御装置。
21. 請求項１～２０のいずれか一項に記載の制御装置と、
    前記変速装置と、を備える変速システム。

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