(57)【要約】【課題】騒音を軽減できる車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムを提供する。【解決手段】車両用駆動機構は、爪部材、および、前記爪部材と係合可能な係合面を有するワンウェイクラッチと、第１方向に回転することによって車両を駆動する駆動力を発生するモータと、を含み、前記車両用駆動機構の制御装置は、前記ワンウェイクラッチが動力を伝達していない状態で、前記モータを前記第１方向とは反対の第２方向に回転させて、前記爪部材と前記係合面とを近づけるように、前記モータを制御する制御部を含む。【選択図】図１０
2019089362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
爪部材、および、前記爪部材と係合可能な係合面を有するワンウェイクラッチと、
第１方向に回転することによって車両を駆動する駆動力を発生するモータと、を含む車両用駆動機構の制御装置であって、
前記ワンウェイクラッチが動力を伝達していない状態で、前記モータを前記第１方向とは反対の第２方向に回転させて、前記爪部材と前記係合面とを近づけるように、前記モータを制御する制御部を含む、車両用駆動機構の制御装置。
【請求項２】
前記ワンウェイクラッチは、前記爪部材が設けられる第１回転体と、前記係合面が設けられる第２回転体と、を含み、前記爪部材と前記係合面とが係合することによって前記第１回転体と前記第２回転体との間で前記動力を伝達し、
前記モータは、前記第１回転体および前記第２回転体の一方に前記駆動力を伝達する、請求項１に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記第１回転体および前記第２回転体の一方を、予め定める角度以上回転させないように前記モータを制御する、請求項２に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項４】
前記第１回転体および前記第２回転体の少なくとも一方の回転状態を検出する第１検出部をさらに含む、請求項２または３に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記爪部材と前記係合面とが係合するように前記モータを制御する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記モータの出力トルクが予め定める値未満となるように前記モータを制御する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させることができない場合、前記モータを停止させる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項８】
前記モータの回転状態を検出する第２検出部をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記爪部材と前記係合面とが係合すると、前記モータを停止させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項１０】
前記車両は、人力駆動力が入力されるクランク軸を備え、
前記ワンウェイクラッチは、前記クランク軸から前記車両の駆動輪までの動力伝達経路に設けられ、
前記モータは、前記動力伝達経路において前記ワンウェイクラッチの下流側に前記駆動力を伝達し、
前記制御部は、前記クランク軸が回転していない状態で、前記モータを前記第２方向に回転させる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記クランク軸が回転しないように前記モータを制御する、請求項１０に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項１２】
前記車両は、前記クランク軸を第３方向に回転させることによって前記車両が前記人力駆動力によって駆動されるように構成され、
前記制御部は、前記クランク軸が前記第３方向に回転している場合、前記人力駆動力に応じて前記モータを前記第１方向に回転させる、請求項１０または１１に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項１３】
前記人力駆動力を検出する第３検出部をさらに含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置、前記ワンウェイクラッチ、および、前記モータを含む車両用駆動システム。
【請求項１５】
請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の車両用駆動機構の制御装置、前記ワンウェイクラッチ、前記モータ、および、ハウジングを含み、
前記ハウジングには、前記クランク軸、前記ワンウェイクラッチ、および、前記モータが設けられる、車両用駆動システム。
【請求項１６】
前記制御部は、前記ハウジングに設けられる、請求項１５に記載の車両用駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用駆動システムとして、例えば、特許文献１のシステムが知られている。この車両用駆動システムは、車両の推進をモータがアシストするときに、ワンウェイクラッチを介してモータの駆動力を伝達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８６５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記車両用駆動システムで使用されるワンウェイクラッチは、動力を伝達し始める場合に爪部材と係合面とが衝突して騒音が発生することがあり、改善の余地がある。
本発明の目的は、騒音を軽減できる車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１側面に従う車両用駆動機構の制御装置の一形態は、爪部材、および、前記爪部材と係合可能な係合面を有するワンウェイクラッチと、第１方向に回転することによって車両を駆動する駆動力を発生するモータと、を含む車両用駆動機構の制御装置であって、前記ワンウェイクラッチが動力を伝達していない状態で、前記モータを前記第１方向とは反対の第２方向に回転させて、前記爪部材と前記係合面とを近づけるように、前記モータを制御する制御部を含む。
