(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023068119
(43)【公開日】2023-05-16
(54)【発明の名称】制御装置および変速システム
(51)【国際特許分類】
B62M 25/08 20060101AFI20230509BHJP
B62M 9/122 20100101ALI20230509BHJP
B62M 9/123 20100101ALI20230509BHJP
B62M 9/132 20100101ALI20230509BHJP
B62M 9/133 20100101ALI20230509BHJP
B62M 11/16 20060101ALI20230509BHJP
【ＦＩ】
B62M25/08
B62M9/122
B62M9/123
B62M9/132
B62M9/133
B62M11/16 H
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045606
(22)【出願日】2023-03-22
(62)【分割の表示】P 2018246225の分割
【原出願日】2018-12-27
(71)【出願人】
【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】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】謝花 聡
(57)【要約】
【課題】無駄な変速を回避でき、スムーズに変速できる制御装置および変速システムを提供する。
【解決手段】制御装置２０は、人力駆動車１の走行状態に関する走行状態情報を検出する検出部２２と、検出部２２によって検出される走行状態情報を参照して、人力駆動車１の変速装置１２の変速待機時間を制御する制御部２４と、を備え、走行状態情報は、人力駆動車１の走行速度に関する走行速度情報、および、人力駆動車１の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む。
【選択図】図２
【解決手段】制御装置２０は、人力駆動車１の走行状態に関する走行状態情報を検出する検出部２２と、検出部２２によって検出される走行状態情報を参照して、人力駆動車１の変速装置１２の変速待機時間を制御する制御部２４と、を備え、走行状態情報は、人力駆動車１の走行速度に関する走行速度情報、および、人力駆動車１の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
人力駆動車の走行状態に関する走行状態情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出される前記走行状態情報を参照して、前記人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御する制御部と、を備え、
前記走行状態情報は、前記人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、前記人力駆動車の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む、制御装置。
前記検出部によって検出される前記走行状態情報を参照して、前記人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御する制御部と、を備え、
前記走行状態情報は、前記人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、前記人力駆動車の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む、制御装置。
【請求項2】
前記検出部は、前記走行状態情報として、
前記人力駆動車に入力されるトルクに関するトルク情報、
前記人力駆動車に入力されるパワーに関するパワー情報、
前記人力駆動車の走行路の斜度に関する斜度情報、
前記人力駆動車の推進方向における加速度に関する加速度情報、および、
ヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける加速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つに関する前記人力駆動車の運動情報
のうちの少なくとも１つを検出し、
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項１に記載の制御装置。
前記人力駆動車に入力されるトルクに関するトルク情報、
前記人力駆動車に入力されるパワーに関するパワー情報、
前記人力駆動車の走行路の斜度に関する斜度情報、
前記人力駆動車の推進方向における加速度に関する加速度情報、および、
ヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける加速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つに関する前記人力駆動車の運動情報
のうちの少なくとも１つを検出し、
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記検出部は、少なくとも前記トルク情報を検出し、
前記制御部は、少なくとも前記トルク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２に記載の制御装置。
