(57)【要約】【課題】変速動作時にユーザに違和感を与えることを抑制できる制御装置および変速システムを提供する。【解決手段】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、走行駆動に関し前記人力駆動車に与えられるトルクを監視し、前記変速条件を満たす場合に前記トルクのピーク値に応じて、前記変速装置の変速動作を許可する。【選択図】図１
2020055484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、走行駆動に関し前記人力駆動車に与えられるトルクを監視し、前記変速条件を満たす場合に前記トルクのピーク値に応じて、前記変速装置の変速動作を許可する、制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記トルクのピーク値に対して所定割合の値になると、前記変速装置の変速動作を許可する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記変速条件は、前記人力駆動車の第１参照値および閾値に基づいて規定され、
前記制御部は、前記変速装置を前記変速条件に応じて自動的に制御する、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記変速条件は、前記人力駆動車の操作部への入力に基づいて規定され、
前記制御部は、前記変速装置を前記操作部への入力に応じて制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記人力駆動車は、クランクを含み、
前記制御部は、単位時間当たりの前記クランクの回転数に応じて前記所定割合を変更する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記人力駆動車は、クランクと、車輪と、前記クランクの回転に応じて回転する主動回転体と、前記車輪に設けられる従動回転体と、前記主動回転体と前記従動回転体とに掛け回される連結部材とを含み、
前記制御部は、前記制御部から前記変速装置への制御信号の通信時間、前記変速装置の変速機の動作時間、および、前記変速機の動作による前記連結部材の移動時間の少なくとも１つに応じて、前記所定割合を変更する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項７】
クランクと、車輪と、前記クランクの回転に応じて回転する主動回転体と、前記車輪に設けられる従動回転体と、前記主動回転体と前記従動回転体とに掛け回される連結部材と、前記主動回転体および前記従動回転体の少なくとも一方に設けられる第１回転体および第２回転体の間で前記連結部材を移動させる変速装置とを含む人力駆動車において、前記変速装置を制御する制御装置であって、
走行駆動に関して前記人力駆動車に与えられるトルクを監視し、前記第１回転体および前記第２回転体の一方から他方への前記連結部材の移動が前記トルクのピーク値とは異なるタイミングで完了するように前記変速装置を制御する制御部を備える、制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記トルクが増加傾向から減少傾向に切り替わる範囲における前記トルクの最大値を前記トルクのピーク値として取得する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記人力駆動車の変速条件を満たすときからの前記変速装置の変速動作を許可するまでの時間である変速待機時間を、前記人力駆動車の操作部から変速指示に関する信号を受信するとき、または、前記変速条件を満たすときからの前記トルクのピーク数に応じて設定する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記操作部から変速指示に関する信号を受信するとき、または、前記変速条件を満たすときから前記トルクのピーク数が第１閾値に達する場合、前記トルクのピーク数が前記第１閾値に達するトルクのピーク値に対して所定割合の値になると、前記変速装置の変速動作を許可する、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記第１閾値は、変更可能である、請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
クランクと、車輪と、前記クランクの回転に応じて回転する主動回転体と、前記車輪に設けられる従動回転体と、前記主動回転体と前記従動回転体とに掛け回される連結部材と、前記主動回転体および前記従動回転体の少なくとも一方に設けられる第１回転体および第２回転体の間で前記連結部材を移動させる変速装置とを含む人力駆動車において、前記変速装置を制御する制御装置であって、
前記変速装置への制御信号の通信時間、前記変速装置の変速機の動作時間、および、前記変速機の動作による前記連結部材の移動時間の少なくとも１つに応じて、前記変速装置の動作の開始タイミングを制御する制御部を備える、制御装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記人力駆動車のクランクに与えられるトルクのピークの周期に応じて、単位時間当たりの前記クランクの回転数を演算する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の制御装置と、前記変速装置と、を含む、変速システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置および変速システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人力駆動車の制御装置は、単位時間当たりのクランクの回転数および人力駆動車の走行速度に応じて変速装置の変速段を変更する。一例では、制御装置は、クランクに与えられるトルクのピーク時に変速装置が変速動作しないようにクランクアームが上死点または下死点に位置するときに変速装置を変速動作させる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−７０００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クランクの回転角度とクランクに与えられるトルクのピークとの関係は、例えば人力駆動車を搭乗するユーザの姿勢および人力駆動車の傾き（坂道の斜度）などに応じて変化する。クランクに与えられるトルクのピークをより正確に外すタイミングで変速装置の変速動作が完了することが好ましい。
