(57)【要約】【課題】人力駆動車両の走行状況に応じて好適にアシスト力を制御できる人力駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】人力駆動車両の制御装置は人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含む。前記制御部は、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第１所定角度以上であり、かつ、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記モータによるアシスト力が第１所定値以下になる第１制御状態で前記モータを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第１所定角度以上であり、かつ、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記モータによるアシスト力が第１所定値以下になる第１制御状態で前記モータを制御する、人力駆動車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１制御状態において、前記モータによるアシスト力が０Ｎｍよりも大きい第１所定範囲になるように前記モータを制御可能である、請求項１に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータによって前記人力駆動車両をアシストしている状態、および、前記人力駆動車両が走行している状態の少なくとも一方において、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第１所定角度以上であり、かつ、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記第１制御状態で前記モータを制御する、請求項２に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項４】
前記第１所定範囲は、０Ｎｍよりも大きく、かつ、２５Ｎｍ以下である、請求項２または３に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項５】
前記人力駆動車両に関する傾斜角を検出する傾斜検出部をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項６】
前記傾斜検出部は、前記人力駆動車両に取り付け可能な傾斜センサを含む、請求項５に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項７】
前記傾斜検出部は、前記人力駆動車両の位置情報および地図情報に基づいて、前記人力駆動車両に関する傾斜角を検出する、請求項５または６に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項８】
前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求は、前記人力駆動車両のクランクの回転速度に対する駆動輪の回転速度の第１回転比率を小さくする要求を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、人力駆動力に対する前記モータによるアシスト力が第１アシスト比率となる第２制御状態で前記モータを制御可能に構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記モータが前記第１制御状態で制御され、かつ、第１所定条件が成立した場合、前記モータの制御状態を前記第２制御状態に変更する、請求項９に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項１１】
前記人力駆動車両のクランクの回転角度が所定角度範囲に含まれる場合に、前記第１所定条件が成立する、請求項１０に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項１２】
前記所定角度範囲は、前記クランクの上死点および下死点を除く範囲を含む、請求項１１に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項１３】
前記第１所定条件は、時間に関する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項１４】
前記変速機の動作が完了した場合に、前記第１所定条件が成立する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記モータによるアシスト力が前記第１所定値以下の場合、前記変速機を動作させる要求に応じて前記変速機を動作させる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項１６】
人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記モータによって前記人力駆動車両をアシストしている状態、および、前記人力駆動車両が走行している状態の少なくとも一方において、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記モータによるアシスト力を０Ｎｍよりも大きく、かつ、２５Ｎｍ以下の第１所定範囲になるように制御する、人力駆動車両の制御装置。
【請求項１７】
人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記人力駆動車両のクランクの回転速度に対する駆動輪の回転速度の第２回転比率を大きくする要求がある場合、前記モータによるアシスト力が増加するように前記モータを制御する、人力駆動車両の制御装置。
【請求項１８】
人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記モータによって前記人力駆動車両の推進をアシストしている状態、前記人力駆動車両が走行している状態、および、前記人力駆動車両の加速度が所定加速度以上の状態、の少なくとも１つの状態において、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第２所定角度未満であり、かつ、前記人力駆動車両のクランクの回転速度に対する駆動輪の回転速度の第３回転比率を大きくする要求がある場合、前記モータによるアシスト力を増加させる第３制御状態で前記モータを制御する、人力駆動車両の制御装置。
【請求項１９】
前記人力駆動車両が走行している状態は、前記モータによって前記人力駆動車両の推進をアシストしていない状態を含む、請求項１８に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２０】
前記制御部は、人力駆動力に対する前記モータによるアシスト力が第２アシスト比率となる第４制御状態で前記モータを制御可能である、請求項１８または１９に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記第３制御状態において、前記人力駆動力に対する前記モータによるアシスト力が、前記第２アシスト比率よりも大きい第３アシスト比率となるように前記モータを制御する、請求項２０に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２２】
前記制御部は、前記第３制御状態において、前記人力駆動力に対して前記第２アシスト比率よりも大きい第３アシスト比率となるアシスト力に、所定のアシスト力を加えた第１アシスト力を発生させるようにモータを制御する、請求項２０に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２３】
前記制御部は、前記第３制御状態において、前記人力駆動力に対して前記第２アシスト比率に、所定のアシスト力を加えた第２アシスト力を発生させるようにモータを制御する請求項２０に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２４】
前記所定のアシスト力は、前記第３回転比率および前記第３回転比率の変化量の少なくとも一方に応じて変更される、請求項２２または２３に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２５】
前記第３回転比率の変化量が増加するほど、前記所定のアシスト力は増加する、
請求項２４に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２６】
前記制御部は、前記モータの制御状態を前記第３制御状態に変更した後、第２所定条件が成立した場合に、前記第４制御状態に変更する、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２７】
