特許 6959170 人力駆動車両用制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6959170

(24)【登録日】2021年10月11日

(45)【発行日】2021年11月2日

(54)【発明の名称】人力駆動車両用制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/45 20100101AFI20211021BHJP

【ＦＩ】

   B62M6/45

【請求項の数】22

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-54913(P2018-54913)

(22)【出願日】2018年3月22日

(65)【公開番号】特開2019-166914(P2019-166914A)

(43)【公開日】2019年10月3日

【審査請求日】2020年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002439

【氏名又は名称】株式会社シマノ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】土澤 康弘

【審査官】 渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−２４４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−５９５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２１６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１８４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５１９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１２２１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１２−０１０７６７５（ＫＲ，Ａ）

【文献】 米国特許第５９９２５５３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平１０−５９２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０７９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０５７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２０８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６８６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０９２６０５９（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｍ １／００− ２９／０２

(57)【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、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
前記制御部は、パラメータに応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更し、
前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、空気抵抗係数と、前記人力駆動車両の搭乗者の前面投影面積に関する値と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、前記人力駆動車両の加速度と、の少なくとも１つを含み、
前記走行抵抗は、前記搭乗者の前記前面投影面積に関連する空気抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含む、人力駆動車両用制御装置。

【請求項2】

前記パラメータは、前記人力駆動力のトルクと、前記人力駆動車両の車輪の大きさと、の少なくとも１つをさらに含む、請求項１に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記人力駆動力が増加し、かつ、前記パラメータの値が第１所定値以上の場合の前記応答速度を、
前記人力駆動力が増加し、かつ、前記パラメータの値が前記第１所定値未満の場合の前記応答速度よりも速くする、請求項１または２に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項4】

人力駆動車両の推進をアシストするモータを、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
前記制御部は、パラメータに応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更し、
前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、空気抵抗係数と、前記人力駆動車両の搭乗者の前面投影面積に関する値と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、前記人力駆動車両の加速度と、の少なくとも１つを含み、
前記走行抵抗は、空気抵抗、前記人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含み、
前記制御部は、
前記人力駆動力が増加し、かつ、前記パラメータの値が第１所定値以上の場合の前記応答速度を、
前記人力駆動力が増加し、かつ、前記パラメータの値が前記第１所定値未満の場合の前記応答速度よりも速くする、人力駆動車両用制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記パラメータの値が大きくなるほど速くする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項6】

人力駆動車両の推進をアシストするモータを、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
前記制御部は、パラメータに応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更し、
前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、空気抵抗係数と、前記人力駆動車両の搭乗者の前面投影面積に関する値と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、前記人力駆動車両の加速度と、の少なくとも１つを含み、
前記走行抵抗は、空気抵抗、前記人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含み、
前記制御部は、前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記パラメータの値が大きくなるほど速くする、人力駆動車両用制御装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記人力駆動力が減少し、かつ、前記パラメータの値が第２所定値以上の場合の前記応答速度を、
前記人力駆動力が減少し、かつ、前記パラメータの値が前記第２所定値未満の場合の前記応答速度よりも遅くする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項8】

人力駆動車両の推進をアシストするモータを、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
前記制御部は、パラメータに応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更し、
前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、空気抵抗係数と、前記人力駆動車両の搭乗者の前面投影面積に関する値と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、前記人力駆動車両の加速度と、の少なくとも１つを含み、
前記走行抵抗は、空気抵抗、前記人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含み、
前記制御部は、
前記人力駆動力が減少し、かつ、前記パラメータの値が第２所定値以上の場合の前記応答速度を、
前記人力駆動力が減少し、かつ、前記パラメータの値が前記第２所定値未満の場合の前記応答速度よりも遅くする、人力駆動車両用制御装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記人力駆動力が減少する場合の前記応答速度を、前記パラメータの値が大きくなるほど遅くする、請求項７または８に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記人力駆動力が減少する場合の前記応答速度よりも速くする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項11】

人力駆動車両の推進をアシストするモータを、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
前記制御部は、パラメータに応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更し、
前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、空気抵抗係数と、前記人力駆動車両の搭乗者の前面投影面積に関する値と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、前記人力駆動車両の加速度と、の少なくとも１つを含み、
前記走行抵抗は、空気抵抗、前記人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含み、
前記制御部は、前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記人力駆動力が減少する場合の前記応答速度よりも速くする、人力駆動車両用制御装置。

【請求項12】

前記制御部は、所定期間における前記応答速度と、前記所定期間が経過した後の前記応答速度とを異ならせる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項13】

前記制御部は、前記所定期間が経過した後における前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記所定期間における前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度よりも速くする、請求項１２に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項14】

前記所定期間は、前記モータの駆動が開始されてから第１時間が経過するまでの期間である、請求項１２または１３に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項15】

前記人力駆動車両は、前記人力駆動力が入力されるクランクを含み、
前記所定期間は、前記モータの駆動が開始されてから前記クランクの回転量が所定量に達するまでの期間である、請求項１２または１３に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項16】

人力駆動車両の推進をアシストするモータを、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
前記制御部は、パラメータに応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更し、
前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、空気抵抗係数と、前記人力駆動車両の搭乗者の前面投影面積に関する値と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、前記人力駆動車両の加速度と、の少なくとも１つを含み、
前記走行抵抗は、空気抵抗、前記人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含み、
前記制御部は、所定期間における前記応答速度と、前記所定期間が経過した後の前記応答速度とを異ならせ、
前記人力駆動車両は、前記人力駆動力が入力されるクランクを含み、
前記所定期間は、前記モータの駆動が開始されてから前記クランクの回転量が所定量に達するまでの期間である、人力駆動車両用制御装置。

【請求項17】

前記制御部は、前記モータへの制御指令にフィルタ処理を行うフィルタ部を含み、前記フィルタ部に含まれる時定数を変更することによって前記応答速度を変更する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

【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、操作部の操作に応じて前記モータの駆動を開始させ、パラメータに応じて、前記モータの出力の変化速度を変更し、
前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、前記人力駆動車両の車輪の大きさと、空気抵抗係数と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、の少なくとも１つを含み、
前記走行抵抗は、空気抵抗、前記人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含む、人力駆動車両用制御装置。

【請求項19】

前記制御部は、前記パラメータの値が大きくなるほど、前記変化速度を大きくする、請求項１８に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項20】

前記制御部は、前記モータへの制御指令にフィルタ処理を行うフィルタ部を含み、前記フィルタ部に含まれる時定数を変更することによって前記変化速度を変更する、請求項１８または１９に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項21】

前記走行抵抗は、前記人力駆動車両の走行路の勾配抵抗をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

【請求項22】

前記パラメータを検出するための検出部をさらに含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人力駆動車両用制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されている人力駆動車両用制御装置は、検出部の出力に応じてモータを制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−５９２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、モータを好適に制御できる人力駆動車両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】