前記制御部は、少なくとも前記トルク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記検出部は、少なくとも前記パワー情報を検出し、
前記制御部は、少なくとも前記パワー情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２または３に記載の制御装置。
前記制御部は、少なくとも前記パワー情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項5】
前記検出部は、少なくとも前記加速度情報を検出し、
前記制御部は、少なくとも前記加速度情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から４のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、少なくとも前記加速度情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項6】
前記検出部は、少なくとも前記斜度情報を検出し、
前記制御部は、少なくとも前記斜度情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から５のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、少なくとも前記斜度情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項7】
前記制御部は、少なくとも前記斜度情報の変化を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項６に記載の制御装置。
【請求項8】
前記検出部は、少なくとも前記運動情報を検出し、
前記制御部は、少なくとも前記運動情報を参照して前記変速待機時間を制御する、請求項２から７のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、少なくとも前記運動情報を参照して前記変速待機時間を制御する、請求項２から７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項9】
前記検出部は、さらに前記クランク情報を検出し、
前記制御部は、少なくとも前記斜度情報、および、前記クランク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から８のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、少なくとも前記斜度情報、および、前記クランク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項10】
前記制御部は、少なくとも前記斜度情報、前記クランク情報、および、前記トルク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項９に記載の制御装置。
【請求項11】
前記制御部は、少なくとも前記斜度情報、前記クランク情報、および、前記パワー情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項９または１０に記載の制御装置。
【請求項12】
前記制御部は、変速方向に関する変速方向情報を含む制御信号を前記変速装置に送信するように構成され、
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、前記変速方向情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から１１のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、前記変速方向情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項２から１１のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項13】
前記制御部は、第１制御信号を前記変速装置に送信し、前記変速待機時間が経過すると、第２制御信号を前記変速装置に送信する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項14】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記変速装置と、を備える、変速システム。
前記変速装置と、を備える、変速システム。
【請求項15】
変速操作装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記変速操作装置に入力される操作に基づいて、前記制御信号を出力する、請求項１４に記載の変速システム。
前記制御装置は、前記変速操作装置に入力される操作に基づいて、前記制御信号を出力する、請求項１４に記載の変速システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置および変速システムに関する。
【背景技術】
【0002】
人力駆動車は、複数の変速段を有する変速装置を変速制御することで、動力伝達機構の変速比を変化させることができる。近年においては、変速装置を自動制御する制御装置を備える人力駆動車が提案されている。たとえば、特許文献１には、自転車の車速またはクランク回転速度に基づいて変速装置を制御する自転車用変速制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第３５２２２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる制御装置が求められている。
