JP7344684B2

JP7344684B2 - 制御装置および変速システム

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Application number: JP2019126979A
Authority: JP
Inventors: 聡謝花; 充彦川▲崎▼
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Description

本発明は、制御装置および変速システムに関する。

複数の人力駆動車の走行状態の検出結果に基づいて、変速装置を制御する変速制御装置が知られている。特許文献１は、従来知られている変速制御装置の一例を開示する。

特開２００５－９６５３７号公報

本発明の目的は、人力駆動車の快適な走行に貢献できる制御装置および変速システムを提供することである。

本発明の第１側面に従う制御装置は、第１参照値に基づいて規定される第１変速条件に応じて、人力駆動車の変速比を変更する変速装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記人力駆動車の走行に関する走行情報に基づいて設定される第２変速条件が成立する場合、前記第１変速条件に関わらず前記人力駆動車の変速比を変更する。
上記第１側面の制御装置によれば、第２変速条件が成立している場合に、第１変速条件に関わらず、人力駆動車Ａの変速比が変更される。変速装置による好適な変速が実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第１側面に従う第２側面の制御装置において、前記第１変速条件は、第１閾値および前記第１閾値よりも小さい第２閾値を含み、前記制御部は、前記第１参照値が前記第１閾値以上になると、前記人力駆動車の変速比が大きくなる第２変速を実行し、前記第１参照値が前記第２閾値以下になると、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する。
上記第２側面の制御装置によれば、変速比の変更が好適に実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

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、前記第１参照値は、ケイデンス、前記人力駆動車のクランクに作用するトルク、パワー、および、前記人力駆動車の車速の少なくとも１つを含む。
上記第３側面の制御装置によれば、人力駆動車の変速比を適切に変更できる。

前記第１から第３側面のいずれか１つに従う第４側面の制御装置において、前記人力駆動車の走行に関する走行情報は、前記人力駆動車の走行状態に関する第１走行情報を含み、前記第１走行情報は、ケイデンス、前記人力駆動車のクランクに作用するトルク、パワー、前記人力駆動車の車速、前記人力駆動車の加速度、および、前記人力駆動車の減速度の少なくとも１つを含む。
上記第４側面の制御装置によれば、人力駆動車の変速比を適切に変更できる。

前記第４側面に従う第５側面の制御装置において、前記第１走行情報は、前記人力駆動車の減速度を含み、前記制御部は、所定期間における前記減速度が第１所定値以上の場合、前記第２変速条件が成立していると判定する。
上記第５側面の制御装置によれば、減速時に好適な変速動作が実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第５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２変速条件が成立した場合、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する。
上記第６側面の制御装置によれば、減速時に変速比が小さくなるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第５または第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、前記所定期間における前記減速度が前記第１所定値以上であるかを複数回判定し、前記減速度が前記第１所定値以上である回数が１回である場合、前記第２変速条件が成立していないと判定する。
上記第７側面の制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第５から第７側面のいずれか１つに従う第８側面の制御装置において、前記第１走行情報は、前記人力駆動車の車速をさらに含み、前記制御部は、前記車速が所定速度以上の場合、前記第２変速条件が成立していないと判定する。
上記第８側面の制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第４から第８側面のいずれか１つに従う第９側面の制御装置において、前記第１走行情報は、前記人力駆動車の減速度を含み、前記制御部は、前記減速度が第１所定値よりも大きい第２所定値以上である場合、前記人力駆動車の変速比の変化を抑制する。
上記第９側面の制御装置によれば、例えば急停止する場合に変速が実行されないため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第４から第９側面のいずれか１つに従う第１０側面の制御装置において、前記第１走行情報は、前記人力駆動車のクランクに作用するトルクを含み、前記制御部は、前記トルクの値が、所定値以上である場合、前記第２変速条件が成立していると判定し、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する。
上記第１０側面の制御装置によれば、好適に第１変速が実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第１から第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、前記走行情報は、前記人力駆動車の走行環境に関する第２走行情報を含み、前記第２走行情報は、路面の状態に関する路面情報、空気抵抗に関する空気抵抗情報、天候に関する天候情報、および、気温に関する気温情報の少なくとも１つを含む。
上記第１１側面の制御装置によれば、人力駆動車の変速比を好適に変更できる。

前記第１１側面に従う第１２側面の制御装置において、前記路面情報は、前記人力駆動車が走行する路面の傾斜角度に関する情報を含む。
上記第１２側面の制御装置によれば、人力駆動車の変速比を好適に変更できる。

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、前記傾斜角度が所定角度以上である場合、前記第２変速条件が成立したと判定し、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する。
上記第１３側面の制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

前記第１から第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の制御装置において、前記制御部は、前記第１変速条件と前記第２変速条件とが成立した場合、前記第２変速条件に基づいて前記変速装置を制御する。
上記第１４側面の制御装置によれば、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

本発明の第１５側面に従う変速システムは、前記制御装置と、前記変速装置と、を備える。
上記第１５側面の変速システムによれば、第２変速条件が成立している場合に、第１変速条件に関わらず、人力駆動車Ａの変速比が変更される。変速装置による好適な変速が実行されるため、人力駆動車の快適な走行に貢献できる。