本発明の第１側面に従う人力駆動車両用制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、前記制御部は、パラメータに応じて、前記人力駆動力の変化に対する前記モータの応答速度を変更し、前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動力のトルクと、前記人力駆動車両の変速比と、前記人力駆動車両の車輪の大きさと、空気抵抗係数と、前記人力駆動車両の搭乗者の前面投影面積に関する値と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、前記人力駆動車両の加速度と、の少なくとも１つを含む。
第１側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、走行負荷に影響のあるパラメータに応じて人力駆動力の変化に対するモータの応答速度を変更できるため、モータ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用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力が増加し、かつ、前記パラメータの値が第１所定値以上の場合の前記応答速度を、前記人力駆動力が増加し、かつ、前記パラメータの値が前記第１所定値未満の場合の前記応答速度よりも速くする。
第２側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、人力駆動力が増加し、かつ、パラメータの値が第１所定値以上の場合にはパラメータの値が第１所定値未満の場合よりも早期にモータの出力を上昇させることができる。このため、走行負荷が大きい場合に、搭乗者の負荷が大きくなることを抑制できる。

【0007】

前記第１または第２側面に従う第３側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記パラメータの値が大きくなるほど速くする。
第３側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、人力駆動力が増加する場合の応答速度がパラメータの値が大きくなるほど速くなるため、走行負荷が大きいほど、早期にモータの出力を上昇させることができる。

【0008】

前記第１〜第３側面のいずれか１つに従う第４側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力が減少し、かつ、前記パラメータの値が第２所定値以上の場合の前記応答速度を、前記人力駆動力が減少し、かつ、前記パラメータの値が前記第２所定値未満の場合の前記応答速度よりも遅くする。
第４側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、人力駆動力が減少し、かつ、パラメータの値が第２所定値以上の場合にはパラメータの値が第２所定値未満の場合よりも早期にモータの出力の低下を遅延させることができる。このため、走行負荷が大きい場合に、搭乗者の負荷が大きくなることを抑制できる。

【0009】

前記第４側面に従う第５側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力が減少する場合の前記応答速度を、前記パラメータの値が大きくなるほど遅くする。
第５側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、人力駆動力が減少する場合の応答速度がパラメータの値が大きくなるほど遅くなるため、走行負荷が大きいほど、モータの出力が低下しにくくなる。

【0010】

前記第１〜第５側面のいずれか１つに従う第６側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記人力駆動力が減少する場合の前記応答速度よりも速くする。
第６側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、人力駆動力が上昇する場合には、早期にモータの出力を上昇させることができ、人力駆動力が減少する場合には、モータの出力が低下しにくくなる。

【0011】

前記第１〜第６側面のいずれか１つに従う第７側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、所定期間における前記応答速度と、前記所定期間が経過した後の前記応答速度とを異ならせる。
第７側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、所定期間が経過するまでの応答速度と、所定期間が経過した後の応答速度とをそれぞれの期間に適した応答速度にできる。

【0012】

前記第７側面に従う第８側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記所定期間が経過した後における前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度を、前記所定期間における前記人力駆動力が増加する場合の前記応答速度よりも速くする。
第８側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、所定期間が経過した後かつ人力駆動力が増加する場合には、所定期間が経過する前かつ人力駆動力が増加する場合よりも早期にモータの出力を増加させることができる。

【0013】

前記第７または第８側面に従う第９側面の人力駆動車両用制御装置において、前記所定期間は、前記モータの駆動が開始されてから第１時間が経過するまでの期間である。
第９側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、モータの駆動が開始されてから第１時間が経過するまでの応答速度と、モータの駆動が開始されてから第１時間が経過した後の応答速度とをそれぞれの期間に適した応答速度にできる。

【0014】

前記第７または第８側面に従う第１０側面の人力駆動車両用制御装置において、前記人力駆動車両は、前記人力駆動力が入力されるクランクを含み、前記所定期間は、前記モータの駆動が開始されてから前記クランクの回転量が所定量に達するまでの期間である。
第１０側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、モータの駆動が開始されてからクランクの回転量が所定量に達するまでの応答速度と、モータの駆動が開始されてからクランクの回転量が所定量に達するまでの応答速度とをそれぞれの期間に適した応答速度にできる。

【0015】

前記第１〜第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記モータへの制御指令にフィルタ処理を行うフィルタ部を含み、前記フィルタ部に含まれる時定数を変更することによって前記応答速度を変更する。
第１１側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、フィルタ部に含まれる時定数を変更することによって応答速度を好適に変更できる。

【0016】

本発明の第１２側面に従う人力駆動車両用制御装置は、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、操作部の操作に応じて前記モータの駆動を開始させ、パラメータに応じて、前記モータの出力の変化速度を変更し、前記パラメータは、前記人力駆動車両の走行抵抗と、前記人力駆動車両の変速比と、前記人力駆動車両の車輪の大きさと、空気抵抗係数と、風速と、転がり抵抗係数と、前記人力駆動車両の乗積物の重量に関する値と、の少なくとも１つを含む。
第１２側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、操作部の操作に応じてモータの駆動を開始させる場合に、走行負荷に影響のあるパラメータに応じてモータの出力の変化速度を変更することができる。

【0017】

前記第１２側面に従う第１３側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記パラメータの値が大きくなるほど、前記変化速度を大きくする。
第１３側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、走行負荷が大きいほど、早期にモータの出力を上昇させることができる。

【0018】

前記第１２または第１３側面に従う第１４側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記モータへの制御指令にフィルタ処理を行うフィルタ部を含み、前記フィルタ部に含まれる時定数を変更することによって前記変化速度を変更する。
第１４側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、フィルタ部に含まれる時定数を変更することによって応答速度を好適に変更できる。

【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用制御装置において、前記走行抵抗は、空気抵抗、前記人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、前記人力駆動車両の走行路の勾配抵抗、および、前記人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含む。
第１５側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、空気抵抗、人力駆動車両の車輪の転がり抵抗、人力駆動車両の走行路の勾配抵抗、および、人力駆動車両の加速抵抗の少なくとも１つを含む走行抵抗に応じてモータを制御することができる。

【0020】

前記第１〜第１５側面のいずれか１つに従う第１６側面の人力駆動車両用制御装置において、前記パラメータを検出するための検出部をさらに含む。
第１６側面に従う人力駆動車両用制御装置によれば、検出部によってパラメータを好適に検出できる。

【発明の効果】

【0021】

本発明の人力駆動車両用制御装置は、モータを好適に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施形態の人力駆動車両用制御装置を含む人力駆動車両の側面図。

【図2】第１実施形態の人力駆動車両用制御装置の電気的な構成を示すブロック図。

【図3】図２の第１検出部と制御部との電気的な構成を示すブロック図。

【図4】図２の制御部によって実行される応答速度を設定する処理のフローチャート。

【図5】図２の記憶部に記憶される時間とゲインとの関係の第１の例を示すマップ。

【図6】図２の記憶部に記憶される時間とゲインとの関係の第２の例を示すマップ。

【図7】第２実施形態の変形例の応答速度を設定する処理のフローチャート。

【図8】第２実施形態の記憶部に記憶されるクランクの回転量とゲインとの関係の第１の例を示すマップ。

【図9】第２実施形態の記憶部に記憶されるクランクの回転量とゲインとの関係の第２の例を示すマップ。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、第１実施形態の人力駆動車両用制御装置４０について説明する。以下、人力駆動車両用制御装置４０を、単に制御装置４０と記載する。制御装置４０は、人力駆動車両１０に設けられる。人力駆動車両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。人力駆動車両１０は、例えば、自転車を含む。人力駆動車両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。人力駆動車両は、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。以下、実施の形態において、人力駆動車両１０を、自転車として説明する。