【０００５】
本開示の目的の１つは、変速動作時にユーザに違和感を与えることを抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第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、走行駆動に関し前記人力駆動車に与えられるトルクを監視し、前記変速条件を満たす場合に前記トルクのピーク値に応じて、前記変速装置の変速動作を許可する。
上記第１側面の制御装置によれば、走行駆動中のトルクのピーク値を監視することによって、トルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作が完了しやすくなる。このため、変速動作時にユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【０００７】
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、前記トルクのピーク値に対して所定割合の値になると、前記変速装置の変速動作を許可する。
上記第２側面の制御装置によれば、トルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作が完了しやすくなるため、変速動作時にユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【０００８】
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、前記人力駆動車の第１参照値および閾値に基づいて規定され、前記制御部は、前記変速装置を前記変速条件に応じて自動的に制御する。
上記第３側面の制御装置によれば、変速装置が変速条件に応じて自動的に変速動作を実行するため、すなわちユーザが変速操作しなくても変速装置の変速動作が実行されるため、快適に人力駆動車を走行できる。
【０００９】
前記第１〜第３側面のいずれか一つに従う第４側面の制御装置において、前記変速条件は、前記人力駆動車の操作部への入力に基づいて規定され、前記制御部は、前記変速装置を前記操作部への入力に応じて制御する。
上記第４側面の制御装置によれば、操作部の入力に応じて変速装置の変速動作が実行されるため、ユーザが変速したいタイミングで人力駆動車の変速比を変更できる。
【００１０】
前記第２側面に従う第５側面の制御装置において、前記人力駆動車は、クランクを含み、前記制御部は、単位時間当たりの前記クランクの回転数に応じて前記所定割合を変更する。
上記第５側面の制御装置によれば、単位時間当たりのクランクの回転数に応じてトルクの隣り合うピーク値の時間間隔が変更されるため、単位時間当たりのクランクの回転数に応じて所定割合を変更することによって、より確実にトルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作を完了しやすくなる。このため、変速動作時にユーザに違和感を与えることを一層抑制できる。
【００１１】
前記第２側面に従う第６側面の制御装置において、前記人力駆動車は、クランクと、車輪と、前記クランクの回転に応じて回転する主動回転体と、前記車輪に設けられる従動回転体と、前記主動回転体と前記従動回転体とに掛け回される連結部材とを含み、前記制御部は、前記制御部から前記変速装置への制御信号の通信時間、前記変速装置の変速機の動作時間、および、前記変速機の動作による前記連結部材の移動時間の少なくとも１つに応じて、前記所定割合を変更する。
上記第６側面の制御装置によれば、制御部が変速装置の変速動作の制御を開始してから変速装置の変速動作が完了するまでの時間を算出し、算出した時間に応じて所定割合を変更することによって、より確実にトルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作を完了しやすくなる。このため、変速動作時にユーザに違和感を与えることを一層抑制できる。
【００１２】
第７側面に従う制御装置は、クランクと、車輪と、前記クランクの回転に応じて回転する主動回転体と、前記車輪に設けられる従動回転体と、前記主動回転体と前記従動回転体とに掛け回される連結部材と、前記主動回転体および前記従動回転体の少なくとも一方に設けられる第１回転体および第２回転体の間で前記連結部材を移動させる変速装置とを含む人力駆動車において、前記変速装置を制御する制御装置であって、走行駆動に関して前記人力駆動車に与えられるトルクを監視し、前記第１回転体および前記第２回転体の一方から他方への前記連結部材の移動が前記トルクのピーク値とは異なるタイミングで完了するように前記変速装置を制御する制御部を備える。
上記第７側面の制御装置によれば、走行駆動中のトルクのピーク値を監視して、トルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作を完了するため、変速動作時にユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【００１３】
