(57)【要約】【課題】搭乗者が快適にペダリングできる人力駆動車用制御装置を提供する。【解決手段】人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで前記モータによるアシスト力を増加させるように前記モータを制御し、前記予め定める上限値は、前記人力駆動車に入力される荷重情報に応じて設定される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、
前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで前記モータによるアシスト力を増加させるように前記モータを制御し、
前記予め定める上限値は、前記人力駆動車に入力される荷重情報に応じて設定される、人力駆動車用制御装置。
【請求項２】
人力駆動車の変速機を制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、
前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで変速比を小さくするように前記変速機を制御し、
前記予め定める上限値は、前記人力駆動車に入力される荷重情報に応じて設定される、人力駆動車用制御装置。
【請求項３】
前記荷重情報は、前記人力駆動車の搭乗者の体重情報を含む、請求項１または２に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項４】
前記体重情報を入力する入力部をさらに含む、請求項３に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項５】
前記荷重情報は、前記搭乗者の前記体重情報から推定される前記搭乗者の脚の重量に応じたペダル荷重情報を含む、請求項３または４に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項６】
前記人力駆動車のペダルに設けられ、前記ペダルに与えられる荷重を検出する第１荷重センサをさらに含み、
前記第１荷重センサによって前記荷重情報が検出される、請求項１または２に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項７】
搭乗者が前記人力駆動車に搭乗中において検出される前記荷重情報に応じて、前記予め定める上限値が設定される、請求項６に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項８】
前記人力駆動車のクランクが予め定める角度範囲に位置する状態において、前記第１荷重センサによって検出される前記荷重情報に応じて、前記予め定める上限値が設定される、請求項６または７に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項９】
前記人力駆動車の搭乗部に設けられ、前記搭乗部に与えられる荷重を検出する第２荷重センサをさらに含み、
前記第２荷重センサによって前記荷重情報が検出される、請求項１または２に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項１０】
前記搭乗部は、サドルおよびシートポストの少なくとも一方を含む、請求項９に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項１１】
前記荷重情報は、前記第２荷重センサによって検出される前記荷重情報から推定される搭乗者の脚の重量に応じたペダル荷重情報を含む、請求項９または１０に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項１２】
前記荷重情報は、前記人力駆動車のペダルに与えられる荷重を示すペダル荷重情報を含み、
前記人力駆動車のクランクの長さと、重力加速度と、前記ペダル荷重情報と、を乗算することによって、前記予め定める上限値が設定される、請求項１または２に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項１３】
前記人力駆動車に入力される人力駆動力を検出するトルクセンサをさらに含み、
前記トルクセンサの検出結果に応じて前記荷重情報が設定される、請求項１または２に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項１４】
前記トルクセンサは、前記人力駆動車のクランクに与えられるトルクを検出する、請求項１３に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記人力駆動車の搭乗者の疲労度に応じて、前記予め定める上限値および前記荷重情報の少なくとも一方を補正する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の人力駆動車用制御装置。
【請求項１６】
人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、
前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで前記モータによるアシスト力を増加させるように前記モータを制御し、
前記予め定める上限値は、前記人力駆動車のクランクが予め定める角度に位置する状態において、前記クランクに与えられる前記人力駆動力に応じて設定される、人力駆動車用制御装置。
【請求項１７】
人力駆動車の変速機を制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、
前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで変速比を小さくするように前記変速機を制御し、
前記予め定める上限値は、前記人力駆動車のクランクが予め定める角度に位置する状態において、前記クランクに与えられる前記人力駆動力に応じて設定される、人力駆動車用制御装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になった後、前記人力駆動力が予め定める下限値以下になると、前記モータによる前記アシスト力を減少させるように前記モータを制御する、請求項１または１６に記載の人力駆動車用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人力駆動車用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、人力駆動車の推進をアシストするモータと、人力駆動車の変速比を変更する電動変速機とを備える人力駆動車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８０４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人力駆動車の搭乗者に応じて快適と感じるペダリング状態が異なるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリング状態となるようにモータまたは変速機を制御することが好ましい。
本発明の目的の１つは、搭乗者が快適にペダリングできるように人力駆動車を制御する人力駆動車用制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１側面に従う人力駆動車用制御装置は、人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで前記モータによるアシスト力を増加させるように前記モータを制御し、前記予め定める上限値は、前記人力駆動車に入力される荷重情報に応じて設定される。
第１側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の搭乗者に対応する荷重情報に応じて予め定められる上限値を設定できるので、搭乗者にとって快適と感じるペダリング状態となるようにモータを制御できる。
【０００６】
本開示の第２側面の人力駆動車用制御装置において、人力駆動車の変速機を制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで変速比を小さくするように前記変速機を制御し、前記予め定める上限値は、前記人力駆動車に入力される荷重情報に応じて設定される。
第２側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車の搭乗者に対応する荷重情報に応じて予め定められる上限値を設定できるので、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるように変速機を制御できる。
【０００７】
本開示の第１または第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、前記荷重情報は、前記人力駆動車の搭乗者の体重情報を含む。
第３側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者の体重情報に応じて予め定められる上限値が設定されることによって、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【０００８】
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、前記体重情報を入力する入力部をさらに含む。
第４側面の人力駆動車用制御装置によれば、入力部によって搭乗者の体重情報を好適に入力できる。
【０００９】
本開示の第３または第４側面に従う第５側面の人力駆動車用制御装置において、前記荷重情報は、前記搭乗者の前記体重情報から推定される前記搭乗者の脚の重量に応じたペダル荷重情報を含む。
第５側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者の脚の重量に応じて予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１０】
本開示の第１または第２側面に従う第６側面の人力駆動車用制御装置において、前記人力駆動車のペダルに設けられ、前記ペダルに与えられる荷重を検出する第１荷重センサをさらに含み、前記第１荷重センサによって前記荷重情報が検出される。