【0005】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、無駄な変速を回避でき、スムーズに変速できる制御装置および変速システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１側面に従う制御装置は、人力駆動車の走行状態に関する走行状態情報を検出する検出部と、前記検出部によって検出される前記走行状態情報を参照して、前記人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御する制御部と、を備え、前記走行状態情報は、前記人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、前記人力駆動車の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む。
【0007】
前記第１側面の制御装置によれば、制御部が、人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、人力駆動車の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む走行状態情報を参照して、人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御するため、走行状態に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0008】
前記第１側面に従う第２側面の操作装置において、前記検出部は、前記走行状態情報として、前記人力駆動車に入力されるトルクに関するトルク情報、前記人力駆動車に入力されるパワーに関するパワー情報、前記人力駆動車の走行路の斜度に関する斜度情報、前記人力駆動車の推進方向における加速度に関する加速度情報、および、ヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける加速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つに関する前記人力駆動車の運動情報のうちの少なくとも１つを検出し、前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0009】
前記第２側面の制御装置によれば、トルク情報、パワー情報、斜度情報、加速度情報、運動情報の少なくとも１つの情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0010】
前記第２側面に従う第３側面の制御装置において、前記検出部は、少なくとも前記トルク情報を検出し、前記制御部は、少なくとも前記トルク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0011】
前記第３側面の制御装置によれば、少なくともトルク情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0012】
前記第２または第３側面に従う第４側面の制御装置において、前記検出部は、少なくとも前記パワー情報を検出し、前記制御部は、少なくとも前記パワー情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0013】
前記第４側面の制御装置によれば、少なくともパワー情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0014】
前記第２から第４側面のいずれかに従う第５側面の制御装置において、前記検出部は、少なくとも前記加速度情報を検出し、前記制御部は、少なくとも前記加速度情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0015】
前記第５側面の制御装置によれば、少なくとも加速度情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0016】
前記第２から第５側面のいずれかに従う第６側面の制御装置において、前記検出部は、少なくとも前記斜度情報を検出し、前記制御部は、少なくとも前記斜度情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0017】
前記第６側面の制御装置によれば、少なくとも斜度情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0018】
前記第６側面に従う第７側面の制御装置において、前記制御部は、少なくとも前記斜度情報の変化を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0019】
前記第７側面の制御装置によれば、少なくとも斜度情報の変化に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0020】
前記第２から第７側面のいずれかに従う第８側面の制御装置において、前記検出部は、少なくとも前記運動情報を検出し、前記制御部は、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0021】
前記第８側面の制御装置によれば、少なくとも運動情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0022】