前記第２所定条件は、前記人力駆動車両のクランクの回転速度、および、前記クランクの回転角度、の一方の状態を含む、請求項２６に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２８】
前記クランクの回転速度が５５ｒｐｍ以上になると、前記第２所定条件が成立する、請求項２７に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項２９】
前記制御部は、前記人力駆動車両の前記クランクの回転速度が所定値以上の場合、前記第３制御状態での前記モータの制御を禁止する、請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項３０】
前記制御部は、前記第３回転比率を変更する直前、前記第３回転比率を変更するとき、または、前記第３回転比率を変更した直後に、前記第３制御状態での前記モータの制御を開始する、請求項１８〜２９のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【請求項３１】
前記制御部は、前記第３制御状態において、前記第３回転比率を変更する直前、前記第３回転比率を変更するとき、および、前記第３回転比率を変更した直後、の少なくともいずれか２つのタイミングで段階的に前記アシスト力を増加させる、請求項１８〜３０のいずれか一項に記載の人力駆動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人力駆動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する人力駆動車両の制御装置の一例を開示している。この制御装置は、人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、モータのアシスト力を一時的に停止または低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６８８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人力駆動車両の走行状況に応じて好適にアシスト力を制御できることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１側面に従う人力駆動車両の制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、前記制御部は、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第１所定角度以上であり、かつ、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記モータによるアシスト力が第１所定値以下になる第１制御状態で前記モータを制御する。
第１側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、人力駆動車両に関する傾斜角を考慮してモータのアシスト力が制御されるため、アシスト力を好適に制御できる。
【０００６】
前記第１側面に従う第２側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記第１制御状態において、前記モータによるアシスト力が０Ｎｍよりも大きい第１所定範囲になるように前記モータを制御可能である。
第２側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、第１制御状態においてアシスト力が急激に変化することを抑制できる。
【０００７】
前記第２側面に従う第３側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記モータによって前記人力駆動車両をアシストしている状態、および、前記人力駆動車両が走行している状態の少なくとも一方において、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第１所定角度以上であり、かつ、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記第１制御状態で前記モータを制御する。
第３側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、人力駆動車両に関する傾斜角を考慮してモータのアシスト力が制御されるため、アシスト力を好適に制御できる。
【０００８】
前記第２または第３側面に従う第４側面の人力駆動車両の制御装置において、前記第１所定範囲は、０Ｎｍよりも大きく、かつ、２５Ｎｍ以下である。
第４側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、第１制御状態においてアシスト力が急激に変化することを抑制できる。
【０００９】
前記第１〜第４側面のいずれか１つに従う第５側面の人力駆動車両の制御装置において、前記人力駆動車両に関する傾斜角を検出する傾斜検出部をさらに含む。
第５側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、人力駆動車両に関する傾斜角を容易に検出できる。
【００１０】
前記第５側面に従う第６側面の人力駆動車両の制御装置において、前記傾斜検出部は、前記人力駆動車両に取り付け可能な傾斜センサを含む。
第６側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、人力駆動車両に関する傾斜角を容易に検出できる。
【００１１】
前記第５または第６側面に従う第７側面の人力駆動車両の制御装置において、前記傾斜検出部は、前記人力駆動車両の位置情報および地図情報に基づいて、前記人力駆動車両に関する傾斜角を検出する。
第７側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、人力駆動車両に関する傾斜角を好適に検出できる。
【００１２】
前記第１〜第７側面のいずれか１つに従う第８側面の人力駆動車両の制御装置において、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求は、前記人力駆動車両のクランクの回転速度に対する駆動輪の回転速度の第１回転比率を小さくする要求を含む。
第８側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、第１回転比率を小さくする要求がある場合にアシスト力を好適に制御できる。
【００１３】
前記第１〜第８側面のいずれか１つに従う第９側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、人力駆動力に対する前記モータによるアシスト力が第１アシスト比率となる第２制御状態で前記モータを制御可能に構成される。
第９側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、モータのアシスト力を多様に制御できる。
【００１４】
前記第９側面に従う第１０側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記モータが前記第１制御状態で制御され、かつ、第１所定条件が成立した場合、前記モータの制御状態を前記第２制御状態に変更する。
第１０側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、モータの制御状態を第１制御状態から第２制御状態に好適に切り替えることができる。
【００１５】
前記第１０側面に従う第１１側面の人力駆動車両の制御装置において、前記人力駆動車両のクランクの回転角度が所定角度範囲に含まれる場合に、前記第１所定条件が成立する。
第１１側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、クランクの回転角度に基づいて第１所定条件が決められるため、第１所定条件を容易に決めることができる。
【００１６】
前記第１１側面に従う第１２側面の人力駆動車両の制御装置において、前記所定角度範囲は、前記クランクの上死点および下死点を除く範囲を含む。
第１２側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、クランクの回転角度が上死点および下死点以外の場合にモータの制御状態を第１制御状態から第２制御状態に切り替えることができる。
【００１７】
前記第１０〜第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面の人力駆動車両の制御装置において、前記第１所定条件は、時間に関する。
第１３側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、時間に基づいてモータの制御状態を第１制御状態から第２制御状態に切り替えることができる。
【００１８】