第６側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者がペダルに実際に与える荷重情報に応じて予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１１】
本開示の第６側面に従う第７側面の人力駆動車用制御装置において、搭乗者が前記人力駆動車に搭乗中において検出される前記荷重情報に応じて、前記予め定める上限値が設定される。
第７側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者が人力駆動車に搭乗した状態で、荷重情報に応じて予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１２】
本開示の第６または第７側面に従う第８側面の人力駆動車用制御装置において、前記人力駆動車のクランクが予め定める角度範囲に位置する状態において、前記第１荷重センサによって検出される前記荷重情報に応じて、前記予め定める上限値が設定される。
第８側面の人力駆動車用制御装置によれば、クランクが予め定める角度範囲に位置する状態で、荷重情報に応じて予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１３】
本開示の第１または第２側面に従う第９側面の人力駆動車用制御装置において、前記人力駆動車の搭乗部に設けられ、前記搭乗部に与えられる荷重を検出する第２荷重センサをさらに含み、前記第２荷重センサによって前記荷重情報が検出される。
第９側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者の体重情報を検出し、検出された体重情報に応じて予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１４】
本開示の第９側面に従う第１０側面の人力駆動車用制御装置において、前記搭乗部は、サドルおよびシートポストの少なくとも一方を含む。
第１０側面の人力駆動車用制御装置によれば、サドルおよびシートポストの少なくとも一方において、搭乗者の体重情報を検出できる。
【００１５】
本開示の第９または第１０側面に従う第１１側面の人力駆動車用制御装置において、前記荷重情報は、前記第２荷重センサによって検出される前記荷重情報から推定される搭乗者の脚の重量に応じたペダル荷重情報を含む。
第１１側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者の脚の重量を推定し、推定された体重情報に応じて予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１６】
本開示の第１または第２側面に従う第１２側面の人力駆動車用制御装置において、前記荷重情報は、前記人力駆動車のペダルに与えられる荷重を示すペダル荷重情報を含み、前記人力駆動車のクランクの長さと、重力加速度と、前記ペダル荷重情報と、を乗算することによって、前記予め定める上限値が設定される。
第１２側面の人力駆動車用制御装置によれば、ペダル荷重情報から演算される搭乗者の入力トルクによって予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１７】
本開示の第１または第２側面に従う第１３側面の人力駆動車用制御装置において、前記人力駆動車に入力される人力駆動力を検出するトルクセンサをさらに含み、前記トルクセンサの検出結果に応じて前記荷重情報が設定される。
第１３側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者の入力トルクに応じて予め定める上限値が設定されるため、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００１８】
本開示の第１３側面に従う第１４側面の人力駆動車用制御装置において、前記トルクセンサは、前記人力駆動車のクランクに与えられるトルクを検出する。
第１４側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動車のクランクに与えられるトルクを好適に検出できる。
【００１９】
本開示の第１〜第１４側面のいずれか一つに従う第１５側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の搭乗者の疲労度に応じて、前記予め定める上限値および前記人力駆動車に入力される荷重情報の少なくとも一方を補正する。
第１５側面の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値および荷重情報の少なくとも一方を補正することによって、搭乗者にとって常に快適と感じるペダリングとなるようにモータまたは変速機を制御できる。
【００２０】
本開示に従う第１６側面の人力駆動車用制御装置において、人力駆動車の推進をアシストするモータを制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで前記モータによるアシスト力を増加させるように前記モータを制御し、前記予め定める上限値は、前記人力駆動車のクランクが予め定める角度に位置する状態において、前記クランクに与えられる前記人力駆動力に応じて設定される。
第１６側面の人力駆動車用制御装置によれば、クランクが予め定める角度範囲に位置する状態で、荷重情報に応じて予め定められる上限値が設定されることによって、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるようにモータを制御できる。
【００２１】
本開示に従う第１７側面の人力駆動車用制御装置において、人力駆動車の変速機を制御する制御部を含む人力駆動車用制御装置であって、前記制御部は、前記人力駆動車に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になるまで変速比を小さくするように前記変速機を制御し、前記予め定める上限値は、前記人力駆動車のクランクが予め定める角度に位置する状態において、前記クランクに与えられる前記人力駆動力に応じて設定される。
第１７側面の人力駆動車用制御装置によれば、クランクが予め定める角度範囲に位置する状態で、クランクに与えられる人力駆動力に応じて予め定められる上限値が設定されることによって、搭乗者にとって快適と感じるペダリングとなるように変速機を制御できる。
【００２２】
本開示の第１または第１６側面に従う第１８側面の人力駆動車用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力が前記予め定める上限値未満になった後、前記人力駆動力が予め定める下限値以下になると、前記モータによる前記アシスト力を減少させるように前記モータを制御する。
第１８側面の人力駆動車用制御装置によれば、人力駆動力が低下すると、アシスト力も低下させることによって、搭乗者にとってより快適と感じるペダリングとなるようにモータを制御できる。
【発明の効果】
【００２３】
本開示の人力駆動車用制御装置によれば、搭乗者が快適にペダリングできるように人力駆動車を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の人力駆動車用制御装置を含む人力駆動車の側面図。
【図２】人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】（ａ）は体重情報と予め定める上限値との関係の一例を示すグラフ、（ｂ）は体重情報と予め定める下限値との関係の一例を示すグラフ。
【図４】人力駆動車用制御装置の制御部が実行するアシスト処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】制御部が実行する搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値を補正する処理の処理手順を示すフローチャート。
【図６】搭乗時間と疲労度との関係の一例を示すグラフ。
【図７】搭乗者の心拍数と疲労度との関係の一例を示すグラフ。
【図８】疲労度と予め定める上限値との関係の一例を示すグラフ。
【図９】制御部が実行する搭乗者の疲労度に応じて荷重情報を補正する処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】疲労度と荷重情報を補正する係数との関係の一例を示すグラフ。
【図１１】第２実施形態の人力駆動車用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１２】図１１の人力駆動車用制御装置の制御部が実行する予め定める上限値を設定する処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】第３実施形態の人力駆動車用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１４】図１３の人力駆動車用制御装置の制御部が実行する予め定める上限値を設定する処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１５】第４実施形態の人力駆動車用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１６】第５実施形態の人力駆動車用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１７】図１６の制御部が実行する予め定める上限値を設定する処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１８】第６実施形態の人力駆動車用制御装置を含む人力駆動車の制御部が実行する予め定める上限値を設定する処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１９】第７実施形態の人力駆動車用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２０】図１９の人力駆動車用制御装置の制御部が実行する変速比変更処理の処理手順を示すフローチャート。