本発明の制御装置および変速システムによれば、人力駆動車の快適な走行に貢献することができる。

第１実施形態の変速システムを含む人力駆動車の側面図。第１実施形態の制御装置と各種の要素との電気的な接続関係を示すブロック図。第１実施形態の制御装置が実行する変速装置の制御に用いられる第１変速条件の一例を示すマップ。第１実施形態の制御装置が実行する変速制御の一例を示すフローチャート。第１実施形態の制御装置が実行する第１変速促進制御の一例を示すフローチャート。第２実施形態の制御装置が実行する第２変速促進制御の一例を示すフローチャート。第３実施形態の制御装置が実行する第３変速促進制御の一例を示すフローチャート。

＜第１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、人力駆動車には含まれない。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、電気エネルギを用いて人力駆動力を補助する電動補助ユニットＥを有する。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、車輪Ｗ、ハンドルＨ、および、ドライブトレインＢをさらに含む。車輪Ｗは、前輪ＷＦおよび後輪ＷＲを含む。

ドライブトレインＢは、例えばチェーンドライブタイプである。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。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に搭乗する搭乗者によってペダルＰＤに加えられる人力駆動力は、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。

電動補助ユニットＥは、人力駆動車Ａの推進をアシストするように動作する。電動補助ユニットＥは、例えばペダルＰＤに加えられる人力駆動力に応じて動作する。電動補助ユニットＥは、モータＥ１を含む。電動補助ユニットＥは、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によって動作する。

変速システム１０は、制御装置１２と、変速装置２０とを備える。制御装置１２は、例えば電動補助ユニットＥのハウジングＥ２内に収容される。制御装置１２は、バッテリＢＴから供給される電力によって動作する。

変速装置２０は、外装変速機を含む。一例では、変速装置２０は、フロントディレーラ２２およびリアディレーラ２４の少なくとも１つを含む。フロントディレーラ２２は、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２２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。人力駆動車Ａの変速比は、フロントスプロケットＤ１の歯数とリアスプロケットＤ２の歯数との関係に基づいて規定される。一例では、人力駆動車Ａの変速比は、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の回転速度の割合で定義される。すなわち、人力駆動車Ａの変速比は、リアスプロケットＤ２の歯数に対するフロントスプロケットＤ１の歯数の割合で定義される。リアディレーラ２４は、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２４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。フロントスプロケットＤ１およびリアスプロケットＤ２の構成は、任意に選択される。フロントスプロケットＤ１の枚数は、例えば１枚である。一例では、フロントスプロケットＤ１は、歯数が３４ＴのフロントスプロケットＤ１を含む。この場合、フロントディレーラ２２の構成を省略してもよい。リアスプロケットＤ２の枚数は、例えば１１枚である。一例では、リアスプロケットＤ２は、歯数が４６Ｔ、３７Ｔ、３２Ｔ、２８Ｔ、２４Ｔ、２１Ｔ、１９Ｔ、１７Ｔ、１５Ｔ、１３Ｔ、および、１１ＴのリアスプロケットＤ２を含む。別の例では、フロントスプロケットＤ１の枚数は、２枚である。フロントスプロケットＤ１は、歯数が３４Ｔおよび２４ＴのフロントスプロケットＤ１を含む。リアスプロケットＤ２の枚数は、例えば１２枚である。リアスプロケットＤ２は、歯数が５１Ｔ、４５Ｔ、３９Ｔ、３３Ｔ、２８Ｔ、２４Ｔ、２１Ｔ、１８Ｔ、１６Ｔ、１４Ｔ、１２Ｔ、および、１０ＴのリアスプロケットＤ２を含む。変速装置２０は、外装変速機に代えて内装変速機を含んでいてもよい。この場合、内装変速機は、例えば後輪ＷＲのハブＨＲに設けられる。変速装置２０は、外装変速機に代えて無段変速機を含んでいてもよい。この場合、無段変速機は、例えば後輪ＷＲのハブＨＲに設けられる。変速装置２０は、変速操作装置ＳＬからの操作信号に応じて、人力駆動車Ａの変速比を変更する。

図２を参照して、変速システム１０の具体的な構成について説明する。
制御装置１２は、人力駆動車Ａに搭載されるコンポーネントを制御する制御部１４を備える。人力駆動車Ａのコンポーネントには、少なくとも変速装置２０が含まれる。一例では、制御部１４は、人力駆動車Ａに関する情報に応じて、人力駆動車Ａの変速比が変化するように変速装置２０を制御する。一例では、制御部１４は、人力駆動車Ａに関する情報を含む所定の変速条件に応じて、変速装置２０を制御する。一例では、所定の変速条件は、第１変速条件および第２変速条件の少なくとも１つを含む。一例では、第１変速条件は、人力駆動車Ａの変速比を変化させるか否かを決める。第２変速条件は、人力駆動車Ａの変速比の変化を促進するか否かを決める。変速比の変化の促進とは、第１変速条件により決められる変速比の変化、および、第１変速条件により決められる変速段の変化に代えてまたは加えて変速比の変化を実行することを含む。