前記第１側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、ワンウェイクラッチの爪部材と係合面とを近づけるため、ワンウェイクラッチの爪部材と係合面との衝突によって発生する騒音を軽減できる。また、ワンウェイクラッチに動力を伝達させる場合、爪部材と係合面とが係合して動力を伝達し始めるまでの時間が短くなる。
【０００６】
前記第１側面に従う第２側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記ワンウェイクラッチは、前記爪部材が設けられる第１回転体と、前記係合面が設けられる第２回転体と、を含み、前記爪部材と前記係合面とが係合することによって前記第１回転体と前記第２回転体との間で前記動力を伝達し、前記モータは、前記第１回転体および前記第２回転体の一方に前記駆動力を伝達する。
前記第２側面に従えば、ワンウェイクラッチは、第１回転体と第２回転体との間で動力を伝達できる。
【０００７】
前記第２側面に従う第３側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記第１回転体および前記第２回転体の一方を、予め定める角度以上回転させないように前記モータを制御する。
前記第３側面に従えば、モータが第１回転体および第２回転体の一方を回転させ続けることを防ぐことができる。
【０００８】
前記第２または第３側面に従う第４側面の車両用駆動機構の制御装置は、前記第１回転体および前記第２回転体の少なくとも一方の回転状態を検出する第１検出部をさらに含む。
前記第４側面に従えば、第１検出部によって、第１回転体および第２回転体の少なくとも一方の回転状態を検出できる。
【０００９】
前記第１〜第４側面のいずれか１つに従う第５側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記爪部材と前記係合面とが係合するように前記モータを制御する。
前記第５側面に従えば、爪部材と係合面とが係合している状態で、ワンウェイクラッチが動力を伝達し始めることができるので、爪部材と係合面との衝突によって発生する騒音をさらに軽減できる。また、ワンウェイクラッチに動力を伝達させる場合、爪部材と係合面とが係合して動力を伝達し始めるまでの時間がさらに短くなる。
【００１０】
前記第１〜第５側面のいずれか１つに従う第６側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記モータの出力トルクが予め定める値未満となるように前記モータを制御する。
前記第６側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、モータの出力トルクを予め定める値未満にするので、爪部材と係合面とにモータから与えられる負荷を抑制することができる。
【００１１】
前記第１〜第６側面のいずれか１つに従う第７側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させることができない場合、前記モータを停止させる。
前記第７側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、モータを第２方向に回転できない場合にモータを停止させるので、モータの消費電力および負荷を低減できる。
【００１２】
前記第１〜第７側面のいずれか１つに従う第８側面の車両用駆動機構の制御装置は、前記モータの回転状態を検出する第２検出部をさらに含む。
前記第８側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、第２検出部によって、モータの回転状態を検出することができる。
【００１３】
前記第１〜第８側面のいずれか１つに従う第９側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記爪部材と前記係合面とが係合すると、前記モータを停止させる。
前記第９側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、爪部材と係合面とが係合するとモータを停止させるため、モータの消費電力および負荷を低減できる。
【００１４】
前記第１〜第９側面のいずれか１つに従う第１０側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記車両は、人力駆動力が入力されるクランク軸を備え、前記ワンウェイクラッチは、前記クランク軸から前記車両の駆動輪までの動力伝達経路に設けられ、前記モータは、前記動力伝達経路において前記ワンウェイクラッチの下流側に前記駆動力を伝達し、前記制御部は、前記クランク軸が回転していない状態で、前記モータを前記第２方向に回転させる。
前記第１０側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、クランク軸が回転する場合に発生する騒音を軽減できる。
【００１５】
前記第１０側面に従う第１１側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記制御部は、前記モータを前記第２方向に回転させる場合、前記クランク軸が回転しないように前記モータを制御する。
前記第１１側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、モータを第２方向に回転させる場合にクランク軸を回転させないため、ライダーに違和感を与えない。
【００１６】
前記第１０または第１１側面に従う第１２側面の車両用駆動機構の制御装置において、前記車両は、前記クランク軸を第３方向に回転させることによって前記車両が前記人力駆動力によって駆動されるように構成され、前記制御部は、前記クランク軸が前記第３方向に回転している場合、前記人力駆動力に応じて前記モータを前記第１方向に回転させる。