前記第１〜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、前記トルクが増加傾向から減少傾向に切り替わる範囲における前記トルクの最大値を前記トルクのピーク値として取得する。
上記第８側面の制御装置によれば、トルクのピーク値を正確に取得できる。
【００１４】
前記第１〜第８側面のいずれか一つに従う第９側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の変速条件を満たすときからの前記変速装置の変速動作を許可するまでの時間である変速待機時間を、前記人力駆動車の操作部から変速指示に関する信号を受信するとき、または、前記変速条件を満たすときからの前記トルクのピーク数に応じて設定する。
上記第９側面の制御装置によれば、例えばユーザによって変速待機時間を変更する場合でもトルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作を完了できる。
【００１５】
前記第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、前記操作部から変速指示に関する信号を受信するとき、または、前記変速条件を満たすときから前記トルクのピーク数が第１閾値に達する場合、前記トルクのピーク数が前記第１閾値に達するトルクのピーク値に対して所定割合の値になると、前記変速装置の変速動作を許可する。
上記第１０側面の制御装置によれば、例えばユーザによって変速待機時間を変更する場合でもトルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作を完了できる。
【００１６】
前記第１０側面に従う第１１側面の制御装置において、前記第１閾値は、変更可能である。
上記第１１側面の制御装置によれば、変速待機時間の変更の自由度が高められる。
【００１７】
第１２側面に従う制御装置は、クランクと、車輪と、前記クランクの回転に応じて回転する主動回転体と、前記車輪に設けられる従動回転体と、前記主動回転体と前記従動回転体とに掛け回される連結部材と、前記主動回転体および前記従動回転体の少なくとも一方に設けられる第１回転体および第２回転体の間で前記連結部材を移動させる変速装置とを含む人力駆動車において、前記変速装置を制御する制御装置であって、前記変速装置への制御信号の通信時間、前記変速装置の変速機の動作時間、および、前記変速機の動作による前記連結部材の移動時間の少なくとも１つに応じて、前記変速装置の動作の開始タイミングを制御する制御部を備える。
上記第１２側面の制御装置によれば、制御部が変速装置の変速動作の制御を開始してから変速装置の変速動作が完了するまでの時間を算出し、算出した時間に応じて所定割合を変更することによって、より確実にトルクのピークを外すタイミングで変速装置の変速動作を完了しやすくなる。このため、変速動作時にユーザに違和感を与えることを一層抑制できる。
【００１８】
前記第１〜第１２側面のいずれか一つに従う第１３側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車のクランクに与えられるトルクのピークの周期に応じて、単位時間当たりの前記クランクの回転数を演算する。
上記第１３側面の制御装置によれば、単位時間当たりのクランクの回転数を検出するための検出部が不要となるため、人力駆動車の構成を簡素化できる。
【００１９】
第１４側面に従う変速システムは、第１〜第１３側面のいずれか一つに従う制御装置と、前記変速装置と、を含む。
上記第１４側面の変速システムによれば、変速動作時にユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本開示の制御装置および変速システムによれば、変速動作時にユーザに違和感を与えることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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。
【図２】変速システムの電気的な構成を示すブロック図。
【図３】人力駆動車に与えるトルクの推移の一例を示すグラフ。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】単位時間当たりのクランクの回転数と所定割合との関係を示すマップ。
【図７】第２実施形態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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（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。
【００２３】
人力駆動車Ａは、フレームＡ１、フロントフォークＡ２、および、ハンドルＨをさらに含む。人力駆動車Ａは、クランクＣと、車輪Ｗと、クランクＣの回転に応じて回転する主動回転体Ｆ１と、車輪Ｗに設けられる従動回転体Ｆ２と、主動回転体Ｆ１と従動回転体Ｆ２とに掛け回される連結部材Ｆ３とを含む。主動回転体Ｆ１は、１または複数のフロントスプロケットＤ１を含む。従動回転体Ｆ２は、１または複数のリアスプロケットＤ２を含む。連結部材Ｆ３は、チェーンＤ３を含む。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からドライブトレインＢが構成される。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。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であってもよい。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