【図２１】第８実施形態の人力駆動車用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２２】変形例の人力駆動車用制御装置のブロック図。
【図２３】別の変形例の人力駆動車用制御装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
図１〜図１０を参照して、第１実施形態の人力駆動車用制御装置４０について説明する。以下、人力駆動車用制御装置４０を、単に制御装置４０と記載する。制御装置４０は、人力駆動車１０に設けられる。人力駆動車１０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車両である。人力駆動車１０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両も含む。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、および、リカンベントなどの種々の種類の自転車、ならびに、電動アシスト自転車（Ｅ−ｂｉｋｅ）を含む。以下、実施形態において、人力駆動車１０を、自転車として説明する。
【００２６】
図１に示されるとおり、人力駆動車１０は、クランク１２と、駆動輪１４と、モータ１６と、を含む。人力駆動車１０は、フレーム１８をさらに含む。クランク１２には、人力駆動力が入力される。クランク１２は、フレーム１８に対して回転可能なクランク軸１２Ａと、クランク軸１２Ａの軸方向の両端部にそれぞれ設けられるクランクアーム１２Ｂとを含む。各クランクアーム１２Ｂには、ペダル２０が連結される。駆動輪１４は、クランク１２が回転することによって駆動される。駆動輪１４は、フレーム１８に支持される。クランク１２と駆動輪１４とは、駆動機構２２によって連結される。駆動機構２２は、クランク軸１２Ａに結合される第１回転体２４を含む。クランク軸１２Ａと第１回転体２４とは、第１ワンウェイクラッチを介して結合されていてもよい。第１ワンウェイクラッチは、クランク１２が前転した場合に、第１回転体２４を前転させ、クランク１２が後転した場合に、第１回転体２４を後転させないように構成される。第１回転体２４は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。駆動機構２２は、連結部材２６と、第２回転体２８とをさらに含む。連結部材２６は、第１回転体２４の回転力を第２回転体２８に伝達する。連結部材２６は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。
【００２７】
第２回転体２８は、駆動輪１４に連結される。第２回転体２８は、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２８と駆動輪１４との間には、第２ワンウェイクラッチが設けられていることが好ましい。第２ワンウェイクラッチは、第２回転体２８が前転した場合に、駆動輪１４を前転させ、第２回転体２８が後転した場合に、駆動輪１４を後転させないように構成される。
【００２８】
人力駆動車１０は、前輪および後輪を含む。フレーム１８には、フロントフォーク１８Ａを介して前輪が取り付けられている。フロントフォーク１８Ａには、ハンドルバー１０Ｈがステム１８Ｂを介して連結されている。以下の実施形態では、後輪を駆動輪１４として説明するが、前輪が駆動輪１４であってもよい。
【００２９】
図２に示されるとおり、人力駆動車１０は、モータ１６の駆動回路３０、バッテリ３２、トルクセンサ３４、疲労検出部３６、および、制御装置４０をさらに含む。
モータ１６および駆動回路３０は、同一のハウジングに設けられることが好ましい。駆動回路３０は、バッテリ３２からモータ１６に供給される電力を制御する。駆動回路３０は、制御装置４０の制御部４２と有線または無線によって通信可能に接続される。駆動回路３０は、例えばシリアル通信によって制御部４２と通信可能である。駆動回路３０は、制御部４２からの制御信号に応じてモータ１６を駆動させる。駆動回路３０は、制御装置４０に含まれていてもよく、制御部４２に含まれていてもよい。モータ１６は、人力駆動車１０の推進をアシストするように構成される。モータ１６は、電気モータを含む。モータ１６は、ペダル２０から後輪までの人力駆動力の伝達経路、または、前輪に回転を伝達するように設けられる。モータ１６は、人力駆動車１０のフレーム１８、後輪、または、前輪に設けられる。本実施形態では、モータ１６は、クランク軸１２Ａから第１回転体２４までの動力伝達経路に結合される。モータ１６とクランク軸１２Ａとの間の動力伝達経路には、クランク軸１２Ａ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１２の回転力によってモータ１６が回転しないようにワンウェイクラッチが設けられるのが好ましい。モータ１６および駆動回路３０が設けられるハウジングには、モータ１６および駆動回路３０以外の構成が設けられてもよく、例えばモータ１６の回転を減速して出力する減速機が設けられてもよい。駆動回路３０は、インバータ回路を含む。
【００３０】
バッテリ３２は、１または複数のバッテリセルを含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリ３２は、人力駆動車１０に設けられ、バッテリ３２と有線で電気的に接続されている他の電気部品、例えば、モータ１６および制御装置４０に電力を供給する。バッテリ３２は、制御部４２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３２は、例えばＰＬＣ（Power Line Communication）によって制御部４２と通信可能である。バッテリ３２は、フレーム１８の外部に取り付けられてもよく、少なくとも一部がフレーム１８の内部に収容されてもよい。
【００３１】
トルクセンサ３４は、モータ１６が設けられるハウジングに設けられる。トルクセンサ３４は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力を検出する。一例では、トルクセンサ３４は、人力駆動車１０のクランク１２に与えられるトルクを検出する。トルクセンサ３４は、例えば、動力伝達経路に第１ワンウェイクラッチが設けられる場合、動力伝達経路において第１ワンウェイクラッチよりも上流側に設けられる。トルクセンサ３４は、歪センサまたは磁歪センサなどを含む。歪センサは、歪ゲージを含む。トルクセンサ３４が歪センサを含む場合、歪センサは、例えば、動力伝達経路に含まれる回転体の外周部に設けられる。トルクセンサ３４は、無線または有線の通信部を含んでいてもよい。トルクセンサ３４の通信部は、制御装置４０の制御部４２と通信可能に構成される。
【００３２】
疲労検出部３６は、人力駆動車１０の走行時間を測定する第１センサ、および、人力駆動車１０の搭乗者の心拍数に関する情報を検出する第２センサの少なくとも一方を含む。疲労検出部３６は、第１センサを含み、かつ第２センサを含まない構成であってもよいし、第２センサを含み、かつ第１センサを含まない構成であってもよいし、第１センサおよび第２センサの両方を含む構成であってもよい。第１センサの一例は、タイマである。タイマは、有線または無線によって制御部４２と通信可能に接続される。疲労検出部３６に第１センサが用いられる場合、疲労検出部３６は制御部４２に含まれてもよい。図２では、制御部４２と疲労検出部３６とが個別に設けられる構成を例示している。第１センサは、例えばクランク回転センサ（図示略）によってクランク１２が前転したことを検出したとき、タイマのカウントを開始する。第１センサは、クランク１２が前転しない場合、タイマのカウントを停止する。第１センサは、所定時間にわたりクランク１２が前転していない場合、タイマのカウントをリセットする。第２センサの一例は、搭乗者の手首に装着され、搭乗者の手首の脈波を測定する脈波センサである。脈波センサは、有線または無線によって制御装置４０の制御部４２と通信可能に接続される。
【００３３】
制御装置４０は、人力駆動車１０の推進をアシストするモータ１６を制御する制御部４２を含む。一例では、制御装置４０は、記憶部４４をさらに含む。制御部４２は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。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４２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。制御部４２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。記憶部４４には、各種の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が記憶される。記憶部４４は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。制御部４２および記憶部４４は、例えばモータ１６が設けられるハウジングに設けられる。
【００３４】
制御部４２は、モータ１６を、人力駆動車１０に入力される人力駆動力に応じて制御する。本実施形態では、人力駆動力はトルク（Ｎｍ）によって示される。制御部４２は、人力駆動力が第１所定値ＴＸ１以上になると、モータ１６の駆動を開始し、人力駆動力が第２所定値ＴＸ２以下になると、モータ１６の駆動を停止する。第１所定値ＴＸ１の一例は、５Ｎｍである。第２所定値ＴＸ２の一例は、３Ｎｍである。制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者が適切な人力駆動力で人力駆動車１０を走行できるようにモータ１６を制御するアシスト処理を実行する。アシスト処理において、制御部４２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、人力駆動車１０が予め定める上限値未満になるまでモータ１６によるアシスト力を増加させるようにモータ１６を制御する。予め定める上限値は、人力駆動車１０に入力される荷重情報に応じて設定される。荷重情報は、人力駆動車１０の搭乗者の体重情報を含む。体重情報は、人力駆動車１０に実際に搭乗する搭乗者の体重、または、搭乗すると推定される複数の搭乗者の平均体重を含む。搭乗すると推定される複数の搭乗者の平均体重は、一家族の平均体重であってもよいし、予め定める国または地域における性別ごとの平均体重であってもよい。制御部４２は、人力駆動力に対するモータ１６によるアシスト力の比率が、予め定める比率となるように、モータ１６を制御可能に構成される。