前記第１０〜第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の人力駆動車両の制御装置において、前記変速機の動作が完了した場合に、前記第１所定条件が成立する。
第１４側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、変速機の動作が完了した場合にモータの制御状態を第１制御状態から第２制御状態に切り替えることができる。
【００１９】
前記第１〜第１４側面のいずれか１つに従う第１５側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記モータによるアシスト力が前記第１所定値以下の場合、前記変速機を動作させる要求に応じて前記変速機を動作させる。
第１５側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、変速機を好適に動作できる。
【００２０】
本発明の第１６側面に従う人力駆動車両の制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、前記制御部は、前記モータによって前記人力駆動車両をアシストしている状態および前記人力駆動車両が走行している状態の少なくとも一方において、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記モータによるアシスト力を０Ｎｍよりも大きく、かつ、２５Ｎｍ以下の第１所定範囲になるように制御する。
第１６側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、変速機を動作させる要求がある場合にアシスト力を好適に制御できる。
【００２１】
本発明の第１７側面に従う人力駆動車両の制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、前記制御部は、前記人力駆動車両のクランクの回転速度に対する駆動輪の回転速度の第２回転比率を大きくする要求がある場合、前記モータによるアシスト力が増加するように前記モータを制御する。
第１７側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、ライダーにかかる負荷を好適に低減できる。
【００２２】
本発明の第１８側面に従う人力駆動車両の制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含み、前記制御部は、前記モータによって前記人力駆動車両をアシストしている状態、前記人力駆動車両が走行している状態、および、前記人力駆動車両の加速度が所定加速度以上の状態、の少なくとも１つの状態において、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第２所定角度未満であり、かつ、前記人力駆動車両のクランクの回転速度に対する駆動輪の回転速度の第３回転比率を大きくする要求がある場合、前記モータによるアシスト力を増加させる第３制御状態で前記モータを制御する。
第１８側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、ライダーの加速要求がある場合にモータのアシスト力を好適に制御できる。
【００２３】
前記第１８側面に従う第１９側面の人力駆動車両の制御装置において、前記人力駆動車両が走行している状態は、前記モータによって前記人力駆動車両の推進をアシストしていない状態を含む。
第１９側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、人力駆動車両の推進をアシストしていない状態においてライダーの加速要求があった場合にモータのアシスト力を好適に制御できる。
【００２４】
前記第１８または第１９側面に従う第２０側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、人力駆動力に対する前記モータによるアシスト力が第２アシスト比率となる第４制御状態で前記モータを制御可能である。
第２０側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、モータのアシスト力を多様に制御できる。
【００２５】
前記第２０側面に従う第２１側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記第３制御状態において、前記人力駆動力に対する前記モータによるアシスト力が、前記第２アシスト比率よりも大きい第３アシスト比率となるように前記モータを制御する。
第２１側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、ライダーの負荷を好適に低減できる。
【００２６】
前記２２側面に従う第２０側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記第３制御状態において、前記人力駆動力に対して前記第２アシスト比率よりも大きい第３アシスト比率となるアシスト力に、所定のアシスト力を加えた第１アシスト力を発生させるようにモータを制御する。
第２２側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、ライダーの負荷を好適に低減できる。
【００２７】
前記第２０側面に従う第２３側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記第３制御状態において、前記人力駆動力に対して前記第２アシスト比率に、所定のアシスト力を加えた第２アシスト力を発生させるようにモータを制御する。
第２３側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、ライダーの負荷を好適に低減できる。
【００２８】
前記第２２または第２３側面に従う第２４側面の人力駆動車両の制御装置において、前記所定のアシスト力は、前記第３回転比率および前記第３回転比率の変化量の少なくとも一方に応じて変更される。
第２４側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、所定のアシスト力が好適に設定される。
【００２９】
前記第２４側面に従う第２５側面の人力駆動車両の制御装置において、前記第３回転比率の変化量が増加するほど、前記所定のアシスト力は増加する。
第２５側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、ライダーの負荷を好適に低減できる。
【００３０】
前記第２０〜第２５側面のいずれか１つに従う第２６側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記モータの制御状態を前記第３制御状態に変更した後、第２所定条件が成立した場合に、前記第４制御状態に変更する。
第２６側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、第２所定条件が成立した場合にモータの制御状態を第３制御状態から第４制御状態に好適に切り替えることができる。
【００３１】
前記第２６側面に従う第２７側面の人力駆動車両の制御装置において、前記第２所定条件は、前記人力駆動車両のクランクの回転速度、および、前記クランクの回転角度、の一方の状態を含む。
第２７側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、クランクの回転速度、および、クランクの回転角度に基づいてモータの制御状態を第３制御状態から第４制御状態に好適に切り替えることができる。
【００３２】
前記第２７側面に従う第２８側面の人力駆動車両の制御装置において、前記クランクの回転速度が５５ｒｐｍ以上になると、前記第２所定条件が成立する。
第２８側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、クランクの回転速度が５５ｒｐｍ以上の場合にアシスト力を好適に低下させることができる。
【００３３】
前記第１８〜第２８側面のいずれか１つに従う第２９側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車両の前記クランクの回転速度が所定値以上の場合、前記第３制御状態での前記モータの制御を禁止する。
第２９側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、クランクの回転速度が所定値以上の場合にアシスト力が増加しない。
【００３４】
前記第１８〜第２９側面のいずれか１つに従う第３０側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記第３回転比率を変更する直前、前記第３回転比率を変更するとき、または、前記第３回転比率を変更した直後に、前記第３制御状態での前記モータの制御を開始する。