【0024】

図１に示されるとおり人力駆動車両１０は、クランク１２を含む。人力駆動車両１０は、駆動輪１４およびフレーム１６をさらに含む。クランク１２には、人力駆動力Ｈが入力される。クランク１２は、フレーム１６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１８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１６に支持される。クランク１２と駆動輪１４とは、駆動機構２０によって連結される。駆動機構２０は、クランク軸１２Ａに結合される第１回転体２２を含む。クランク軸１２Ａと第１回転体２２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２２を前転させ、クランク１２が後転した場合に、第１回転体２２を後転させないように構成される。第１回転体２２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２０は、連結部材２６と、第２回転体２４とをさらに含む。連結部材２６は、第１回転体２２の回転力を第２回転体２４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。

【0025】

第２回転体２４は、駆動輪１４に連結される。第２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。第２回転体２４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２４が前転した場合に、駆動輪１４を前転させ、第２回転体２４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。

【0026】

人力駆動車両１０は、前輪および後輪を含む。フレーム１６には、フロントフォーク１６Ａを介して前輪が取り付けられている。フロントフォーク１６Ａには、ハンドルバー１６Ｃがステム１６Ｂ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。

【0027】

図１および図２に示されるとおり、人力駆動車両１０は、バッテリ２８、モータ３０、モータ３０の駆動回路３２、変速機３４、変速機３４のアクチュエータ３６、および、操作部３８をさらに含む。

【0028】

バッテリ２８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２８は、人力駆動車両１０に設けられ、バッテリ２８と有線で電気的に接続されている他の電機部品、例えば、モータ３０および制御装置４０に電力を供給する。バッテリ２８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ている。バッテリ２８は、例えば電力線通信（ＰＬＣ；power line communication）によって制御部４２と通信可能である。バッテリ２８は、フレーム１６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１６の内部に収容されてもよい。

【0029】

モータ３０は、駆動回路３２とともにドライブユニットを構成する。モータ３０および駆動回路３２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３２は、バッテリ２８からモータ３０に供給される電力を制御する。駆動回路３２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ている。駆動回路３２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３２は、制御部４２からの制御信号に応じてモータ３０を駆動させる。モータ３０は、人力駆動車両１０の推進をアシストする。モータ３０は、電気モータを含む。モータ３０は、ペダル１８から後輪までの人力駆動力Ｈの動力伝達経路、または、前輪に回転を伝達するように設けられる。モータ３０は、人力駆動車両１０のフレーム１６、後輪、または、前輪に設けられる。一例では、モータ３０は、クランク軸１２Ａから第１回転体２２までの動力伝達経路に結合される。モータ３０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を人力駆動車両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３０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３０および駆動回路３２が設けられるハウジングには、モータ３０および駆動回路３２以外の構成が設けられてもよく、例えばモータ３０の回転を減速して出力する減速機が設けられてもよい。

【0030】

変速機３４は、アクチュエータ３６とともに変速装置を構成する。変速機３４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変速比Ｂを変更するためのものである。変速機３４は、人力駆動車両１０の変速比Ｂを変更可能に構成される。変速機３４は、変速比Ｂを段階的に変更可能に構成される。アクチュエータ３６は、変速機３４に変速動作を実行させる。変速機３４は、制御部４２によって制御される。アクチュエータ３６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ている。アクチュエータ３６は、例えば電力線通信（ＰＬＣ；power line communication）によって制御部４２と通信可能である。アクチュエータ３６は、制御部４２からの制御信号に応じて変速機３４に変速動作を実行させる。変速機３４は、内装変速機および外装変速機（ディレイラ）の少なくとも一方を含む。

【0031】

操作部３８は、モータ３０を駆動させるために操作される。操作部３８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ている。操作部３８は、例えば電力線通信（ＰＬＣ）によって制御部４２と通信可能である。操作部３８は、それぞれ例えば操作部材と、操作部材の動きを検出するセンサと、センサの出力信号に応じて、制御部４２と通信を行う電気回路とを含む。ユーザによって操作部材が操作されることによって、操作部３８は、制御部４２に出力信号を送信する。操作部材およびその動きを検出するセンサは、プッシュスイッチ、レバー式スイッチ、または、タッチパネルを含んで構成される。

【0032】

図２に示されるとおり、制御装置４０は、制御部４２を含む。本実施形態では、制御装置４０は、検出部４４をさらに含む。本実施形態では、制御装置４０は、記憶部４６をさらに含む。本実施形態では、制御装置４０は、トルクセンサ４８、クランク回転センサ５０、および、車速センサ５２をさらに含む。

【0033】

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４６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４６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４６は、例えばモータ３０が設けられるハウジングに設けられる。制御部４２は、駆動回路３２を含んでいてもよい。

【0034】

トルクセンサ４８は、モータ３０が設けられるハウジングに設けられる。トルクセンサ４８は、クランク１２に入力される人力駆動力ＨのトルクＴＨを検出するために用いられる。トルクセンサ４８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、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４８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４８が歪センサを含む場合、歪センサは、好ましくは、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４８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４８の通信部は、制御部４２と通信可能に構成される。

【0035】

クランク回転センサ５０は、クランク１２の回転速度Ｎを検出するために用いられる。クランク回転センサ５０は、人力駆動車両１０のフレーム１６またはモータ３０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５０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２２までの間の動力伝達経路に設けられる。クランク回転センサ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ている。クランク回転センサ５０は、クランク１２の回転速度Ｎに応じた信号を制御部４２に出力する。クランク回転センサ５０は、クランク軸１２Ａから第１回転体２２までの人力駆動力Ｈの動力伝達経路において、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５０は、クランク軸１２Ａと第１回転体２２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２２に設けられてもよい。

【0036】

車速センサ５２は、人力駆動車両１０の車速Ｖを検出するために用いられる。車速センサ５２は、車輪の回転速度を検出する。車速センサ５２は、有線または無線によって制御部４２と電気的に接続されている。車速センサ５２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ている。車速センサ５２は、車輪の回転速度に応じた信号を制御部４２に出力する。制御部４２は、車輪の回転速度に基づいて人力駆動車両１０の車速Ｖを演算する。制御部４２は、車速Ｖが所定値以上になると、モータ３０を停止する。所定値は、例えば時速２５Ｋｍ、または、時速４５Ｋｍである。車速センサ５２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。車速センサ５２は、フレーム１６のチェーンステイに取り付けられ、後輪に取り付けられる磁石を検出する構成としてもよく、フロントフォーク１６Ａに設けられ、前輪に取り付けられる磁石を検出する構成としてもよい。