【００３５】
アシスト処理において、制御部４２は、人力駆動力が予め定める上限値未満になった後、人力駆動力が予め定める下限値以下になると、モータ１６によるアシスト力を減少させるようにモータ１６を制御する。本実施形態では、予め定める上限値および下限値はそれぞれ、トルク（Ｎｍ）によって示される。予め定める上限値および下限値はそれぞれ、第１および第２所定値ＴＸ１，ＴＸ２よりも大きい。
【００３６】
制御装置４０は、体重情報を入力する入力部４６を含む。入力部４６は、制御部４２と有線または無線によって通信可能に接続される。制御部４２は、入力部４６からの人力駆動車１０の搭乗者の体重情報を記憶部４４に記憶する。記憶部４４には、予め定める国または地域および性別ごとの体重情報が予め記憶されていてもよい。この場合、ユーザは、例えば入力部４６を操作して、予め定める国または地域および性別を選択することによって、体重情報を制御部４２に通信してもよい。
【００３７】
記憶部４４には、人力駆動車１０の搭乗者の体重と予め定める上限値との関係を示す情報と、人力駆動車１０の搭乗者の体重と予め定める下限値との関係を示す情報とが記憶されている。人力駆動車１０の搭乗者の体重と予め定める上限値との関係を示す情報は、図３（ａ）に示すようにグラフとして記憶部４４に記憶されていてもよく、関係式として記憶部４４に記憶されていてもよく、図３（ａ）に示すように体重と予め定める上限値との対応関係を示すデータが演算用テーブルとして記憶部４４に記憶されていてもよい。人力駆動車１０の搭乗者の体重と予め定める下限値との関係を示す情報は、図３（ｂ）に示すようにグラフとして記憶部４４に記憶されていてもよく、関係式として記憶部４４に記憶されていてもよく、図３（ｂ）に示すように体重と予め定める下限値との対応関係を示すデータが演算用テーブルとして記憶部４４に記憶されていてもよい。搭乗者が入力部４６を操作して搭乗者の体重情報を入力した場合、制御部４２は、例えば図３（ａ）のグラフを用いて、入力された体重から予め定める上限値を設定し、例えば図３（ｂ）のグラフを用いて、入力された体重から予め定める下限値を設定する。
【００３８】
図４を参照して、アシスト処理の処理手順について説明する。制御部４２は、制御部４２にバッテリ３２から電力が供給されると、処理を開始して図４に示すフローチャートのステップＳ１１に移行する。制御部４２は、電力が供給されている限り、所定時間毎にステップＳ１１からの処理を繰り返し実行する。
【００３９】
制御部４２は、ステップＳ１１においてトルクセンサ３４の検出情報から人力駆動力を取得して、ステップＳ１２に移行する。制御部４２は、ステップＳ１２において人力駆動力が第１所定値ＴＸ１以上か否かを判定する。制御部４２は、ステップＳ１１で取得した人力駆動力と第１所定値ＴＸ１とを比較する。制御部４２は、ステップＳ１２において人力駆動力が第１所定値ＴＸ１以上であると判定すると、ステップＳ１３に移行する。制御部４２は、ステップＳ１２において人力駆動力が第１所定値ＴＸ１以上ではないと判定すると、ステップＳ１１に移行する。
制御部４２は、ステップＳ１３において人力駆動力が予め定める上限値以上か否かを判定する。制御部４２は、ステップＳ１３においてステップＳ１１で取得した人力駆動力と予め定める上限値とを比較する。
【００４０】
制御部４２は、ステップＳ１３において人力駆動力が予め定める上限値以上であると判定すると、ステップＳ１４においてモータ１６によるアシスト力を増加させた後、ステップＳ１８に移行する。制御部４２は、ステップＳ１４において、人力駆動力に対するモータ１６によるアシスト力が予め定める比率よりも大きくなるように、モータ１６によるアシスト力を増加させる。モータ１６によってアシスト力を増加させる方法としては、次の第１の例〜第５の例が挙げられる。第１の例では、制御部４２は、予め定める比率を増加することによって、モータ１６によるアシスト力を増加させる。第２の例では、制御部４２は、モータ１６によるアシスト力に予め決められた所定値を加算することによってモータ１６によるアシスト力を増加させる。第３の例では、モータ１６によるアシスト力に予め定める第１の係数を乗算することによってモータ１６によるアシスト力を増加させる。第１の係数は、１よりも大きい値である。第４の例では、制御部４２は、人力駆動力と予め定める上限値との差分を演算し、演算された差分に応じた値をモータ１６によるアシスト力に加算することによってモータ１６によるアシスト力を増加させる。第５の例では、人力駆動力と予め定める上限値との差分を演算し、演算された差分に応じた第２の係数をモータ１６によるアシスト力に乗算することによってモータ１６によるアシスト力を増加させる。第２の係数は、１よりも大きい値である。制御部４２は、予め定める比率が、法規で定められる上限比率以下の範囲内において、モータ１６によるアシスト力を増加可能である。
【００４１】
制御部４２は、ステップＳ１３において人力駆動力が予め定める上限値未満であると判定すると、ステップＳ１５に移行する。制御部４２は、ステップＳ１５において人力駆動力が予め定める下限値以下か否かを判定する。制御部４２は、ステップＳ１５において、ステップＳ１１で取得した人力駆動力と予め定める下限値とを比較する。
【００４２】
制御部４２は、ステップＳ１５において人力駆動力が予め定める下限値以下であると判定すると、ステップＳ１６においてモータ１６によるアシスト力を減少させて、ステップＳ１８に移行する。制御部４２は、ステップＳ１６において、人力駆動力に対するモータ１６によるアシスト力が予め定める比率よりも小さくなるように、モータ１６によるアシスト力を減少させる。モータ１６によるアシスト力の減少方法としては、次の第１の例〜第５の例が挙げられる。第１の例では、制御部４２は、予め定める比率を減少することによって、モータ１６によるアシスト力を減少させる。第２の例では、制御部４２は、モータ１６によるアシスト力に予め決められた所定値を減算することによってモータ１６によるアシスト力を減少させる。第３の例では、モータ１６によるアシスト力に予め定める第３の係数を乗算することによってモータ１６によるアシスト力を減少させる。第３の係数は、０よりも大きく１よりも小さい値である。第４の例では、制御部４２は、人力駆動力と予め定める下限値との差分を演算し、演算された差分に応じた値をモータ１６によるアシスト力に減算することによってモータ１６によるアシスト力を減少させる。第５の例では、人力駆動力と予め定める下限値との差分を演算し、演算された差分に応じた第４の係数をモータ１６によるアシスト力に乗算することによってモータ１６によるアシスト力を減少させる。第４の係数は、０よりも大きく１よりも小さい値である。
【００４３】
制御部４２は、ステップＳ１５において人力駆動力が予め定める下限値以下ではないと判定すると、ステップＳ１７に移行する。制御部４２は、ステップＳ１７において、人力駆動力に対するモータ１６によるアシスト力が、予め定める比率となるようにモータ１６を制御して、ステップＳ１８に移行する。
【００４４】
制御部４２は、ステップＳ１８において人力駆動力が第２所定値ＴＸ２以下か否かを判定する。制御部４２は、ステップＳ１１で取得した人力駆動力と第２所定値ＴＸ２とを比較する。制御部４２は、ステップＳ１８において人力駆動力が第２所定値ＴＸ２以下であると判定すると、ステップＳ１９に移行する。制御部４２は、ステップＳ１９においてモータ１６を停止して、処理を終了する。制御部４２は、ステップＳ１８において人力駆動力が第２所定値ＴＸ２以下ではないと判定すると、処理を終了する。
【００４５】
次に、図５〜図１０を参照して、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じたモータ１６のアシスト力の補正処理について説明する。
制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて、予め定める上限値および荷重情報の少なくとも一方を補正する。これによって、予め定める上限値と荷重情報との関係が疲労度に応じて変更されるため、モータ１６のアシスト力が変更される。制御部５８は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて荷重情報を補正し、予め定める上限値を補正しなくてもよい。制御部５８は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値および荷重情報をそれぞれ補正してもよい。
【００４６】
制御部４２は、疲労検出部３６の検出情報に応じて人力駆動車１０の搭乗者の疲労度を演算する。疲労検出部３６が第２センサを含む場合、記憶部４４には、人力駆動車１０の搭乗時間と疲労度との関係を表す情報が記憶されている。人力駆動車１０の搭乗時間と疲労度との関係を表す情報は、図６に示されるようなグラフとして記憶部４４に記憶されていてもよく、関係式として記憶部４４に記憶されていてもよい。図６では、人力駆動車１０の搭乗時間が長くなるにつれて疲労度が高くなる場合について示している。制御部４２は、第２センサから検出された人力駆動車１０の搭乗時間から搭乗者の疲労度を演算する。疲労検出部３６が第１センサを含む場合、記憶部４４には、心拍数と疲労度との関係を表す情報が記憶されている。心拍数と疲労度との関係を表す情報は、図７に示されるように、グラフとして記憶部４４に記憶されていてもよく、関係式として記憶部４４に記憶されていてもよい。図７では、搭乗者の心拍数が高くなるにつれて疲労度が高くなる場合について示している。制御部４２は、第１センサから検出された搭乗者の心拍数に応じて搭乗者の疲労度を演算する。
【００４７】
図５は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値を補正する場合の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、アシスト処理が実行される期間において所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４８】