制御装置１２は、第１参照値に基づいて規定される第１変速条件に応じて、人力駆動車Ａの変速比を変更する変速装置２０を制御する制御部１４を備える。制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびＭＰＵ（Micro Processing Unit）の少なくとも１つを含む。制御部１４は、変速操作装置ＳＬの操作に応じて変速装置２０を制御することもできる。制御部１４は、人力駆動車Ａの変速装置２０以外に、人力駆動車Ａに搭載される各種のコンポーネントをさらに制御してもよい。制御装置１２は、各種の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。

人力駆動車Ａは、外部からの入力を受け付ける操作装置ＯＤを含む。操作装置ＯＤは、変速操作装置ＳＬを少なくとも含む。変速装置２０は、例えば変速操作装置ＳＬの操作に応じて機械的または電気的に駆動されるように構成される。変速装置２０が電気的に駆動される場合、変速装置２０は、バッテリＢＴから供給される電力、または、変速装置２０に搭載される専用の電源から供給される電力によって動作する。変速操作装置ＳＬは、変速段を変更できるように構成される。変速段は、変速比に対応するように設定される。変速操作装置ＳＬが操作されると、人力駆動車Ａの変速段および変速比が変化するように変速装置２０が動作する。一例では、変速操作装置ＳＬが操作されると、人力駆動車Ａの変速比が小さくなるように変速装置２０が動作する。別の例では、変速操作装置ＳＬが操作されると、人力駆動車Ａの変速比が大きくなるように変速装置２０が動作する。変速操作装置ＳＬは、制御部１４と有線または無線通信可能に構成される。以下、変速装置２０が人力駆動車Ａの変速比を小さくする変速を第１変速と称し、変速装置２０が人力駆動車Ａの変速比を大きくする変速を第２変速と称する場合がある。第１変速は、変速段が小さくなるシフトダウン変速と同義である。第２変速は、変速段が大きくなるシフトアップ変速と同義である。

人力駆動車Ａは、各種の情報を検出するための検出装置ＤＤをさらに含む。検出装置ＤＤは、例えば第１参照値および人力駆動車Ａの走行に関する走行情報を検出する。第１参照値は、ケイデンス、人力駆動車ＡのクランクＣに作用するトルク、パワー、および、人力駆動車Ａの車速の少なくとも１つを含む。ケイデンスは、クランクＣの回転数と同義である。パワーは、ケイデンスとトルクの積である。人力駆動車Ａの走行に関する走行情報は、人力駆動車Ａの走行状態に関する第１走行情報を含む。第１走行情報は、ケイデンス、人力駆動車ＡのクランクＣに作用するトルク、パワー、人力駆動車Ａの車速、人力駆動車Ａの加速度、および、人力駆動車Ａの減速度の少なくとも１つを含む。一例では、検出装置ＤＤは、クランクＣの回転数を検出し、ケイデンスを検出するためのセンサ、人力駆動車ＡのクランクＣに作用するトルクを検出するためのセンサ、パワーを検出するためのセンサ、人力駆動車Ａの車速を検出するためのセンサ、人力駆動車Ａの加速度、および、人力駆動車Ａの減速度を検出するためのセンサの少なくとも１つを含む。人力駆動車Ａの加速度、および、人力駆動車Ａの減速度は、単位時間あたりの車速の変化量、および、車速の２乗の関数である運動エネルギの変化量の少なくとも１つを含む。検出装置ＤＤは、第１走行情報を算出してもよい。検出装置ＤＤは、人力駆動車Ａの変速比をさらに検出する。走行情報は、人力駆動車Ａの走行環境に関する第２走行情報を含む。第２走行情報は、路面の状態に関する路面情報、空気抵抗に関する空気抵抗情報、天候に関する天候情報、および、気温に関する気温情報の少なくとも１つを含む。路面情報は、人力駆動車Ａが走行する路面の傾斜角度に関する情報を含む。検出装置ＤＤは、第２走行情報が検出可能に構成される。一例では、検出装置ＤＤは、第２走行情報の少なくとも１つが検出可能なセンサを含む。別の例では、検出装置ＤＤは、第２走行情報の少なくとも１つを外部から入手可能な通信部を含む。制御部１４は、検出装置ＤＤが検出した各種の情報を有線または無線通信で取得する。

制御部１４は、第１変速条件が成立する場合、人力駆動車Ａの変速比に関する目標の変速比を変更する。制御部１４は、人力駆動車Ａの変速比が変更後の目標の変速比に一致するように変速装置２０を制御する変速制御を実行する。目標の変速比が変更される場合、変更前の目標の変速比に対応する変速段と、変更後の目標の変速比に対応する変速段との差は、１段または２段以上のいずれかである。第１変速条件は、第１閾値ＴＨ１および第１閾値ＴＨ１よりも小さい第２閾値ＴＨ２を含む。制御部１４は、第１参照値が第１閾値ＴＨ１以上になると、人力駆動車Ａの変速比が大きくなる第２変速を実行する。制御部１４は、第１参照値が第２閾値ＴＨ２以下になると、人力駆動車Ａの変速比が小さくなる第１変速を実行する。