前記第１２側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、車両の駆動力をアシストするようにモータを制御できる。
【００１７】
前記第１０〜第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面の車両用駆動機構の制御装置は、前記人力駆動力を検出する第３検出部をさらに含む。
前記第１３側面に従えば、車両用駆動機構の制御装置は、第３検出部によって、人力駆動力を検出できる。
【００１８】
本発明の第１４側面に従う車両用駆動システムの一形態は、前記第１〜第１３側面のいずれか１つに従う車両用駆動機構の制御装置、前記ワンウェイクラッチ、および、前記モータを含む。
前記第１４側面に従えば、車両用駆動システムは、騒音を軽減できる。
【００１９】
本発明の第１５側面に従う車両用駆動システムの一形態は、前記第１０〜第１３側面のいずれか１つに従う車両用駆動機構の制御装置、前記ワンウェイクラッチ、前記モータ、および、ハウジングを含み、前記ハウジングには、前記クランク軸、前記ワンウェイクラッチ、および、前記モータが設けられる。
前記第１５側面に従えば、ハウジングに、クランク軸、ワンウェイクラッチおよびモータが設けられるので、車両に取り付けしやすい。
【００２０】
前記第１５側面に従う第１６側面の車両用駆動システムにおいて、前記制御部は、前記ハウジングに設けられる。
前記第１６側面に従えば、制御部をモータの近くに配置することができ、配線の長さを短くすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムによれば、騒音を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の車両用駆動システムを含む車両の側面図。
【図２】図１のドライブユニットの側面図。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図。
【図４】図３のクランク軸近傍の拡大図。
【図５】図４の５−５線に沿う断面図。
【図６】図５の一部を拡大して示す断面図。
【図７】図６の第１回転体が第４方向に回転した状態を示す断面図。
【図８】図７の第１回転体が第４方向に回転した状態を示す断面図。
【図９】第１実施形態の制御装置のブロック図。
【図１０】第１実施形態の制御部の制御の一例を示すフローチャート。
【図１１】第２実施形態の制御部の制御の一例を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態の制御部の制御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】
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜１０を参照して、第１実施形態の車両用駆動システム８０を含む車両１０について説明する。車両１０は、人力駆動車両を含む。人力駆動車両は、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。人力駆動車両は、例えば、自転車を含む。人力駆動車両は、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。自転車は、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、リカンベントを含む。車両１０は、クランク軸４８を備えず、電気モータのみで駆動されてもよい。以下、実施形態において、車両１０を、自転車として説明する。
【００２４】
図１に示されるとおり、車両１０は、車両本体１２、車輪１４、車両用駆動機構１６、バッテリ１８、ドライブユニット４０、および、車両用駆動システム８０（図３参照）を含む。車両本体１２は、フレーム２２、フレーム２２に接続されるフロントフォーク２４、および、フロントフォーク２４にステム２６Ａを介して着脱可能に接続されるハンドルバー２６Ｂを備えている。フロントフォーク２４は、フレーム２２に支持される。
【００２５】
車輪１４は、前輪２８および後輪３０を含む。前輪２８の車軸２８Ａは、フロントフォーク２４の端部に接続される。後輪３０の車軸３０Ａは、フレーム２２のリアエンド２２Ａに接続される。
【００２６】
車両１０は、人力駆動力が入力されるクランク軸４８を備える。車両１０は、クランク軸４８を第３方向Ｒ３に回転させることによって車両１０が人力駆動力によって駆動されるように構成される。車両用駆動機構１６は、クランク３２およびペダル３４を含む。クランク３２は、クランク軸４８およびクランクアーム３２Ａを含む。クランクアーム３２Ａは、クランク軸４８の両端部にそれぞれ連結される。ペダル３４は、各クランクアーム３２Ａにそれぞれ連結される。車両用駆動機構１６は、ペダル３４を介してクランク軸４８に入力された人力駆動力を後輪３０に伝達する。車両用駆動機構１６は、フロント回転体３６を含む。フロント回転体３６は、クランク軸４８と同軸に設けられることが好ましい。フロント回転体３６は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。
【００２７】
車両用駆動機構１６は、例えば、チェーン、ベルト、またはシャフトを介して、クランク軸４８の回転を後輪３０に結合されるリア回転体３８に伝達するように構成される。リア回転体３８は、スプロケット、プーリまたはベベルギアを含む。リア回転体３８と後輪３０との間には、ワンウェイクラッチが設けられている。リア回転体３８と後輪３０との間に設けられるワンウェイクラッチは、リア回転体３８が前転した場合に、後輪３０を前転させ、リア回転体３８が後転した場合に、後輪３０を後転させないように構成される。フロント回転体３６は、複数のフロントスプロケットを含んでもよい。リア回転体３８は、複数のリアスプロケットを含んでいてもよい。
【００２８】