制御部４２は、ステップＳ２１において人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が閾値以上か否かを判定する。制御部４２は、疲労検出部３６の検出情報に応じて疲労度を演算し、演算した疲労度と閾値とを比較する。閾値は、試験等によって予め設定される。
【００４９】
制御部４２は、ステップＳ２１において人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が閾値以上であると判定すると、ステップＳ２２において予め定める上限値を補正する。制御部４２は、ステップＳ２１において人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が閾値未満であると判定すると、一旦処理を終了する。この場合、予め定める上限値は補正されない。
【００５０】
予め定める上限値を補正する場合、記憶部４４には、疲労度と予め定める上限値との関係を表す情報が記憶されている。疲労度と予め定める上限値との関係を表す情報は、図８に示されるように、グラフとして記憶部４４に記憶されていてもよく、関係式として記憶部４４に記憶されていてもよい。図８では、疲労度が高くなるにつれて予め定める上限値が小さくなる場合について示している。制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が高くなるにつれて、モータ１６によるアシスト力が大きくなるように、モータ１６を制御する。制御部４２は、演算した疲労度から予め定める上限値を演算する。予め定める上限値を変更する場合、制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が閾値以上であると判定すると、予め定める上限値から所定値分だけ減算した値、または、予め定める上限値に予め定める第５の係数を乗算した値を新たな上限値として設定してもよい。第５の係数は、０よりも大きく１よりも小さい値である。
【００５１】
図９は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて荷重情報を補正する場合の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、アシスト処理が実行される期間において所定時間毎に繰り返し実行される。
【００５２】
制御部４２は、ステップＳ３１において人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が閾値以上か否かを判定する。この判定は、図５のステップＳ２１と同じである。
制御部４２は、ステップＳ３１において人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が閾値以上である判定すると、ステップＳ３２において荷重情報を補正する。制御部４２は、ステップＳ３１において人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が閾値未満であると判定すると、一旦処理を終了する。この場合、荷重情報は補正されない。
【００５３】
荷重情報を補正する場合、記憶部４４には、疲労度と、荷重情報を補正するための係数との関係を表す情報が記憶されている。疲労度と、荷重情報を補正するための係数との関係を表す情報は、図１０に示されるように、グラフとして記憶部４４に記憶されていてもよく、関係式として記憶部４４に記憶されていてもよい。図１０では、疲労度が高くなるにつれて荷重情報を補正するための係数が小さくなる場合について示している。荷重情報を補正するための係数は、０よりも大きくかつ１以下である。一例では、係数は、疲労度が低い場合が１であり、疲労度が高くなるにつれて１から徐々に小さくなる。制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度が高くなるにつれて、モータ１６によるアシスト力が大きくなるように、モータ１６を制御する。制御部４２は、演算した疲労度から、荷重情報を補正するための係数を演算する。制御部４２は、荷重情報を補正するための係数と荷重情報とを乗算して、新たな荷重情報を取得する。制御部４２は、例えば図３（ａ）のグラフを用いて取得した新たな荷重情報から予め定める上限値を取得する。
【００５４】
本実施形態では、制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値を補正し、荷重情報は補正しない。制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて荷重情報を補正し、予め定める上限値を補正しなくてもよい。制御部４２は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値および荷重情報をそれぞれ補正してもよい。
【００５５】
（第２実施形態）
図１１および図１２を参照して、第２実施形態の制御装置４０について説明する。第２実施形態の制御装置４０は、第１実施形態の制御装置４０と比較して、荷重情報の取得方法が主に異なる。以下の説明では、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。
【００５６】
図１１に示されるように、制御装置４０は、人力駆動車１０のペダル２０に設けられ、ペダル２０に与えられる荷重を検出する第１荷重センサ４８をさらに含む。第１荷重センサ４８によって荷重情報が検出される。第１荷重センサ４８は、制御部４２と有線または無線によって通信可能に接続される。第１荷重センサ４８は、第１荷重センサ４８の検出情報を制御部４２に出力する。第１荷重センサ４８は、所定のサンプリング周期毎にペダル２０に与えられる荷重を検出する。
【００５７】
制御装置４０は、操作スイッチ５０をさらに含む。操作スイッチ５０は、１または複数のスイッチを含む。操作スイッチ５０は、制御部４２と有線または無線によって通信可能に接続される。制御部４２は、時間を計測するためのカウンタ４２Ａを含む。制御部４２は、操作スイッチ５０が操作されたときにカウンタ４２Ａによるカウントを開始する。第１実施形態の入力部４６は、操作スイッチ５０を含んでもよい。
【００５８】
本実施形態では、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗中において検出される荷重情報に応じて予め定める上限値が設定される。一例では、制御部４２は、通常モードと、予め定める上限値を設定するキャリブレーションモードとを含む。操作スイッチ５０が操作された場合、制御部４２はキャリブレーションモードに設定する。一例では、通常モードは、キャリブレーションモードに設定されていない場合のモードであって、第１実施形態の制御を実行可能なモードである。制御部４２は、キャリブレーションモードにおいて第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて予め定める上限値を設定する。
【００５９】
図１２は、キャリブレーションモードにおいて、予め定める上限値を設定する処理の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態で操作スイッチ５０が操作されると、処理を開始して図１２に示すフローチャートのステップＳ４１に移行する。制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態か否かは、例えば第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて判定可能である。一例では、制御部４２は、第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報が所定値以上の場合、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態であると判定する。
【００６０】
制御部４２は、ステップＳ４１においてカウンタ４２Ａによるカウントを開始し、ステップＳ４２において荷重情報を取得し、ステップＳ４３に移行する。制御部４２は、第１荷重センサ４８によって検出される、ペダル２０に与えられる荷重を荷重情報として取得する。
【００６１】
制御部４２は、ステップＳ４３において積算したカウント数が閾値以上か否かを判定する。閾値は、例えばキャリブレーションモードにおいてカウントを開始してから搭乗者がクランク１２を１回転させるために必要な時間の最大値となるようなカウント数であり、試験等によって予め設定される。
【００６２】
制御部４２は、ステップＳ４３において積算したカウント数が閾値未満であると判定すると、ステップＳ４２に移行する。これによって、カウント数が閾値に達するまで第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報を取得し続ける。取得した荷重情報は、記憶部４４に記憶される。制御部４２は、ステップＳ４３において積算したカウント数が閾値以上であると判定すると、ステップＳ４４において取得した荷重情報のうちの最大値に応じて予め定める上限値を設定する。制御部４２は、カウントを開始してからカウント数が閾値に達するまでの期間において取得した複数の荷重情報を、記憶部４４を通じて参照し、複数の荷重情報のうちの最大値に応じて予め定める上限値を設定する。一例では、荷重情報は、人力駆動車１０のペダル２０に与えられる荷重を示すペダル荷重情報を含み、人力駆動車１０のクランク１２の長さと、重力加速度と、ペダル荷重情報と、を乗算することによって、予め定められる上限値が設定される。本実施形態においてペダル荷重情報は、ペダルに与えられる最大の荷重を表す。クランク１２の長さは、例えばクランク軸１２Ａの中心軸心からクランクアーム１２Ｂのペダル軸の軸心までの長さによって規定される。クランク１２の長さおよび重力加速度は、記憶部４４に記憶されている。制御部４２は、ステップＳ４４において取得した荷重情報のうちの最大値と、記憶部４４に記憶されたクランク１２の長さと、重力加速度とを乗算することによって演算したトルクを予め定める上限値に設定する。制御部４２は、予め定める上限値が設定された後、ステップＳ４５においてカウント数をリセットする。制御部４２は、ステップＳ４４において人力駆動車１０のクランク１２の長さと、ペダル荷重情報とを乗算することによって、予め定められる上限値が設定されてもよい。