図３は、第１参照値と第１閾値ＴＨ１との関係および第１参照値と第２閾値ＴＨ２との関係を示す。制御部１４は、人力駆動車Ａに搭載される検出装置ＤＤから第１参照値を取得する。第１参照値の一例は、ケイデンスである。制御部１４は、第１参照値と第１閾値ＴＨ１との関係に応じて、第２変速を実行するように変速装置２０を制御する。制御部１４は、第１参照値と第２閾値ＴＨ２との関係に応じて、第１変速を実行するように変速装置２０を制御する。第１閾値ＴＨ１および第２閾値ＴＨ２は、第１参照値に関する所定の範囲を規定する。第１閾値ＴＨ１は、所定の範囲の上限を規定する。第２閾値ＴＨ２は、所定の範囲の下限を規定する。所定の範囲は、第２閾値ＴＨ２超かつ第１閾値ＴＨ１未満の範囲である。一例では、第１参照値が所定の範囲に含まれる場合、第１変速および第２変速が実行されない。制御部１４は、第１参照値が第１閾値ＴＨ１以上になると第２変速を実行するように変速装置２０を制御する。制御部１４は、第１参照値が第２閾値ＴＨ２以下になると第１変速を実行するように変速装置２０を制御する。制御部１４は、第１参照値が第１閾値ＴＨ１以上、かつ、現在の人力駆動車Ａの変速比が最大変速比の場合、人力駆動車Ａの変速比を維持するように変速装置２０を制御する。人力駆動車Ａの最大変速比は、フロントスプロケットＤ１とリアスプロケットＤ２との関係に基づく最大の変速比である。制御部１４は、第１参照値が第２閾値ＴＨ２以下、かつ、現在の人力駆動車Ａの変速比が最小変速比の場合、人力駆動車Ａの変速比を維持するように変速装置２０を制御する。人力駆動車Ａの最小変速比は、フロントスプロケットＤ１とリアスプロケットＤ２との関係に基づく最小の変速比である。第１閾値ＴＨ１、および、第２閾値ＴＨ２は、任意に設定される。第１例では、第１閾値ＴＨ１は、８０ｒｐｍである。第２閾値ＴＨ２は、６０ｒｐｍである。所定の範囲は、２０ｒｐｍである。第２例では、第１閾値ＴＨ１は、８５ｒｐｍである。第２閾値ＴＨ２は、５５ｒｐｍである。所定の範囲は、３０ｒｐｍである。

制御部１４は、人力駆動車Ａの走行に関する走行情報に基づいて設定される第２変速条件が成立する場合、第１変速条件に関わらず人力駆動車Ａの変速比を変更する。第１変速条件に関わらず人力駆動車Ａの変速比を変更するとは、第１変速条件が成立しているか否かを参照しないで変速比を変更すること、および、第１変速条件が成立していてもいなくても変速比を変更することの少なくとも１つを含む。制御部１４は、人力駆動車Ａの変速比が変更されるように変速装置２０を制御する変速促進制御を実行する。制御部１４は、人力駆動車Ａの走行に関する走行情報に応じて、変速促進制御を実行する。変速促進制御では、人力駆動車Ａの変速比が、所定の時点の変速比から変化するように、または、所定の時点の変速比が目標の変速比に近づくように、所定の時点の変速比が目標の変速比に一致するように、変速装置２０を制御する。一例では、所定の時点は、第２変速条件が成立していると判定された時点である。

変速制御では、制御部１４は、人力駆動車Ａに関する第１情報に応じて、人力駆動車Ａの変速比が変化するように変速装置２０を制御する。変速促進制御では、人力駆動車Ａに関する第２情報に応じて、人力駆動車Ａの変速比が変更されるように変速装置２０を制御する。制御部１４は、第２情報として第１情報とは異なる種類の情報を参照する。

第１情報は、例えば変速操作装置ＳＬの操作に関する操作情報、および、第１参照値の少なくとも１つを含む。第２情報は、例えば人力駆動車Ａの走行に関する第１走行情報および第２走行情報を含む。第１参照値には、例えば第１走行情報と比較して、搭乗者の負荷が相対的に強く反映されるという特徴が含まれる場合がある。第１走行情報には、例えば第１参照値と比較して、搭乗者の意図しない人力駆動車Ａの挙動が相対的に強く反映されるという特徴が含まれる場合がある。

変速制御では、制御部１４は、操作情報および第１参照値の少なくとも１つに応じて変速装置２０を制御する。操作情報は、変速段を指定する指定情報を含む。指定情報は変速段を変化させる段数(以下「変化段数」という)および変速段を変化させる方向(以下「変化方向」という)に関する情報を含む。変化段数は、１段または２段以上のいずれかである。変化方向はアップまたはダウンである。変化段数および変化方向は、目標の変速段を決める。

操作情報に基づいた変速制御について説明する。制御部１４は、変速操作装置ＳＬから操作情報を取得する。制御部１４は、操作情報によって決められる目標の変速段と実際の変速段とが異なる場合、実際の変速段が目標の変速段に一致するように変速装置２０を制御する。制御部１４は、目標の変速段と実際の変速段とが一致する場合、変速段が維持されるように変速装置２０を制御する。