第３０側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、変速機を好適に動作できる。
【００３５】
前記第１８〜第３０側面のいずれか１つに従う第３１側面の人力駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記第３制御状態において、前記第３回転比率を変更する直前、前記第３回転比率を変更するとき、および、前記第３回転比率を変更した直後、の少なくともいずれか２つのタイミングで段階的に前記アシスト力を増加させる。
第３１側面に従う人力駆動車両の制御装置によれば、アシスト力を好適に増加できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に関する人力駆動車両の制御装置によれば、人力駆動車両の走行状況に応じてアシスト力を好適に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態の人力駆動車両の制御装置が搭載される、人力駆動車両の側面図。
【図２】図１の制御装置のブロック図。
【図３】図２の制御部が実行するアシスト制御の処理手順の一例を示すフローチャート。
【図４】図２の制御部が実行するアシスト制御の処理手順の一例を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態の制御装置の制御部が実行するアシスト制御の処理手順の一例を示すフローチャート。
【図６】第３実施形態の制御装置の制御部が実行するアシスト制御の処理手順の一例を示すフローチャート。
【図７】第４実施形態の制御装置の制御部が実行するアシスト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】
【００３８】
(第１実施形態)
図１を参照して、人力駆動車両の制御装置１０が搭載される人力駆動車両Ａについて説明する。ここで、人力駆動車両は、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、人力駆動車両には含まれない。特に、内燃機関のみを原動力に用いる車両は、人力駆動車両には含まれない。通常、人力駆動車両には、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両Ａは、電気エネルギーを用いて人力駆動車両Ａの推進を補助するアシスト装置Ｅ３を含む自転車(ｅ−ｂｉｋｅ)である。より具体的には、図示される人力駆動車両Ａは、シティサイクルである。人力駆動車両Ａの種類は、ロードバイク、マウンテンバイク、または、クロスバイクであってもよい。以下では、人力駆動車両の制御装置１０を単に制御装置１０と称する。
【００３９】
人力駆動車両Ａは、本体Ａ１、ハンドルバーＡ２、駆動輪Ａ３、ハンドルステムＡ４、駆動機構Ｂ、操作部Ｃ、バッテリユニットＤ、ドライブユニットＥ、および、制御装置１０を備える。本体Ａ１はフレームＡ５を備える。駆動輪Ａ３は、前輪Ａ３１および後輪Ａ３２を備える。
【００４０】
駆動機構Ｂは、人力駆動力を後輪Ａ３２に伝達する。駆動機構Ｂは、フロントスプロケットＢ１、リアスプロケットＢ２、チェーンＢ３、クランク機構Ｆ、および、一対のペダルＢ４を含む。なお、駆動機構Ｂは、例えば、ベルトドライブタイプ、または、シャフトドライブタイプであってもよい。
【００４１】
クランク機構Ｆは、クランクＦ１、右クランクアームＦ２、および、左クランクアームＦ３を含む。クランクＦ１は、フレームＡ５に設けられるボトムブラケット(図示略)に回転可能に支持される。右クランクアームＦ２および左クランクアームＦ３は、それぞれクランクＦ１に連結される。一対のペダルＢ４の一方は右クランクアームＦ２に回転可能に支持される。一対のペダルＢ４の他方は左クランクアームＦ３に回転可能に支持される。
【００４２】
フロントスプロケットＢ１は、クランクＦ１に連結される。クランクＦ１の回転軸心はフロントスプロケットＢ１の回転軸心と同軸である。フロントスプロケットＢ１をクランクＦ１と連結するための構造は、任意に選択可能である。クランクＦ１とフロントスプロケットＢ１との間にワンウェイクラッチ(図示略)が設けられる。ワンウェイクラッチは、前転するクランクＦ１の回転速度が、フロントスプロケットＢ１の回転速度よりも速い場合に、クランクＦ１の回転をフロントスプロケットＢ１に伝達する。なお、ワンウェイクラッチは省略されてもよい。
【００４３】
リアスプロケットＢ２は、後輪Ａ３２のハブに支持される。チェーンＢ３は、フロントスプロケットＢ１およびリアスプロケットＢ２に巻き掛けられる。一対のペダルＢ４に加えられる人力駆動力によってクランクＦ１およびフロントスプロケットＢ１が前転する場合、チェーンＢ３およびリアスプロケットＢ２を介して伝達される人力駆動力によって後輪Ａ３２が前転する。
【００４４】
操作部Ｃは、ハンドルバーＡ２に取り付けられる。操作部Ｃは、制御装置１０の制御部１２(図２参照)と有線または無線によって通信可能に接続されている。図２に示されるように、操作部Ｃは、第１操作部Ｃ１および第２操作部Ｃ２を含む。操作者によって第１操作部Ｃ１が操作されるとき、操作部ＣはクランクＦ１の回転速度に対する駆動輪Ａ３の回転速度の比率ＲＡを小さくする信号(以下「シフトダウン信号」)を制御部１２に送信する。操作者によって第２操作部Ｃ２が操作されるとき、操作部Ｃは比率ＲＡを大きくする信号(以下「シフトアップ信号」)を制御部１２に送信する。
【００４５】
バッテリユニットＤは、バッテリＤ１、および、バッテリＤ１をフレームＡ５に着脱可能に取り付けるためのバッテリホルダＤ２を備えている。バッテリＤ１は、１または複数のバッテリセルを含む。バッテリＤ１は、充電池によって構成される。バッテリＤ１は、ドライブユニットＥのモータＥ３２(図２参照)に電気的に接続される。バッテリＤ１はモータＥ３２に電力を供給する。
【００４６】
ドライブユニットＥは、ハウジングＥ１、変速装置Ｅ２(図２参照)、および、アシスト装置Ｅ３を含む。ハウジングＥ１は、Ａ５に設けられる。変速装置Ｅ２(図２参照)およびアシスト装置Ｅ３は、ハウジングＥ１に収容される。
【００４７】
図２に示されるように、変速装置Ｅ２は、変速機Ｅ２１およびアクチュエータＥ２２を含む。変速機Ｅ２１は、クランクＦ１(図１参照)に入力された回転を変速してフロントスプロケットＢ１(図１参照)に伝達する。変速装置Ｅ２は、比率ＲＡを変更する。変速機Ｅ２１の一例は、遊星歯車機構(図示略)を含む内装変速機である。変速装置Ｅ２は、アクチュエータＥ２２の駆動によって変速機Ｅ２１の遊星歯車機構を構成する歯車の連結状態が変更されることにより、比率ＲＡを段階的に変更する。変速機Ｅ２１は、外装変速機であってもよい。
【００４８】
アシスト装置Ｅ３は、駆動回路Ｅ３１およびモータＥ３２を含む。駆動回路Ｅ３１は、バッテリＤ１からモータＥ３２に供給される電力を制御する。モータＥ３２は、人力駆動車両Ａの推進をアシストする。モータＥ３２は、電気モータによって構成される。モータＥ３２は、クランクＦ１または変速機Ｅ２１に結合される。モータＥ３２とクランクＦ１または変速機Ｅ２１との間の動力伝達経路には、クランクＦ１の回転力によってモータＥ３２が回転しないようにワンウェイクラッチ(図示略)が設けられることが好ましい。
【００４９】
図２に示されるように、制御装置１０は、制御部１２を含む。制御部１２は人力駆動車両Ａの推進をアシストするモータＥ３２を制御する。制御装置１０は、好ましくは、傾斜検出部１４をさらに備える。このため、傾斜角θＡを容易に検出できる。制御装置１０は、好ましくは、回転角センサ１６、車速センサ１８、トルクセンサ２０、および、記憶部２２をさらに備える。
【００５０】
制御部１２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)またはＭＰＵ(Micro Processing Unit)を含む。制御部１２は、１つ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。記憶部２２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。
【００５１】
傾斜検出部１４は人力駆動車両Ａに関する傾斜角θＡを検出する。傾斜角θＡは、人力駆動車両Ａのピッチ角ＤＡ、人力駆動車両Ａの走行路面に対する人力駆動車両Ａの傾斜角、および、人力駆動車両Ａの走行路面の傾斜角の少なくとも１つを含む。傾斜検出部１４は、有線または無線によって制御部１２と通信可能に接続されている。傾斜検出部１４は傾斜センサ１４Ａを備える。傾斜センサ１４Ａは人力駆動車両Ａに取り付け可能である。このため、傾斜角θＡを容易に検出できる。傾斜センサ１４Ａは、例えば、フレームＡ５またはドライブユニットＥに取り付けられる。傾斜センサ１４Ａは人力駆動車両Ａの位置情報および地図情報に基づいて、人力駆動車両Ａに関する傾斜角θＡを検出する。このため、傾斜角θＡを好適に検出できる。傾斜センサ１４Ａは、ＧＰＳ(global positioning system)受信機を含み、インターネットに接続可能に構成される。傾斜センサ１４Ａは、ＧＰＳおよびインターネットから、人力駆動車両Ａが走行する場所の地図データ、人力駆動車両Ａの走行路面の勾配、および、人力駆動車両Ａの走行路面の状態の少なくとも１つを取得する。傾斜センサ１４Ａは、インターネットに接続されなくてもよく、この場合、記憶部２２に地図データが記憶される。