【００６３】
（第３実施形態）
図１３および図１４を参照して、第３実施形態の制御装置４０について説明する。第３実施形態の制御装置４０は、第２実施形態の制御装置４０と比較して、荷重情報の取得方法が主に異なる。以下の説明では、第２実施形態と共通する構成については、第２実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６４】
人力駆動車１０は、クランク回転センサ５２をさらに含む。クランク回転センサ５２は、クランクアーム１２Ｂの回転位相位置、回転量、および、回転方向の少なくとも１つを検出する。クランク回転センサ５２は、クランクアーム１２Ｂの回転位相位置、回転量、および、回転方向のうちの回転位相位置を検出し、かつ回転量および回転方向を検出しなくてもよい。クランク回転センサ５２は、クランクアーム１２Ｂの回転量を検出し、かつ回転位相位置および回転方向を検出しなくてもよい。クランク回転センサ５２は、クランクアーム１２Ｂの回転方向を検出し、かつ回転量および回転位相位置を検出しなくてもよい。クランク回転センサ５２は、クランクアーム１２Ｂの回転位相位置、回転量、および、回転方向のうちの任意の２つの組み合わせについて検出し、残りの１つを検出しなくてもよい。クランク回転センサ５２は、クランクアーム１２Ｂの回転位相位置、回転量、および、回転方向の全てを検出してもよい。クランク回転センサ５２は、人力駆動車１０のフレーム１８またはモータ１６が設けられるハウジングに取り付けられる。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。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１２Ａまたはクランク軸１２Ａから第１回転体２４までの間の動力伝達経路に設けられる。
【００６５】
クランク回転センサ５２は、クランク軸１２Ａから第１回転体２４までの人力駆動力の伝達経路において、クランク軸１２Ａと一体に回転する部材に設けられてもよい。例えば、クランク回転センサ５２は、クランク軸１２Ａと第１回転体２４との間にワンウェイクラッチが設けられない場合、第１回転体２４に設けられてもよい。
【００６６】
本実施形態では、人力駆動車１０のクランク１２が予め定める角度範囲に位置する状態において、第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて、予め定める上限値が設定される。一例では、制御部４２は、キャリブレーションモードにおいて、人力駆動車１０のクランク１２が予め定める角度範囲に位置する場合に第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて予め定める上限値を設定する。予め定める角度範囲は、搭乗者が任意に変更可能である。予め定める角度範囲は、好ましくは、クランク１２のクランクアームが上死点および下死点から９０°回転した位置を含む。
【００６７】
図１４は、キャリブレーションモードにおいて、予め定める上限値を設定する処理の処理手順を示すフローチャートである。制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態で操作スイッチ５０が操作されると、処理を開始して図１４に示すフローチャートのステップＳ５１に移行し、クランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度範囲内から角度範囲外になるまで行われる。制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態か否かは、例えば第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて判定可能である。一例では、制御部４２は、第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報が所定値以上の場合、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態であると判定する。
【００６８】
制御部４２は、ステップＳ５１においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置を取得し、ステップＳ５２に移行する。制御部４２は、ステップＳ５２においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度範囲内か否かを判定する。
【００６９】
制御部４２は、ステップＳ５２においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度範囲内であると判定すると、ステップＳ５３において第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報を取得し、ステップＳ５１に移行する。制御部４２は、ステップＳ５２においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度範囲外であると判定すると、ステップＳ５４において予め定める角度範囲内の全体にわたり荷重情報を取得したか否かを判定する。一例では、制御部４２は、クランクアーム１２Ｂが予め定める角度範囲を通過する場合、予め定める角度範囲内の全体にわたり荷重情報を取得したと判定する。制御部４２は、ステップＳ５４において予め定める角度範囲内の全体にわたり荷重情報を取得していないと判定すると、ステップＳ５１に移行する。制御部４２は、ステップＳ５４において予め定める角度範囲内の全体にわたり荷重情報を取得したと判定すると、ステップＳ５５において取得した荷重情報のうちの最大値に応じて予め定める上限値を設定する。ステップＳ５５における予め定める上限値の設定方法は、第２実施形態の図１２のステップＳ４４における予め定める上限値の設定方法と同様である。
【００７０】
図１４のフローチャートにおいて、ステップＳ５４およびステップＳ５５を省略してもよい。この場合、制御部４２は、ステップＳ５２において、クランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度範囲内ではないと判定すると、ステップＳ５２を繰り返すように構成される。また制御部４２は、ステップＳ５３において、第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報を取得した後、取得した荷重情報に応じて予め定める上限値を設定し、処理を終了する。
【００７１】
（第４実施形態）
図１および図１５を参照して、第４実施形態の制御装置４０について説明する。第４実施形態の制御装置４０は、第１実施形態の制御装置４０と比較して、荷重情報の取得方法が主に異なる。以下の説明では、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。
【００７２】
図１に示されるように、制御装置４０は、人力駆動車１０の搭乗部１０Ｘに設けられ、搭乗部１０Ｘに与えられる荷重を検出する第２荷重センサ５４をさらに含む。第２荷重センサ５４によって荷重情報が検出される。本実施形態における荷重情報は、人力駆動車１０の搭乗者の体重情報を含む。搭乗部１０Ｘは、サドル１０Ｓおよびシートポスト１０Ｐの少なくとも一方を含む。搭乗部１０Ｘは、少なくともサドル１０Ｓを含む。搭乗部１０Ｘは、シートポスト１０Ｐをさらに含んでいてもよい。一例では、第２荷重センサ５４は、サドル１０Ｓに設けられる。第２荷重センサ５４は、例えば圧力センサまたは歪ゲージを含む。図１５に示されるように、第２荷重センサ５４は、制御部４２と有線または無線によって通信可能に接続される。第２荷重センサ５４は、検出した荷重情報を制御部４２に出力する。
【００７３】
制御部４２は、第２荷重センサ５４によって検出された荷重情報から体重情報を取得し、例えば第１実施形態の図３（ａ）のグラフを用いて、予め定めた上限値を設定し、例えば第１実施形態の図３（ｂ）のグラフを用いて、予め定めた下限値を設定する。
【００７４】
（第５実施形態）
図１６および図１７を参照して、第５実施形態の制御装置４０について説明する。第５実施形態の制御装置４０は、第１実施形態の制御装置４０と比較して、荷重情報の取得方法が主に異なる。以下の説明では、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場合がある。
【００７５】
図１６に示されるように、本実施形態の制御装置４０は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力を検出するトルクセンサ３４をさらに含む。トルクセンサ３４の検出結果に応じて荷重情報が設定される。一例では、制御部４２は、通常モードと、予め定める上限値を設定するキャリブレーションモードとを含む。操作スイッチ５０が操作された場合、制御部４２はキャリブレーションモードに設定する。通常モードでは、制御部４２は、トルクセンサ３４の検出結果である、クランク１２に与えられるトルクに応じて荷重情報を演算する。制御部４２は、荷重情報に応じてモータ１６によるアシスト力を設定する。キャリブレーションモードでは、制御部４２は、第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて予め定める上限値を設定する。
【００７６】
図１７は、キャリブレーションモードにおいて、予め定める上限値を設定する処理の処理手順を示すフローチャートである。制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態で操作スイッチ５０が操作されると、処理を開始して図１７に示すフローチャートのステップＳ７１に移行する。制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態か否かは、例えばトルクセンサ３４によって検出されるトルクに応じて判定可能である。一例では、制御部４２は、トルクセンサ３４によって検出されるトルクが所定値以上の場合、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態であると判定する。