操作情報に代えてまたは加えて第１参照値に基づいた変速制御について説明する。制御部１４は、検出装置ＤＤから第１参照値を取得する。制御部１４は、第１参照値に基づいて第１変速条件が成立するか否かを判定する。第１変速条件が成立した場合、制御部１４は、変速実行条件に基づいて変速装置２０を制御する。変速実行条件は、複数の変速実行条件を含む。一例では、複数の変速実行条件は、第１から第４変速実行条件を含む。第１変速実行条件は、変化段数が１段かつ変化方向がアップとなるよう目標の変速段を決める。第２変速実行条件は、変化段数が１段かつ変化方向がダウンとなるよう目標の変速段を決める。第３変速実行条件は、変化段数が２段以上のいずれか、かつ、変化方向がアップとなるよう目標の変速段を決める。第４変速実行条件は、変化段数が２段以上のいずれか、かつ、変化方向がダウンとなるよう目標の変速段を決める。一例では、第１変速実行条件は、第１参照値が第１閾値以上である場合に成立する。第２変速実行条件は、第１参照値が第２閾値以下である場合に成立する。第３変速実行条件は、第１参照値が第１閾値以上であり、かつ、変速操作装置ＳＬから操作情報を取得した場合に成立する。第４変速実行条件は、第１参照値が第２閾値以下であり、かつ、変速操作装置ＳＬから操作情報を取得した場合に成立する。制御部１４は、第２変速実行条件および第４変速実行条件により第１変速を実行する。制御部１４は、第１変速実行条件および第３変速実行条件により第２変速を実行する。制御部１４は、第１変速条件が成立しない場合、変速実行条件を設定しない。

制御部１４は、各変速実行条件のいずれか１つが成立する場合、その変速実行条件によって決められる目標の変速段を暫定の目標の変速段に設定する。制御部１４は、変速制御によって設定する暫定の目標の変速段と、変速促進制御によって設定する変速促進要求との関係に応じて最終の目標の変速段を設定する。制御部１４は、変速促進要求が設定されない場合、暫定の目標の変速段を最終の目標の変速段に設定する。制御部１４は、最終の目標の変速段と実際の変速段とが異なる場合、実際の変速段が最終の目標の変速段に一致するように変速装置２０を制御する。制御部１４は、最終の目標の変速段と実際の変速段とが一致する場合、実際の変速段が維持されるように変速装置２０を制御する。

走行情報に基づいた変速促進制御について説明する。制御部１４は、走行情報として第１走行情報および第２走行情報の少なくとも１つを参照する。一例では、第１走行情報は、人力駆動車Ａの減速度を含む。一例では、人力駆動車Ａの減速度は、単位時間あたりの車速の変化量である。制御部１４は、所定期間における減速度が第１所定値以上の場合、第２変速条件が成立していると判定する。制御部１４は、第２変速条件が成立した場合、人力駆動車Ａの変速比が小さくなる第１変速を実行する。所定期間は、任意に設定される。第１例では、クランクＣの回転角度が所定回転角度を超えたことである。第２例では、人力駆動車Ａの走行距離が所定走行距離を超えたことである。一例では、初速度が大きいほど、第１所定値は大きな値になる。一例では、初速度が１５ｋｍ/ｈの場合、第１所定値は１．０ｍ／ｓ^２である。

制御部１４は、所定期間における減速度が第１所定値以上であるかを複数回判定し、減速度が第１所定値以上である回数が１回である場合、第２変速条件が成立していないと判定する。一例では、複数回は２回である。別の例では、複数回は３回以上である。制御部１４は、減速度が第１所定値よりも大きい第２所定値以上である場合、人力駆動車Ａの変速比の変化を抑制する。一例では、初速度が大きいほど、第２所定値は大きな値になる。一例では、第２所定値は第１所定値の１．５倍以上である。一例では、初速度が１５ｋｍ/ｈの場合、第２所定値は３．０ｍ／ｓ^２である。一例では、制御部１４は、減速度が第２所定値以上である場合、第２変速条件が成立していないと判定する。別の例では、制御部１４は、第１変速条件が成立した場合でも、変速比の変化を抑制するように変速装置２０を制御する。

制御部１４は、第２変速条件が成立した場合、促進実行条件に基づいて変速装置２０を制御する。促進実行条件は、複数の促進実行条件を含む。一例では、複数の促進実行条件は、第１から第３促進実行条件を含む。第１促進実行条件は、暫定の目標の変速段を最終の目標の変速段に指定する変速促進要求を設定する。第２促進実行条件は、最終の目標の変速段と現在の変速段との差の絶対値が、暫定の目標の変速段と現在の変速段との差よりも小さくなるように、最終の目標の変速段を指定する変速促進要求を設定する。暫定の変速段は、現在の変速段よりも小さい変速段である。第３促進実行条件は、暫定の目標の変速段をクリアし、別の暫定の目標の変速段を最終の目標の変速段に指定する変速促進要求を設定する。第３促進実行条件において、暫定の目標の変速段と別の暫定の目標の変速段とで変速段の変化方向が異なる場合を含む。

制御部１４は、第２変速条件が成立する場合、第１から第３促進実行条件の少なくとも１つに対応する変速促進要求を設定する。制御部１４は、変速制御において第１変速条件が成立している場合、第１から第３促進実行条件の少なくとも１つの変速促進要求を設定する。制御部１４は、変速制御において第１変速条件が成立していない場合、第１から第３促進実行条件の少なくとも１つに対応する変速促進要求を設定する。