バッテリ１８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１８は、車両１０に搭載され、バッテリ１８と有線で電気的に接続されている他の電機部品、例えば、ドライブユニット４０に電力を供給する。バッテリ１８は、フレーム２２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２２の内部に収容されてもよい。
【００２９】
図２に示されるとおり、ドライブユニット４０は、ハウジング５０、出力部５２、および、モータ５４を含む。ハウジング５０の外周部には、ドライブユニット４０をフレーム２２に取り付けるための取付部５０Ａが設けられる。ドライブユニット４０は、取付部５０Ａにボルト等をねじ込むことによって、フレーム２２に取り付けられる。また、ドライブユニット４０の出力部５２には、フロント回転体３６（図１参照）が取り付けられる。
【００３０】
図３に示されるとおり、ハウジング５０には、クランク軸４８、ワンウェイクラッチ７０、および、モータ５４が設けられる。ドライブユニット４０は、中空軸５１、減速機５８、第１軸受６０Ａ、第２軸受６０Ｂ、第３軸受６０Ｃ、第４軸受６０Ｄ、クラッチ６２、および、制御部８４をさらに含む。クランク軸４８は、筒状に形成されることが好ましい。
【００３１】
車両用駆動システム８０は、車両用駆動機構１６の制御装置８２、ワンウェイクラッチ７０、および、モータ５４を含む。好ましくは、車両用駆動システム８０は、ハウジング５０をさらに含む。ハウジング５０は、ワンウェイクラッチ７０、クランク軸４８の一部、出力部５２の一部、中空軸５１、モータ５４の少なくとも一部、減速機５８、軸受６０Ａ〜６０Ｄ、クラッチ６２、および、制御部８４を収容する。
【００３２】
ハウジング５０には、クランク軸４８が挿入される第１孔５０Ｂおよび第２孔５０Ｃが設けられる。ハウジング５０は、クランク軸４８を支持する。ハウジング５０は、クランク軸４８の軸方向の両端部がハウジング５０から外部に露出するように、クランク軸４８を支持する。ハウジング５０の第１孔５０Ｂには第１軸受６０Ａが設けられる。第１軸受６０Ａは、クランク軸４８の軸方向の一方の端部の近傍を回転可能に支持する。中空軸５１は、クランク軸４８と同軸に設けられる。中空軸５１の軸方向の一端部は、クランク軸４８に固定される。クランク軸４８と中空軸５１とは一体的に回転する。
【００３３】
出力部５２は、クランク軸４８と同軸を有する。出力部５２は、筒状に形成されている。出力部５２は、クランク軸４８の軸方向の他方の端部の近傍の外周部を覆う。クランク軸４８と出力部５２とは、ワンウェイクラッチ７０を介して接続される。ハウジング５０は、出力部５２を支持する。具体的には、ハウジング５０の第２孔５０Ｃに設けられる第２軸受６０Ｂが出力部５２を回転可能に支持する。出力部５２とクランク軸４８との間には、すべり軸受５６が設けられる。すべり軸受５６は、出力部５２をクランク軸４８に対して回転可能に支持する。すべり軸受５６は、ニードルベアリングを含む。
【００３４】
モータ５４は、ハウジング５０に設けられる。モータ５４は、第１方向Ｒ１に回転することによって車両１０を駆動する駆動力を発生する。モータ５４は、出力部５２に車両１０の推進をアシストするためのトルクを付与する。モータ５４は、電気モータを含む。モータ５４は、いわゆるブラシレスモータを含む。モータ５４は、ペダル３４から後輪３０までの動力伝達経路に駆動力を伝達するように設けられる。モータ５４は、動力伝達経路においてワンウェイクラッチ７０の下流側に駆動力を伝達する。モータ５４は、クランク軸４８からフロント回転体３６までの動力伝達経路に結合される。
【００３５】
減速機５８は、第１回転軸６４、および、第２回転軸６６を含む。第１回転軸６４は、一対の第３軸受６０Ｃによってハウジング５０に対して回転可能に支持される。第２回転軸６６は、一対の第４軸受６０Ｄによってハウジング５０に対して回転可能に支持される。第１回転軸６４には、第１ギア６４Ａおよび第２ギア６４Ｂが設けられる。第２回転軸６６には、第３ギア６６Ａおよび第４ギア６６Ｂが設けられる。
【００３６】
第１ギア６４Ａは、モータ５４の出力軸５４Ａに設けられるギア５４Ｂと噛み合う。第２ギア６４Ｂは、第２回転軸６６に設けられる第３ギア６６Ａと噛み合う。第４ギア６６Ｂは、出力部５２の外周部に設けられるギア５２Ａと噛み合う。モータ５４の回転は、出力軸５４Ａのギア５４Ｂから第１ギア６４Ａへの伝達時、第２ギア６４Ｂから第３ギア６６Ａへの伝達時、および、第４ギア６６Ｂから出力部５２のギア５２Ａへの伝達時の３段階において減速されて、出力部５２に出力される。図３において減速機５８は、６個のギアを含んでいるが、減速機５８は、２個のギアのみによって構成されてもよく、４個のギアによって構成されてもよく、８個以上のギアによって構成されてもよい。減速機５８は、平行軸の歯車以外の減速機構を含んでもよい。例えば、減速機５８は、遊星歯車機構、ウォームギア、ヘリカルギア、または、ローラ減速機を含んでもよく、複数の種類の減速機構を組み合わせてもよい。
【００３７】
クラッチ６２は、モータ５４の出力軸５４Ａから出力部５２までの動力の伝達経路に設けられる。クラッチ６２は、ワンウェイクラッチを含む。例えば、クラッチ６２は、第１回転軸６４と第１ギア６４Ａとの間に設けられる。クラッチ６２は、第１ギア６４Ａの一方向の回転を第１回転軸６４に伝達し、第１ギア６４Ａの他方向の回転を第１回転軸６４に伝達しない。クラッチ６２は、モータ５４が車両１０の推進をアシストする場合に、モータ５４の回転を伝達し、人力駆動力によってモータ５４の出力軸５４Ａが回転することを阻止するように構成される。クラッチ６２は、例えば、ローラクラッチを含む。第３ギア６６Ａと第２回転軸６６との間、または第４ギア６６Ｂと第２回転軸６６との間に、クラッチ６２と同様のクラッチ６８が設けられていてもよい。この場合、クラッチ６２を省略してもよい。クラッチ６８も、クラッチ６２と同様にワンウェイクラッチを含む。
【００３８】
