JP7409905B2 - 人力駆動車用制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、人力駆動車用制御装置に関する。

特許文献１には、回生された電力を蓄えることが可能な電動アシスト自転車が開示されている。同文献の技術では、回生を行うか否かを判定して、その判定に基づいてモータによって回生を行う。回生モードの場合、バッテリは回生に基づく電力によって充電される。

特開２０１９－１２３３７０号公報

ところで、バッテリが満充電の場合、バッテリ保護のため、モータの回生動作を行わない制御がある。この場合、モータの回生ブレーキの機会が少なくなる場合がある。本開示の目的の１つは、回生動作が制限される状況を少なくできる人力駆動車両用制御装置を提供することである。

本開示の第１側面に従う人力駆動車用制御装置は、人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータ、および、前記モータに電力を供給するバッテリの少なくとも一方を制御可能な制御部を含み、前記モータは回生可能に構成され、前記バッテリは、前記モータの回生動作に基づいて発生する第１電力を充電可能、かつ、商用電源から供給される第２電力を充電可能に構成され、前記制御部は、前記第１電力を充電する場合と、前記第２電力を充電する場合と、で前記バッテリの蓄電上限閾値が異なるように制御可能に構成される。

上記第１側面の人力駆動車用制御装置によれば、モータの回生動作に基づいて発生する第１電力に基づく充電と、商用電源から供給される第２電力に基づく充電とにおいて、バッテリの蓄電量を異ならせることができる。バッテリの蓄電量が異なる状態が存在することによって、少なくとも一方の状態は、バッテリが最大蓄電量よりも低い状態となる。バッテリが最大蓄電量よりも低い蓄電状態の場合、さらに追加で充電可能であり、これによって、回生動作の制限を少なくできる。

本開示の第１側面に従う第２側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記第１電力を充電する場合、第１制動状態と、前記第１制動状態と異なる第２制動状態とで、前記バッテリの蓄電上限閾値が異なるように制御可能に構成され、前記第１制動状態の前記蓄電上限閾値は、第１閾値に設定され、前記第２制動状態の前記蓄電上限閾値は、前記第１閾値とは異なる第２閾値に設定されている。

上記第２側面の人力駆動車用制御装置によれば、第１制動状態の場合と、第２制動状態の場合とにおいて、バッテリの蓄電上限値を異ならせている。バッテリの蓄電量が異なる状態が存在することによって、少なくとも一方の状態は、バッテリが最大蓄電量よりも低い状態となる。バッテリが最大蓄電量よりも低い蓄電状態の場合、さらに追加で充電可能であり、これによって、回生動作の制限を少なくできる。

本開示の第２側面に従う第３側面の人力駆動車用制御装置において、前記第２電力を前記バッテリに充電する場合の前記蓄電上限閾値は、第３閾値に設定されている。

上記第３側面の人力駆動車用制御装置によれば、商用電源から供給される第２電力に基づく充電において、第１制動状態の場合の充電と第２制動状態の場合の充電とのいずれとも独立して充電を制御できる。

本開示の第３側面に従う第４側面の人力駆動車用制御装置において、前記第３閾値は、前記第１閾値と等しい。

上記第４側面の人力駆動車用制御装置によれば、商用電源から供給される第２電力に基づいて、第１制動状態における最大の蓄電量と同じ蓄電量まで、バッテリを充電できる。

本開示の第３側面に従う第５側面の人力駆動車用制御装置において、前記第３閾値は、前記第１閾値と異なる。

上記第５側面の人力駆動車用制御装置によれば、商用電源から供給される第２電力に基づいて、第１制動状態における最大の蓄電量と異なる蓄電量まで、バッテリを充電できる。

本開示の第２から第５側面のいずれか１つに従う第６側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の制動状態が前記第２制動状態の場合は、前記バッテリの蓄電量が前記第２閾値に達するまで第１電力を前記バッテリに充電した後、充電動作を停止するように構成される。

上記第６側面の人力駆動車用制御装置によれば、バッテリの過剰な充電を抑制できる。

本開示の第１から第６側面のいずれか１つに従う第７側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリに供給される前記第１電力は、前記バッテリとは異なる補助バッテリに充電されるように構成される。

上記第７側面の人力駆動車用制御装置によれば、バッテリの蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合に、回生動作によって発生した第１電力が無駄に捨てられることを抑制できる。

本開示の第１から第７側面のいずれか１つに従う第８側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリから電力が供給される電気部品によって電力を消費させるように構成される。

上記第８側面の人力駆動車用制御装置によれば、バッテリの蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合に、回生動作によって発生した第１電力を充電できるように、バッテリの蓄電量を迅速に低くできる。

本開示の第１から第８側面のいずれか１つに従う第９側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリから電力が供給される電気部品の電力消費量を増やすように構成される。

上記第９側面の人力駆動車用制御装置によれば、バッテリの蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合に、回生動作によって発生した第１電力を充電できるように、バッテリの蓄電量を迅速に低くできる。

本開示の第１から第９側面のいずれか１つに従う第１０側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリの前記蓄電量が前記蓄電上限閾値未満の電力消費閾値まで、前記バッテリに充電された電力を消費するように構成される。

上記第１０側面の人力駆動車用制御装置によれば、バッテリの蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、蓄電量が電力消費閾値に至るまでバッテリの電力が消費されるため、バッテリに、回生動作によって発生した第１電力を充電できる充電可能容量を確保できる。

本開示の第１から第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の制動状態が第１制動状態の場合、前記蓄電上限閾値を第１閾値に設定する第１制御モードと、前記人力駆動車の制動状態が前記第１制動状態の場合、前記蓄電上限閾値を前記第１閾値より大きい第２閾値に設定する第２制御モードと、を有する。

上記第１１側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の制動状態が第１制動状態にある場合、蓄電上限閾値が異なる２つの充電制御を実行できる。

本開示の第１１側面に従う第１２側面の人力駆動車用制御装置において、前記第１制御モードと前記第２制御モードとは、選択的に切り替え可能に構成される。

上記第１２側面の人力駆動車用制御装置によれば、第１制御モードと第２制御モードとを任意に切り替えることができる。

本開示の第１１または第１２側面に従う第１３側面の人力駆動車用制御装置において、前記第１制御モードと前記第２制御モードとは、人力駆動車の加速度の変化の大きさに応じて切り替え可能に構成される。

上記第１３側面の人力駆動車用制御装置によれば、第１制御モードと前記第２制御モードを人力駆動車の加速度の大きさに応じて自動的に切り替えることができる。

本開示の第１１から第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の前記制動状態が、前記第１制動状態とは異なる第２制動状態の場合は、前記蓄電上限閾値を前記第２閾値に設定するように構成される。

上記第１４側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の制動状態が第２制動状態の場合、蓄電上限閾値を第２閾値に自動的に設定できる。

本開示の第１から第１４側面のいずれか１つに従う第１５側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態、および、前記人力駆動車のブレーキの操作状態に基づいて、前記人力駆動車の制動状態が第１制動状態または第２制動状態の何れであるか、を判定する。

上記第１５側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の制動状態が第１制動状態または第２制動状態の何れであるかを判定できる。

本開示の人力駆動車用制御装置は、回生動作が制限される状況を少なくできる。

人力駆動車用制御装置を含む人力駆動車の側面図。 ブレーキ装置の模式図。 モータとクランク軸との間の動力伝達経路の模式図。 人力駆動車用制御装置と各種装置との関係を示すブロック図。 電力系統のブロック図。 人力駆動車用制御装置が実行する処理のフローチャートの一部の図。 人力駆動車用制御装置が実行する処理のフローチャートの他の部分の図。 バッテリの蓄電量の時間変化を示すチャート。

図１から図８を参照して、人力駆動車用制御装置について説明する。人力駆動車用制御装置は、人力駆動車２に設けられる。以降、人力駆動車用制御装置を制御装置６０と呼ぶ。本実施形態では、人力駆動車２に供給される電力について、モータ１４の回生動作に基づいて発生する電力を「第１電力」という。商用電源８０から人力駆動車２に供給される電力を「第２電力」という。