人力駆動車Ａは、主動回転体Ｆ１および従動回転体Ｆ２の少なくとも一方に設けられる第１回転体および第２回転体の間で連結部材Ｆ３を移動させる変速装置Ｔを含む。主動回転体Ｆ１に第１回転体および第２回転体が設けられる場合、第１回転体は、複数のフロントスプロケットＤ１のうちの１枚のフロントスプロケットＤ１に相当し、第２回転体は、複数のフロントスプロケットＤ１のうちの第１回転体とは異なる１枚のフロントスプロケットＤ１に相当する。この場合、従動回転体Ｆ２は、１枚のリアスプロケットＤ２であってもよいし、複数枚のリアスプロケットＤ２であってもよい。従動回転体Ｆ２に第１回転体および第２回転体が設けられる場合、第１回転体は、複数のリアスプロケットＤ２のうちの１枚のリアスプロケットＤ２に相当し、第２回転体は、複数のリアスプロケットＤ２のうちの第１回転体とは異なる１枚のリアスプロケットＤ２に相当する。この場合、主動回転体Ｆ１は、１枚のフロントスプロケットＤ１であってもよいし、複数枚のフロントスプロケットＤ１であってもよい。
【００２７】
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、無段変速機でもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
変速装置Ｔは、操作部ＳＬの操作に応じて電気的に駆動される。操作部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、一方の操作部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、他方の操作部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。操作部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。
【００３０】
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、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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とを含む。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。制御部１４は、変速装置Ｔを変速条件に応じて自動的に制御する。一例では、変速条件は、人力駆動車Ａの第１参照値および閾値ＴＨに基づいて規定される。
【００３４】
第１参照値は、人力駆動車Ａに関する車両情報を含む。車両情報は、人力駆動車Ａの走行状態に関する走行情報、および、人力駆動車Ａの走行環境に関する環境情報の少なくとも一方を含む。走行情報は、ケイデンス、人力駆動車Ａに与えられるトルクＴｒ、車速、加速度、および、パワーの少なくとも１つを含む。トルクＴｒは、クランクＣに作用するトルクを含む。パワーは、ケイデンスとトルクＴｒとの積である。環境情報は、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、路面の抵抗に関する抵抗情報、および、路面の勾配に関する勾配情報の少なくとも一方を含む。路面の抵抗は、がれ、砂利、および、アスファルト等によって異なる。空気抵抗情報は、人力駆動車Ａが走行する場合にユーザおよび人力駆動車Ａに作用する空気抵抗に関する情報を含む。一例では、空気抵抗情報は、風速、風圧、および、風向等の風力に関する風力情報を含む。
【００３５】
閾値ＴＨは、上限閾値ＴＨＵおよび下限閾値ＴＨＬを含む。制御部１４は、第１参照値と上限閾値ＴＨＵとの関係に応じて人力駆動車Ａの変速比が大きくなるように変速装置Ｔを制御し、第１参照値と下限閾値ＴＨＬとの関係に応じて変速比が小さくなるように変速装置Ｔを制御する。一例では、制御部１４は、第１参照値が上限閾値ＴＨＵを上回ると変速比が大きくなるように変速装置Ｔを制御し、第１参照値が下限閾値ＴＨＬを下回ると変速比が小さくなるように変速装置Ｔを制御する。
【００３６】
一例では、変速条件は、人力駆動車Ａの操作部ＳＬへの入力に基づいて規定される。制御部１４は、変速装置Ｔを操作部ＳＬへの入力に応じて制御する。制御部１４は、第１シフトレバーＳＬ１が操作されると、変速比が大きくなるように変速装置Ｔを制御し、第２シフトレバーＳＬ２が操作されると、変速比が小さくなるように変速装置Ｔを制御する。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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および第２検出部１８Ｂはそれぞれ、検出結果を制御装置１２に出力する。第１検出部１８Ａは、例えば単位時間当たりのクランクＣの回転数（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に与えられるトルクＴｒを検出するセンサを含む。第２検出部１８Ｂは、例えばクランク軸Ｃ１に取り付けられる。第２検出部１８Ｂは、クランク軸Ｃ１の中心軸線回りの捩り量に応じて人力駆動車Ａに与えられるトルクＴｒを検出する。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。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、人力駆動車の加速度を検出するセンサの少なくとも一方を含む。
【００３９】