【００５２】
傾斜検出部１４は、３軸のジャイロセンサ１４Ｂおよび３軸の加速度センサ１４Ｃをさらに備える。傾斜検出部１４の出力は、３軸のそれぞれの姿勢角度、および、３軸のそれぞれの加速度の情報を含む。なお、３軸の姿勢角度は、ピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、および、ヨー角ＤＣである。ジャイロセンサ１４Ｂの３軸と、加速度センサ１４Ｃの３軸とは一致することが好ましい。ジャイロセンサ１４Ｂおよび３軸の加速度センサ１４Ｃは、本体Ａ１(図１参照)の左右方向とピッチ角ＤＡの軸の延びる方向とが略一致するようにフレームＡ５またはドライブユニットＥに取り付けられることが好ましい。
【００５３】
回転角センサ１６は、クランクＦ１の回転速度およびクランクＦ１の回転角度を検出する。回転角センサ１６は有線または無線によって制御部１２と通信可能に接続されている。回転角センサ１６は、フレームＡ５(図１参照)に取り付けられる。回転角センサ１６は、第１の磁石(図示略)の磁界を検出する第１の素子(図示略)と、第２の磁石(図示略)との位置関係に応じた信号を出力する第２の素子(図示略)とを含む。第１の磁石は、図１に示すクランクＦ１、右クランクアームＦ２、または、左クランクアームＦ３に設けられ、クランクＦ１に同軸に配置される。第１の磁石は、環状の磁石であって、周方向に複数の磁極が交互に並んで配置されている。第１の素子は、フレームＡ５またはハウジングＥ１に対するクランクＦ１の回転位相を検出する。第１の素子は、クランクＦ１が１回転するとき、３６０°を同極の磁極の数で割った角度を１周期とした信号を出力する。回転角センサ１６が検出可能なクランクＦ１の回転角度の最小値は、１８０°以下であり、好ましくは１５度であり、さらに好ましくは、６度である。第２の磁石は、クランクＦ１、右クランクアームＦ２、または、左クランクアームＦ３に設けられ、クランクＦ１に同軸に配置される。第２の素子は、フレームＡ５またはハウジングＥ１に対するクランクＦ１の基準角度を検出する。基準角度の一例は、クランクＦ１の上死点または下死点である。第２の素子は、クランク軸の１回転を１周期とした信号を出力する。なお、クランクＦ１の上死点は、右クランクアームＦ２および左クランクアームＦ３が、路面と直交する方向に延び、かつ、一方のペダルＢ４が路面から最も遠い位置にある状態を示す。クランクＦ１の下死点は、右クランクアームＦ２、または、左クランクアームＦ３が、路面と直交する方向に延び、かつ、他方のペダルＢ４が路面から最も遠い位置にある状態を示す。上死点および下死点の位相差は１８０°であることが好ましい。
【００５４】
車速センサ１８は、有線または無線によって制御部１２と通信可能に接続されている。車速センサ１８は、フロントフォークＡ６(図１参照)、チェーンステイＡ７（図１参照）、または、シートステイＡ９（図１参照）に取り付けられる。車速センサ１８がフロントフォークＡ６に取り付けられる場合、車速センサ１８は、前輪Ａ３１のスポークＡ８に取り付けられる磁石２４との相対位置の変化に応じた値を制御部１２に出力する。車速センサ１８がチェーンステイＡ７またはシートステイＡ９に取り付けられる場合、車速センサ１８は、後輪Ａ３２のスポークＡ１０に取り付けられる磁石（図示略）との相対位置の変化に応じた値を制御部１２に出力する。車速センサ１８は、リードスイッチを構成する磁性体リード、または、ホール素子を含むことが好ましい。なお、車速センサ１８はＧＰＳ通信によって車速を検出してもよい。
【００５５】
トルクセンサ２０は、人力駆動力に応じた信号を出力する。トルクセンサ２０は、クランクＦ１(図１参照)に与えられる人力駆動力を検出する。トルクセンサ２０は、例えば、クランクＦ１からフロントスプロケットＢ１までの間、クランクＦ１、フロントスプロケットＢ１、右クランクアームＦ２、左クランクアームＦ３、または、ペダルＢ４に設けられる。トルクセンサ２０は、例えば、歪センサ、磁歪センサ、光学センサおよび圧力センサなどを用いて実現することができ、右クランクアームＦ２、左クランクアームＦ３、または、ペダルＢ４に加えられる人力駆動力に応じた信号を出力するセンサであれば、いずれのセンサを採用することもできる。
【００５６】
制御部１２は、傾斜センサ１４Ａの出力に基づいて傾斜角θＡを算出する。別の例では、制御部１２は、ジャイロセンサ１４Ｂ、加速度センサ１４Ｃ、および、車速センサ１８の出力に基づいて、傾斜角θＡを算出する。傾斜角θＡは、本体Ａ１(図１参照)の左右方向に延びる軸まわりの人力駆動車両Ａの前後方向の傾斜角度である。すなわち、傾斜角θＡは、人力駆動車両Ａのピッチ角ＤＡである。傾斜角θＡは、本体Ａ１が水平な場所に設置されるときに０°になるように設定されている。このため、傾斜角θＡは、人力駆動車両Ａの走行路面の勾配と相関する。
【００５７】
制御部１２は、ジャイロセンサ１４Ｂの出力からピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、および、ヨー角ＤＣを算出する。制御部１２は、加速度センサ１４Ｃから本体Ａ１(図１参照)の前後方向についての第１加速度ベクトルを算出する。制御部１２は、車速センサ１８の出力から第２加速度ベクトルを算出する。制御部１２は、第１加速度ベクトルおよび第２加速度ベクトルに基づいて、ピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、および、ヨー角ＤＣを補正し、ピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、および、ヨー角ＤＣに含まれる誤差を低減する。具体的には、制御部１２は、第１加速度ベクトルと第２加速度ベクトルとの差分に基づいてピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、および、ヨー角ＤＣのそれぞれの補正角度を算出する。制御部１２は、補正角度をピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、および、ヨー角ＤＣに加算する。制御部１２は、補正されたピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、ヨー角ＤＣ、および、人力駆動車両Ａの傾斜角度の初期値に基づいて傾斜角θＡを算出する。なお、ジャイロセンサ１４Ｂおよび加速度センサ１４Ｃが本体Ａ１(図１参照)の左右方向とピッチ角ＤＡの軸の延びる方向とが略一致するように人力駆動車両Ａに取り付けられているとき、ピッチ角ＤＡ、ロー角ＤＢ、および、人力駆動車両Ａの傾斜角度の初期値に基づいて傾斜角θＡを算出することができる。また、ジャイロセンサ１４Ｂおよび加速度センサ１４Ｃが本体Ａ１(図１参照)の左右方向とピッチ角ＤＡの軸の延びる方向とが略一致し、かつ、本体Ａ１(図１参照)の前後方向とロー角ＤＢの軸とが略一致するように人力駆動車両Ａに取り付けられているとき、ピッチ角ＤＡおよび人力駆動車両Ａの傾斜角度の初期値に基づいて傾斜角θＡを算出することができる。
【００５８】
制御部１２は、回転角センサ１６の出力に基づいてクランクＦ１の回転角度θＢを算出する。制御部１２は、クランクＦ１の上死点または下死点を０°としてクランクＦ１の回転角度θＢを算出する。クランクＦ１の回転角度θＢは０°以上３６０°未満である。
【００５９】
制御部１２は、回転角センサ１６の出力に基づいて、クランクＦ１の回転速度を算出する。制御部１２は、車速センサ１８の出力、および、予め記憶部２２に記憶されている前輪Ａ３１(図１参照)の周長に基づいて、人力駆動車両Ａの単位時間あたりの走行距離(以下「車速Ｖ」)を算出する。制御部１２は、トルクセンサ２０の出力に基づいて単位時間あたりの人力駆動力を算出する。
【００６０】
制御部１２は、操作部Ｃからのシフトアップ信号およびシフトダウン信号に基づいて変速機Ｅ２１を制御する変速制御を実行する。制御部１２は、シフトアップ信号が入力されたとき、比率ＲＡが大きくなるように変速機Ｅ２１を動作させる。制御部１２はシフトダウン信号が入力されたとき、比率ＲＡが小さくなるように変速機Ｅ２１を動作させる。
【００６１】
制御部１２は、モータＥ３２を制御する。制御部１２は、人力駆動力および車速Ｖに基づいてモータＥ３２を制御するアシスト制御を実行する。制御部１２が実行するアシスト制御の概要は次のとおりである。制御部１２は、車速Ｖが予め設定される所定速度以上である場合、および、クランクＦ１に人力駆動力が入力されていない場合の少なくとも一方の場合、モータＥ３２の駆動を停止する。所定速度は、例えば時速２５ｋｍ／ｈである。制御部１２は、モータＥ３２の出力が予め定められている所定の出力以下となるようにモータＥ３２を制御する。