人力駆動車２は、少なくとも人力駆動力によって駆動することができる乗り物である。人力駆動車２は、車輪の数が限定されず、例えば１輪車および３輪以上の車輪を有する車も含む。人力駆動車２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、ハンドサイクル、および、リカンベントなど様々な自転車、ならびに、電動自転車（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。電動自転車は、電気モータによって車両の推進を補助す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２を、自転車として説明する。

人力駆動車２の具体例を説明する。
なお、以下の説明において、回転動力は、トルクおよび回転速度の少なくとも１つ、または、回転速度×トルクからなる駆動力、のいずれかである。

人力駆動車２は、少なくとも１つの車輪４と、ブレーキ装置１２と、バッテリ１６とを含む。一例では、人力駆動車２は、後輪４Ａと、前輪４Ｂと、を含む。後輪４Ａは、フレーム６に支持される。後輪４Ａは、クランク８が回転することによって駆動される。

人力駆動車２は、フレーム６と、クランク８とを含む。クランク８は、フレーム６に対して回転可能なクランク軸８Ａと、クランク軸８Ａの軸方向の端部にそれぞれ設けられるクランクアーム８Ｂとを含む。各クランクアーム８Ｂには、ペダル１０がそれぞれ連結される。

クランク８と後輪４Ａとは、駆動機構３２によって連結される。駆動機構３２は、第１回転体３４、第２回転体３６、および、伝達部材３８を含む。第１回転体３４は、１枚または複数枚のスプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。第２回転体３６は、後輪４Ａに連結される。第２回転体３６は、１枚または複数枚のスプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。伝達部材３８は、第１回転体３４の回転力を第２回転体３６に伝達する。伝達部材３８は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。

駆動機構３２の第２回転体３６と後輪４Ａとは、一体に回転するように接続されてもよい。駆動機構３２の第２回転体３６と後輪４Ａとは、第１クラッチ４２を介して接続されてもよい。本実施形態では、駆動機構３２と後輪４Ａとは、第１クラッチ４２を介して接続される。この場合、第１クラッチ４２は、第１状態と、第３状態とを含む。第１状態は、第２回転体３６の第１方向Ｒ１の回転動力を後輪４Ａに伝達する状態であって、かつ、後輪４Ａの第１方向Ｒ１の回転動力を第２回転体３６に伝達しない状態である。第１状態は、後輪４Ａの第１方向Ｒ１の回転動力を第２回転体３６に伝達しないが、後輪４Ａの第４方向Ｒ４の回転動力を第２回転体３６に伝達する。第３状態は、後輪４Ａの少なくとも第１方向Ｒ１の回転動力を、駆動機構３２の第２回転体３６に伝達する状態である。第３状態は、好ましくは、後輪４Ａの第１方向Ｒ１の回転および第４方向Ｒ４の回転を、駆動機構３２の第２回転体３６に伝達する。例えば、第１クラッチ４２は、電磁クラッチによって構成される。第１状態と第３状態とは、制御部６２の指令によって切り替えられる。第１クラッチ４２の状態は、人力駆動車２の制動の有無、制動状態、およびバッテリ１６の蓄電量に基づいて、切り替えられる（図６および図７参照）。

第１方向Ｒ１は、前輪４Ｂの回転中心軸心が後輪４Ａの回転中心軸心よりも右側に配置されるように見える方向から人力駆動車２を見た場合、時計の針の回転方向と同じ方向である。第４方向Ｒ４は、第１方向Ｒ１と反対の方向である。

人力駆動車２は、モータ１４を含む。モータ１４の出力は、第２クラッチ４４を介して駆動機構３２の第１回転体３４に伝達されてもよい。本実施形態では、モータ１４の出力は、第２クラッチ４４を介して駆動機構３２の第１回転体３４に伝達される。この場合、第２クラッチ４４は、第２状態と、第４状態とを含む。第２状態は、モータ１４の出力を駆動機構３２の第１回転体３４に伝達する状態であり、かつ、第１回転体３４の第２方向Ｒ２の回転動力をモータ１４に伝えない状態である。第４状態は、駆動機構３２の第１回転体３４の第２方向Ｒ２の回転動力をモータ１４に伝達する状態である。第２クラッチ４４は、電磁クラッチによって構成される。第２状態と第４状態とは、制御部６２の指令によって切り替えられる。第２クラッチ４４の状態は、人力駆動車２の制動の有無、制動状態、およびバッテリ１６の蓄電量に基づいて切り替えられる（図６および図７参照）。

本実施形態では、第２方向Ｒ２は、前輪４Ｂの回転中心軸心が後輪４Ａの回転中心軸心よりも右側に配置されるように見える方向から人力駆動車２を見た場合、時計の針の回転方向と同じ方向である。具体的には、第２方向Ｒ２は、人力駆動車２を前進させるためにクランク８を漕ぐ場合のクランク軸８Ａの回転方向と同じ方向である。

クランク軸８Ａと第１回転体３４とは、相対回転可能に構成されていてもよい。クランク軸８Ａと第１回転体３４とは、第３クラッチ４０を介して連結されていてもよい。本実施形態では、クランク軸８Ａと第１回転体３４とは、クランク軸８Ａに結合される結合部材２１と、第１回転体３４が結合される出力回転体２２と、結合部材２１と出力回転体２２との間に設けられる第３クラッチ４０とを介して連結される。第３クラッチ４０は、クランク軸８Ａの第３方向Ｒ３の回転動力を第１回転体３４に伝達し、第１回転体３４がクランク軸８Ａに相対的に第３方向Ｒ３に回転する場合に第１回転体３４の第３方向Ｒ３の回転動力をクランク軸８Ａに伝達しないように構成される。

本実施形態では、第３方向Ｒ３は、前輪４Ｂの回転中心軸心が後輪４Ａの回転中心軸心よりも右側に配置されるように見える方向から人力駆動車２を見た場合、時計の針の回転方向と同じ方向である。具体的には、第３方向Ｒ３は、人力駆動車２を前進させるためにクランク８を漕ぐ場合のクランク軸８Ａの回転方向と同じ方向である。

フレーム６には、フロントフォーク２６を介して前輪４Ｂが取り付けられている。フロントフォーク２６には、ハンドルバー２８がステム２９を介して連結されている。本実施形態では、後輪４Ａが駆動機構３２によってクランク８に連結されるが、後輪４Ａおよび前輪４Ｂの少なくとも１つが、駆動機構３２によってクランク８に連結されてもよい。

ブレーキ装置１２は、車輪４を制動する。ブレーキ装置１２は、ブレーキレバー１２Ａと、車輪４を制動するブレーキパッド１２Ｂと、ブレーキレバー１２Ａに連動してブレーキパッド１２Ｂを動かせるケーブル１２Ｃとを備える。図２に示されるように、ブレーキ装置１２には、ブレーキセンサ５６が設けられる。

人力駆動車２は、モータ１４と、変換回路１８とをさらに含む。モータ１４は、電気モータを含む。モータ１４は、ブラシレスモータによって構成される。モータ１４は回生可能に構成される。モータ１４は、回生時に、回生動作によって発生する電力を第１電力として出力するように構成される。モータ１４は、回生動作によって実質的に回生ブレーキがかかる。モータ１４は、出力軸１４Ａを含む。モータ１４は、ペダル１０から後輪４Ａまでの人力駆動力の動力伝達経路に設けられる。ペダル１０から後輪４Ａまでの人力駆動力の動力伝達経路は、後輪４Ａを含む。本実施形態では、モータ１４は、第１回転体３４に回転力を伝達するように設けられる。

モータ１４は、前輪４Ｂに回転を伝達するように設けられてもよい。モータ１４は、リアハブモータに構成されて、後輪４Ａに回転を伝達するように設けられてもよい。モータ１４が、リアハブに配置されるリアハブモータを含むリアタイプドライブトレインとして構成される場合、後輪４Ａとともにモータ１４が回転するように構成されてもよい。本実施形態のように、モータ１４は、ミッドシップタイプのドライブトレインとして構成されてもよい。