【００７７】
制御部４２は、ステップＳ７１においてカウンタ４２Ａによるカウントを開始する。制御部４２は、ステップＳ７２においてトルクセンサ３４によって検出されるトルクを取得し、ステップＳ７３において検出されたトルクから荷重情報を取得し、ステップＳ７４に移行する。
【００７８】
制御部４２は、ステップＳ７４において積算したカウント数が閾値以上か否かを判定する。閾値は、第２実施形態のステップＳ４３の閾値と同じである。
制御部４２は、ステップＳ７４において積算したカウント数が閾値未満であると判定すると、ステップＳ７２に移行する。これによって、カウント数が閾値に達するまでトルクセンサ３４によって検出されるトルクを取得し続ける。取得したトルクは、記憶部４４に記憶される。制御部４２は、ステップＳ７４において積算したカウント数が閾値以上であると判定すると、ステップＳ７５において取得した荷重情報のうちの最大値を予め定める上限値に設定する。制御部４２は、記憶部４４からカウント数が閾値に達するまでに取得した複数の荷重情報を参照し、複数の荷重情報のうちの最大値を予め定める上限値に設定する。制御部４２は、予め定める上限値が設定された後、ステップＳ７６においてカウント数をリセットする。
【００７９】
（第６実施形態）
図１８を参照して、第６実施形態の制御装置４０について説明する。第６実施形態の制御装置４０は、第３実施形態の制御装置４０と比較して、上限値の設定方法が主に異なる。以下の説明では、第３実施形態と共通する構成については、第３実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
【００８０】
本実施形態の制御装置４０は、人力駆動車１０の推進をアシストするモータ１６を制御する制御部４２を含む。制御部４２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、人力駆動力が予め定める上限値未満になるまでモータ１６によるアシスト力を増加させるようにモータ１６を制御する。予め定める上限値は、人力駆動車１０のクランク１２が予め定める角度に位置する状態において、クランク１２に与えられる人力駆動力に応じて設定される。一例では、制御部４２は、キャリブレーションモードにおいて、人力駆動車１０のクランク１２が予め定める角度に位置する場合にトルクセンサ３４によって検出されるトルクに応じて予め定める上限値を設定する。予め定める角度は、搭乗者が任意に変更可能である。
【００８１】
図１８は、キャリブレーションモードにおいて、予め定める上限値を設定する処理の一例の処理手順を示すフローチャートである。制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態で操作スイッチ５０が操作されると、処理を開始して図１８に示すフローチャートのステップＳ８１に移行する。制御部４２は、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態か否かは、例えば第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて判定可能である。一例では、制御部４２は、第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報が所定値以上の場合、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗した状態であると判定する。
【００８２】
制御部４２は、ステップＳ８１においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置を取得し、ステップＳ８２に移行する。制御部４２は、ステップＳ８２においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度か否かを判定する。
【００８３】
制御部４２は、ステップＳ８２においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度ではないと判定すると、ステップＳ８１に移行する。制御部４２は、キャリブレーションモードにおいて、クランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度に達するまでクランクアーム１２Ｂの回転位相位置を取得し続ける。
【００８４】
制御部４２は、ステップＳ８２においてクランクアーム１２Ｂの回転位相位置が予め定める角度であると判定すると、ステップＳ８３においてトルクセンサ３４によって検出されるトルクを取得し、ステップＳ８４に移行する。制御部４２は、ステップＳ８４において取得したトルクを予め定める上限値に設定する。制御部４２は、例えばステップＳ８４において、取得したトルクに所定の係数を乗算した値を、予め定める上限値に設定してもよいし、取得したトルクに所定値を加算した値を、予め定める上限値に設定してもよい。予め定める角度は、好ましくは、クランク１２のクランクアームが上死点および下死点から９０°回転した位置を含む。
【００８５】
（第７実施形態）
図１９および図２０を参照して、第７実施形態の制御装置４０について説明する。第７実施形態の制御装置４０は、第１実施形態の制御装置４０と比較して、モータ１６に代えて、変速機５６によって人力駆動力を予め定められた上限値未満にする点が主に異なる。以下の説明では、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。
【００８６】
図１９に示されるように、本実施形態の人力駆動車用制御装置４０は、人力駆動車１０の変速機５６を制御する制御部５８を含む。人力駆動車１０は、変速機５６を制御するアクチュエータ６２をさらに含む。アクチュエータ６２が変速機５６を動作させることによって、変速比が変更される。変速比は、クランク１２の回転速度に対する駆動輪１４の回転速度の比率である。制御部５８には、トルクセンサ３４および疲労検出部３６が有線または無線によって通信可能に接続される。変速機５６は、例えば内装変速機およびディレイラの少なくとも一方を含む。変速機５６は、内装変速機を含み、ディレイラを含まない構成であってもよいし、ディレイラを含み、内装変速機を含まない構成であってもよいし、内装変速機およびディレイラの両方を含む構成であってもよい。
【００８７】
一例では、制御装置４０は、記憶部６０をさらに含む。制御部５８は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。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５８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。制御部５８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。記憶部６０には、各種の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が記憶される。記憶部６０は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。制御部５８および記憶部６０は、例えばモータ１６が設けられるハウジングに設けられてもよいし、アクチュエータ６２のハウジングに設けられてもよい。
【００８８】
アクチュエータ６２は、制御部５８と有線または無線によって通信可能に接続される。制御部５８は、アクチュエータ６２を制御する。バッテリ３２は、制御部５８を通じてアクチュエータ６２に電力を供給する。バッテリ３２は、アクチュエータ６２に直接的に電力を供給してもよい。
【００８９】
人力駆動車１０は、操作部６４をさらに含む。操作部６４は、有線または無線によって制御部５８と通信可能に接続される。操作部６４は、アクチュエータ６２の動作を操作する信号を制御部５８に出力する。制御部５８は、操作部６４の信号に応じてアクチュエータ６２を制御する。
【００９０】
制御部５８は、操作部６４が操作されていない状態において、人力駆動車１０の搭乗者が適切な人力駆動力で人力駆動車１０を走行できるように変速機５６を制御する変速比変更処理を実行する。変速比変更処理において、制御部５８は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、人力駆動力が予め定める上限値未満になるまで変速比を小さくするように変速機５６を制御する。予め定める上限値は、人力駆動車１０に入力される荷重情報に応じて設定される。本実施形態では、荷重情報は、人力駆動車１０の搭乗者の体重情報を含む。一例では、制御部５８は、変速比変更処理が実行されている期間において操作部６４が操作された場合には操作部６４の操作に応じて変速比を変更する。
【００９１】
変速比変更処理において、制御部５８は、人力駆動力が予め定める上限値未満になった後、人力駆動力が予め定める下限値以下になると、変速機５６による変速比を大きくするように変速比を制御してもよい。予め定める上限値および下限値はそれぞれ、各所定値ＴＸ１，ＴＸ２よりも大きい。
【００９２】
図２０を参照して、変速比変更処理の処理手順について説明する。制御部５８は、制御部５８にバッテリ３２から電力が供給されると、処理を開始して図２０に示すフローチャートのステップＳ９１に移行する。制御部５８は、電力が供給されている限り、所定時間毎にステップＳ９１からの処理を繰り返し実行する。
【００９３】
制御部５８は、ステップＳ９１において人力駆動力が予め定める上限値以上か否かを判定する。ステップＳ９１の判定は、第１実施形態のステップＳ１１と同様である。
制御部５８は、ステップＳ９１において人力駆動力が予め定める上限値以上であると判定すると、ステップＳ９２において変速比を小さくするように変速機５６を制御し、ステップＳ９３に移行する。制御部５８は、ステップＳ９２において変速比が最小変速比の場合には、現在の変速比を変速機５６に維持させて、ステップＳ９３に移行する。変速機５６による変速比を小さくする方法としては、次の第１の例および第２の例が挙げられる。第１の例では、制御部５８は、変速機５６によるアシスト力に予め決められた所定の変速比を減算することによって変速機５６による変速比を小さくする。第２の例では、制御部５８は、人力駆動力と予め定める上限値との差分を演算し、演算された差分に応じた変速比を減算することによって変速機５６による変速比を小さくする。