【００６２】
制御部１２は、人力駆動車両Ａに関する傾斜角θＡが第１所定角度以上であり、かつ、人力駆動車両Ａに設けられる変速機Ｅ２１を動作させる要求がある場合、モータＥ３２によるアシスト力が第１所定値以下になる第１制御状態でモータＥ３２を制御する。第１所定角度は、例えば、人力駆動車両Ａの走行路面が上り勾配であると判定できる角度である。制御部１２は、変速機Ｅ２１を動作させる要求がある場合であっても、傾斜角θＡが第１所定角度未満の場合、モータＥ３２の制御状態を第１制御状態に変更しない。制御部１２は、第１制御状態において、モータＥ３２によるアシスト力が０Ｎｍよりも大きい第１所定範囲になるようにモータＥ３２を制御可能である。このため、第１制御状態においてアシスト力が急激に変化することを抑制できる。第１所定範囲は、例えば、０Ｎｍよりも大きく、かつ、２５Ｎｍ以下である。このため、第１制御状態においてアシスト力が急激に変化することを抑制できる。一例では、制御部１２は、第１制御状態において、モータＥ３２のアシスト力が２０Ｎｍ以下となるようにモータＥ３２を制御する。制御部１２は、モータＥ３２によって人力駆動車両Ａをアシストしている状態(以下「アシスト状態」)、および、人力駆動車両Ａが走行している状態(以下「車両走行状態」)の少なくとも一方において、人力駆動車両Ａに関する傾斜角θＡが第１所定角度以上であり、かつ、人力駆動車両Ａに設けられる変速機Ｅ２１を動作させる要求がある場合、第１制御状態でモータＥ３２を制御する。傾斜角θＡを考慮してモータＥ３２のアシスト力が制御されるため、アシスト力を好適に制御できる。アシスト状態は、例えば、モータＥ３２がアシスト力を出力している状態である。車両走行状態は、例えば、車速センサ１８により検出される車速Ｖが０超の状態である。人力駆動車両Ａに設けられる変速機Ｅ２１を動作させる要求は、人力駆動車両ＡのクランクＦ１の回転速度に対する駆動輪Ａ３の回転速度の第１回転比率を小さくする要求を含む。このため、第１回転比率を小さくする要求がある場合にアシスト力を好適に制御できる。人力駆動車両Ａに設けられる変速機Ｅ２１を動作させる要求は、第１回転比率を大きくする要求を含む。制御部１２は、人力駆動力に対するモータＥ３２によるアシスト力が第１アシスト比率となる第２制御状態でモータＥ３２を制御可能に構成される。このため、モータＥ３２のアシスト力を多様に制御できる。制御部１２は、モータＥ３２が第１制御状態で制御され、かつ、第１所定条件が成立した場合、モータＥ３２の制御状態を第２制御状態に変更する。このため、モータＥ３２の制御状態を第１制御状態から第２制御状態に好適に切り替えることができる。人力駆動車両ＡのクランクＦ１の回転角度が所定角度範囲に含まれる場合に、第１所定条件が成立する。クランクＦ１の回転角度に基づいて第１所定条件が決められるため、第１所定条件を容易に決めることができる。所定角度範囲は、クランクＦ１の上死点および下死点を除く範囲を含む。このため、クランクＦ１の回転角度が上死点および下死点以外の場合にモータＥ３２の制御状態を第１制御状態から第２制御状態に切り替えることができる。制御部１２は、モータＥ３２によるアシスト力が第１所定値以下の場合、変速機Ｅ２１を動作させる要求に応じて変速機Ｅ２１を動作させる。このため、変速機Ｅ２１を好適に動作できる。
【００６３】
図３を参照して、アシスト制御の一例について説明する。アシスト制御は、人力駆動車両Ａの状態がアシスト状態、および、車両走行状態の少なくとも一方の状態の場合に実行される。
【００６４】
制御部１２は、ステップＳ１１において、操作部Ｃの出力に基づいて、変速機Ｅ２１を動作させる要求があるか否かを判定する。制御部１２は、操作部Ｃからシフトアップ信号またはシフトダウン信号が入力されたことに基づいて、変速機Ｅ２１を動作させる要求があると判定する。ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、制御部１２はステップＳ１１の判定処理を繰り返し実行する。ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、制御部１２はステップＳ１２の処理を実行する。
【００６５】
制御部１２は、ステップＳ１２において、傾斜検出部１４の出力に基づいて、傾斜角θＡが第１所定角度以上か否かを判定する。ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、制御部１２は本制御を終了する。ステップＳ１２の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ１３の処理を実行する。
【００６６】
制御部１２は、ステップＳ１３において、車速センサ１８の出力に基づいて、車速Ｖが所定速度未満か否かを判定する。ステップＳ１３の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ１４の処理を実行する。
【００６７】
制御部１２は、ステップＳ１４において、トルクセンサ２０の出力に基づいて、クランクＦ１に人力駆動力が入力されているか否かを判定する。ステップＳ１４の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ１４の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ１５の処理を実行する。
【００６８】
制御部１２は、ステップＳ１５において、モータＥ３２のアシスト力が第１所定値以下か否かを判定する。ステップＳ１５の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ１６の処理を実行する。
【００６９】
制御部１２は、ステップＳ１６において、変速機Ｅ２１を動作させる要求に応じて変速機Ｅ２１を動作させる。制御部１２は、操作部Ｃからシフトアップ信号が入力されている場合、比率ＲＡが大きくなるように変速機Ｅ２１を動作させる。制御部１２は、操作部Ｃからシフトダウン信号が入力されている場合、比率ＲＡが小さくなるように変速機Ｅ２１を動作させる。
【００７０】
ステップＳ１５の判定結果が否定の場合、制御部１２は、図４に示されるステップＳ１７の処理を実行する。制御部１２は、ステップＳ１７において、モータの制御状態を第１制御状態に変更する。このため、モータＥ３２のアシスト力が第１所定範囲に設定される。制御部１２はステップＳ１８において、変速機Ｅ２１を動作させる要求に応じて変速機Ｅ２１を動作させる。変速機Ｅ２１の具体的な動作の態様は、ステップＳ１６の場合と同様である。
【００７１】
制御部１２は、ステップＳ１９において、回転角センサ１６の出力に基づいて、第１所定条件が成立しているか否かを判定する。ステップＳ１９の判定結果が否定の場合、すなわち、クランクＦ１の回転角度が第１所定角度範囲に含まれない場合、制御部１２は、ステップＳ１９の判定処理を再び実行する。ステップＳ１９の判定結果が肯定の場合、すなわち、クランクＦ１の回転角度が第１所定角度範囲に含まれる場合、制御部１２は、ステップＳ２０の処理を実行する。制御部１２は、ステップＳ２０において、モータＥ３２の制御状態を第１制御状態から第２制御状態に変更する。
【００７２】
第１実施形態の制御装置１０によれば、次のような作用および効果が得られる。
人力駆動車両Ａに関する傾斜角θＡを考慮してモータＥ３２のアシスト力が制御されるため、アシスト力を好適に制御できる。
【００７３】
(第２実施形態)
図５を参照して、第２実施形態の制御装置１０について説明する。第２実施形態の制御装置１０は、アシスト制御の内容が異なる点以外は第１実施形態の制御装置１０と同様であるので、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。
【００７４】
制御装置１０は、人力駆動車両Ａの推進をアシストするモータＥ３２を制御する制御部１２を含む。制御部１２は、モータＥ３２によって人力駆動車両Ａをアシストしている状態(アシスト状態)、および、人力駆動車両Ａが走行している状態(車両走行状態)の少なくとも一方において、人力駆動車両Ａに設けられる変速機Ｅ２１を動作させる要求がある場合、モータＥ３２によるアシスト力を０Ｎｍよりも大きく、かつ、２５Ｎｍ以下の第１所定範囲になるように制御する。
【００７５】
図５を参照して、第２実施形態の制御装置１０が実行するアシスト制御の一例について説明する。アシスト制御は、人力駆動車両Ａの状態がアシスト状態、および、車両走行状態の少なくとも一方の状態の場合に実行される。
【００７６】
制御部１２は、ステップＳ２１において、操作部Ｃの出力に基づいて、変速機Ｅ２１を動作させる要求があるか否かを判定する。制御部１２は、操作部Ｃからシフトアップ信号またはシフトダウン信号が入力されたことに基づいて、変速機Ｅ２１を動作させる要求があると判定する。ステップＳ２１の判定結果が否定の場合、制御部１２はステップＳ２１の判定処理を繰り返し実行する。ステップＳ２１の判定結果が肯定の場合、制御部１２はステップＳ２２の処理を実行する。