制御部１４は、第１変速条件と第２変速条件とが成立した場合、第２変速条件に基づいて変速装置２０を制御する。制御部１４は、第１変速条件が成立、かつ、変速促進要求を設定する場合、変速促進要求に応じて最終の目標の変速段を設定する。第１変速条件が成立したことによる暫定の目標の変速段は、最終の目標の変速段には設定されずクリアされる。

図４を参照して、制御装置１２が実行する変速制御について説明する。変速制御は、制御部１４が第１参照値に基づいて、第１変速条件が成立するか否かを判定し第１変速および第２変速の少なくとも１つを実行する制御である。

制御部１４は、例えば以下の処理に従って変速制御を実行する。制御部１４は、ステップＳ１１において、第１参照値を取得する。具体的には、制御部１４は、検出装置ＤＤから第１参照値であるケイデンスを取得する。

制御部１４は、ステップＳ１２において、第１参照値が第１閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。第１参照値が第１閾値ＴＨ１以上であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１３の処理を実行する。第１参照値が第１閾値ＴＨ１以上ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１５の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ１３において、現在の人力駆動車Ａの変速比が最大変速比であるか否かを判定する。現在の人力駆動車Ａの変速比が最大変速比であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１１の処理を実行する。現在の人力駆動車Ａの変速比が最大変速比ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１４の処理を実行する。
制御部１４は、ステップＳ１４において、変速実行条件に基づいて人力駆動車Ａの変速比が大きくなる第２変速を実行する。ステップＳ１４の終了後、制御部１４は、制御を終了する。

制御部１４は、ステップＳ１５において、第１参照値が第２閾値ＴＨ２以下か否かを判定する。第１参照値が第２閾値ＴＨ２以下であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１６の処理を実行する。第１参照値が第２閾値ＴＨ２以下ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１１の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ１６において、現在の人力駆動車Ａの変速比が最小変速比であるか否かを判定する。現在の人力駆動車Ａの変速比が最小変速比であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１１の処理を実行する。現在の人力駆動車Ａの変速比が最小変速比ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ１７の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ１７において、変速実行条件に基づいて人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する。ステップＳ１７の終了後、制御部１４は、制御を終了する。制御部１４は、例えば人力駆動車Ａの走行中において、ステップＳ１１からステップＳ１７の処理を含む第１自動変速制御を繰り返し実行する。

図５を参照して、制御装置１２が実行する第２変速条件に基づいた第１変速促進制御について説明する。第１変速促進制御は、制御部１４が第１走行情報に基づいて、変速比の変更を実行する制御である。第１走行情報は、人力駆動車Ａの減速度を含む。制御部１４は、変速制御と並行して第１変速促進制御を実行する。

制御部１４は、例えば以下の処理に従って第１変速促進制御を実行する。制御部１４は、ステップＳ２１において、人力駆動車Ａの減速度を検出装置ＤＤから取得する。制御部１４は、ステップＳ２２において、減速度は第１所定値以上か否かを判定する。減速度は第１所定値以上であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ２３の処理を実行する。減速度は第１所定値以上ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ２１の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ２３において、減速度は第２所定値以上か否かを判定する。減速度は第２所定値以上であると判定した場合、制御部１４は、制御を終了する。減速度は第２所定値以上ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ２４の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ２４において、所定期間経過したか否かを判定する。所定期間経過したと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ２５の処理を実行する。所定期間経過していないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ２４の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ２５において、人力駆動車Ａの減速度を検出装置ＤＤから取得する。制御部１４は、ステップＳ２６において、減速度は第１所定値以上か否かを判定する。減速度は第１所定値以上であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ２７の処理を実行する。減速度は第１所定値以上ではないと判定した場合、制御部１４は、制御を終了する。

制御部１４は、ステップＳ２７において、促進実行条件に基づいて変速装置２０を制御する。制御部１４は、例えば人力駆動車Ａの走行中において、ステップＳ２１からステップＳ２７の処理を含む第１変速促進制御を繰り返し実行する。

＜第２実施形態＞
図６を参照して、第２実施形態の変速システム１０について説明する。第２実施形態の変速システム１０では、制御部１４が走行情報として人力駆動車Ａの車速とトルクを参照して、変速促進制御を実行する。なお、第２実施形態における変速促進制御を第２変速促進制御と称する場合がある。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１４は、第１変速促進制御に代えてまたは加えて第２変速促進制御を実行する。第２変速促進制御は、制御部１４が第１走行情報に基づいて、変速比の変更を実行する制御である。第１走行情報は、人力駆動車ＡのクランクＣに作用するトルクを含む。第１走行情報は、人力駆動車Ａの車速をさらに含む。制御部１４は、車速が所定速度以上の場合、第２変速条件が成立していないと判定する。一例では、所定速度は２５ｋｍ／ｈである。制御部１４は、トルクの値が、所定値以上である場合、第２変速条件が成立していると判定し、人力駆動車Ａの変速比が小さくなる第１変速を実行する。一例では、所定値は５Ｎｍである。