前記第２から第８側面のいずれかに従う第９側面の制御装置において、前記検出部は、さらに前記クランク情報を検出し、前記制御部は、少なくとも前記斜度情報、および、前記クランク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0023】
前記第９側面の制御装置によれば、少なくとも斜度情報、および、クランク情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0024】
前記第９側面に従う第１０側面の制御装置において、前記制御部は、少なくとも前記斜度情報、前記クランク情報、および、前記トルク情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0025】
前記第１０側面の制御装置によれば、少なくとも斜度情報、クランク情報、および、トルク情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0026】
前記第９または第１０側面に従う第１１側面の制御装置において、前記制御部は、少なくとも前記斜度情報、前記クランク情報、および、前記パワー情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0027】
前記第１１側面の制御装置によれば、少なくとも斜度情報、クランク情報、および、パワー情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0028】
前記第２から第１１側面のいずれかに従う第１２側面の制御装置において、前記制御部は、変速方向に関する変速方向情報を含む制御信号を前記変速装置に送信するように構成され、前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、前記変速方向情報を参照して、前記変速待機時間を制御する。
【0029】
前記第１２側面の制御装置によれば、検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、変速方向情報に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0030】
前記第１から第１２側面のいずれかに従う第１３側面の制御装置において、前記制御部は、第１制御信号を前記変速装置に送信し、前記変速待機時間が経過すると、第２制御信号を前記変速装置に送信する。
【0031】
前記第１３側面の制御装置によれば、変速待機時間が経過すると、制御部が第２制御信号を変速装置に送信するため、設定される変速待機時間に応じた適切なタイミングで変速できる。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0032】
本発明の第１４側面に従う変速システムは、前記第１から第１３側面のいずれかに記載の制御装置と、前記変速装置と、を備える。
【0033】
前記第１４側面の変速システムによれば、制御装置によって、走行状態に応じて変速装置の変速待機時間が設定される。このため、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【0034】
前記第１４側面に従う第１５側面の変速システムにおいて、変速操作装置をさらに備え、前記制御装置は、前記変速操作装置に入力される操作に基づいて、前記制御信号を出力する。
【0035】
前記第１５側面の変速システムによれば、変速操作装置に入力される操作に基づいて、制御装置が制御信号を出力する。このため、より適切なタイミングで変速できる。
【発明の効果】
【0036】
本発明によれば、変速装置を、人力駆動車の走行状態により適した条件で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施形態に限定されない。また、実施形態が複数ある場合、本発明は、複数の実施形態の組み合わせによって構成される実施形態も含み得る。
【0039】
図１に示すように、本実施形態に係る人力駆動車１は、搭乗者が搭乗する車両であり、搭乗者が人力駆動車１を運転する。本実施形態における人力駆動車１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、例えば電動駆動力によって人力を補助する車両を含む。人力以外の原動力のみを用いる車両は、人力駆動車には含まれない。特に、内燃機関のみを原動力に用いる車両は、人力駆動車には含まれない。通常、人力駆動車には、小型軽車両が想定され、公道においての運転に免許を要しない車両が想定される。
【0040】
人力駆動車１は、搭乗者による人力の駆動力にて運転される自転車である。人力駆動車１は、フレームＦＲと、フロントフォークＦＦと、サドルＳＡと、ハンドルバーアセンブリＨＤと、クランクアセンブリＣＡと、フロントスプロケットアセンブリＦＳと、リアスプロケットアセンブリＲＳと、チェーンＣＮと、前輪ＦＷと、後輪ＲＷと、変速システム１０と、を有する。
【0041】
クランクアセンブリＦＣは、クランク軸ＡＸ、および、クランク軸ＡＸの両側端部にそれぞれ取り付けられた一対のクランクアームＣＲを含む。クランク軸ＡＸは、フレームＦＲに設けられるボトムブラケットにおいて回転可能に支持される。各クランクアームＣＲにはペダルＰＤが連結される。各ペダルＰＤは、回転可能に各クランクアームＣＲに支持される。
【0042】