【００７７】
制御部１２は、ステップＳ２２において、車速センサ１８の出力に基づいて、車速Ｖが所定速度未満か否かを判定する。ステップＳ２２の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ２２の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ２３の処理を実行する。
【００７８】
制御部１２は、ステップＳ２３において、トルクセンサ２０の出力に基づいて、クランクＦ１に人力駆動力が入力されているか否かを判定する。ステップＳ２３の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ２３の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ２４の処理を実行する。
【００７９】
制御部１２は、ステップＳ２４において、モータＥ３２のアシスト力が第１所定値以下か否かを判定する。ステップＳ２４の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ２５の処理を実行する。
【００８０】
制御部１２は、ステップＳ２５において、変速機Ｅ２１を動作させる要求に応じて変速機Ｅ２１を動作させる。制御部１２は、操作部Ｃからシフトアップ信号が入力されている場合、比率ＲＡが大きくなるように変速機Ｅ２１を動作させる。制御部１２は、操作部Ｃからシフトダウン信号が入力されている場合、比率ＲＡが小さくなるように変速機Ｅ２１を動作させる。
【００８１】
ステップＳ２４の判定結果が否定の場合、制御部１２は、ステップＳ２６の処理を実行する。制御部１２は、ステップＳ２６において、モータＥ３２のアシスト力を第１所定範囲となるように設定する。制御部１２はステップＳ２７において、変速機Ｅ２１を動作させる要求に応じて変速機Ｅ２１を動作させる。変速機Ｅ２１の具体的な動作の態様は、ステップＳ２５の場合と同様である。
【００８２】
第２実施形態の制御装置１０によれば、次のような作用および効果が得られる。
変速機Ｅ２１を動作させる要求がある場合にモータＥ３２のアシスト力が第１所定範囲に設定されるため、アシスト力を好適に制御できる。
【００８３】
(第３実施形態)
図６を参照して、第３実施形態の制御装置１０について説明する。第３実施形態の制御装置１０は、アシスト制御の内容が異なる点以外は第１実施形態の制御装置１０と同様であるので、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。
【００８４】
制御装置１０は、人力駆動車両Ａの推進をアシストするモータＥ３２を制御する制御部１２を含む。制御部１２は、人力駆動車両ＡのクランクＦ１の回転速度に対する駆動輪Ａ３の回転速度の第２回転比率を大きくする要求がある場合、モータＥ３２によるアシスト力が増加するようにモータＥ３２を制御する。
【００８５】
図６を参照して、第３実施形態の制御装置１０が実行するアシスト制御の一例について説明する。アシスト制御は、人力駆動車両Ａの状態がアシスト状態、および、車両走行状態の少なくとも一方の状態の場合に実行される。
【００８６】
制御部１２は、ステップＳ３１において、操作部Ｃの出力に基づいて、第２回転比率を大きくする要求があるか否かを判定する。制御部１２は、例えば、操作部Ｃからシフトアップ信号が入力されたことに基づいて、第２回転比率を大きくする要求があると判定する。ステップＳ３１の判定結果が否定の場合、制御部１２はステップＳ３１の判定処理を繰り返し実行する。ステップＳ３１の判定結果が肯定の場合、制御部１２はステップＳ３２の処理を実行する。
【００８７】
制御部１２は、ステップＳ３２において、車速センサ１８の出力に基づいて、車速Ｖが所定速度未満か否かを判定する。ステップＳ３２の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ３２の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ３３の処理を実行する。
【００８８】
制御部１２は、ステップＳ３３において、トルクセンサ２０の出力に基づいて、クランクＦ１に人力駆動力が入力されているか否かを判定する。ステップＳ３３の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ３３の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ３４の処理を実行する。制御部１２は、ステップＳ３４において、モータＥ３２のアシスト力が増加するようにモータＥ３２を制御する。
【００８９】
第３実施形態の制御装置１０によれば、次のような作用および効果が得られる。
第２回転比率を大きくする要求がある場合に、アシスト力が増加されるため、ライダーにかかる負荷を好適に低減できる。
【００９０】
(第４実施形態)
図７を参照して、第４実施形態の制御装置１０について説明する。第４実施形態の制御装置１０は、アシスト制御の内容が異なる点以外は第１実施形態の制御装置１０と同様であるので、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。
【００９１】
制御装置１０は、人力駆動車両Ａの推進をアシストするモータＥ３２を制御する制御部１２を含む。制御部１２は、モータＥ３２によって人力駆動車両Ａの推進をアシストしている状態(アシスト状態)、人力駆動車両Ａが走行している状態(車両走行状態)、および、人力駆動車両Ａの加速度が所定加速度以上の状態(以下「所定加速状態」)、の少なくとも１つの状態において、人力駆動車両Ａに関する傾斜角θＡが第２所定角度未満であり、かつ、人力駆動車両ＡのクランクＦ１の回転速度に対する駆動輪Ａ３の回転速度の第３回転比率を大きくする要求がある場合、モータＥ３２によるアシスト力を増加させる第３制御状態でモータＥ３２を制御する。第２所定角度は、例えば、人力駆動車両Ａの走行路面が下り勾配であると判定できる角度である。第２所定角度は、例えば、人力駆動車両Ａの走行路面が平坦であると判定できる角度である。第２所定角度は、例えば、人力駆動車両Ａの走行路面が所定角度未満の登り勾配であると判定できる角度である。人力駆動車両Ａが走行している状態は、モータＥ３２によって人力駆動車両Ａの推進をアシストしていない状態を含む。このため、人力駆動車両Ａの推進をアシストしていない状態においてライダーの加速要求があった場合にモータＥ３２のアシスト力を好適に制御できる。制御部１２は、人力駆動力に対するモータＥ３２によるアシスト力が第２アシスト比率となる第４制御状態でモータＥ３２を制御可能である。このため、モータＥ３２のアシスト力を多様に制御できる。制御部１２は、第３制御状態において、人力駆動力に対するモータＥ３２によるアシスト力が、第２アシスト比率よりも大きい第３アシスト比率となるようにモータＥ３２を制御する。このため、ライダーの負荷を好適に低減できる。制御部１２は、モータＥ３２の制御状態を第３制御状態に変更した後、第２所定条件が成立した場合に、第４制御状態に変更する。このため、第２所定条件が成立した場合にモータＥ３２の制御状態を第３制御状態から第４制御状態に好適に切り替えることができる。第２所定条件は、人力駆動車両ＡのクランクＦ１の回転速度、および、クランクＦ１の回転角度、の一方の状態を含む。このため、クランクＦ１の回転速度、および、クランクＦ１の回転角度に基づいてモータＥ３２の制御状態を第３制御状態から第４制御状態に好適に切り替えることができる。一例では、クランクＦ１の回転速度が５５ｒｐｍ以上になると、第２所定条件が成立する。このため、クランクＦ１の回転速度が５５ｒｐｍ以上の場合にアシスト力を好適に低下させることができる。より好ましい例では、クランクＦ１の回転速度が６０ｒｐｍ以上になると、第２所定条件が成立する。一例では、クランクＦ１の回転角度が３６０°以上の場合に第２所定条件が成立する。より好ましくは、クランクＦ１の回転角度が２７０°以上の場合に第２所定条件が成立する。さらに好ましくは、クランクＦ１の回転角度が１８０°以上の場合に第２所定条件が成立する。制御部１２は、人力駆動車両ＡのクランクＦ１の回転速度が所定値以上の場合、第３制御状態でのモータＥ３２の制御を禁止する。このため、クランクＦ１の回転速度が所定値以上の場合にアシスト力が増加しない。所定値の一例は���７０ｒｐｍである。所定値のより好ましい一例は、６５ｒｐｍである。所定値のさらに好ましい一例は、６１ｒｐｍである。制御部１２は、第３回転比率を変更する直前、第３回転比率を変更するとき、または、第３回転比率を変更した直後に、第３制御状態でのモータＥ３２の制御を開始する。このため、変速機Ｅ２１を好適に動作できる。制御部１２は、第３制御状態において、第３回転比率を変更する直前、第３回転比率を変更するとき、および、第３回転比率を変更した直後、の少なくともいずれか２つのタイミングで段階的にアシスト力を増加させる。このため、アシスト力を好適に増加できる。