制御部１４は、例えば以下の処理に従って第２変速促進制御を実行する。制御部１４は、ステップＳ３１において、第１走行情報を取得する。具体的には、人力駆動車Ａの車速およびトルクを検出する。
制御部１４は、ステップＳ３２において、車速は所定速度以上か否かを判定する。車速は、所定速度以上であると判定した場合、制御部１４は制御を終了する。車速は所定速度以上ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ３３の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ３３において、トルクは所定値以上か否かを判定する。トルクは所定値以上であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ３４の処理を実行する。トルクは所定値以上ではないと判定した場合、制御部１４は、ステップＳ３１の処理を実行する。

制御部１４は、ステップＳ３４において、促進実行条件に基づいて変速装置２０を制御する。制御部１４は、例えば人力駆動車Ａの走行中において、ステップＳ３１からステップＳ３４の処理を含む第２変速促進制御を繰り返し実行する。

＜第３実施形態＞
図７を参照して、第３実施形態の変速システム１０について説明する。第３実施形態の変速システム１０では、制御部１４が走行情報として第２走行情報を参照して、変速促進制御を実行する。なお、第３実施形態における変速促進制御を第３変速促進制御と称する場合がある。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１４は、第１変速促進制御および第２変速促進制御に代えてまたは加えて第３変速促進制御を実行する。第３変速促進制御は、制御部１４が第２走行情報に基づいて、変速比を変更する制御である。第２走行情報は、人力駆動車Ａが走行する路面の傾斜角度に関する情報を含む。制御部１４は、傾斜角度が所定角度以上である場合、第２変速条件が成立したと判定し、人力駆動車Ａの変速比が小さくなる第１変速を実行する。一例では、所定角度は１５パーセントの斜度に相当する角度である。

制御部１４は、例えば以下の処理に従って第３変速促進制御を実行する。制御部１４は、ステップＳ４１において、人力駆動車Ａの第２走行情報を取得する。具体的には、人力駆動車Ａが走行する路面の傾斜角度を取得する。制御部１４は、ステップＳ４２において、傾斜角度は所定角度以上か否かを判定する。傾斜角度は所定角度以上であると判定した場合、制御部１４は、ステップＳ４３の処理を実行する。傾斜角度は所定角度以上ではないと判定した場合、制御部１４は、制御を終了する。

制御部１４は、ステップＳ４３において、促進実行条件に基づいて変速装置２０を制御する。制御部１４は、例えば人力駆動車Ａの走行中において、ステップＳ４１からステップＳ４３の処理を含む第３変速促進制御を繰り返し実行する。

＜変形例＞
各実施形態に関する説明は、本発明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。本発明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。

・第１変速促進制御および第２変速促進制御の少なくとも１つを実行する第１制御モードと第１変速促進制御および第２変速促進制御を実行しない第２制御モードとを備え、操作装置ＯＤにより変更可能に構成されていてもよい。第１制御モードおよび第２制御モードに関する情報は、例えば記憶部１６に記憶される。

・車速が所定車速以下の場合には、制御部１４は、第１変速促進制御および第２変速促進制御をしないように構成されていてもよい。所定車速の一例は、１０ｋｍ／ｈである。

・制御部１４は、第１参照値として人力駆動車Ａの車速と現在の変速比との関係から演算される推定ケイデンスを使用してもよい。制御部１４は、ケイデンスを検出するセンサにより検出されたケイデンスの値と推定ケイデンスの値とを比較し、大きい値を第１参照値として使用してもよい。

・制御部１４は、第１走行情報として、人力駆動車Ａの運動エネルギが第１所定値以上変化した場合に変速促進制御を実行するように構成されてもよい。この場合、人力駆動車Ａの減速度は、人力駆動車Ａの運動エネルギの減少量である。人力駆動車Ａの運動エネルギは、人力駆動車Ａの車速および質量により演算される。人力駆動車Ａの質量は、予め記憶部１６に記憶される。一例では、制御部１４は、運動エネルギが所定期間において第１所定値以上減少した場合、促進実行条件に基づいて変速装置２０を制御する。一例では、人力駆動車Ａの運動エネルギは、人力駆動車Ａの車速の２乗の関数にて表わされる参照値である。制御部１４は、車速の２乗の関数にて表わされる参照値が所定期間において第１所定値以上減少した場合、促進実行条件に基づいて変速装置２０を制御する。

・検出装置ＤＤは、人力駆動車Ａの搭乗者に関する搭乗者情報を検出可能に構成されていてもよい。搭乗者情報は、搭乗者の心拍数、筋電位、発汗量、および、体温の少なくとも１つを含む。

・人力駆動車Ａの種類は、任意に変更可能である。人力駆動車Ａは、ロードバイク、マウンテンバイク、クロスバイク、シティサイクル、カーゴバイク、リカンベント、および、キックスケータの少なくとも１つに変更可能である。

・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、その選択肢の数が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、その選択肢の数が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…変速システム、１２…制御装置、１４…制御部、２０…変速装置、Ａ…人力駆動車、Ｃ…クランク、ＴＨ１…第１閾値、ＴＨ２…第２閾値。