【0037】

制御部４２は、モータ３０を、人力駆動車両１０に入力される人力駆動力Ｈに応じて制御する。制御部４２は、モータ３０を駆動させる。制御部４２は、例えば、操作部３８にモータ３０の駆動を開始するための操作が行われ、かつ、人力駆動力Ｈが所定値以上の場合に、モータ３０の駆動を開始する。

【0038】

制御部４２は、例えば、人力駆動力Ｈに対して、モータ３０によるアシスト力が所定の比率になるように、モータ３０を制御する。制御部４２は、例えば、人力駆動力Ｈの仕事率ＷＨ（ワット）に対して、モータ３０の仕事率ＷＭ（ワット）が所定の比率になるように、モータ３０を制御してもよい。制御部４２は、人力駆動力Ｈに対するモータ３０の出力の比率Ｙの異なる複数の制御モードでモータ３０を制御する。人力駆動車両１０の人力駆動力Ｈの仕事率ＷＨに対するモータ３０の出力の仕事率ＷＭの比率ＹＡを、比率Ｙと記載する場合がある。人力駆動力Ｈの仕事率ＷＨは、人力駆動力Ｈとクランク１２の回転速度Ｎとの乗算によって算出される。制御部４２は、人力駆動車両１０の人力駆動力ＨのトルクＴＨに対する、モータ３０によるアシスト力の出力トルクＴＭが所定の比率になるように、モータ３０を制御してもよい。人力駆動車両１０の人力駆動力ＨのトルクＴＨに対するモータ３０の出力トルクＴＭのトルク比率ＹＢを、比率Ｙと記載する場合がある。モータ３０の出力が減速機を介して人力駆動力Ｈの動力経路に入力される場合は、減速機の出力を、モータ３０の出力とする。制御部４２は、人力駆動力Ｈの仕事率ＷＨまたはトルクＴＨに応じて、制御指令をモータ３０の駆動回路３２に出力する。制御指令は、例えばトルク指令値を含む。

【0039】

制御部４２は、モータ３０の出力が所定値以下になるようにモータ３０を制御する。モータ３０の出力は、モータ３０の出力トルクＴＭを含む。制御部４２は、比率ＹＡが所定値ＹＡ１以下になるようにモータ３０を制御してもよい。所定値ＹＡ１は、一例では、５００ワットである。所定値ＹＡ１は、別の例では、３００ワットである。制御部４２は、トルク比率ＹＢが所定トルク比率ＹＢ１以下になるようにモータ３０を制御してもよい。所定トルク比率ＹＢ１は、一例では、３００％である。

【0040】

検出部４４は、パラメータＰを検出するために用いられる。パラメータＰは、人力駆動車両１０の走行抵抗Ｒと、人力駆動力ＨのトルクＴＨと、人力駆動車両１０の変速比Ｂと、人力駆動車両１０の車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、人力駆動車両１０の搭乗者の前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、人力駆動車両１０の乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つを含む。走行抵抗Ｒは、空気抵抗Ｒ１、人力駆動車両１０の車輪の転がり抵抗Ｒ２、人力駆動車両１０の走行路の勾配抵抗Ｒ３、および、人力駆動車両１０の加速抵抗Ｒ４の少なくとも１つを含む。

【0041】

検出部４４は、第１検出部５４、第２検出部５６、第３検出部５８、第４検出部６０、第５検出部６２、第６検出部６４、第７検出部６６、第８検出部６８、および、第９検出部７０、および、第１０検出部７２の少なくとも１つを含む。検出部４４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ている。検出部４４は、例えば電力線通信（ＰＬＣ）によって制御部４２と通信可能である。

【0042】

第１検出部５４は、走行抵抗Ｒを検出するために用いられる。図３に示すとおり、第１検出部５４は、センサ７４、センサ７６、センサ７８、センサ８０、センサ８２、および、センサ８４をさらに含む。

【0043】

センサ７４は、風速および風圧の少なくとも一方を検出するために用いられる。センサ７４は、風速センサおよび風圧センサの一方を含む。センサ７４は、例えば、人力駆動車両１０のハンドルバー１６Ｃに設けられる。センサ７４は、人力駆動車両１０が前方に走行する場合の向かい風および追い風の少なくとも一方を検出可能に構成されることが好ましい。

【0044】

センサ７６は、人力駆動車両１０が前進する方向における加速度ａを検出するために用いられる。センサ７６は、加速度センサを含む。加速度センサは、ジャイロセンサに含まれていてもよい。センサ７６は、人力駆動車両１０が前進する方向における加速度ａに応じた信号を制御部４２に出力する。

【0045】

センサ７８は、人力駆動車両１０の車速Ｖを検出するために用いられる。センサ７８は、車速センサ５２と同様に構成される。車速センサ５２をセンサ７８として用いることができるが、センサ７８は、車速センサ５２と各別に構成されてもよい。

【0046】

センサ８０は、人力駆動車両１０の傾きを検出するために用いられる。センサ８０によって、人力駆動車両１０の走行する路面の傾斜角度Ｄを検出することができる。人力駆動車両１０の走行する路面の傾斜角度Ｄは、人力駆動車両１０の進行方向における傾斜角度によって検出できる。人力駆動車両１０の走行する路面の傾斜角度Ｄは、人力駆動車両１０の傾斜角度と対応する。センサ８０は、一例では、傾斜センサを含む。傾斜センサの一例は、ジャイロセンサまたは加速度センサである。別の例では、傾斜検出部は、ＧＰＳ（Global positioning system）受信部を含む。制御部４２は、ＧＰＳ受信部によって取得したＧＰＳ情報と、記憶部４６に予め記録されている地図情報に含まれる路面勾配とに応じて人力駆動車両１０の走行する路面の傾斜角度Ｄを演算してもよい。傾斜角度Ｄは、人力駆動車両１０のピッチ角度を含む。

【0047】

センサ８２は、人力駆動車両１０および搭乗者の少なくとも一方の前面投影面積Ａを検出する。センサ８２は、画像センサを含む。画像センサは、例えば、人力駆動車両１０のハンドルバー１６Ｃに設けられて、人力駆動車両１０に搭乗する搭乗者を撮影する。センサ８２は、人力駆動車両１０および搭乗者の少なくとも一方の画像データを制御部４２に出力する。制御部４２は、センサ８２から入力される画像データに応じて人力駆動車両１０および搭乗者の少なくとも一方の前面投影面積Ａを算出する。