【００９４】
制御部５８は、ステップＳ９１において人力駆動力が予め定める上限値未満であると判定すると、ステップＳ９３に移行する。制御部５８は、ステップＳ９３において人力駆動力が予め定める下限値以下か否かを判定する。制御部５８は、ステップＳ９１において取得した人力駆動力と予め定める下限値とを比較する。
【００９５】
制御部５８は、ステップＳ９３において人力駆動力が予め定める下限値以下であると判定すると、ステップＳ９４において変速機５６による変速比を大きくして、処理を一旦終了する。制御部５８は、ステップＳ９４において変速比が最大変速比の場合には、現在の変速比を変速機５６に維持させて、処理を終了する。変速機５６による変速比を大きくする方法としては、次の第１の例および第２の例が挙げられる。第１の例では、制御部５８は、変速機５６によるアシスト力に予め決められた所定の変速比を加算することによって変速機５６による変速比を大きくする。第２の例では、制御部５８は、人力駆動力と予め定める下限値との差分を演算し、演算された差分に応じた変速比を加算することによって変速機５６による変速比を大きくする。
【００９６】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、制御部５８は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて、予め定める上限値および荷重情報の少なくとも一方を補正してもよい。
本実施形態では、第１実施形態と同様に、制御部５８は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値を補正し、荷重情報を補正しなくてもよい。制御部５８は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて荷重情報を補正し、予め定める上限値を補正しなくてもよい。制御部５８は、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値および荷重情報をそれぞれ補正してもよい。
【００９７】
（第８実施形態）
図２１を参照して、第８実施形態の制御装置４０について説明する。第８実施形態の制御装置４０は、第７実施形態の制御装置４０と比較して、予め定められた上限値の設定方法が主に異なる。以下の説明では、第７実施形態と共通する構成については、第７実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９８】
本実施形態の人力駆動車用制御装置４０は、人力駆動車１０の変速機５６を制御する制御部５８を含む。制御部５８は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が予め定める上限値以上になると、人力駆動力が予め定める上限値未満になるまで変速比を小さくするように変速機５６を制御する。予め定める上限値は、人力駆動車１０のクランク１２が予め定める角度に位置する状態において、クランク１２に与えられる人力駆動力に応じて設定される。一例では、制御部５８は、第７実施形態の変速比変更処理と同様に変速比を制御する。
【００９９】
制御装置４０は、第１荷重センサ４８をさらに含む。人力駆動車１０は、クランク回転センサ５２をさらに含む。第１荷重センサ４８およびクランク回転センサ５２はそれぞれ、有線または無線によって制御部５８と通信可能に接続される。
【０１００】
予め定める上限値の設定方法の一例では、制御部５８は、キャリブレーションモードにおいて、人力駆動車１０のクランク１２が予め定める角度に位置する場合にトルクセンサ３４によって検出されるトルクに応じて予め定める上限値を設定する。予め定める角度は、搭乗者が任意に変更可能である。一例では、予め定める上限値は、第６実施形態の図１８に示すフローチャートと同様に設定される。
【０１０１】
（変形例）
各実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用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。本発明に従う人力駆動車用制御装置は、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、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０２】
・第１および第７実施形態において、荷重情報は、搭乗者の体重情報から推定される搭乗者の脚の重量に応じたペダル荷重情報を含んでもよい。一例では、図２２に示されるとおり、制御部４２は、推定部４２Ｂおよび荷重演算部４２Ｃを含む。推定部４２Ｂは、入力部４６によって入力された搭乗者の体重情報から搭乗者の脚の重量を推定する。例えば記憶部４４には、搭乗者の体重情報と搭乗者の脚の重量との関係を表す情報が記憶されている。推定部４２Ｂは、搭乗者の体重情報と搭乗者の脚の重量との関係を表す情報を用いて、搭乗者の体重情報から搭乗者の脚の重量を演算する。搭乗者の体重情報と搭乗者の脚の重量との関係を表す情報は、搭乗者の性別や年齢によって区分された種々のテーブルまたはグラフとして記憶されていてもよい。
【０１０３】
荷重演算部４２Ｃは、搭乗者の脚の重量からペダル荷重情報を演算する。例えば記憶部４４には、搭乗者の脚の重量とペダル荷重情報との関係が記憶されている。荷重演算部４２Ｃは、搭乗者の脚の重量とペダル荷重情報との関係を用いて、搭乗者の脚の重量からペダル荷重情報を演算する。
【０１０４】
・第４実施形態において、荷重情報は、第２荷重センサ５４によって検出される荷重情報から推定される搭乗者の脚の重量に応じたペダル荷重情報を含んでもよい。一例では、図２３に示されるとおり、制御部４２は、推定部４２Ｄおよび荷重演算部４２Ｅを含む。推定部４２Ｄは、第２荷重センサ５４によって検出された荷重情報から搭乗者の脚の重量を推定する。例えば記憶部４４には、第２荷重センサ５４によって検出された荷重情報と搭乗者の脚の重量との関係を表す情報が記憶されている。推定部４２Ｄは、第２荷重センサ５４によって検出された荷重情報と搭乗者の脚の重量との関係を表す情報を用いて、第２荷重センサ５４によって検出された荷重情報から搭乗者の脚の重量を演算する。第２荷重センサ５４によって検出された荷重情報と搭乗者の脚の重量との関係は、搭乗者の性別や年齢によって区分された種々のテーブルまたはグラフとして記憶されていてもよい。荷重演算部４２Ｅは、荷重演算部４２Ｃと同様に、搭乗者の脚の重量からペダル荷重情報を演算する。
【０１０５】
・第１実施形態、第２実施形態、およびその変形例において、予め定める上限値は、荷重情報とともに搭乗者の性別に応じて設定されてもよい。
・第１〜第６実施形態およびその変形例におけるアシスト処理において、制御部４２は、人力駆動力が予め定める下限値以下の場合にモータ１６によるアシスト力を減少する制御を省略してもよい。この場合、図４のステップＳ１５およびステップＳ１６を省略し、ステップＳ１３において人力駆動力が予め定める上限値以上ではないと判定すると、ステップＳ１７に移行する。
【０１０６】
・第７実施形態において、制御装置４０は、人力駆動車１０のペダル２０に与えられる荷重を検出する第１荷重センサ４８をさらに含んでもよい。第１荷重センサ４８は、ペダル２０に設けられる。荷重情報は、第１荷重センサ４８によって検出される。この場合、予め定める上限値の設定方法の第１例として、搭乗者が人力駆動車１０に搭乗中において第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて、予め定める上限値が設定されてもよい。第２例として、人力駆動車１０のクランク１２予め定める角度範囲に位置する状態において、第１荷重センサ４８によって検出される荷重情報に応じて、予め定める上限値が設定されてもよい。
【０１０７】
・第７実施形態において、制御装置４０は、人力駆動車１０の搭乗部１０Ｘに与えられる荷重を検出する第２荷重センサ５４をさらに含んでもよい。第２荷重センサ５４は、搭乗部１０Ｘに設けられる。荷重情報は、第２荷重センサ５４によって検出される。搭乗部１０Ｘは、サドル１０Ｓおよびシートポスト１０Ｐの少なくとも一方を含む。搭乗部１０Ｘは、少なくともサドル１０Ｓを含む。搭乗部１０Ｘは、シートポスト１０Ｐをさらに含んでいてもよい。荷重情報は、第２荷重センサ５４によって検出される荷重情報から推定される搭乗者の脚の重量に応じたペダル荷重情報を含んでもよい。この場合、人力駆動車１０のクランク１２の長さと、重力加速度と、ペダル荷重情報と、を乗算することによって、予め定める上限値が設定されてもよい。人力駆動車１０のクランク１２の長さとペダル荷重情報とを乗算することによって、予め定める上限値が設定されてもよい。
【０１０８】
・第７実施形態において、荷重情報は、トルクセンサ３４の検出結果に応じて設定されてもよい。
・第７および第８実施形態の変速比変更処理において、制御部５８は、人力駆動力がめ定める下限値以下の場合にアクチュエータ６２による変速比を減少する制御を省略してもよい。この場合、図２０のステップＳ９３およびステップＳ９４を省略する。
【０１０９】
・第１〜第８実施形態およびその変形例において、人力駆動車１０の搭乗者の疲労度に応じて予め定める上限値および荷重情報の少なくとも一方を補正する制御を省略してもよい。この場合、第１〜第８実施形態およびその変形例において、疲労検出部３６は省略される。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…人力駆動車、１０Ｘ…搭乗部、１０Ｓ…サドル、１０Ｐ…シートポスト、１２…クランク、１６…モータ、２０…ペダル、３４…トルクセンサ、４０…制御装置（人力駆動車用制御装置）、４２…制御部、４６…入力部、４８…第１荷重センサ、５４…第２荷重センサ、５６…変速機、５８…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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