Claims

第１参照値に基づいて規定される第１変速条件に応じて、人力駆動車の変速比を変更する変速装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記人力駆動車の走行に関する走行情報に基づいて設定され、前記第１変速条件とは異なる第２変速条件が成立する場合、前記第１変速条件が成立する場合であっても前記第２変速条件に基づいて前記人力駆動車の変速比を変更し、
前記人力駆動車の走行に関する走行情報は、前記人力駆動車の走行状態に関する第１走行情報を含み、
前記第１走行情報は、前記人力駆動車の減速度を含み、
前記制御部は、所定期間における前記減速度が第１所定値以上の場合、前記第２変速条件が成立していると判定する、制御装置。
第１参照値に基づいて規定される第１変速条件に応じて、人力駆動車の変速比を変更する変速装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記人力駆動車の走行に関する走行情報に基づいて設定され、前記第１変速条件とは異なる第２変速条件が成立する場合、前記第１変速条件が成立する場合であっても前記第２変速条件に基づいて前記人力駆動車の変速比を変更し、
前記人力駆動車の走行に関する走行情報は、前記人力駆動車の走行状態に関する第１走行情報を含み、
前記第１走行情報は、前記人力駆動車の減速度を含み、
前記制御部は、前記減速度が第１所定値よりも大きい第２所定値以上である場合、前記人力駆動車の変速比の変化を抑制する、制御装置。
前記第１走行情報は、前記人力駆動車のクランクに作用するトルクを含み、
前記制御部は、前記トルクの値が、所定値以上である場合、前記第２変速条件が成立していると判定し、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する、請求項１または２に記載の制御装置。
第１参照値に基づいて規定される第１変速条件に応じて、人力駆動車の変速比を変更する変速装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記人力駆動車の走行に関する走行情報に基づいて設定され、前記第１変速条件とは異なる第２変速条件が成立する場合、前記第１変速条件が成立する場合であっても前記第２変速条件に基づいて前記人力駆動車の変速比を変更し、
前記人力駆動車の走行に関する走行情報は、前記人力駆動車の走行状態に関する第１走行情報を含み、
前記第１走行情報は、前記人力駆動車のクランクに作用するトルクを含み、
前記制御部は、前記トルクの値が、所定値以上である場合、前記第２変速条件が成立していると判定し、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する、制御装置。
前記第１走行情報は、前記人力駆動車の減速度を含み、
前記制御部は、所定期間における前記減速度が第１所定値以上の場合、前記第２変速条件が成立していると判定する、請求項２または４に記載の制御装置。
前記制御部は、前記第２変速条件が成立した場合、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する、請求項１または５に記載の制御装置。
前記制御部は、前記所定期間における前記減速度が前記第１所定値以上であるかを複数回判定し、前記減速度が前記第１所定値以上である回数が１回である場合、前記第２変速条件が成立していないと判定する、請求項１、５、および６のいずれか一項に記載の制御装置。
前記第１走行情報は、前記人力駆動車の車速をさらに含み、
前記制御部は、前記車速が所定速度以上の場合、前記第２変速条件が成立していないと判定する、請求項１、および５から７のいずれか一項に記載の制御装置。
前記第１走行情報は、前記人力駆動車の減速度を含み、
前記制御部は、前記減速度が第１所定値よりも大きい第２所定値以上である場合、前記人力駆動車の変速比の変化を抑制する、請求項１または４に記載の制御装置。
前記第１走行情報は、ケイデンス、パワー、前記人力駆動車の車速、前記人力駆動車の加速度の少なくとも１つを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置。
前記第１変速条件は、第１閾値および前記第１閾値よりも小さい第２閾値を含み、
前記制御部は、前記第１参照値が前記第１閾値以上になると、前記人力駆動車の変速比が大きくなる第２変速を実行し、前記第１参照値が前記第２閾値以下になると、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御装置。
前記第１参照値は、ケイデンス、前記人力駆動車のクランクに作用するトルク、パワー、および、前記人力駆動車の車速の少なくとも１つを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の制御装置。
前記走行情報は、前記人力駆動車の走行環境に関する第２走行情報を含み、
前記第２走行情報は、路面の状態に関する路面情報、空気抵抗に関する空気抵抗情報、天候に関する天候情報、および、気温に関する気温情報の少なくとも１つを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の制御装置。
前記路面情報は、前記人力駆動車が走行する路面の傾斜角度に関する情報を含む、請求項１３に記載の制御装置。
前記制御部は、前記傾斜角度が所定角度以上である場合、前記第２変速条件が成立したと判定し、前記人力駆動車の変速比が小さくなる第１変速を実行する、請求項１４に記載の制御装置。
第１参照値に基づいて規定される第１変速条件に応じて、人力駆動車の変速比を変更する変速装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記人力駆動車の走行に関する走行情報に基づいて設定され、前記第１変速条件とは異なる第２変速条件が成立する場合、前記第１変速条件が成立する場合であっても前記第２変速条件に基づいて前記人力駆動車の変速比を変更し、
前記走行情報は、前記人力駆動車の走行環境に関する第２走行情報を含み、
前記第２走行情報は、路面の状態に関する路面情報、空気抵抗に関する空気抵抗情報、天候に関する天候情報、および、気温に関する気温情報の少なくとも１つを含む、制御装置。
前記制御部は、前記第１変速条件と前記第２変速条件とが成立した場合、前記第２変速条件に基づいて前記変速装置を制御する、請求項１から１６のいずれか一項に記載の制御装置。
請求項１から１７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。