【0048】

センサ８４は、人力駆動車両１０の乗積物の重量に関する値を検出するために用いられる。センサ８４、人力駆動車両１０に乗積物の重量を検出する。センサ８４は、例えば、前輪および後輪の少なくとも一方の車軸に設けられる。この場合、センサ８４は、好ましくは前輪および後輪の両方に設けられる。例えば人力駆動車両１０を地面から浮かせた状態でセンサ８４から出力される信号を、重量０（グラム重）に対応させることによって、人力駆動車両１０および積載物の総重量ｍを検出することができる。また例えば搭乗者が乗車していない状態で、センサ８４から出力される信号を、重量０（グラム重）に対応させることによって、人力駆動車両１０の搭乗者の重量を検出することができる。記憶部４６には、センサ８４から出力される情報と、重量との関係が記憶されていることが好ましい。センサ８４は、圧力センサまたは歪センサを含む。センサ８４は、例えば、人力駆動車両１０のサドルに加えられる力を検出してもよい。この場合、センサ８４によって搭乗者の重量を検出することができる。センサ８４は、例えば、人力駆動車両１０のタイヤの空気圧を検出してもよい。制御部４２は、タイヤの空気圧を用いて乗積物の重量を算出する。センサ８４に変えて、乗積物の重量に関する情報を制御部４２に入力可能な入力部を制御装置４０に設けてもよい。制御部４２は、入力部を介して搭乗者の重量に関する情報が入力された場合、搭乗者の重量に関する情報を記憶部４６に記憶することが好ましい。乗積物の重に関する情報は、例えば、搭乗者の体重を含む。記憶部４６には、人力駆動車両１０の重量に関する情報が記憶されている。制御部４２は、人力駆動車両１０の重量と、乗積物の重量とを加算して、人力駆動車両１０および積載物の総重量ｍを算出することができる。

【0049】

制御部４２は、第１検出部５４の出力および記憶部４６に記憶されている情報に基づいて走行抵抗Ｒを算出する。走行抵抗Ｒは、空気抵抗Ｒ１、人力駆動車両１０の車輪の転がり抵抗Ｒ２、人力駆動車両１０の走行路の勾配抵抗Ｒ３、および、人力駆動車両１０の加速抵抗Ｒ４の少なくとも１つを含む。走行抵抗Ｒは、空気抵抗Ｒ１、人力駆動車両１０の車輪の転がり抵抗Ｒ２、人力駆動車両１０の走行路の勾配抵抗Ｒ３、および、人力駆動車両１０の加速抵抗Ｒ４の少なくとも１つに基づいて算出される。一例では、制御部４２は、空気抵抗Ｒ１、転がり抵抗Ｒ２、勾配抵抗Ｒ３、および、加速抵抗Ｒ４の全てに基づいて走行抵抗Ｒを算出する。

【0050】

制御部４２が空気抵抗Ｒ１、転がり抵抗Ｒ２、勾配抵抗Ｒ３、および、加速抵抗Ｒ４の全てに基づいて走行抵抗Ｒを算出する場合、走行抵抗Ｒは、例えば、以下の式（１）によって求められる。空気抵抗Ｒ１は、式（２）によって求められる。人力駆動車両１０の車輪の転がり抵抗Ｒ２は、式（３）によって求められる。人力駆動車両１０の走行路の勾配抵抗Ｒ３は、式（４）によって求められる。人力駆動車両１０の加速抵抗Ｒ４は、式（５）によって求められる。

【0051】

Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４ …（１）
Ｒ１＝Ｃ×Ａ×（Ｖ−Ｖａ）^２ …（２）
Ｒ２＝Ｍ×ｍ×ｇ …（３）
Ｒ３＝ｍ×ｇ×ｓｉｎＤ …（４）
Ｒ４＝ｍ×ａ …（５）

【0052】

Ｃは、人力駆動車両１０および搭乗者の少なくとも一方の空気抵抗係数を示す。空気抵抗係数Ｃは、予め適切な固定値が記憶部４６に記憶されていてもよく、操作部３８等を介して搭乗者が入力できるようにしてもよい。

【0053】

Ａは、前面投影面積を示す。前面投影面積Ａは、センサ８２によって検出されてもよく、予め適切な固定値が記憶部４６に記憶されていてもよく、操作部３８等を介して搭乗者が入力できるようにしてもよい。

【0054】

Ｖａは、センサ７４によって検出される風速を示す。風速Ｖａは、人力駆動車両１０に対して向かい風となる場合に負の値となる。センサ７４が、人力駆動車両１０が前進する方向において、向かい風を検出するように検出部が前進する方向に向かって設置される場合、センサ７４は、Ｖ−Ｖａに応じた信号を出力する。風速Ｖａは、センサ７４によって検出されてもよく、予め適切な固定値が記憶部４６に記憶されていてもよく、操作部３８等を介して搭乗者が入力できるようにしてもよい。

【0055】

Ｍは、人力駆動車両１０のタイヤの転がり抵抗係数を示す。転がり抵抗係数Ｍは、予め適切な固定値が記憶部４６に記憶されていてもよく、操作部３８等を介して搭乗者が入力できるようにしてもよい。

【0056】

ｍは、人力駆動車両１０および積載物の総重量を示す。総重量ｍは、センサ８４を用いて検出されてもよく、記憶部４６に予め適切な固定値が記憶されていてもよく、操作部３８等を介して搭乗者が入力できるようにしてもよい。

【0057】

ｇは、人力駆動車両１０の重力加速度を示す。
Ｄは、人力駆動車両１０の走行する路面の傾斜角度を示す。傾斜角度Ｄは、センサ８０によって検出されてもよく、予め適切な固定値が記憶部４６に記憶されていてもよく、操作部３８等を介して搭乗者が入力できるようにしてもよい。

【0058】

ａは、人力駆動車両１０の加速度を示す。加速度ａは、センサ７６によって検出されてもよく、予め適切な固定値が記憶部４６に記憶されていてもよく、操作部３８等を介して搭乗者が入力できるようにしてもよい。

【0059】

図２に示す第２検出部５６は、人力駆動力ＨのトルクＴＨを検出するために用いられる。第２検出部５６は、トルクセンサ４８と同様の構成を有する。トルクセンサ４８を第２検出部５６として用いることができるが、第２検出部５６はトルクセンサ４８と各別に構成されてもよい。制御部４２は、第２検出部５６の出力および記憶部４６に記憶されている情報に基づいて人力駆動力ＨのトルクＴＨを算出する。

【0060】

第３検出部５８は、人力駆動車両１０の変速比Ｂを検出するために用いられる。第３検出部５８は、変速機３４の動作状態を検出する。第３検出部５８は、好ましくは、変速比Ｂを検出するための変速センサを含む。変速センサは、変速機３４の現在の変速ステージを検出する。第３検出部５８は、変速機３４を操作する操作部３８の操作、および、制御部４２による変速機３４の制御信号の少なくとも一方を検出してもよい。制御部４２は、第３検出部５８の出力および記憶部４６に記憶されている情報に基づいて変速比Ｂを算出する。例えば変速ステージと変速比Ｂとの関係は、記憶部４６に予め記憶されている。これによって制御部４２は、変速センサの検出結果から、現在の変速比Ｂを検出することができる。制御部４２は、駆動輪１４の回転速度とクランク１２の回転速度Ｎとから変速比Ｂを演算してもよい。この場合、駆動輪１４の周長、駆動輪１４の直径、または、駆動輪１４の半径に関する情報が記憶部４６に予め記憶されている。