図３に示されるように、モータ１４の出力は、減速機構２０、および出力回転体２２を介して第１回転体３４に伝達される。減速機構２０は、上述の第２クラッチ４４を備えてもよい。減速機構２０の第２クラッチ４４は省略されてもよい。第２クラッチ４４が省略される場合、クランク８が回転すると、第１回転体３４を介してモータ１４の出力軸１４Ａが回転する。

本実施形態では、減速機構２０は、第１歯車２４Ａと、第２歯車２４Ｂと、第３歯車２４Ｃと、第４歯車２４Ｄと、第２クラッチ４４とを含む。モータ１４の出力軸１４Ａは、第１歯車２４Ａに噛み合う。第２歯車２４Ｂは、第１歯車２４Ａに連動するように軸部材２５を介して第１歯車２４Ａに結合される。第３歯車２４Ｃは、第２歯車２４Ｂと噛み合う。第４歯車２４Ｄは、第２クラッチ４４を介して第３歯車２４Ｃに結合される。第２クラッチ４４は、減速機構２０の第３歯車２４Ｃと第４歯車２４Ｄとの間に設けられる。

駆動機構３２の動作を説明する。
クランク軸８Ａの第３方向Ｒ３の回転動力は、第３クラッチ４０および出力回転体２２を介して第１回転体３４に伝達される。

第１クラッチ４２が第１状態の場合、第１回転体３４の第２方向Ｒ２の回転動力は、伝達部材３８および第２回転体３６を介して後輪４Ａに伝達される。第１クラッチ４２が第１状態の場合、後輪４Ａの第１方向Ｒ１の回転動力は、第２回転体３６および伝達部材３８に伝達されず、その結果、第１回転体３４にも伝達されない。第１クラッチ４２が第３状態の場合、第１回転体３４の第２方向Ｒ２の回転動力は、伝達部材３８および第２回転体３６を介して第２回転体３６まで伝達されるが、後輪４Ａに伝達されない。第１クラッチ４２が第３状態の場合、後輪４Ａの回転動力が伝達部材３８を介して第１回転体３４に伝達される。

第２クラッチ４４が第２状態の場合で、第４歯車２４Ｄに発生する第５方向Ｒ５への回転に関する回転動力が、出力回転体２２に発生する第２方向Ｒ２への回転に関する回転動力以上の場合、モータ１４の出力は、第４歯車２４Ｄおよび出力回転体２２を介して第１回転体３４に伝達される。第２クラッチ４４が第２状態の場合で、第４歯車２４Ｄに発生する第５方向Ｒ５への回転に関する回転動力が、出力回転体２２に発生する第２方向Ｒ２への回転動力未満の場合に、第４歯車２４Ｄが第５方向Ｒ５に回転しても、第２クラッチ４４が第４歯車２４Ｄの回転動力を第３歯車２４Ｃに伝達しないため、第１回転体３４の第２方向Ｒ２の回転動力は、モータ１４に伝達されない。第２クラッチ４４が第４状態の場合で、出力回転体２２に発生する第２方向Ｒ２への回転に関する回転動力が第４歯車２４Ｄに発生する第５方向Ｒ５への回転に関する回転動力よりも大きい場合、第１回転体３４の第２方向Ｒ２の回転動力は、第２クラッチ４４を介してモータ１４に伝達される。この場合、モータ１４は、回生できる。

本実施形態では、第５方向Ｒ５は、前輪４Ｂの回転中心軸心が後輪４Ａの回転中心軸心よりも右側に配置されるように見える方向から人力駆動車２を見た場合、時計の針の回転方向と反対方向である。

図４および図５を参照して、変換回路１８について説明する。
図４に示されるように、モータ１４は、変換回路１８を介して制御される。図５に示されるように、変換回路１８は、モータ１４とバッテリ１６との間に接続される。モータ１４は、変換回路１８から出力されるパルス信号に基づいて動作する。変換回路１８は、直流を交流に変換するインバータ回路１８Ａと、交流を直流に変換するコンバータ回路１８Ｂとを含む。変換回路１８は、制御部６２で形成される入力信号によって制御される。変換回路１８は、入力信号に基づいて、バッテリ１６の直流電力を交流に変換する。変換回路１８は、入力信号に基づいて、回生によって生じた回生エネルギーを電力として回収できるようにモータ１４が形成する交流電力を直流に変換する。

入力信号は、基準パターンと、出力パターンと、回生パターンとの３種類の信号に分類される。基準パターンは、基準パターンの入力信号が変換回路１８に入力されることによって、モータ１４が動力を出力せず、かつ、回生動作をさせない中立状態になるように構成される。出力パターンは、モータ１４が動力を出力させるように構成される。回生パターンは、回生エネルギーをモータ１４から取り出すことが出来るように構成される。

人力駆動車２には、人力駆動車２の走行速度を検出する車速センサ４８、人力駆動車２に入力されるトルクを検出するトルクセンサ５０、クランク軸８Ａまたはクランクアーム８Ｂの回転に関する情報をケイデンスとして検出するクランク回転センサ５２、および、人力駆動車２に入力される仕事量を検出するパワーメータ５４、傾斜センサ５８のうち少なくとも１つが設けられる。さらに、人力駆動車２には、ブレーキセンサ５６が設けられる。

人力駆動車２に入力されるトルクは、クランク８に入力される人力トルクを含む。クランク８に入力される人力トルクは、ペダル１０で検知する人力トルク、クランク軸８Ａで検知する人力トルク、および、クランクアーム８Ｂで検知する人力トルクを含む。ケイデンスは、ケイデンス推定値、および、クランク回転センサ５２によって検出されるケイデンス実測値の少なくとも一方を含む。ケイデンス推定値は、車輪４の回転速度と、第１回転体３４と第２回転体３６との変速比率と、に基づいて算出される。

トルクセンサ５０は、一例では、クランク軸８Ａに入力される人力駆動力のトルクを検出する。トルクセンサ５０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５０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含まれる部材に設けられる。動力伝達経路に含まれる部材は、例えば、クランク軸８Ａ、クランク軸８Ａと第１回転体３４との間において人力駆動力を伝達する部材、クランクアーム８Ｂ、または、ペダル１０である。人力駆動力は、人力駆動力の仕事率を含んでいてもよい。トルクセンサ５０によって検出されたトルクとクランク回転センサ５２によって検出されたクランク軸８Ａの回転速度とを乗算した値が仕事率である。

車速センサ４８は、一例では、人力駆動車２の車輪４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４８は、人力駆動車２の車輪４の回転速度を検出するために用いられる。車速センサ４８は、車輪４の回転速度に応じた信号を出力する。車速センサ４８は、好ましくは、リードスイッチを構成する磁性体リード、または、ホール素子を含む。車速センサ４８は、人力駆動車２のフレーム６のチェーンステイに取り付けられ、後輪４Ａ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２６に設けられ、前輪４Ｂに取り付けられる磁石を検出する構成としてもよい。一例では、車速センサ４８は、車輪４に設けられる１つの磁石と、磁石の磁気検出部と、センサ演算部とを備える。車速センサ４８のセンサ演算部は、所定時間における磁石の検出頻度と、車輪４の円周との乗算とによって所定時間あたりの走行距離を算出し、走行距離を所定時間で除算することによって、走行速度を求める。車輪４には、複数の磁石が設けられてもよい。この場合、磁石は、円周方向に等間隔に配置される。他の例では、車速センサ４８は、位置検出システムを利用して走行速度を求めるものであってもよい。一例では、車速センサ４８は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用する装置を含む。この例では、車速センサ４８は、スマートフォン、携帯電話、スマートウォッチを含み、これらに設けられるＧＰＳ機能を用いて所定時間あたりの自転車の移動距離から、走行速度を求める。