フロントスプロケットアセンブリＦＳは、クランクアセンブリＦＣに連結される。フロントスプロケットアセンブリＦＳの回転軸心は、クランク軸ＡＸの回転軸心と同軸である。フロントスプロケットアセンブリＦＳは、１または複数のフロントスプロケットを含む。本実施形態において、フロントスプロケットアセンブリＦＳは、径または歯数が異なる複数のフロントスプロケットを含む。
【0043】
リアスプロケットアセンブリＲＳは、後輪ＲＷの回転軸心まわりに回転可能に、後輪ＲＷに連結される。リアスプロケットアセンブリＲＳは、１または複数のリアスプロケットを含む。本実施形態において、リアスプロケットアセンブリＲＳは、径または歯数が異なる複数のリアスプロケットを含む。
【0044】
チェーンＣＮは、フロントスプロケットアセンブリＦＳのフロントスプロケットと、リアスプロケットアセンブリＲＳのリアスプロケットと、に巻き掛けられる。サドルＳＡに腰かけた搭乗者からペダルＰＤに加えられる人力駆動力によってフロントスプロケットアセンブリＦＳが正回転するとき、チェーンＣＮおよびリアスプロケットアセンブリＲＳを介して駆動力が伝達することで、後輪ＲＷが正回転して人力駆動車１が前進する。
【0045】
変速システム１０は、変速装置１２と、制御装置２０と、を備える。変速装置１２は、制御装置２０からの制御信号に基づいて、人力駆動車１の変速比を変化させる。変速比は、クランクアームＣＲが１回転する場合の後輪ＲＷの回転量である。本実施形態において、変速装置１２は、フロントディレイラ１６と、リアディレイラ１８と、を有する。フロントディレイラ１６は、フロントスプロケットアセンブリＦＳについて、チェーンＣＮが巻き掛けられるフロントスプロケットを変更することで、人力駆動車１の変速比を切り替える。また、リアディレイラ１８は、リアスプロケットアセンブリＲＳについて、チェーンＣＮが巻き掛けられるリアスプロケットを変更することで、人力駆動車１の変速比を切り替える。
【0046】
変速システム１０は、変速操作装置１４をさらに備える。制御装置２０は、変速操作装置１４に入力される操作に基づいて、制御信号を出力する。本実施形態において、変速操作装置１４は、ハンドルバーアセンブリＨＤに設けられる。変速操作装置１４には、人力駆動車１の搭乗者によって変速操作が入力される。本実施形態において、変速操作装置１４は、制御装置２０と電気的に接続されており、入力された操作に対応する操作信号が制御装置２０に有線通信または無線通信によって伝達される。
【0047】
制御装置２０は、図２に示すように、検出部２２と、制御部２４と、を備える。検出部２２は、人力駆動車１の走行状態に関する走行状態情報を検出する。制御部２４は、検出部２２によって検出される走行状態情報を参照して、人力駆動車１の変速装置１２の変速待機時間を制御する。走行状態情報は、人力駆動車１の走行速度に関する走行速度情報、および、人力駆動車１の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む。本実施形態において、走行状態情報は、人力駆動車１に入力されるトルクに関するトルク情報、人力駆動車１に入力されるパワーに関するパワー情報、人力駆動車１の走行路の斜度に関する斜度情報、人力駆動車１の推進方向における加速度に関する加速度情報、および、人力駆動車１の運動情報を含む。運動情報は、ヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける加速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つに関する情報を含む。
【0048】
検出部２２は、走行状態センサ２８の検出結果から走行状態情報を検出する。本実施形態において、走行状態センサ２８は、トルクセンサ２８ａと、ケイデンスセンサ２８ｂと、斜度センサ２８ｃと、加速度センサ２８ｄと、角速度センサ２８ｅと、を有する。
【0049】
トルクセンサ２８ａは、人力駆動車１に入力されるトルクを検出する。具体的には、トルクセンサ２８ａは、クランクアームＣＲに加えられるトルクを検出する。トルクセンサ２８ａは、歪みセンサ、磁歪センサ、または光学センサ等を含む。ケイデンスセンサ２８ｂは、人力駆動車１のケイデンスを検出する。検出部２２は、トルクセンサ２８ａによって検出されるトルクと、ケイデンスセンサ２８ｂによって検出されるケイデンスと、に基づいて人力駆動車１に入力されるパワーを算出する。斜度センサ２８ｃは、人力駆動車１の走行路面の斜度を検出する。斜度センサ２８ｃは、大気圧センサ、およびＧＰＳセンサを含む。なお、後述する角速度センサ２８ｅによって検出される結果人力駆動車１のピッチ軸回りの角速度に基づいて、検出部２２が斜度を算出してもよい。
【0050】
加速度センサ２８ｄは、人力駆動車１の加速度を検出する。加速度センサ２８ｄは、人力駆動車１の推進方向における加速度を検出する加速度センサ等を含む。角速度センサ２８ｅは、人力駆動車１のヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける角加速度を検出するジャイロセンサを含む。検出部２２は、角速度センサ２８ｅの検出結果から、人力駆動車１のヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける加速度、および姿勢位置変化量を算出する。
【0051】
制御部２４は、変速操作装置１４に入力される操作、検出部２２にて取得した結果、および後述する記憶部２６に記憶されている情報に基づいて演算処理を行い、演算結果に基づいて、変速装置１２の動作を制御する。制御部２４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）である。