【００９２】
図７を参照して、第４実施形態の制御装置１０が実行するアシスト制御の一例について説明する。アシスト制御は、人力駆動車両Ａの状態がアシスト状態、車両走行状態、および、所定加速状態の少なくとも１つの状態の場合に実行される。
【００９３】
制御部１２は、ステップＳ４１において、操作部Ｃの出力に基づいて、第３回転比率を大きくする要求があるか否かを判定する。制御部１２は、例えば、操作部Ｃからシフトアップ信号が入力されたことに基づいて、第３回転比率を大きくする要求があると判定する。ステップＳ４１の判定結果が否定の場合、制御部１２はステップＳ４１の判定処理を繰り返し実行する。ステップＳ４１の判定結果が肯定の場合、制御部１２はステップＳ４２の処理を実行する。
【００９４】
制御部１２はステップＳ４２において、傾斜検出部１４の出力に基づいて、傾斜角θＡが第２所定角度未満か否かを判定する。ステップＳ４２の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ４２の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ４３の処理を実行する。
【００９５】
制御部１２は、ステップＳ４３において、車速センサ１８の出力に基づいて、車速Ｖが所定速度未満か否かを判定する。ステップＳ４３の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ４３の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ４４の処理を実行する。
【００９６】
制御部１２は、ステップＳ４４において、トルクセンサ２０の出力に基づいて、クランクＦ１に人力駆動力が入力されているか否かを判定する。ステップＳ４４の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ４４の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ４５の処理を実行する。
【００９７】
制御部１２は、ステップＳ４５において、回転角センサ１６の出力に基づいて、クランクＦ１の回転速度が所定値未満か否かを判定する。ステップＳ４５の判定結果が否定の場合、制御部１２は、本制御を終了する。ステップＳ４５の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ４６の処理を実行する。
【００９８】
制御部１２は、ステップＳ４６において、モータＥ３２の制御状態を第３制御状態に変更する。このため、モータＥ３２によるアシスト力が、第３アシスト比率となるように設定される。
【００９９】
制御部１２は、ステップＳ４７において、第３回転比率が大きくなるように、変速機Ｅ２１を動作させる。制御部１２は、第３回転比率を変更する直前に第３制御状態でのモータＥ３２の制御を開始する。なお、制御部１２は、第３回転比率を変更するとき、または、第３回転比率を変更した直後に、第３制御状態でのモータＥ３２の制御を開始するようにしてもよい。また、制御部１２は、第３回転比率を変更する直前、第３回転比率を変更するとき、および、第３回転比率を変更した直後、の少なくともいずれか２つのタイミングで段階的にアシスト力を増加させることが好ましい。
【０１００】
制御部１２は、ステップＳ４８において、回転角センサ１６の出力に基づいて、第２所定条件が成立しているか否かを判定する。制御部１２は、例えば、クランクＦ１の回転速度が５５ｒｐｍ以上である場合に、第２所定条件が成立したと判定する。ステップＳ４８の判定結果が否定の場合、制御部１２は、ステップＳ４８の処理を再び実行する。制御部１２は、ステップＳ４８の判定結果が肯定の場合、ステップＳ４９の処理を実行する。制御部１２は、ステップＳ４９において、モータＥ３２の制御状態を第３制御状態から第４制御状態に変更する。
【０１０１】
第４実施形態の制御装置１０によれば、次のような作用および効果が得られる。
ライダーの加速要求に基づいて、モータＥ３２のアシスト力を好適に制御できる。
【０１０２】
(変形例)
上記実施形態は、本発明に関する人力駆動車両の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。本発明に関する人力駆動車両の制御装置は、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の一例を示す。
【０１０３】
・第１実施形態の制御装置１０が実行するアシスト制御に関する第１所定条件は任意に変更可能である。一例では、第１所定条件は、時間に関する。このため、時間に基づいてモータＥ３２の制御状態を第１制御状態から第２制御状態に切り替えることができる。この変形例の制御装置１０の制御部１２は、アシスト制御のステップＳ１９において、起点から一定時間経過したか否かを判定する。起点の一例は、制御部１２がシフトアップ信号またはシフトダウン信号を受信したとき、ならびに、変速機Ｅ２１が変速動作を実行したときである。一定時間は、例えば、変速機Ｅ２１の動作が完了すると想定される時間である。制御部１２は、起点から一定時間が経過している場合にステップＳ２０の処理を実行する。一方、制御部１２は起点から一定時間が経過していない場合、ステップＳ２０の判定処理を再び実行する。別の例では、変速機Ｅ２１の動作が完了した場合に、第１所定条件が成立する。このため、変速機Ｅ２１の動作が完了した場合にモータＥ３２の制御状態を第１制御状態から第２制御状態に切り替えることができる。変速機Ｅ２１の動作の完了は、例えば、モータＥ３２の動作の完了、比率ＲＡが変速機Ｅ２１を動作させる要求に対応する比率ＲＡに変化したこと、および、変速機Ｅ２１の動作が完了したことである。なお、変速機Ｅ２１の動作が完了したことは、変速機Ｅ２１に設けられるセンサ、または、人力駆動車両Ａのうちの変速機Ｅ２１以外の場所に設けられるセンサにより検出される。
【０１０４】
・第１実施形態の制御装置１０が実行するアシスト制御の内容は任意に変更可能である。一例では、制御装置１０は、図３に示されるアシスト制御において、ステップＳ１２の処理をステップＳ１１の処理よりも先に実行する。すなわち、この変形例の制御装置１０の制御部１２は、ステップＳ１２において、傾斜検出部１４の出力に基づいて、傾斜角θＡが第１所定角度以上か否かを判定する。ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、制御部１２はステップＳ１２の判定処理を繰り返し実行する。ステップＳ１２の判定結果が肯定の場合、制御部１２は、ステップＳ１１の処理を実行する。制御部１２は、ステップＳ１１において、操作部Ｃの出力に基づいて、変速機Ｅ２１を動作させる要求があるか否かを判定する。制御部１２は、操作部Ｃからシフトアップ信号またはシフトダウン信号が入力されたことに基づいて、変速機Ｅ２１を動作させる要求があると判定する。ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、本制御を終了する。ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、制御部１２はステップＳ１３の処理を実行する。
【０１０５】
・第４実施形態の制御装置１０が実行するアシスト制御の第３制御状態において、人力駆動力に対するモータＥ３２によるアシスト力は任意に変更可能である。一例では、制御部１２は、第３制御状態において、人力駆動力に対して第２アシスト比率よりも大きい第３アシスト比率となるアシスト力に、所定のアシスト力を加えた第１アシスト力を発生させるようにモータＥ３２を制御する。このため、ライダーの負荷を好適に低減できる。別の例では、制御部１２は、第３制御状態において、人力駆動力に対して第２アシスト比率に、所定のアシスト力を加えた第２アシスト力を発生させるようにモータＥ３２を制御する。このため、ライダーの負荷を好適に低減できる。これらの変形例における所定のアシスト力は、第３回転比率および第３回転比率の変化量の少なくとも一方に応じて変更される。このため、所定のアシスト力が好適に設定される。一例では、第３回転比率の変化量が増加するほど、所定のアシスト力は増加する。このため、ライダーの負荷を好適に低減できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…制御装置、１２…制御部、１４…傾斜検出部、１４Ａ…傾斜センサ。
【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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