クランク回転センサ５２は、クランク軸８Ａまたはクランクアーム８Ｂの回転速度を検出するために用いられる。クランク回転センサ５２は、例えば、人力駆動車２のフレーム６に取り付けられる。クランク回転センサ５２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。クランク回転センサ５２は、磁石の磁界を検出して、クランク軸８Ａの回転速度に応じた信号を出力する。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８Ａ、クランク軸８Ａに連動して回転する部材、または、クランク軸８Ａから第１回転体３４までの間の動力伝達経路に設けられる。クランク軸８Ａに連動して回転する部材は、モータ１４の出力軸１４Ａを含む。磁石は、クランク軸８Ａから第１回転体３４までの人力駆動力の動力伝達経路において、クランク軸８Ａと一体に回転する部材に設けられてもよい。例えば、磁石は、クランク軸８Ａと第１回転体３４との間に第３クラッチ４０が設けられない場合、第１回転体３４に設けられてもよい。クランク回転センサ５２は、磁気センサに代えて、光学センサを含んでいてもよい。

パワーメータ５４は、クランク軸８Ａ、クランクアーム８Ｂ、後輪４Ａのハブ、および、ペダル１０のうち少なくとも１つに取り付けられる。パワーメータ５４は、パワーメータ５４が取り付けられる部品の歪を測定することによって、仕事量を検出する。

ブレーキセンサ５６は、ブレーキ移動距離を検出する。例えば、ブレーキセンサ５６は、ブレーキレバー１２Ａの移動距離、ブレーキレバー１２Ａの回転角度、ケーブル１２Ｃの移動距離、または、ブレーキパッド１２Ｂの移動距離を検出し、検出した値をブレーキ移動距離として出力する。例えば、ブレーキ移動距離は、ブレーキレバー１２Ａの回転中心を中心とする円周に沿う、ブレーキレバー１２Ａの根元部分の一点の移動距離として定義される。

ブレーキセンサ５６は、ブレーキパット部分の圧力、または、ブレーキレバー１２Ａの圧力に基づいてブレーキレバー１２Ａの操作量を検出してもよい。ブレーキが油圧式の場合、ブレーキセンサ５６は、油圧を検出し、油圧の大きさに基づいてブレーキの操作量を検出してもよい。

傾斜センサ５８は、重力センサによって構成される。傾斜センサ５８は、ジャイロセンサによって構成されてもよい。傾斜センサ５８は、加速度センサによって構成されてもよい。傾斜センサ５８は、人力駆動車２の傾斜角度に相当する値を出力する。

バッテリ１６は、充電可能に構成される。バッテリ１６は、モータ１４、電気部品７４、および、制御装置６０に電力を供給する。バッテリ１６は、後述の補助バッテリ１７に電力を供給してもよい。

バッテリ１６は、モータ１４の回生動作に基づいて発生する第１電力を充電可能、かつ、商用電源８０から供給される第２電力を充電可能に構成される。モータ１４の第１電力は、変換回路１８を介して直流に変換されて、バッテリ１６に供給される。商用電源８０の第２電力は、充電器８２を介してバッテリ１６に供給される。バッテリ１６は、１または複数のバッテリ素子を含む。バッテリ素子は、２次電池を含む。バッテリ１６は、少なくとも、変換回路１８を介してモータ１４に電力を供給する。バッテリ１６の蓄電量は、制御部６２によって管理される。バッテリ１６は、制御部６２に蓄電量を出力する。

図５に示されるように、好ましくは、人力駆動車２は、さらに、補助バッテリ１７を含む。補助バッテリ１７は、制御装置６０および電気部品７４を動作させるための電力を蓄える。補助バッテリ１７は、バッテリ１６から電力が供給される。

補助バッテリ１７は、モータ１４の回生動作に基づいて発生する第１電力を充電可能、かつ、商用電源８０から供給される第２電力を充電可能に構成される。モータ１４の第１電力は、変換回路１８を介して直流に変換されて、補助バッテリ１７に供給される。商用電源８０の第２電力は、充電器８２を介して補助バッテリ１７に供給される。モータ１４とバッテリ１６とを接続する電力線７８には、切替スイッチ７６が設けられている。電力線７８は、切替スイッチ７６において分岐し、一方の電力線７８Ａは、バッテリ１６に繋がり、他方の電力線７８Ｂは、補助バッテリ１７に繋がる。切替スイッチ７６は、制御部６２によって制御される。切替スイッチ７６の制御によって、モータ１４の第１電力は、バッテリ１６および補助バッテリ１７の一方に選択的にまたは両方同時に供給される。

制御装置６０は、制御部６２を含む。制御部６２は、人力駆動車２に推進力を付与するように構成されるモータ１４、および、モータ１４に電力を供給するバッテリ１６の少なくとも一方を制御可能に構成される。本実施形態では、制御部６２は、モータ１４およびバッテリ１６を制御可能に構成される。制御装置６０は、例えば、モータ１４の周辺に設けられる。制御装置６０は、バッテリ１６の周辺に設けられてもよい。

モータ制御について説明する。制御部６２は、モータ１４を制御するように構成される。制御部６２は、人力駆動車２の走行状態に応じて、モータ１４を制御するように構成される。走行状態は、人力駆動車２の走行速度、人力駆動車２の傾斜角度、クランク軸８Ａの回転速度、クランク８に加わるトルク、および、ブレーキ移動距離が含まれる。例えば、制御部６２は、クランク８に入力されるトルクに応じてモータ１４を制御する。制御部６２は、クランク８に入力されるトルクとクランク８の回転速度との両方に基づいてモータ１４を制御してもよい。本実施形態では、制御部６２は、車速センサ４８、クランク回転センサ５２、トルクセンサ５０、および、傾斜センサ５８の少なくとも１つから、走行状態に関する情報を取得する。制御部６２は、ブレーキセンサ５６から、人力駆動車２の制動状態に関して、ブレーキの操作状態に関する情報を取得する。

図４に示されるように、制御部６２は、演算回路６８と、記憶部７０とを備える。演算回路６８は、予め定める制御プログラムを実行する。演算回路６８は、変換回路１８に出力するパルス信号を形成する。演算回路６８は、人力駆動車２の走行速度、および、人力駆動力としてのクランク８に加わるトルクに基づいて、パルス信号の一例としてパルス幅変調信号を形成する。演算回路６８は、パルス信号の信号幅を変調することによって、モータ１４の出力の大きさを制御する。

演算回路６８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。演算回路６８は、複数のＣＰＵを含んでいてもよく、複数のＭＰＵを含んでいてもよく、１または複数のＣＰＵと、１または複数のＭＰＵとを含んでいてもよい。

記憶部７０は、予め定める制御プログラム、および、各種の制御処理に用いられる情報を記憶する。記憶部７０は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリによって構成される。記憶部７０は、第１閾値、第２閾値、第３閾値、および、第４閾値を記憶する。

制御部６２は、複数の要素によって構成されてもよい。各要素は、人力駆動車２において異なるところに配置されてもよい。各要素は、互いに、電力線通信（ＰＬＣ）およびＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信方式によって通信可能に接続される。各要素は、演算回路によって構成される。

バッテリ制御について説明する。
制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量を算出し、蓄電量を管理する。蓄電量は、バッテリ１６に蓄えられている電力量を示す。蓄電量は、一例では、最大蓄電量に対する放電可能容量の比として定義されてもよく、この場合、パーセンテージで示される。また、蓄電量は、蓄電量と、バッテリ１６の端子電圧とを関係づける関係式に基づいて、求められてもよい。

制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量を管理するための蓄電上限閾値を記憶する。蓄電上限閾値は、充電時における蓄電量の上限値を示す。
制御部６２は、第１電力を充電する場合と、第２電力を充電する場合とで、バッテリ１６の蓄電上限閾値が異なるように制御可能に構成される。

さらに、制御部６２は、第１電力を充電する場合、第１制動状態と、第１制動状態と異なる第２制動状態とで、バッテリの蓄電上限閾値が異なるように制御可能に構成され、第１制動状態の蓄電上限閾値は、第１閾値に設定され、前記第２制動状態の前記蓄電上限閾値は、前記第１閾値とは異なる第２閾値に設定されていてもよい。

第２電力をバッテリ１６に充電する場合の蓄電上限閾値は、第３閾値に設定されてもよい。第３閾値は、第１閾値と等しい値であってもよい。第３閾値は、第１閾値と異なってもよい。