【0061】

第４検出部６０は、人力駆動車両１０の車輪の大きさを検出するために用いられる。第４検出部６０は、例えば、タイヤの空気圧を検出するセンサを含む。第４検出部６０は、車輪のリムに設けられるバルブに設けられてもよい。第４検出部６０は、タイヤの内部の空気圧に応じた信号を出力するセンサと、センサの信号を制御部４２に無線送信する無線送信部とを含むことが好ましい。第４検出部６０は、駆動輪１４に設けられることが好ましく、前輪および後輪のそれぞれに設けられてもよい。制御部４２は、タイヤの空気圧が予め定める空気圧である場合を基準として、タイヤの空気圧が予め定める空気圧よりも低くなると、人力駆動車両１０の車輪の大きさが基準値よりも小さくなったと判定し、タイヤの空気圧が予め定める空気圧よりも高くなると、人力駆動車両１０の車輪の大きさが基準値よりも大きくなったと判定することができる。タイヤの空気圧と、人力駆動車両１０の車輪の大きさとの関係を表す情報が記憶部４６に記憶されていてもよい。この場合、制御部４２は記憶部４６に記憶されている人力駆動車両１０の車輪の大きさとの関係を表す情報、および、第４検出部６０によって検出されたタイヤの空気圧から人力駆動車両１０の車輪の大きさを算出してもよい。

【0062】

第５検出部６２は、空気抵抗係数Ｃを検出するために用いられる。第５検出部６２は、センサ８２と同様の構成を有する。センサ８２を、第５検出部６２として用いることができるが、第５検出部６２は、センサ８２と各別に構成されてもよい。制御部４２は、前面投影面積Ａが予め定める面積である場合を基準として、前面投影面積Ａが予め定める面積よりも小さくなると、空気抵抗係数Ｃが基準値よりも小さくなったと判定し、前面投影面積Ａが面積よりも大きくなると、空気抵抗係数Ｃが基準値よりも大きくなったと判定することができる。空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａとの関係を表す情報が記憶部４６に記憶されていてもよい。この場合、制御部４２は記憶部４６に記憶されている空気抵抗係数Ｃと前面投影面積Ａとの関係を表す情報、および、第５検出部６２によって検出された前面投影面積Ａから空気抵抗係数Ｃの大きさを算出してもよい。

【0063】

第６検出部６４は、人力駆動車両１０の搭乗者の前面投影面積Ａに関する値を検出するために用いられる。第６検出部６４は、センサ８２と同様の構成を有する。センサ８２を、第６検出部６４として用いることができるが、第６検出部６４、センサ８２と各別に構成されてもよい。制御部４２は、第６検出部６４の出力および記憶部４６に記憶されている情報に基づいて前面投影面積Ａに関する値を算出する。

【0064】

第７検出部６６は、風速Ｖａを検出するために用いられる。第７検出部６６は、センサ７４と同様の構成を有する。センサ７４を、第７検出部６６として用いることができるが、第７検出部６６は、センサ７４と各別に構成されてもよい。制御部４２は、第７検出部６６の出力および記憶部４６に記憶されている情報に基づいて風速Ｖａを算出する。

【0065】

第８検出部６８は、転がり抵抗係数Ｍを検出するために用いられる。第８検出部６８は、車速センサ５２と同様の構成を有する。車速センサ５２を、第５検出部６２として用いることができるが、第５検出部６２は、車速センサ５２と各別に構成されてもよい。制御部４２は、車速Ｖが予め定める速度である場合を基準として、車速Ｖが増加すると転がり抵抗係数Ｍを増加させ、車速Ｖが低下すると転がり抵抗係数Ｍを減少させる。車速Ｖが予め定める速度の場合における転がり抵抗係数Ｍは、例えば記憶部４６に記憶されている。例えば、制御部４２は、車速Ｖが増加するほど転がり抵抗係数Ｍを増加させるように転がり抵抗係数Ｍを補正する。例えば、制御部４２は、車速Ｖが大きくなるほど大きくなる補正係数を転がり抵抗係数Ｍに乗算することによって転がり抵抗係数Ｍを補正する。車速Ｖと転がり抵抗係数Ｍの補正係数との関係は、記憶部４６に記憶されることが好ましい。

【0066】

第９検出部７０は、人力駆動車両１０の乗積物の重量に関する値を検出するために用いられる。第９検出部７０は、センサ８４と同様の構成を有する。センサ８４を、第９検出部７０として用いることができるが、第９検出部７０はセンサ８４と各別に構成されてもよい。制御部４２は、第９検出部７０の出力および記憶部４６に記憶されている情報に基づいて乗積物の重量を算出する。

【0067】

第１０検出部７２は、人力駆動車両１０の加速度ａを検出するために用いられる。第１０検出部７２は、センサ７６と同様の構成を有する。センサ７６を、第１０検出部７２として用いることができるが、第１０検出部７２はセンサ７６と各別に構成されてもよい。制御部４２は、第１０検出部７２の出力および記憶部４６に記憶されている情報に基づいて人力駆動車両１０の加速度ａを算出する。

【0068】

制御部４２は、パラメータＰに応じて、人力駆動力Ｈの変化に対するモータ３０の応答速度Ｑを変更する。例えば制御部４２は、人力駆動力ＨのトルクＴＨが単位時間に変化する量に対して、モータ３０の出力トルクＴＭが単位時間に変化する量を変更する。制御部４２は、好ましくは、モータ３０への制御指令にフィルタ処理を行うフィルタ部８６を含む。例えば、制御部４２は、フィルタ部８６に含まれる時定数を変更することによって応答速度Ｑを変更する。フィルタ部８６は、例えばローパスフィルタを含む。制御部４２は、さらに、フィルタ部８６によってフィルタ処理した後の制御指令に、時間またはクランク１２の回転角度に応じて変化するゲインを設定することによって応答速度Ｑを変更してもよい。

【0069】

制御部４２は、人力駆動力Ｈが増加する場合の応答速度Ｑ１を、人力駆動力Ｈが減少する場合の応答速度Ｑ２よりも速くする。制御部４２は、人力駆動力Ｈが増加する場合の応答速度Ｑ１を、パラメータＰの値が大きくなるほど速くする。制御部４２は、人力駆動力Ｈが減少する場合の応答速度Ｑ２を、パラメータＰの値が大きくなるほど遅くする。人力駆動力Ｈが増加する場合の応答速度Ｑ１は、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１未満の場合の応答速度Ｑ１１、および、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１以上の場合の応答速度Ｑ１２を含む。人力駆動力Ｈが減少する場合の応答速度Ｑ２は、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２未満の場合の応答速度Ｑ２１、および、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２以上の場合の応答速度Ｑ２２を含む。

【0070】

制御部４２は、人力駆動力Ｈが増加し、かつ、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１以上の場合の応答速度Ｑ１１を、人力駆動力Ｈが増加し、かつ、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１未満の場合の応答速度Ｑ１２よりも速くする。以下、応答速度Ｑ１１を、第１応答速度Ｑ１１と記載し、応答速度Ｑ１２を、第２応答速度Ｑ１２と記載する。