図４に示されるとおり、ワンウェイクラッチ７０は、クランク軸４８から車両１０の駆動輪までの動力伝達経路に設けられる。一例では、車両１０の駆動輪は、後輪３０である。ワンウェイクラッチ７０は、爪部材７２、および、爪部材７２と係合可能な係合面７６Ｂを有する。好ましくは、ワンウェイクラッチ７０は、爪部材７２が設けられる第１回転体７４と、係合面７６Ｂが設けられる第２回転体７６と、を含む。第１回転体７４は、環状に形成されている。第１回転体７４の内周部は、中空軸５１の軸方向の他端部に固定されている。第１回転体７４と中空軸５１とは一体に形成されていていてもよい。第２回転体７６は、環状に形成されている。ワンウェイクラッチ７０の第１回転体７４に係合面７６Ｂが設けられ、第２回転体７６に爪部材７２が設けられてもよい。この場合、第１回転体７４の外周部に係合面７６Ｂが設けられ、第２回転体７６の外周部に爪部材７２が設けられる。
【００３９】
ワンウェイクラッチ７０は、付勢部材７８をさらに含む。爪部材７２は、第１回転体７４と第２回転体７６との間に配置される。第１回転体７４および第２回転体７６は、金属によって形成されることが好ましい。爪部材７２は、金属によって形成されることが好ましい。モータ５４は、第１回転体７４および第２回転体７６の一方に駆動力を伝達する。図示される例では、モータ５４は第２回転体７６に駆動力を伝達する。
【００４０】
図５に示されるとおり、爪部材７２は、第１爪部材７２Ａおよび第２爪部材７２Ｂを含む。第１回転体７４は、筒状に形成される。第１回転体７４は、爪部材７２を移動可能に支持する。第２回転体７６は、筒状に形成される。第２回転体７６の内周部には、第１回転体７４が挿入される。第２回転体７６は、モータ５４の出力軸５４Ａ（図３参照）に連結される。第２回転体７６は、フロント回転体３６（図１参照）に連結される。第２回転体７６は、出力部５２の軸方向の一端部に設けられている。フロント回転体３６は、出力部５２の軸方向の他端部に着脱可能に連結される。第２回転体７６は、出力部５２と一体に形成されることが好ましい。第２回転体７６は、出力部５２を介してモータ５４の出力軸５４Ａおよびフロント回転体３６に連結される。第１爪部材７２Ａおよび第２爪部材７２Ｂは、第１回転体７４の周方向において互いに１８０度異なる位置に設けられる。爪部材７２は、３個以上設けられてもよい。この場合、爪部材７２は、第１回転体７４の周方向において、等間隔に配置されることが好ましい。
【００４１】
図６に示されるとおり、第２回転体７６は、爪部材７２と係合可能な溝部７６Ａを有する。溝部７６Ａは、第２回転体７６の内周部に設けられる。溝部７６Ａは、係合面７６Ｂおよび底面７６Ｃを含む。係合面７６Ｂは、爪部材７２と係合可能に構成される。ワンウェイクラッチ７０は、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合することによって第１回転体７４と第２回転体７６との間で動力を伝達する。
【００４２】
溝部７６Ａは、傾斜面７６Ｄをさらに含む。底面７６Ｃは、溝部７６Ａの底を形成する。係合面７６Ｂは、底面７６Ｃのうちの第２回転体７６の周方向の一方の端部と連続する。傾斜面７６Ｄは、底面７６Ｃのうちの第２回転体７６の周方向の他方の端部と連続する。第２回転体７６は、複数の溝部７６Ａを有することが好ましい。複数の溝部７６Ａは、ラチェット溝を形成する。複数の溝部７６Ａのうち、第２回転体７６の回転軸心Ｃ２まわりに相互に隣接する溝部７６Ａの係合面７６Ｂは、第２回転体７６の回転軸心Ｃ２まわりに２０°以下の範囲で設けられることが好ましい。これにより、爪部材７２が係合面７６Ｂに接触するまでにクランク軸４８が空転する角度を小さくすることができる。複数の溝部７６Ａのうち、第２回転体７６の回転軸心Ｃ２まわりに相互に隣接する溝部７６Ａの係合面７６Ｂは、第２回転体７６の回転軸心Ｃ２まわりに５°以上の間隔を開けて設けられることが好ましい。これによって、係合面７６Ｂが小さくなりすぎることを抑制することができる。
【００４３】
第１回転体７４には、爪部材７２を配置するための凹部７４Ａが設けられる。爪部材７２は、基部７２Ｃと、爪部７２Ｄとを含む。基部７２Ｃは、回転軸心Ｃを含む。回転軸心Ｃは、クランク軸４８の軸方向と平行となるように設けられる。基部７２Ｃは、回転軸心Ｃまわりに回転可能である。爪部７２Ｄは、基部７２Ｃと一体に形成され、溝部７６Ａに係合可能に構成される。爪部７２Ｄは、凹部７４Ａから突出可能に構成される。
【００４４】
付勢部材７８は、例えば、ばねを含む。付勢部材７８は、爪部７２Ｄが凹部７４Ａから突出する方向の力を爪部材７２に付与する。図５および図６に示されるような、爪部材７２の爪部７２Ｄと溝部７６Ａとが対向する位置にある場合、付勢部材７８の力によって、爪部７２Ｄの少なくとも一部は溝部７６Ａに入り込む。爪部材７２および溝部７６Ａは、爪部材７２と底面７６Ｃとが接触しないように形成される。
【００４５】
図５に示されるとおり、爪部材７２の爪部７２Ｄの先端が最も突出した位置に配置されている状態において、第１回転体７４の回転軸心Ｃ１に垂直な面における第１回転体７４の回転軸心Ｃ１から爪部材７２の爪部７２Ｄの先端までの距離Ｌ１は、第１回転体７４の回転軸心Ｃ１に垂直な面における第１回転体７４の回転軸心Ｃ１から溝部７６Ａの底面７６Ｃまでの距離Ｌ２よりも短い。
【００４６】
クランク軸４８が第３方向Ｒ３に回転する場合、第１回転体７４はクランク軸４８と一体に回転する。この場合、図６に示すように、爪部７２Ｄが溝部７６Ａの係合面７６Ｂに係合し、爪部７２Ｄが第２回転体７６を第３方向Ｒ３に押すことによって、第２回転体７６が第１回転体７４と一体に回転する。第３方向Ｒ３は、車両１０を駆動する場合のクランク軸４８の回転方向と対応する。
【００４７】
図７に示されるとおり、クランク軸４８が第４方向Ｒ４に回転し、第１回転体７４が第４方向Ｒ４に回転する場合、かつ、爪部材７２の爪部７２Ｄが溝部７６Ａに位置する場合、爪部７２Ｄの先端が溝部７６Ａの底面７６Ｃに接触しない位置に保持された状態で、第１回転体７４が第４方向Ｒ４に回転する。すると、図６の状態と比較して、係合面７６Ｂと爪部材７２との間隔Ｓが大きくなる。
【００４８】