【0052】
記憶部２６は、制御部２４から送信される情報を一時的に記憶するキャッシュメモリと、予め記憶される情報、および制御部２４から送信される情報を継続的に記憶するメインメモリと、を含む。記憶部２６の一例は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）である。
【0053】
制御部２４は、変速方向に関する変速方向情報を含む制御信号を変速装置１２に送信するように構成される。変速方向は、人力駆動車１の変速比が高くなるアップシフト方向と、人力駆動車１の変速比が低くなるダウンシフト方向と、を含む。制御部２４は、検出部２２によって検出される少なくとも１つの情報、および変速方向情報を参照して、変速待機時間を制御する。
【0054】
制御部２４は、第１制御信号を変速装置１２に送信し、変速待機時間が経過すると、第２制御信号を変速装置１２に送信する。制御部２４は、変速操作装置１４に入力される変速操作に応じた制御信号を変速装置１２に送信するように構成されている。変速操作装置１４に変速操作が２回入力されると、変速操作装置１４は、第１操作信号と第２操作信号と、を制御部２４に送信する。制御部２４は、変速操作装置１４から第１操作信号に対応する第１制御信号を変速装置１２に送信し、変速待機時間が経過すると、第２操作信号に対応する第２制御信号を変速装置１２に送信する。
【0055】
本実施形態において、変速待機時間は、段階的に設定され、第１待機時間ｔ１［ｍｓｅｃ］、第２待機時間ｔ２［ｍｓｅｃ］、および第３待機時間ｔ３［ｍｓｅｃ］を含む。第１待機時間ｔ１は第２待機時間ｔ２および第３待機時間ｔ３よりも長く、第２待機時間ｔ２は、第３待機時間ｔ３よりも長い。なお、変速待機時間は、３段階に設定される場合に限定されず、２段階または４段階以上に設定されてもよい。制御部２４は、変速操作装置１４に操作が入力された時点の走行状態に鑑みた緊急度に応じて変速待機時間を制御する。例えば、変速待機時間は、走行状態に鑑みた緊急度が高いほど短くなり、緊急度が低いほど長くなる。制御部２４は、タイマを有し、変速操作装置１４からの操作信号を受信するとタイマをスタートさせる。制御部２４は、タイマの値を読み取り、変速待機時間が経過したか否かを判定する。
【0056】
記憶部２６は、変速待機時間制御テーブル３０を記憶する。変速待機時間制御テーブル３０は、走行状態情報と、変速待機時間とを対応させたデータテーブルである。変速待機時間制御テーブル３０は、図３に示すように、複数のテーブル３２を有する。各テーブル３２は、それぞれの走行状態情報と、当該走行状態情報について設定される変速待機時間とが対応して記憶される。
【0057】
図３では、走行状態情報として、トルク情報が例として示されている。図３に示すテーブル３２は、トルク情報τ１、τ２、・・・と、当該トルク情報について設定される変速待機時間ｔ１、ｔ２、・・・とが対応して記憶される。複数のテーブル３２は、図示を省略するが、パワー情報、斜度情報、加速度情報、および運動情報の各走行状態情報と、当該走行状態情報に対応する変速待機時間とが対応して記憶されたテーブルを含む。
【0058】
制御部２４がトルク情報を参照して変速待機時間を制御する例を説明する。検出部２２は、少なくともトルク情報を検出し、制御部２４は、少なくともトルク情報を参照して、変速待機時間を制御する。
【0059】
人力駆動車１に入力されるトルクが高い場合、人力駆動車１は例えば急な上り坂を走行していることが推定される。このような場合、搭乗者の走行に関する負荷が高いため、搭乗者が人力駆動車１の変速比を低くすることが推定される。すなわち、ダウンシフト方向への変速の緊急性が高く、アップシフト方向への変速の緊急性は低い。したがって、制御部２４は、ダウンシフト方向への変速の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させ、アップシフト方向への変速の変速待機時間を第１待機時間ｔ１に設定してテーブル３２に記憶させる。
【0060】
一方、人力駆動車１に入力されるトルクが低い場合、人力駆動車１は例えば急な下り坂を走行していることが推定される。このような場合、坂を下ることによって上昇した人力駆動車１の走行速度に、人力駆動車１の変速比を適合させるために、搭乗者が人力駆動車１の変速比を高くすることが推定される。すなわち、アップシフト方向への変速の緊急性が高く、ダウンシフト方向への変速の緊急性は低い。したがって、制御部２４は、アップシフト方向への変速の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させ、ダウンシフト方向への変速の変速待機時間を第１待機時間ｔ１に設定してテーブル３２に記憶させる。
【0061】
なお、検出部２２は、少なくともパワー情報を検出し、制御部２４は、少なくともパワー情報を参照して変速待機時間を制御してもよい。パワーを参照する場合も、トルクを参照する場合と同様の制御が可能である。
【0062】
つまり、人力駆動車１に入力されるパワーが高い場合、ダウンシフト方向への変速の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させ、アップシフト方向への変速の変速待機時間を第１待機時間ｔ１に設定してテーブル３２に記憶させる。人力駆動車１に入力されるパワーが低い場合、アップシフト方向への変速の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させ、ダウンシフト方向への変速の変速待機時間を第１待機時間ｔ１に設定してテーブル３２に記憶させる。