【0071】

制御部４２は、人力駆動力Ｈが減少し、かつ、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２以上の場合の応答速度Ｑ２１を、人力駆動力Ｈが減少し、かつ、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２未満の場合の応答速度Ｑ２２よりも遅くする。第２所定値Ｐ２は、第１所定値Ｐ１と異なっていてもよく、等しくてもよい。以下、応答速度Ｑ２１を、第３応答速度Ｑ２１と記載し、応答速度Ｑ２２を、第４応答速度Ｑ２２と記載する。

【0072】

図４を参照して、フィルタ部８６を設定する処理について説明する。制御部４２は、制御部４２にバッテリ２８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Ｓ１２に移行する。制御部４２は、電力が供給され、モータ３０によるアシスト機能を停止していない限り、所定周期ごとにステップＳ１２からの処理を実行する。

【0073】

制御部４２は、ステップＳ１２において、人力駆動力Ｈが増加しているか否かを判定する。制御部４２は、人力駆動力Ｈが増加していると判定すると、ステップＳ１３に移行する。具体的には、制御部４２は、前回の制御周期における人力駆動力Ｈよりも今回の制御周期における人力駆動力Ｈが大きい場合、人力駆動力Ｈが増加していると判定する。

【0074】

制御部４２は、ステップＳ１３において、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１以上か否かを判定する。制御部４２は、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１以上と判定すると、ステップＳ１４に移行する。制御部４２は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つがそれぞれに対して設定される第１所定値以上の場合に、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１以上と判定する。制御部４２は、例えば、走行抵抗Ｒが第１走行抵抗ＲＡ以上と判定すると、ステップＳ１４に移行する。

【0075】

制御部４２は、ステップＳ１４において、応答速度Ｑが第１応答速度Ｑ１１となるようにフィルタ部８６を設定し、処理を終了する。例えば、制御部４２は、フィルタ部８６に第１応答速度Ｑ１１と対応する時定数を設定する。

【0076】

制御部４２は、ステップＳ１３において、パラメータＰの値が第１所定値Ｐ１以上ではないと判定した場合、ステップＳ１５に移行する。制御部４２は、ステップＳ１５において、応答速度Ｑが第２応答速度Ｑ１２となるようにフィルタ部８６を設定し、処理を終了する。例えば制御部４２は、フィルタ部８６に第２応答速度Ｑ１２と対応する時定数を設定する。

【0077】

制御部４２は、ステップＳ１２において、人力駆動力Ｈが増加していないと判定した場合、ステップＳ１６に移行する。制御部４２は、ステップＳ１６において、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２以上か否かを判定する。制御部４２は、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２以上と判定すると、ステップＳ１７に移行する。制御部４２は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つがそれぞれに対して設定される第２所定値Ｐ２以上の場合に、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２以上と判定する。制御部４２は、例えば、走行抵抗Ｒが第２走行抵抗ＲＢ以上と判定すると、ステップＳ１７に移行する。

【0078】

制御部４２は、ステップＳ１７において、応答速度Ｑが第３応答速度Ｑ２１となるようにフィルタ部８６を設定し、処理を終了する。例えば制御部４２は、フィルタ部８６に第３応答速度Ｑ２１と対応する時定数を設定する。

【0079】

制御部４２は、ステップＳ１６において、パラメータＰの値が第２所定値Ｐ２以上ではないと判定した場合、ステップＳ１８に移行する。制御部４２は、ステップＳ１８において、応答速度Ｑが第４応答速度Ｑ２２となるようにフィルタ部８６を設定し、処理を終了する。例えば制御部４２は、フィルタ部８６に第４応答速度Ｑ２２と対応する時定数を設定する。

【0080】

制御部４２は、所定期間ＴＸにおける応答速度Ｑと、所定期間ＴＸが経過した後の応答速度Ｑとを異ならせる。制御部４２は、所定期間ＴＸが経過した後における人力駆動力Ｈが増加する場合の応答速度Ｑを、所定期間ＴＸにおける人力駆動力Ｈが増加する場合の応答速度Ｑよりも速くする。所定期間ＴＸは、モータ３０の駆動が開始されてから第１時間ｔ１１が経過するまでの期間である。

【0081】

本実施形態では、制御部４２は、フィルタ部８６によるフィルタ処理の後の制御指令に、図５に示すような時間ｔに応じて変化するゲインＫを設定することによって応答速度Ｑを変更する。図５は、モータ３０の駆動が開始されてからの時間ｔと、ゲインＫとの関係を示すグラフである。モータ３０の駆動が開始されてからの時間ｔと、ゲインＫとの関係は、記憶部４６に、テーブル、関係式、または、マップとして記憶されている。モータ３０の駆動が開始されると、図５に示すように、時間ｔの経過とともにゲインＫが零（０）から徐々に大きくなり、第１時間ｔ１１に到達するとゲインＫが１００％になり、以後モータ３０の駆動が停止されるまでゲインＫは１００％に維持される。制御部４２は、フィルタ部８６によるフィルタ処理の後の制御指令をゲインＫの割合で出力することによって、応答速度Ｑを変更する。この処理によって、制御部４２は、所定期間ＴＸにおける応答速度Ｑと、所定期間ＴＸが経過した後の応答速度Ｑとを異ならせることができ、図４の処理と組み合わせることによって、所定期間ＴＸが経過した後における人力駆動力Ｈが増加する場合の応答速度Ｑを、所定期間ＴＸにおける人力駆動力Ｈが増加する場合の応答速度Ｑよりも速くすることができる。時間ｔとゲインＫとの関係は、図５の実線Ｌ１０で示すように、直線状に変化してもよく、図５の二点鎖線Ｌ２０および二点鎖線Ｌ３０で示すように、曲線状に変化してもよい。

【0082】

モータ３０の駆動が開始されてからの時間ｔと、ゲインＫとの関係は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つに応じて変更されてもよい。例えば、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つが大きくなるほど、所定期間ＴＸが短くなるようにしてもよい。例えば図６に示す実線Ｌ１１は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つが、それぞれに対して設定される第３所定値Ｐ３以下の場合におけるモータ３０の駆動が開始されてからの時間ｔと、ゲインＫとの関係を示す。例えば図６に示す実線Ｌ１２は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つが、それぞれに対して設定される第３所定値Ｐ３を超える場合におけるモータ３０の駆動が開始されてからの時間ｔと、ゲインＫとの関係を示す。

【0083】

（第２実施形態）
図２および図７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、モータ３０の駆動を開始する条件が異なる点以外は、第１実施形態の制御装置４０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】