図８に示されるとおり、第１回転体７４が図７の状態よりもさらに第４方向Ｒ４に回転する場合、爪部材７２のうちの第２回転体７６と対向する面が傾斜面７６Ｄと接触する。第２回転体７６によって爪部材７２が第１回転体７４の凹部７４Ａに押し付けられ、第１回転体７４は、さらに第４方向Ｒ４に回転する。図７の状態と比較して、係合面７６Ｂと爪部材７２との間隔Ｓが大きくなる。
【００４９】
図８に示されるような、係合面７６Ｂと爪部材７２との間隔Ｓが大きくなった状態において、モータ５４が第２方向Ｒ２に回転すると、第２回転体７６が第４方向Ｒ４に回転する。すると、図７に示されるように、係合面７６Ｂと爪部材７２との間隔Ｓが小さくなる。さらにモータ５４が第２方向Ｒ２に回転すると、第２回転体７６が第４方向Ｒ４にさらに回転する。すると、図６に示されるように、係合面７６Ｂと爪部材７２とが接触する。
【００５０】
図９に示されるとおり、制御装置８２は、モータ５４を制御する制御部８４を含む。制御部８４は、基板および駆動回路を含む。駆動回路は、インバータ回路を含み、バッテリ１８からモータ５４に供給される電力を制御する。好ましくは、制御部８４は、ハウジング５０に設けられる。制御部８４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８４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８４は、さらにタイマを含む。
【００５１】
一例では、制御装置８２は、記憶部８６をさらに含む。記憶部８６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。一例として、記憶部８６には、制御のための情報として変数Ｆが記憶される。記憶部８６は、例えば、不揮発性メモリを含む。
【００５２】
制御装置８２は、ライダーが操作可能な操作部８８を含む。操作部８８は、例えば、ハンドルバー２６Ｂ（図１参照）に設けられる。操作部８８は、有線または無線によって、制御部８４と電気的に接続される。操作部８８は、操作されることによって、制御部８４に対して、モータ５４の制御の開始信号および終了信号を送信する。
【００５３】
制御装置８２は、第１回転体７４および第２回転体７６の少なくとも一方の回転状態を検出する第１検出部４２をさらに含むことが好ましい。図４に示される例では、第１検出部４２は、中空軸５１の付近に設けられる。第１検出部４２は、中空軸５１に設けられる磁石５３の磁力を検出する。中空軸５１の外周部には周方向に磁界の強度が変化する環状の磁石５３が設けられている。第１検出部４２は、例えば、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを含む。制御装置８２は、モータ５４の回転状態を検出する第２検出部４４をさらに含むことが好ましい。第２検出部４４は、一例として、モータ５４の付近に設けられる。第２検出部４４は、例えば、モータ５４の磁極位置を検出する磁気センサを含む。制御装置８２は、人力駆動力を検出する第３検出部４６をさらに含むことが好ましい。第３検出部４６は、一例として、中空軸５１の付近に設けられる。第３検出部４６は、中空軸５１の歪みを検出するセンサを含む。中空軸５１の歪みを検出するセンサは、例えば、歪センサおよび磁歪センサなどを含む。歪センサは、中空軸５１の外周面に設けられる。磁歪センサは、中空軸５１の外周面に形成される磁歪素子のまわりに設けられる。歪センサを用いる場合、第３検出部４６は、歪センサに接続され、制御部８４に歪センサで検出された情報を送信する無線通信部をさらに含む。制御部８４は、第３検出部４６によって検出される人力駆動力に応じてモータ５４の駆動を制御する。制御部８４は、例えば、第３検出部４６によって検出される人力駆動力に対して、モータ５４による駆動力が予め定める比率となるように、モータ５４を駆動する。モータ５４による駆動力は、出力部５２に与えられる駆動力である。
【００５４】
図１０を参照して、制御部８４の制御を説明する。ライダーが操作部８８を操作すると、操作部８８は、制御の開始信号を送信する。制御部８４は、制御の開始信号を受信し、モータ５４の制御を開始する。なお、ステップＳ１〜Ｓ５の処理中に操作部８８が操作され制御部８４が制御の終了信号を受信した場合、制御部８４は、モータ５４の制御を終了する。制御部８４は、バッテリ１８から電力が供給されると、モータ５４の制御を開始してもよい。
【００５５】
ステップＳ１において、制御部８４は、クランク軸４８が回転していないかを判定する。例えば、クランク軸４８と一体に回転する中空軸５１の回転を、第１検出部４２が検出する。制御部８４は、第１検出部４２の検出結果に基づいて、クランク軸４８が回転していないかを判定できる。クランク軸４８が回転していない状態は、第１回転体７４が回転していない状態であり、ワンウェイクラッチ７０が動力を伝達していない状態である。このため、制御部８４は、ワンウェイクラッチ７０が動力を伝達していない状態か否かを判定することができる。ステップＳ１の判定結果が否定判定の場合、制御部８４はステップＳ２の処理を実行する。ステップＳ１の判定結果が肯定判定の場合、制御部８４はステップＳ３の処理を実行する。
【００５６】
ステップＳ２において、制御部８４は、変数Ｆの値を第１の値ＣＬＲに設定する。ステップＳ２の処理後、制御部８４は、ステップＳ１の処理を再び実行する。
【００５７】
ステップＳ３において、制御部８４は、変数Ｆの値が第１の値ＣＬＲか否かを判定する。ステップＳ３の判定結果が肯定判定の場合、制御部８４は、ステップＳ４の処理を実行する。ステップＳ３の判定結果が否定判定の場合、制御部８４は、ステップＳ１の処理を再び実行する。
【００５８】
ステップＳ４において、制御部８４は、モータ５４を第２方向Ｒ２に予め定める角度θだけ回転させる。予め定める角度θは、第２回転体７６の回転軸心Ｃ２（図５参照）まわりにおいて、隣接する溝部７６Ａの係合面７６Ｂの間の角度θ１（図５参照）と等しいことが好ましい。予め定める角度θは、角度θ１±θ２であってもよい。角度θ２は、例えば１°〜３°の範囲に設定される。モータ５４が第２方向Ｒ２に回転すると、第２回転体７６は図８に示される状態から第４方向Ｒ４に回転し、図６に示されるように、爪部材７２と係合面７６Ｂとを接触させることができる。