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、走行駆動に関し人力駆動車Ａに与えられるトルクを監視し、変速条件を満たす場合にトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに応じて、変速装置Ｔの変速動作を許可する。具体的には、制御部１４は、走行駆動に関して人力駆動車Ａに与えられるトルクＴｒを監視し、第１回転体および第２回転体の一方から他方への連結部材Ｆ３の移動がトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐとは異なるタイミングで完了するように変速装置Ｔを制御する。変速装置Ｔがフロント変速装置ＴＦの場合、第１回転体は、複数のフロントスプロケットＤ１のうちの１枚のフロントスプロケットＤ１に相当し、第２回転体は、複数のフロントスプロケットＤ１のうちの第１回転体とは異なる１枚のフロントスプロケットＤ１に相当する。変速装置Ｔがリア変速装置ＴＲの場合、第１回転体は、複数のリアスプロケットＤ２のうちの１枚のリアスプロケットＤ２に相当し、第２回転体は、複数のリアスプロケットＤ２のうちの第１回転体とは異なる１枚のリアスプロケットＤ２に相当する。走行駆動は、人力駆動車Ａに搭乗するユーザがペダルＰＤを介してクランクＣを回転させる走行駆動、すなわち人力による走行駆動である。
【００４０】
図３は、人力駆動車Ａの走行駆動におけるトルクＴｒの推移の一例を示す。図３に示されるとおり、人力駆動車Ａの走行駆動時では、トルクＴｒは増減を繰り返す。制御部１４は、トルクＴｒが増加傾向から減少傾向に切り替わる範囲におけるトルクＴｒの最大値をトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐとして取得する。例えば図３では、時刻ｔ１〜時刻ｔ２においてトルクＴｒが増加傾向であり、時刻ｔ３〜時刻ｔ４においてトルクＴｒが減少傾向である。制御部１４は、時刻ｔ２〜時刻ｔ３におけるトルクＴｒの最大値をトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐとして取得する。
【００４１】
制御部１４は、トルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合の値になると、変速装置Ｔの変速動作を許可する。所定割合は、チェーンＤ３の移動がトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐとは異なるタイミングで完了するような値であり、試験等により予め設定される。所定割合の一例は、ピーク値Ｔｒｐの８割（Ｔｒｐ×０．８）である。
【００４２】
図４のフローチャートは、変速装置Ｔの制御の処理手順の一例を示す。
図４に示されるように、制御部１４は、ステップＳ１１において変速条件を満たすか否かを判定する。ステップＳ１１における変速条件は、第１参照値が上限閾値ＴＨＵを上回ること、または、第１参照値が下限閾値ＴＨＬを下回ることである。制御部１４は、変速条件を満たさない場合、すなわち第１参照値が上限閾値ＴＨＵと下限閾値ＴＨＬとの間となる場合、ステップＳ１２に移行する。制御部１４は、ステップＳ１２において操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信するか否かを判定する。制御部１４は、操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信していない場合、処理を一旦終了する。
【００４３】
制御部１４は、変速条件を満たす場合、または、操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信する場合、ステップＳ１３に移行する。制御部１４は、ステップＳ１３においてトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐを取得し、ステップＳ１４に移行する。制御部１４は、ステップＳ１４において現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合の値か否かを判定する。ステップＳ１４の判定時には、トルクＴｒが減少傾向（例えば時刻ｔ３〜時刻ｔ４）である。トルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐから減少してピーク値Ｔｒｐの所定割合の値に達するまでステップＳ１４の判定を繰り返し実行する。
【００４４】
制御部１４は、現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合の値である場合、ステップＳ１５に移行する。制御部１４は、ステップＳ１５において変速装置Ｔの変速動作を許可し、処理を一旦終了する。制御部１４は、現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合の値ではない場合、すなわち現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合の値よりも大きい場合、再びステップＳ１４の判定を行う。
【００４５】
制御部１４は、所定割合を変更可能である。一例では、制御部１４は、単位時間当たりのクランクＣの回転数に応じて所定割合を変更する。図５のフローチャートは、所定割合を変更する処理の処理手順の一例を示す。図５に示されるように、制御部１４は、ステップＳ２１において単位時間当たりのクランクＣの回転数を取得し、ステップＳ２２に移行する。制御部１４は、第１検出部１８Ａの検出結果から単位時間当たりのクランクＣの回転数を取得する。
【００４６】