制御部４２は、操作部３８の操作に応じてモータ３０の駆動を開始させる。制御部４２は、例えば、操作部３８にモータ３０の駆動を開始するための操作が行われ、かつ、人力駆動力Ｈが所定値以下の場合に、モータ３０の駆動を開始する。所定値は、例えば零（０）である。ユーザは、例えば、人力駆動車両１０を押し歩きする場合に、操作部３８を操作する。操作部３８には、人力駆動車両１０の押し歩きをアシストするための操作が行われる操作部材およびスイッチが設けられていてもよい。制御部４２は、操作部３８が操作され、モータ３０が駆動されている場合、人力駆動車両１０が所定の速度以下になるようにモータ３０を制御する。所定の速度は、例えば時速３〜５Ｋｍの範囲の速度を含む。

【0085】

制御部４２は、パラメータＰに応じて、モータ３０の出力の変化速度Ｘを変更する。パラメータＰは、人力駆動車両１０の走行抵抗Ｒと、人力駆動車両１０の変速比Ｂと、人力駆動車両１０の車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、人力駆動車両１０の乗積物の重量に関する値と、の少なくとも１つを含む。

【0086】

制御部４２は、パラメータＰの値が大きくなるほど、変化速度Ｘを大きくする。制御部は、フィルタ部８６に含まれる時定数を変更することによって変化速度Ｘを変更する。制御部４２は、さらに、フィルタ部８６によるフィルタ処理の後の制御指令に、時間に応じて変化するゲインを設定することによって変化速度Ｘを変更してもよい。

【0087】

図７を参照して、変化速度Ｘを設定する処理について説明する。制御部４２は、制御部４２にバッテリ２８から電力が供給されると、処理を開始して図７に示すフローチャートのステップＳ３１に移行する。制御部４２は、電力が供給されている限り、所定周期ごとにステップＳ３１からの処理を実行する。

【0088】

制御部４２は、ステップＳ３１において操作部３８が操作されたか否かを判定する。例えば、制御部４２は、人力駆動力Ｈが所定値以下の状態において、人力駆動車両１０の押し歩きをアシストするための操作が操作部３８に行われた場合、操作部３８が操作されたと判定する。制御部４２は、操作部３８が操作されていないと判定した場合、処理を終了する。制御部４２は、操作部３８が操作されたと判定した場合、ステップＳ３２に移行する。

【0089】

制御部４２は、ステップＳ３２において、パラメータＰに応じた変化速度Ｘでモータ３０を制御し、処理を終了する。例えば、制御部４２は、フィルタ部８６にパラメータＰに応じた変化速度Ｘと対応する時定数に設定する。制御部４２は、さらに、フィルタ部８６によるフィルタ処理の後の制御指令に、時間に応じて変化するゲインを設定することによって変化速度Ｘを変更してもよい。

【0090】

（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両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両用制御装置は、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。

【0091】

・第１実施形態において、フィルタ部８６によってフィルタ処理した後の制御指令に、時間に応じて変化するゲインＫを設定しなくてもよい。

【0092】

・第１実施形態において、所定期間ＴＸは、モータ３０の駆動が開始されてからクランク１２の回転量ＤＮが所定量ＤＮ１に達するまでの期間に変更してもよい。図８は、モータ３０の駆動が開始されてからのクランク１２の回転量ＤＮと、ゲインＫとの関係を示すグラフである。モータ３０の駆動が開始されてからのクランク１２の回転量ＤＮと、ゲインＫとの関係は、記憶部４６に、テーブル、関係式、または、マップとして記憶されている。モータ３０の駆動が開始されると、図８に示すように、クランク１２の回転量ＤＮが増えるとともにゲインＫが零（０）から徐々に大きくなり、クランク１２の回転量ＤＮが所定量ＤＮ１に到達するとゲインＫが１００％になり、以後モータ３０の駆動が停止されるまでゲインＫは１００％に維持される。制御部４２は、フィルタ部８６によるフィルタ処理の後の制御指令をゲインＫの割合で出力することによって、応答速度Ｑを変更する。クランク１２の回転量ＤＮとゲインＫとの関係は、図８の実線Ｌ４０で示すように、直線状に変化してもよく、図８の二点鎖線Ｌ５０および二点鎖線Ｌ６０で示すように、曲線状に変化してもよい。
モータ３０の駆動が開始されてからのクランク１２の回転量ＤＮが所定量ＤＮ１に達するまでの時間ｔと、ゲインＫとの関係は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つに応じて変更されてもよい。例えば、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つが大きくなるほど、所定量ＤＮ１が小さくなるようにしてもよい。例えば図９に示す実線Ｌ４１は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つが、それぞれに対して設定される第４所定値Ｐ４以下の場合におけるモータ３０の駆動が開始されてからのクランク１２の回転量ＤＮが所定量ＤＮ１に達するまでの時間ｔと、ゲインＫとの関係を示す。例えば図９に示す実線Ｌ４２は、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、の少なくとも１つが、それぞれに対して設定される第４所定値Ｐ４を超える場合におけるモータ３０の駆動が開始されてからの時間ｔと、ゲインＫとの関係を示す。

【0093】

・第１実施形態およびその変形例において、ステップＳ１３、ステップＳ１４、および、ステップＳ１５の処理を省略してもよい。この場合、ステップＳ１２において人力駆動力Ｈが増加していると判定すると、パラメータＰに関わらず、応答速度Ｑが予め定める応答速度になるような時定数が設定されるようにしてもよい。

【0094】

・第１実施形態およびその変形例において、ステップＳ１６、ステップＳ１７、および、ステップＳ１８の処理を省略してもよい。この場合、ステップＳ１２において人力駆動力Ｈが増加していないと判定すると、パラメータＰに関わらず、応答速度Ｑが予め定める応答速度になるような時定数が設定されるようにしてもよい。

【0095】

・各実施形態において、走行抵抗Ｒと、トルクＴＨと、変速比Ｂと、車輪の大きさと、空気抵抗係数Ｃと、前面投影面積Ａに関する値と、風速Ｖａと、転がり抵抗係数Ｍと、乗積物の重量に関する値と、人力駆動車両１０の加速度ａと、のうちの少なくとも１つのパラメータＰが増加し、かつ、少なくとも１つのパラメータＰが減少する場合には、人力駆動車両１０の走行負荷に対する影響が大きいパラメータＰ、または、予め定める優先順位の高いパラメータＰに応じて、モータ３０の応答速度Ｑまたは変化速度Ｘを変更するようにしてもよい。人力駆動車両１０の走行抵抗Ｒに対する影響が大きいパラメータＰ、または、予め定める優先順位の高いパラメータＰに関する情報は、記憶部４６に記憶されている。

【0096】

・第２実施形態において、フィルタ部８６による処理を省略してもよい。この場合、制御部は、制御指令に、時間に応じて変化するゲインを設定する。
・第１実施形態およびその変形例において、図２に示すフィルタ部８６による処理を省略してもよい。この場合、制御部４２は、制御指令に、時間またはクランク１２の回転量ＤＮに応じて変化するゲインを設定する。

【符号の説明】

【0097】

１０…人力駆動車両、１２…クランク、３０…モータ、３８…操作部、４０…人力駆動車両用制御装置、４２…制御部、４４…検出部、８６…フィルタ部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】