【００５９】
ステップＳ１〜Ｓ４の処理のように、制御部８４は、ワンウェイクラッチ７０が動力を伝達していない状態で、モータ５４を第１方向Ｒ１とは反対の第２方向Ｒ２に回転させて、爪部材７２と係合面７６Ｂとを近づけるように、モータ５４を制御する。好ましくは、制御部８４は、クランク軸４８が回転していない状態で、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させる。さらに好ましくは、制御部８４は、モータを第２方向に回転させる場合、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合するようにモータ５４を制御する。
【００６０】
また、係合面７６Ｂが爪部材７２を第４方向Ｒ４に押し、第１回転体７４が第４方向Ｒ４に押されると、クランク軸４８も第４方向Ｒ４に回転しようとする。このため、好ましくは、制御部８４は、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させる場合、クランク軸４８が回転しないようにモータ５４を制御する。クランク軸４８を回転させないため、ペダル３４に足を乗せていてもライダーに違和感を与えにくい。
【００６１】
また、好ましくは、制御部８４は、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させる場合、モータ５４の出力トルクが予め定める値未満となるようにモータ５４を制御する。例えば、ステップＳ４の処理に代えて、制御部８４は、モータ５４の出力トルクが予め定める値未満となるように、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させてもよい。予め定める値は、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させても、クランク軸４８が第４方向Ｒ４に動かないような値に決定される。モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させるためのモータ５４の出力トルクが予め定める値未満である場合、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合すると第１回転体７４または第２回転体７６を回転させることができなくなる。このため、モータ５４がクランク軸４８を第４方向Ｒ４に回転させないため、ライダーに違和感を与えにくい。
【００６２】
また、好ましくは、制御部８４は、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させる場合、第１回転体７４および第２回転体７６の一方を、予め定める角度θ以上回転させないようにモータ５４を制御する。第１回転体７４および第２回転体７６の一方を予め定める角度θよりも小さい角度だけ回転させた場合に、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合しなければ、クランク軸４８は回転しない。また、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合した場合でも、クランク軸４８が回転する角度は、限定される。このため、ライダーに違和感を与えにくい。
【００６３】
ステップＳ４の処理後、制御部８４は、ステップＳ５の処理を実行する。
ステップＳ５において、制御部８４は、変数Ｆの値を第２の値ＳＥＴに設定する。変数Ｆの値が第２の値ＳＥＴである場合、ステップＳ４の処理により、爪部材７２と係合面７６Ｂとが近づけられた状態を示している。ステップＳ５の処理後、制御部８４は、ステップＳ１の処理を再び実行する。
【００６４】
（第２実施形態）
図１１に示される第２実施形態の制御部８４の制御は、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合した否かを判定してからモータ５４を停止させる処理をさらに含む点において、第１実施形態の制御部８４の制御と異なるので、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を使用し、重複する説明を省略する。
【００６５】
ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理は、ステップＳ１〜Ｓ３の処理と同様である。ステップＳ１３の処理後、制御部８４はステップＳ１４の処理を実行する。ステップＳ１４において、制御部８４は、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させる。
【００６６】
ステップＳ１５において、制御部８４は、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合したか否かを判定する。ステップＳ１５の判定結果が否定判定の場合、制御部８４はステップＳ１５の処理を再び実行する。ステップＳ１５の判定結果が肯定判定の場合、制御部８４はステップＳ１６の処理を実行する。制御部８４は、第１検出部４２の信号に応じて、中空軸５１が第４方向Ｒ４に回転し始めると、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合したと判定してもよい。制御部８４は、第３検出部４６の信号に応じて、中空軸５１に歪みが発生すると、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合したと判定してもよい。制御部８４は、第２検出部４４の信号に応じて、モータ５４が第２方向Ｒ２に回転できなくなると、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合したと判定してもよい。モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させるためのモータ５４の出力トルクが予め定める値未満となるように、制御部８４がモータ５４を駆動した場合、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合すると第１回転体７４または第２回転体７６を回転させることができなくなる。このため制御部８４は、第２検出部４４の信号に応じて、モータ５４が第２方向Ｒ２に回転できなくなると、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合したと判定することができる。