具体的には、第１閾値および第２閾値は、第１閾値、第２閾値、および第３閾値とは異なる第４閾値に対する比として定義される。単位は、パーセンテージである。第４閾値は、第１閾値、第２閾値、および第３閾値のいずれも値よりも大きい値または、第１閾値、第２閾値、および第３閾値のうちの最大値と等しい値をとる。

例えば、第４閾値は、１００％に予め設定される。第１閾値は、第４閾値よりも小さい値をとる。第１閾値は、９５％である。第２閾値は、第１閾値よりも大きい値をとる。例えば、第２閾値は、１００％である。第３閾値は、第２閾値よりも小さい値をとる。例えば、第３閾値は、９５％である。

図６および図７を参照して、制御部６２が実行するモータ制御処理を説明する。
制御部６２は、モータ制御処理を繰り返す。一例では、制御部６２は、制御部６２が起動した後、モータ制御処理を実行する。制御部６２は、モータ制御処理の終了後、所定時間の経過したときに、モータ制御処理を実行する。なお、人力駆動車２において第１クラッチ４２は省略される場合、図６および図７に示されるモータ制御において、第１クラッチ４２の制御は省略される。

ステップＳ１１において、制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量を取得する。ステップＳ１２において、制御部６２は、制動に関する情報を取得する。
制動に関する情報は、人力駆動車２の走行状態、および、人力駆動車２のブレーキ装置１２の操作状態を含む。人力駆動車２の走行状態は、例えば、人力駆動車２の走行速度である。人力駆動車２のブレーキ装置１２の操作状態は、例えば、ブレーキ操作量、および、ブレーキ操作速度である。一例では、制御部６２は、ブレーキセンサ５６のブレーキ移動距離に基づいてブレーキ操作量を算出する。制御部６２は、ブレーキ移動距離を時間微分して、ブレーキ操作速度を算出する。

ステップＳ１３において、制御部６２は、制動条件が満たされるか否かを判定する。具体的には、制御部６２は、人力駆動車２の走行状態、および、人力駆動車のブレーキの操作状態に基づいて、人力駆動車２の制動状態が第１制動状態または第２制動状態の何れであるか、を判定する。また、制御部６２は、ブレーキの操作状態だけに基づいて、人力駆動車２の制動状態が第１制動状態または第２制動状態の何れであるかを判定してもよい。制御部６２は、人力駆動車２の傾斜状態およびブレーキ操作量に基づいて、制動状態を判定してもよい。

第１制動状態は、次の（ａ１）から（ａ６）の少なくとも１つのケースを満たす状態と定義されてもよい。

（ａ１）走行速度に関係なくブレーキ操作量が第１所定値未満の場合でブレーキは操作されている状況。
（ａ２）走行速度が第１速度以上で、ブレーキ操作量が第１所定値未満の場合でブレーキは操作されている状況。
（ａ３）走行速度が第１速度未満で、ブレーキ操作量が第１所定値未満の場合でブレーキは操作されている状況。
（ａ４）傾斜角度に関係なくブレーキ操作量が第１所定値未満の場合でブレーキは操作されている状況。
（ａ５）傾斜角度は第１角度以上で、ブレーキ操作量が第１所定値未満の場合でブレーキは操作されている状況。
（ａ６）傾斜角度が第１角度未満で、ブレーキ操作量が第１所定値未満の場合でブレーキは操作されている状況。

傾斜角度は、プラスおよびマイナスをとる。プラスは、人力駆動車２の進行方向において上るように傾斜する状態を示す。マイナスは、人力駆動車２の進行方向において下るように傾斜する状態を示す。第１角度は、マイナスの値をとってもよい。第１所定値は、ユーザの入力操作によって変更可能であってよい。

第１制動状態は、（ａ１）から（ａ６）の少なくとも１つの選択によって構成される第１群のいずれか１つである。第２制動状態は、第１制動状態に対応付けられ、ブレーキ操作量が第１所定値以上であり、かつ、第１制動状態以外の状態として定義される。一例では、第１制動状態が（ａ１）と定義される場合、これに対応して、第２制動状態は、走行速度に関係なくブレーキ操作量が第１所定値以上の場合と定義される。

第２制動状態は、次の（ｂ１）から（ｂ６）の少なくとも１つのケースを満たす状態と定義されてもよい。（ｂ１）から（ｂ６）において第２所定値は、第１所定値と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

（ｂ１）走行速度に関係なくブレーキ操作量が第２所定値以上の場合でブレーキは操作されている状況。
（ｂ２）走行速度が第２速度以上で、ブレーキ操作量が第２所定値以上の場合でブレーキは操作されている状況。
（ｂ３）走行速度が第２速度未満で、ブレーキ操作量が第２所定値以上の場合でブレーキは操作されている状況。
（ｂ４）傾斜角度に関係なくブレーキ操作量が第２所定値以上の場合でブレーキは操作されている状況。
（ｂ５）傾斜角度が第２角度以上で、ブレーキ操作量が第２所定値以上の場合でブレーキは操作されている状況。
（ｂ６）傾斜角度は第２角度未満で、ブレーキ操作量が第２所定値以上の場合でブレーキは操作されている状況。

第２角度は、マイナスの値をとってもよい。第２所定値は、ユーザの入力操作によって変更可能であってよい。

第２制動状態は、（ｂ１）から（ｂ６）の少なくとも１つの選択によって定義される第２群のいずれか１つである。第１制動状態は、第２制動状態に対応付けられ、ブレーキ操作量が第２所定値未満であり、かつ、第２制動状態以外の状態として定義される。一例では、第２制動状態が（ｂ１）と定義される場合、これに対応して、第１制動状態は、走行速度に関係なくブレーキ操作量が第２所定値未満の場合と定義される。

第１制動状態は、急ブレーキではない通常の制動が行われている状態を示す。第２制動状態は、第１制動状態よりも急な制動がかかっている状態である。制御部６２は、人力駆動車２が第１制動状態または第２制動状態の場合、制動条件を満たすと判定する。

ステップＳ１３において制動条件が満たされない場合、制御部６２は、ステップＳ１４において、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。さらに、ステップＳ１５において、制御部６２は、モータ１４の出力を制御する。例えば、制御部６２は、トルクおよび仕事量の少なくとも一方と、人力駆動車２の走行速度とに基づいて、モータ１４の出力を制御する。モータ１４の出力によって、第１回転体３４の回転がアシストされる。

一例では、制御部６２は、走行速度が所定速度範囲において、アシスト比が所定の値になるように、モータ１４の変換回路１８に入力される入力信号を制御する。制御部６２は、出力パターンの信号形態で入力信号を制御する。アシスト比は、人力トルクに対するモータ１４に出力に基づくトルクの比である。

ステップＳ１３において制動条件が満たされる場合、制御部６２は、ステップＳ１６において、蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判定する。
ステップＳ１６において、蓄電量が第１閾値未満の場合、制御部６２は、蓄電量が第１閾値以上でないと判定する。この場合、ステップＳ１７において、第１クラッチ４２を第３状態で動作させ、第２クラッチ４４を第４状態で動作させる。さらに、制御部６２は、ステップＳ１８において、モータ１４が回生動作するように、回生ブレーキ制御を実行する。一例では、制御部６２は、モータ１４が回生動作するように、モータ１４の変換回路１８に入力される入力信号を制御する。制御部６２は、回生パターンの信号形態で入力信号を制御する。

ステップＳ１６において、蓄電量が第１閾値以上の場合、制御部６２は、ステップＳ１９において、蓄電量が第２閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１９において、蓄電量が第２閾値以上の場合、制御部６２は、ステップＳ１４およびステップＳ１５の処理を実行する。

ステップＳ１９において、蓄電量が第２閾値未満の場合、制御部６２は、蓄電量が第２閾値以上でないと判定する。この場合、制御部６２は、ステップＳ２０を実行する（図７参照）。