制御部１４は、ステップＳ２２において所定割合を変更し、処理を一旦終了する。制御部１４は、図６の単位時間当たりのクランクＣの回転数と所定割合との関係を示すマップから所定割合を変更する。図６に示されるように、単位時間当たりのクランクＣの回転数が大きくなるにつれて所定割合が大きくなる。すなわち単位時間当たりのクランクＣの回転数が大きくなるにつれて所定割合がトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに近づく。
【００４７】
人力駆動車Ａに搭乗するユーザは、走行駆動時に一定のリズム（周期）でクランクＣを回転させる場合が多い。すなわち走行駆動時に人力駆動車Ａに与えられるトルクＴｒに一定のリズム（周期）が生まれる。本実施形態の変速システム１０は、トルクＴｒの脈動においてトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに連動し、トルクＴｒのピーク値Ｔｒｐとは異なるタイミングでチェーンＤ３の掛け替えが完了するように変速装置Ｔの変速動作を制御する。このため、変速装置Ｔの変速動作時にユーザに違和感を与えるおそれが低減される。
【００４８】
人力駆動車Ａの傾く場合、すなわち坂道の斜度が変更される場合であっても、トルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに連動して変速装置Ｔの変速動作が行われるため、坂道の斜度が変更される場合にも斜度に追従して変速装置Ｔの変速動作を行うことができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図７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。本実施形態の変速システム１０は、第１実施形態の変速システム１０と比較して、変速装置Ｔの動作の開始タイミングの設定方法が異なる。以下の説明において、第１実施形態の変速システム１０と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
本実施形態の制御部１４は、変速装置Ｔへの制御信号の通信時間、変速装置Ｔの変速機の動作時間、および、変速機の動作による連結部材Ｆ３の移動時間の少なくとも１つに応じて、変速装置Ｔの動作の開始タイミングを制御する。変速装置Ｔへの制御信号の通信時間は、記憶部１６に予め記憶される。変速装置Ｔの変速機の動作時間および変速機の動作による連結部材の移動時間は、変速段数ごとに記憶部１６に予め記憶される。制御部１４は、変速装置Ｔの動作の開始タイミングは、変速装置Ｔへの制御信号の通信時間、変速装置Ｔの変速機の動作時間、および、変速機の動作による連結部材Ｆ３の移動時間の少なくとも１つを考慮して、連結部材Ｆ３の移動がトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐとは異なるタイミングで完了するように制御する。一例では、制御部１４は、トルクＴｒのピーク値Ｔｒｐ１と、ピーク値Ｔｒｐ１と隣り合うトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐ２との間の時間間隔ＴＭを取得する。制御部１４は、次のトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐ３の時刻をピーク値Ｔｒｐ２の時刻から時間間隔ＴＭ経過時の時刻であると予測する。制御部１４は、ピーク値Ｔｒｐ３の時刻から変速装置Ｔへの制御信号の通信時間、変速装置Ｔの変速機の動作時間、および、変速機の動作による連結部材Ｆ３の移動時間を減算した時刻Ｔｆを算出する。制御部１４は、時刻Ｔｆとは異なる時刻を変速装置Ｔの動作の開始タイミングに設定する。一例では、制御部１４は、時刻Ｔｆから所定時間前の時刻を変速装置Ｔの動作の開始タイミングに設定する。所定時間は、予め設定される。
【００５１】
図７のフローチャートは、変速装置Ｔの動作の開始タイミングを設定する処理の処理手順の一例を示す。
図７に示されるように、制御部１４は、ステップＳ３１において変速条件を満たすか否かを判定する。ステップＳ３１における変速条件は、図４のステップＳ１１における変速条件と同じである。制御部１４は、変速条件を満たさない場合、すなわち第１参照値が上限閾値ＴＨＵと下限閾値ＴＨＬとの間となる場合、ステップＳ３２に移行する。制御部１４は、ステップＳ３２において操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信するか否かを判定する。制御部１４は、操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信していない場合、処理を一旦終了する。
【００５２】
制御部１４は、変速条件を満たす場合、または、操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信する場合、ステップＳ３３に移行する。制御部１４は、ステップＳ３３において変速装置Ｔへの制御信号の通信時間、変速装置Ｔの変速機の動作時間、および、変速機の動作によるチェーンＤ３の移動時間をそれぞれ取得し、ステップＳ３４に移行する。変速装置Ｔの変速機の動作時間および変速機の動作によるチェーンＤ３の移動時間は、変速装置Ｔが実行する変速段数に応じて取得する。制御部１４は、ステップＳ３４において変速装置Ｔの動作の開始タイミングを設定し、処理を一旦終了する。
【００５３】
（変形例）
上記各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、各実施形態の形態と共通する部分については、各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