【００６７】
ステップＳ１６において、制御部８４は、モータ５４を停止させるように制御する。ステップＳ１５およびＳ１６の処理のように、制御部８４は、爪部材７２と係合面７６Ｂとが係合すると、モータ５４を停止させる。また、制御部８４は、モータ５４を第２方向Ｒ２に回転させることができない場合、モータ５４を停止させてもよい。ステップＳ１６の処理後、制御部８４は、ステップＳ１７の処理を実行する。
【００６８】
ステップＳ１７において、制御部８４は、変数Ｆの値を第２の値ＳＥＴに設定する。ステップＳ１７の処理後、制御部８４は、ステップＳ１１の処理を再び実行する。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理中に操作部８８の操作によって制御部８４が制御の終了信号を受信した場合、制御部８４は、モータ５４の制御を終了する。
【００６９】
（第３実施形態）
第１および第２実施形態の制御部８４は、図１０に示す処理または図１１に示す処理と並列に、図１２に示す処理を行う。
制御部８４は、バッテリ１８から電力が供給されるか、または、操作部８８から制御の開始信号を受信すると、図１２に示す処理を開始する。
【００７０】
ステップＳ２１において、制御部８４は、クランク軸４８が第３方向Ｒ３に回転しているか否かを判定する。ステップＳ２１の判定結果が否定判定の場合、制御部８４はステップＳ２１の処理を再び実行する。ステップＳ２１の判定結果が肯定判定の場合、制御部８４はステップＳ２２の処理を実行する。ステップＳ２１の判定結果が否定判定の場合、制御部８４は、ステップＳ２４の処理を実行する。
【００７１】
ステップＳ２２において、制御部８４は、クランク軸４８に入力される人力駆動力が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ２２の判定結果が否定判定の場合、制御部８４は、ステップＳ２４の処理を実行する。ステップＳ２２の判定結果が肯定判定の場合、制御部８４はステップＳ２３の処理を実行する。
【００７２】
ステップＳ２３において、制御部８４は、人力駆動力に応じてモータ５４を第１方向Ｒ１に回転させる。図６に示される状態において、モータ５４が第１方向Ｒ１に回転すると第２回転体７６が第３方向Ｒ３に回転し、モータ５４は人力駆動車両の推進をアシストするように動作する。ステップＳ２３の処理後、制御部８４は、ステップＳ２１の処理を再び実行する。
【００７３】
ステップＳ２４において、制御部８４は、モータ５４を第１方向Ｒ１に回転させないように制御する。ステップＳ２４の処理後、制御部８４は、ステップＳ２１の処理を再び実行する。
【００７４】
ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理のように、制御部８４は、クランク軸４８が第３方向Ｒ３に回転している場合、人力駆動力に応じてモータ５４を第１方向Ｒ１に回転させる。なお、ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理中に操作部８８の操作によって制御部８４が制御の終了信号を受信した場合、制御部８４は、モータ５４の制御を終了する。
【００７５】
（変形例）
上記各実施形態に関する説明は本発明に従う車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動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。本発明に従う車両用駆動機構の制御装置、および、これを含む車両用駆動システムは実施形態以外に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。
【００７６】
・制御装置８２が設けられる場所は、任意に変更可能である。例えば、制御装置８２は、フレーム２２、ステム２６Ａ、または、ハンドルバー２６Ｂに設けられる。
・モータ５４が設けられる場所は、任意に変更可能である。例えば、モータ５４は、後輪３０のハブに設けられてもよく、前輪２８のハブに設けられてもよい。
【００７７】
・制御部８４は、例えば、ワンウェイクラッチ７０ではなく、リア回転体３８と後輪３０との間に設けられるワンウェイクラッチに含まれる爪部材と係合面とを近づけるようにモータ５４を制御してもよい。この場合、モータ５４は、例えば、後輪３０のハブに設けられる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…車両、１４…車輪、１６…車両用駆動機構、３０…後輪、４２…第１検出部、４４…第２検出部、４６…第３検出部、４８…クランク軸、５０…ハウジング、５４…モータ、７０…ワンウェイクラッチ、７２…爪部材、７４…第１回転体、７６…第２回転体、７６Ｂ…係合面、８０…車両用駆動システム、８２…制御装置、８４…制御部、Ｒ１…第１方向、Ｒ２…第２方向、Ｒ３…第３方向、Ｒ４…第４方向。
【図１】
2019089362.tif 000003
【図２】
2019089362.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019089362.tif 000006
【図５】
2019089362.tif 000007
【図６】
2019089362.tif 000008
【図７】
2019089362.tif 000009
【図８】
2019089362.tif 000010
【図９】
2019089362.tif 000011
【図１０】
2019089362.tif 000012
【図１１】
2019089362.tif 000013
【図１２】
2019089362.tif 000014