ステップＳ２０において、制御部６２は、制動状態が第１制動状態であるか否かを判定する。
ステップＳ２０において、制御部６２は、制動状態が第１制動状態であると判定する場合、ステップＳ２１の処理を実行する。

ステップＳ２１において、制御部６２は、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。次に、ステップＳ２２において、制御部６２は、制動状態に変化があるか否か判定する。

ステップＳ２２において、制御部６２は、制動状態に変化がないと判定する場合、ステップＳ２３の処理を実行する。

ステップＳ２３において、制御部６２は、蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判定する。
ステップＳ２３において、蓄電量が第１閾値未満である場合、制御部６２は、蓄電量が第１閾値以上でないと判定する。この場合、制御部６２は、ステップＳ２４において、第１クラッチ４２を第３状態で動作させ、第２クラッチ４４を第４状態で動作させる。さらに、制御部６２は、ステップＳ２５において、制御部６２は、モータ１４が回生動作するように、回生ブレーキ制御を実行する。

ステップＳ２３において、制御部６２は、蓄電量が第１閾値以上であると判定する場合、制御部６２は、ステップＳ２６を実行する。制御部６２は、ステップＳ２６において、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。さらに、制御部６２は、ステップＳ２７において、モータ１４の出力を制御する。

ステップＳ２２において、制御部６２は、制動状態に変化があると判定する場合、ステップＳ２８の処理を実行する。
ステップＳ２８において、制御部６２は、制動条件が満たされているか否かを判定する。制御部６２は、制動条件が満たされていないと判定する場合、ステップＳ２６の処理を実行し、次いで、ステップＳ２７の処理を実行する。

ステップＳ２８において、制御部６２は、制動条件が満たされていると判定する場合、ステップＳ２９の処理を実行する。
ステップＳ２９において、制御部６２は、制動状態が第２制動状態であるか否かを判定する。ステップＳ２９において、制動状態が第１制動状態である場合、制御部６２は、制動状態が第２制動状態でないと判定する。この場合、制御部６２は、ステップＳ２６の処理を実行し、次いで、ステップＳ２７の処理を実行する。

ステップＳ２９において、制動状態が第２制動状態である場合、制御部６２は、ステップＳ３０の処理（後述参照）を実行する。

次に、上記のステップＳ２０において、制動状態が第２制動状態である場合について説明する。
上記のステップＳ２０において、制動状態が第２制動状態である場合、制御部６２は、制動状態が第１制動状態でないと判定する。この場合、制御部６２は、ステップＳ３０の処理を実行する。制御部６２は、ステップＳ３０において、第１クラッチ４２を第３状態で動作させ、第２クラッチ４４を第４状態で動作させる。次に、ステップＳ３１において、制御部６２は、制動状態に変化があるか否か判定する。

ステップＳ３１において、制御部６２は、制動状態に変化がないと判定する場合、ステップＳ３２の処理を実行する。
ステップＳ３２において、制御部６２は、蓄電量が第２閾値以上であるか否かを判定する。

ステップＳ３２において、蓄電量が第２閾値未満である場合、制御部６２は、蓄電量が第２閾値以上でないと判定する。この場合、制御部６２は、ステップＳ３３において、第１クラッチ４２を第３状態で動作させ、第２クラッチ４４を第４状態で動作させる。さらに、制御部６２は、ステップＳ３４において、制御部６２は、モータ１４が回生動作するように、回生ブレーキ制御を実行する。

ステップＳ３２において、蓄電量が第２閾値以上である場合、制御部６２は、ステップＳ３８において、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。さらに、制御部６２は、ステップＳ３９において、制御部６２は、モータ１４の出力を制御する。

ステップＳ３１において、制御部６２は、制動状態に変化があると判定する場合、ステップＳ３５の処理を実行する。
ステップＳ３５において、制御部６２は、制動条件が満たされているか否かを判定する。制御部６２は、制動条件が満たされていないと判定する場合、ステップＳ３８の処理を実行し、次いで、ステップＳ３９の処理を実行する。

ステップＳ３５において、制御部６２は、制動条件が満たされていると判定する場合、ステップＳ３６において、第１制動状態であるか否かを判定する。
ステップＳ３６において、制動状態が第２制動状態であると、制御部６２は、第１制動状態でないと判定して、上記のステップＳ３２を実行する。ステップＳ３６において、制動状態が第１制動状態である場合、制御部６２は、ステップＳ３７の処理を実行する。

ステップＳ３７において、制御部６２は、蓄電量が第１閾値以上であるか否かを判定する。
ステップＳ３７において、蓄電量が第１閾値未満である場合、制御部６２は、蓄電量が第１閾値以上でないと判定する。この場合、制御部６２は、ステップＳ３３の処理およびステップＳ３４の処理を実行する。

ステップＳ３７において、蓄電量が第１閾値以上である場合、ステップＳ３８の処理を実行し、次いで、ステップＳ３９の処理を実行する。

次に、バッテリ１６の第１電力に基づく充電制御について説明する。
制御部６２は、人力駆動車２の制動状態が第２制動状態の場合は、バッテリ１６の蓄電量が第２閾値に達するまで第１電力をバッテリ１６に充電した後、充電動作を停止するように構成されてもよい。これにより、バッテリ１６の過剰な充電が抑制される。

例えば、制御部６２は、周期的に、バッテリ１６の蓄電量が第２閾値未満であるか否かを判定する。制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が第２閾値に達した場合、第１クラッチ４２を第１状態で動作させて、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。このようにして、モータ１４に動力が伝達されないようにする。

制御部６２は、第１電力をバッテリ１６に充電する場合、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した後に、バッテリ１６に供給される第１電力は、バッテリ１６とは異なる補助バッテリ１７に充電されるように構成されてもよい。例えば、制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、モータ１４の第１電力が補助バッテリ１７に供給されるように、切替スイッチ７６を切り替える。制御部６２は、補助バッテリ１７の蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、充電動作を停止するように、第１クラッチ４２を第１状態で動作させて、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。

制御部６２は、第１電力をバッテリ１６に充電する場合、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した後に、バッテリ１６から電力が供給される電気部品７４によって電力を消費させるように構成されてもよい。ここで蓄電上限閾値は、第１閾値または第２閾値である。

制御部６２に制御される電気部品７４の例として、アジャスタブルシートポスト９２、電動サスペンション、および、ライト９４が挙げられる。例えば、制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、バッテリ１６に接続されているライト９４を点灯する。アジャスタブルシートポスト９２を含む人力駆動車２において、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、制御部６２は、アジャスタブルシートポスト９２を上下に振動させる。電動サスペンションを含む人力駆動車２において、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、制御部６２は、電動サスペンションを振動させる。

制御部６２は、第１電力をバッテリ１６に充電する場合、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した後に、バッテリ１６から電力が供給される電気部品７４の電力消費量を増やすように構成されてもよい。ここで蓄電上限閾値には、例えば、第１閾値または第２閾値である。例えば、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、制御部６２は、バッテリ１６に接続されているライト９４の光量を増大させる。アジャスタブルシートポスト９２を含む人力駆動車２において、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した場合、制御部６２は、アジャスタブルシートポスト９２を上下振動の振動回数を増大させる。

制御部６２は、第１電力をバッテリ１６に充電する場合、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した後に、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値未満の電力消費閾値まで、バッテリ１６に充電された電力を消費するように構成されることが好ましい。例えば、蓄電上限閾値が９５％の場合、電力消費閾値は９０％に予め設定される。

好ましくは、制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が蓄電上限閾値に達した時から蓄電量が電力消費閾値に低下するまで、第１電力に基づく充電動作を停止するように構成される。

図８を参照して、制御部６２の動作を説明する。図８は、バッテリ１６の蓄電量の変化をチャートである。制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量をバッテリ１６から周期的に取得する。

時刻ｔ０において、商用電源８０によってバッテリ１６への充電が開始される。本実施形態において、商用電源８０によるバッテリ１６の蓄電上限閾値は第３閾値に設定されている。商用電源８０の第２電力によってバッテリ１６の充電が開始されると、バッテリ１６の蓄電量は徐々に上昇する。