・第１実施形態において、単位時間当たりのクランクＣの回転数に代えて、制御部１４は、制御部１４から変速装置Ｔへの制御信号の通信時間、変速装置Ｔの変速機の動作時間、および、変速機の動作による連結部材Ｆ３の移動時間の少なくとも１つに応じて、所定割合を変更してもよい。変速装置Ｔへの制御信号の通信時間は、記憶部１６に予め記憶される。変速装置Ｔの変速機の動作時間および変速機の動作による連結部材の移動時間は、変速段数ごとに記憶部１６に予め記憶される。制御部１４は、変速装置Ｔの動作の開始タイミングは、変速装置Ｔへの制御信号の通信時間、変速装置Ｔの変速機の動作時間、および、変速機の動作による連結部材Ｆ３の移動時間の少なくとも１つを考慮して、連結部材Ｆ３の移動がトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐとは異なるタイミングで完了するように制御する。変速装置Ｔの動作の開始タイミングの制御は、第２実施形態と同様である。
【００５５】
・各実施形態において、制御部１４は、変速装置Ｔの変速に伴い変化する第２参照値に応じて、変速条件を変更してもよい。第２参照値は、人力駆動車Ａに関する車両情報、および、人力駆動車Ａに搭乗するユーザに関するユーザ情報の少なくとも一方を含む。ユーザ情報は、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。
【００５６】
制御部１４は、第２参照値の大きさに応じて閾値ＴＨを変更する。制御部１４は、変速完了後の第２参照値と変速完了前の第２参照値との差（以下、「参照値差」）に応じて閾値ＴＨを変更する。具体的には、制御部１４は、変速装置Ｔを制御する場合、第２参照値に基づいて規定される変速条件に応じて閾値ＴＨを変更する。一例では、変速条件は、参照値差の絶対値および所定差に基づいて規定される。すなわち、制御部１４は、変速装置Ｔを制御する場合、参照値差の絶対値と所定差との関係に応じて閾値ＴＨを変更する。所定差は、例えば上限閾値ＴＨＵおよび下限閾値ＴＨＬの所定の範囲を規定する所定幅に基づいて設定される。所定差は、第１所定差、第２所定差、第３所定差、および、第４所定差の少なくとも１つを含む。所定差は、閾値ＴＨが変更されるごとに変更後の閾値ＴＨに応じて更新されてもよく、固定値であってもよい。
【００５７】
制御部１４は、変速比が大きくなるように変速装置Ｔを制御する場合、かつ、参照値差の絶対値が第１所定差以上の場合、上限閾値ＴＨＵを大きくする。制御部１４は、変速比が大きくなるように変速装置Ｔを制御する場合、かつ、参照値差の絶対値が第２所定差未満の場合、上限閾値ＴＨＵを維持する。第２所定差は、第１所定差以下の値に設定される。一例では、第２所定差は、第１所定差と同じ値に設定される。制御部１４は、変速比が大きくなるように変速装置Ｔを制御する場合、第１条件が成立すると上限閾値ＴＨＵを小さくしてもよく、第１条件が成立すると上限閾値ＴＨＵを初期の上限閾値ＴＨＵに戻してもよい。制御部１４は、参照値差の絶対値が第２所定差未満である状態が所定回数連続する場合に第１条件が成立すると判定してもよく、参照値差の絶対値が第２所定差よりも小さい所定差未満の場合に第１条件が成立すると判定してもよい。
【００５８】
制御部１４は、変速比が小さくなるように変速装置Ｔを制御する場合、かつ、参照値差の絶対値が第３所定差以上の場合、下限閾値ＴＨＬを小さくする。制御部１４は、変速比が小さくなるように変速装置Ｔを制御する場合、かつ、参照値差の絶対値が第４所定差未満の場合、下限閾値ＴＨＬを維持する。第４所定差は、第３所定差以下の値に設定される。一例では、第４所定差は、第３所定差と同じ値に設定される。制御部１４は、変速比が小さくなるように変速装置Ｔを制御する場合、第２条件が成立すると下限閾値ＴＨＬを大きくしてもよく、第２条件が成立すると下限閾値ＴＨＬを初期の下限閾値ＴＨＬに戻してもよい。一例では、制御部１４は、参照値差の絶対値が第４所定差未満である状態が所定回数連続する場合に第２条件が成立すると判定してもよく、参照値差の絶対値が第４所定差よりも小さい所定差未満の場合に第２条件が成立すると判定してもよい。
【００５９】
・各実施形態および変形例において、トルクＴｒのピーク値Ｔｒｐの取得方法は任意に変更可能である。一例では、制御部１４は、予め定められたトルクＴｒのピーク数が経過した後のトルクＴｒのピーク値をピーク値Ｔｒｐとして取得してもよい。
【００６０】
・各実施形態および変形例において、制御部１４は、変速条件を満たすときからの変速装置Ｔの変速動作を許可するまでの時間である変速待機時間を、操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信するとき、または、変速条件を満たすときからのトルクＴｒのピーク数に応じて設定してもよい。一例では、制御部１４は、操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信するとき、または、変速条件を満たすときからトルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１に達する場合、トルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１に達するトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合になると、変速装置Ｔの変速動作を許可する。第１閾値ＴＨ１は、変更可能である。第１閾値ＴＨ１は、固定値であってもよい。
【００６１】