時刻ｔ１において、制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が第３閾値に達すると、バッテリ１６の充電を停止させる。例えば、制御部６２は、充電器８２に第２電力の供給を停止させる指令を出す。または、制御部６２は、バッテリ１６と充電器８２に指令信号を出して、電力供給経路を遮断する。

時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、人力駆動車２は、自然放電を除いて電力を実質的に消費しない状態にある。例えば、人力駆動車２は、駐車状態にある。この期間、バッテリ１６の蓄電量は、実質的に変化しない。

時刻ｔ２において、クランク８にトルクが加わることによって人力駆動車２が走行状態になる。制御部６２は、制動条件が満たされるか否かを判定する。制御部６２は、制動条件を満たさないと判定する場合、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、かつ第２クラッチ４４を第２状態で動作させるように制御する。さらに、制御部６２は、モータ１４の出力を制御する。モータ１４が動作することによって、モータ１４の出力に応じてバッテリ１６の蓄電量は徐々に低下する。

時刻ｔ３において、ブレーキ操作が行われることによって、人力駆動車２の制動状態が第１制動状態になると、制御部６２は、第１クラッチ４２を第３状態で動作させ、かつ第２クラッチ４４を第４状態で動作させる。さらに、制御部６２は、回生動作するようにモータ１４に対して回生ブレーキ制御を実行する。バッテリ１６には、モータ１４の第１電力が供給される。バッテリ１６の蓄電量は徐々に上昇する。

時刻ｔ４において、バッテリ１６の蓄電量が第１閾値に達する。バッテリ１６の蓄電量が第１閾値に達した後、制御部６２は、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。これによって、第１電力に基づく充電が停止される。このとき、モータ１４の出力は第１回転体３４に伝達可能となっている。さらに、制御部６２は、バッテリ１６に接続されている電気部品７４を動作させて、電気部品７４にバッテリ１６の電力を消費させてもよい。制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が電力消費閾値に低下するまで、第１電力に基づく充電を停止する。バッテリ１６の蓄電量は、徐々に低下する。

なお、第１クラッチ４２が設けられず、後輪４Ａと第２回転体３６とが一体に回転する人力駆動車２の場合、制御部６２は、第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。これによって、第１電力に基づく充電が停止する。さらに、制御部６２は、バッテリ１６に接続されている電気部品７４を動作させて、電気部品７４にバッテリ１６の電力を消費させてもよい。

時刻ｔ５において、バッテリ１６の蓄電量が電力消費閾値まで低下する。バッテリ１６に接続されている電気部品７４の強制的動作させている場合、制御部６２は、電気部品７４の強制的動作を停止させてもよい。この場合、バッテリ１６の蓄電量の低下の速度が小さくなる。

時刻ｔ６において、人力駆動車２の制動状態が第２制動状態になると、制御部６２は、第１クラッチ４２を第３状態で動作させ、かつ第２クラッチ４４を第４状態で動作させる。さらに、制御部６２は、回生動作するようにモータ１４に対して回生ブレーキ制御を実行する。バッテリ１６には、モータ１４の第１電力が供給される。バッテリ１６の蓄電量は急に上昇する。急ブレーキがかけられるとき、回生ブレーキ制御が実行されることによって、制動力が高められる。

時刻ｔ７において、バッテリ１６の蓄電量が第２閾値に達する。制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が第２閾値に達した後、制御部６２は、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、かつ第２クラッチ４４を第２状態で動作させることによって、第１電力に基づく充電が停止する。

時刻ｔ８において、クランク８にトルクが加わることによって人力駆動車２が再び走行状態になる。制御部６２は、制動条件が満たされるか否かを判定する。制御部６２は、制動条件を満たさないと判定する場合、第１クラッチ４２を第１状態で動作させ、かつ第２クラッチ４４を第２状態で動作させる。さらに、制御部６２は、モータ１４を動作させる。モータ１４の動作にともなって、バッテリ１６の蓄電量は徐々に低下する。

＜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６０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６０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。

・制御部６２は、上記図６および図７のフロー制御とともに次の処理を行ってもよい。
制御部６２は、人力駆動車２の制動状態が第１制動状態において、バッテリ制御に関して２つの制御モードを有してもよい。また、制御部６２は、人力駆動車２の制動状態が第２制動状態において、バッテリ制御に関して別の制御モードを有してもよい。

具体的には、制御部６２は、人力駆動車２の制動状態が第１制動状態の場合、蓄電上限閾値を第１閾値に設定する第１制御モードと、人力駆動車の制動状態が第１制動状態の場合、蓄電上限閾値を第１閾値より大きい第２閾値に設定する第２制御モードと、を有する。

この場合、第１制動状態のような急制動でない場合において、蓄電上限閾値が異なる２つの充電制御を実行できる。

例えば、第１閾値は、９５％に予め設定される。第２閾値は、１００％に予め設定される。第１制御モードと第２制御モードとは、選択的に切り替え可能に構成される。例えば、ハンドルバー２８には、ユーザの操作によって、第１制御モードと第２制御モードとの切り替えできる操作部が設けられる。

第１制御モードと第２制御モードとは、人力駆動車２の加速度の変化の大きさに応じて切り替え可能に構成されてもよい。制御部６２は、人力駆動車２の走行速度に基づいて加速度を算出する。制御部６２は、人力駆動車２の加速度がマイナスの加速度であり、加速度が所定値よりも小さく、人力駆動車２が大きく減速する場合、第２制御モードに切り替え、加速度が所定値以上である場合、第１制御モードに切り替える。この場合、第１制御モードと第２制御モードとは人力駆動車２の加速度に応じて自動的に切り替えられる。

さらに、制御部６２は、人力駆動車２の制動状態が、第１制動状態とは異なる第２制動状態の場合は、蓄電上限閾値を第２閾値に設定するように構成されてもよい。具体的には、制御部６２は、人力駆動車２の制動状態が第２制動状態の場合、蓄電上限閾値を第２閾値に設定する第３制御モードを有する。例えば、第２閾値は、１００％である。

・変換回路１８の構成は制限されない。変換回路１８は、マトリックスコンバータによって構成されてもよい。

・制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量に応じて、第１制動状態における回生の実行の可否、および、第２制動状態における回生の実行の可否を判定してもよい。以下、バッテリ１６の蓄電量に応じた回生実行の制御のフローを説明する。

・制御部６２は、第１電力を充電する場合に、バッテリ１６の蓄電状態に応じて、モータ１４の回生動作によって回収する電流を変更可能に構成されてもよい。以下、この構成の制御部６２を、第１変形例の制御部６２という。

例えば、モータ１４の回生動作によって発生する電流は、電流増減回路に入力される。電流増減回路は、制御部６２の要求信号に基づいて、入力された電流を増減する。制御部６２は、電流増減回路を制御することによって、モータ１４の回生動作によって回収される電流の大きさを変更する。電流増減回路は、トランジスタによって構成される。

・第１変形例の制御部６２において、制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が第１所定値の場合と、バッテリ１６の蓄電量が第１所定値とは異なる第２所定値の場合とで、回収する電流を変更するように構成されてもよい。以下、この構成の制御部６２を、第２変形例の制御部という。

・具体的には、第２変形例の制御部６２において、第１所定値は、第２所定値よりも高い値である。制御部６２は、バッテリ１６の蓄電量が第１所定値の場合、バッテリ１６の蓄電量が第２所定値の場合よりも回生動作によって回収する電流を大きくしてもよい。

第１所定値は、第１所定範囲内の値である。第２所定値は、第１所定範囲とは異なる第２所定範囲内の値である。例えば、第１所定値の第１所定範囲は、２０％以上８０％以下の値をとる。第２所定値の第２所定範囲は、０％以上２０％以下の値をとる。蓄電量が０％から２０％の場合、大電流の供給によってバッテリ１６がダメージを受ける場合がある。

制御部６２は、第１所定範囲内の値である場合、第２所定範囲内の値である場合に回収する電流の大きさよりも、電流の大きさを電流増減回路によって大きくする。制御部６２は、第２所定範囲内の値である場合、第１所定範囲内の値である場合に回収する電流の大きさよりも、電流の大きさを電流増減回路によって小さくする。これによって、バッテリ１６にかかる負荷を小さくでき、バッテリ１６の寿命を長くできる。

・上記実施形態において、人力駆動車２の傾斜角度がマイナスである場合、制動状態に関係なく、第１クラッチ４２を第３状態で動作させ、第２クラッチ４４を第４状態で動作させてもよい。これによって、人力駆動車２が下り坂を下っている場合、回生できない状況を減らすことが出来る。

・第１クラッチ４２は、クランク８のケイデンスが所定値以上の場合、第２状態で動作し、ケイデンスが所定値未満の場合は、第４状態で動作するように制御されてもよい。ケイデンスは、回転速度であってもよく、回転角度であってもよい。

＜付記＞
上記実施形態の変形例には、以下の技術が開示されている。

［付記１］
人力駆動車用制御装置は、人力駆動車２に推進力を付与するように構成されるモータ１４、および、前記モータ１４に電力を供給するバッテリ１６の少なくとも一方を制御可能な制御部６２を含む。前記モータ１４は、回生可能に構成される。前記バッテリ１６は、前記モータ１４の回生動作に基づいて発生する第１電力を充電可能、かつ、商用電源８０から供給される第２電力を充電可能に構成される。前記制御部６２は、前記第１電力を充電する場合に、前記バッテリ１６の蓄電状態に応じて、前記モータ１４の回生動作によって回収する電流を変更可能に構成される。

付記１によれば、バッテリ１６の蓄電状態に応じて、バッテリ１６に供給される電流を制御できる。これによって、バッテリ１６の蓄電状態を適切な状態に維持でき、充電におけるバッテリ１６の負荷を抑制できる。

［付記２］
付記１に記載の人力駆動車用制御装置において、前記制御部６２は、前記バッテリ１６の蓄電量が第１所定値の場合と、前記バッテリ１６の蓄電量が前記第１所定値とは異なる第２所定値の場合とで、回収する電流を変更するように構成される。

付記２によれば、バッテリ１６の蓄電状態が第１所定値である場合と、バッテリ１６の蓄電状態が第２所定値である場合とで、それぞれのバッテリ状態に応じて、バッテリ１６の蓄電状態を適切な状態に維持でき、充電におけるバッテリ１６の負荷を抑制できる。

［付記３］
付記２に記載の人力駆動車用制御装置において、前記第１所定値は、前記第２所定値よりも高い値であり、前記制御部６２は、前記バッテリ１６の蓄電量が前記第１所定値の場合、前記バッテリ１６の蓄電量が前記第２所定値の場合よりも前記回生動作によって回収する電流が大きい。

例えば、第１所定値の第１所定範囲は、２０％以上８０％以下の値をとる。第２所定値の第２所定範囲は、０％以上２０％以下の値をとる。蓄電量が０％から２０％の場合、大電流の供給によってバッテリ１６がダメージを受ける場合がある。この点、付記３によれば、バッテリ１６のダメージを小さくできる。また、付記３によれば、バッテリ１６の蓄電量が第１所定値の場合において、充電に係る時間を短くできる。

２…人力駆動車、１４…モータ、１６…バッテリ、１７…補助バッテリ、６２…制御部、７４…電気部品、８０…商用電源。

Claims (18)

1. 人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータ、および、前記モータに電力を供給するバッテリの少なくとも一方を制御可能な制御部を含み、
   前記モータは回生可能に構成され、
   前記バッテリは、前記モータの回生動作に基づいて発生する第１電力を充電可能、かつ、商用電源から供給される第２電力を充電可能に構成され、
   前記制御部は、前記第１電力を充電する場合と、前記第２電力を充電する場合と、で前記バッテリの蓄電上限閾値が異なるように制御可能に構成され、かつ、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリの前記蓄電量が前記蓄電上限閾値未満の電力消費閾値まで、前記バッテリに充電された電力を消費するように構成される、人力駆動車用制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記人力駆動車の制動状態が第１制動状態の場合、前記蓄電上限閾値を第１閾値に設定する第１制御モードと、
   前記人力駆動車の制動状態が前記第１制動状態の場合、前記蓄電上限閾値を前記第１閾値より大きい第１追加閾値に設定する第２制御モードと、を有する、
   請求項１に記載の人力駆動車用制御装置。
3. 前記第１制御モードと前記第２制御モードとは、選択的に切り替え可能に構成される、請求項２に記載の人力駆動車用制御装置。
4. 前記第１制御モードと前記第２制御モードとは、人力駆動車の加速度の変化の大きさに応じて切り替え可能に構成される、請求項２または３に記載の人力駆動車用制御装置。
5. 前記制御部は、前記人力駆動車の前記制動状態が、前記第１制動状態とは異なる第２制動状態の場合は、前記蓄電上限閾値を前記第１追加閾値に設定するように構成される、請求項２から４のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
6. 人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータ、および、前記モータに電力を供給するバッテリの少なくとも一方を制御可能な制御部を含み、
   前記モータは回生可能に構成され、
   前記バッテリは、前記モータの回生動作に基づいて発生する第１電力を充電可能、かつ、商用電源から供給される第２電力を充電可能に構成され、
   前記制御部は、前記第１電力を充電する場合と、前記第２電力を充電する場合と、で前記バッテリの蓄電上限閾値が異なるように制御可能に構成され、
   前記制御部は、前記人力駆動車の制動状態が第１制動状態の場合、前記蓄電上限閾値を第１閾値に設定する第１制御モードと、
   前記人力駆動車の制動状態が前記第１制動状態の場合、前記蓄電上限閾値を前記第１閾値より大きい第１追加閾値に設定する第２制御モードと、を有する、人力駆動車用制御装置。
7. 前記第１制御モードと前記第２制御モードとは、選択的に切り替え可能に構成される、請求項６に記載の人力駆動車用制御装置。
8. 前記第１制御モードと前記第２制御モードとは、人力駆動車の加速度の変化の大きさに応じて切り替え可能に構成される、請求項６または７に記載の人力駆動車用制御装置。
9. 前記制御部は、前記人力駆動車の前記制動状態が、前記第１制動状態とは異なる第２制動状態の場合は、前記蓄電上限閾値を前記第１追加閾値に設定するように構成される、請求項６から８のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
10. 前記制御部は、前記第１電力を充電する場合、第１制動状態と、前記第１制動状態と異なる第２制動状態とで、前記バッテリの蓄電上限閾値が異なるように制御可能に構成され、
    前記第１制動状態の前記蓄電上限閾値は、第１閾値に設定され、
    前記第２制動状態の前記蓄電上限閾値は、前記第１閾値とは異なる第２閾値に設定されている
    請求項１から９のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
11. 前記第２電力を前記バッテリに充電する場合の前記蓄電上限閾値は、第３閾値に設定されている
    請求項１０に記載の人力駆動車用制御装置。
12. 前記第３閾値は、前記第１閾値と等しい、請求項１１に記載の人力駆動車用制御装置。
13. 前記第３閾値は、前記第１閾値と異なる、請求項１１に記載の人力駆動車用制御装置。
14. 前記制御部は、前記人力駆動車の制動状態が前記第２制動状態の場合は、前記バッテリの蓄電量が前記第２閾値に達するまで前記第１電力を前記バッテリに充電した後、充電動作を停止するように構成される、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
15. 前記制御部は、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリに供給される前記第１電力は、前記バッテリとは異なる補助バッテリに充電されるように構成される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
16. 前記制御部は、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリから電力が供給される電気部品によって電力を消費させるように構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
17. 前記制御部は、前記第１電力を前記バッテリに充電する場合、前記バッテリの蓄電量が前記蓄電上限閾値に達した後に、前記バッテリから電力が供給される電気部品の電力消費量を増やすように構成される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
18. 前記制御部は、前記人力駆動車の走行状態、および、前記人力駆動車のブレーキの操作状態に基づいて、前記人力駆動車の制動状態が第１制動状態または第２制動状態の何れであるか、を判定する
    請求項１から１７のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。