図８のフローチャートは、変速装置Ｔの動作の開始タイミングを設定する処理の処理手順の一例を示す。ステップＳ４１，Ｓ４２の判定は、図４の処理のステップＳ１１，Ｓ１２の判定と同じである。制御部１４は、変速条件を満たす場合、または操作部ＳＬから変速指示に関する信号を受信する場合、ステップＳ４３に移行する。制御部１４は、ステップＳ４３においてトルクＴｒのピーク数をカウントし、ステップＳ４４に移行する。制御部１４は、ステップＳ４４においてトルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１に達するか否かを判定する。制御部１４は、トルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１未満の場合、再びステップＳ４４の判定を行う。すなわち制御部１４は、トルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１に達するまでステップＳ４４の判定を繰り返し実行する。
【００６２】
制御部１４は、トルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１に達する場合、ステップＳ４５に移行する。制御部１４は、ステップＳ４５において現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合か否かを判定する。制御部１４は、トルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１に達すると、トルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１となるトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに所定割合を乗算する。制御部１４は、トルクＴｒのピーク数が第１閾値ＴＨ１となるトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐから減少するトルクＴｒを監視して、ステップＳ４５の判定を実行する。制御部１４は、現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合ではない場合、再びステップＳ４５の判定を行う。すなわち制御部１４は、現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐの所定割合に減少するまでステップＳ４５の判定を繰り返し実行する。制御部１４は、現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐの所定割合に達すると、ステップＳ４６に移行する。制御部１４は、ステップＳ４６において変速装置Ｔの変速動作を許可し、処理を一旦終了する。
【００６３】
図８に示される処理において、制御部１４は、第１閾値ＴＨ１が偶数の場合には一対のペダルＰＤのうちの同じ側のペダルＰＤの踏み込みに応じたトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐを取得する。このため、第１閾値ＴＨ１が偶数の場合には一対のペダルＰＤのうちの同じ側のペダルＰＤの踏み込み後に人力駆動車Ａの変速比が変更される。制御部１４は、第１閾値ＴＨ１が奇数の場合には一方のペダルＰＤの踏み込みに応じたトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐおよび他方のペダルＰＤの踏み込みに応じたトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐを交互に取得する。このため、第１閾値ＴＨ１が奇数の場合には一方のペダルＰＤの踏み込み後に人力駆動車Ａの変速比が変更され、その後、他方のペダルＰＤの踏み込み後に人力駆動車Ａの変速比が変更される。片側のペダルＰＤの踏み込みによる変速およびペダルＰＤの交互の踏み込みによる変速を第１閾値ＴＨ１の設定に応じて選択可能となるため、ユーザが第１閾値ＴＨ１を設定することによって、ユーザの好みのリズムに適した変速が可能となる。
【００６４】
・各実施形態および変形例において、制御部１４は、変速装置Ｔが変速する変速段数を任意に変更可能である。制御部１４は、現在のトルクＴｒｘがトルクＴｒのピーク値Ｔｒｐに対して所定割合になると、例えば変速装置Ｔの変速段を複数段にわたり変更してもよい。複数段の一例は、２段である。
【００６５】
制御部１４は、変速装置Ｔが変速する変速段数を、例えば単位時間当たりのクランクＣの回転数に応じて変更してもよい。一例では、単位時間当たりのクランクＣの回転数が予め定める閾値以上の場合の変速段数は、単位時間当たりのクランクＣの回転数が閾値未満の場合の変速段数よりも小さい。一例では、単位時間当たりのクランクＣの回転数が小さくなるにつれて変速段数が大きくなる。
【００６６】
・各実施形態および変形例において、制御部１４は、クランクＣに与えられるトルクＴｒのピークの周期に応じて、単位時間当たりのクランクＣの回転数を演算してもよい。この場合、検出装置１８から第１検出部１８Ａを省略できる。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ…人力駆動車、Ｃ…クランク、Ｔ…変速装置、Ｗ…車輪、Ｄ１…フロントスプロケット（第１回転体、第２回転体）、Ｄ２…リアスプロケット（第１回転体、第２回転体）、Ｄ３…チェーン、Ｆ１…主動回転体、Ｆ２…従動回転体、Ｆ３…連結部材、ＳＬ…操作部、１０…変速システム、１２…制御装置、１４…制御部。
【図１】
2020055484.tif 000003
【図２】
2020055484.tif 000004
【図３】
2020055484.tif 000005
【図４】
2020055484.tif 000006
【図５】
2020055484.tif 000007
【図６】
2020055484.tif 000008
【図７】
2020055484.tif 000009
【図８】
2020055484.tif 000010