【0063】
また、検出部２２は、少なくとも加速度報を検出し、制御部２４は、加速度情報を参照して変速待機時間を制御してもよい。人力駆動車１の加速度が急激に変化する場合には、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の緊急性が高い。したがって、制御部２４は、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させる。
【0064】
また、検出部２２が少なくとも斜度情報を検出し、制御部２４は、斜度情報を参照して変速待機時間を制御してもよい。より具体的には、制御部２４は、少なくとも斜度情報の変化を参照して、変速待機時間を制御してもよい。人力駆動車１の斜度の変化が大きい場合、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の緊急性が高い。したがって、制御部２４は、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させる。
【0065】
また、検出部２２は、少なくとも運動情報を検出し、制御部２４が運動情報を参照して変速待機時間してもよい。人力駆動車１の運動情報の変化が大きい場合、つまり、人力駆動車１のヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸の軸まわりにおける加速度、角加速度、および、姿勢位置変化量の変化が大きい場合、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の緊急性が高い。したがって、制御部２４は、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させる。
【0066】
また、人力駆動車１が平地、緩い上り坂、および緩い下り坂を走行する場等、変速の緊急性が高くも低くもない。このような場合、制御部２４は、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の変速待機時間を第２待機時間ｔ２に設定してテーブル３２に記憶させる。
【0067】
図４は、制御部２４の制御フローを示すフローチャートである。変速操作装置１４に第１変速操作および第２変速操作が入力されると、変速操作装置１４から制御部２４に第１操作信号および第２操作信号が送信される。制御部２４は、変速操作装置１４からの第１操作信号および第２操作信号を受信すると、変速装置１２に対して第１制御信号を送信する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、制御部２４はタイマをスタートさせる。変速装置１２は、第１制御信号を受信すると、人力駆動車１の変速比を第１制御信号に基づいて変化させる。制御部２４は、検出部２２から走行状態情報を取得する（ステップＳ４）。制御部２４は、取得した走行状態情報に基づいて、変速待機時間を設定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、制御部２４は、記憶部２６のテーブル３２を参照し、取得した走行状態情報に対応する変速待機時間を設定する。
【0068】
制御部２４は、ステップＳ２において第１制御信号を送信してから変速待機時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８において、制御部２４は、ステップＳ６において算出した変速待機時間と、タイマの値とに基づいて、変速待機時間が経過したか否かを判定する。制御部２４は、変速待機時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ８のＮｏ）、変速待機時間が経過するまで、ステップＳ８を繰り返し実行する。
【0069】
制御部２４は、変速待機時間が経過したと判定した場合（ステップＳ８のＹｅｓ）、変速装置１２に対して第２制御信号を送信する（ステップＳ１０）。変速装置１２は、第２制御信号を受信すると、人力駆動車１の変速比を第２制御信号に基づいて変化させる。
【0070】
なお、本実施形態において、制御部２４が変速操作装置１４に入力される変速操作に基づいて制御信号を出力する例を説明したが、変速システム１０が変速操作装置１４を含んでいなくてもよい。この場合、制御部２４は、人力駆動車１の走行速度やケイデンスなどに基づいて、変速装置１２に制御信号を自動的に出力する。
【0071】
（変形例）
変速待機時間は、図５に示すようなトルクのピークの数で計測されてもよい。図５の横軸は時間を示し、縦軸はトルク値の大きさを示す。搭乗者が人力駆動車１で走行する場合、人力駆動車１に対して周期的にトルクが入力される。したがって、トルクセンサ２８ａの出力を時系列的に示すと、図５に示すように、周期的にピークＰを形成する。変速待機時間は、このようなトルクのピークＰの個数によって定義されてもよい。例えば、変速待機時間は、トルクのピークＰの検出回数Ｎとして設定することができる（Ｎは自然数）。この構成において、制御部２４は、検出部２２によって検出されるトルク情報を参照し、トルクのピークＰがＮ回検出された時点で、第２制御信号を変速装置１２に送信することができる。
変速待機時間は、図５に示すようなトルクのピークの数で計測されてもよい。図５の横軸は時間を示し、縦軸はトルク値の大きさを示す。搭乗者が人力駆動車１で走行する場合、人力駆動車１に対して周期的にトルクが入力される。したがって、トルクセンサ２８ａの出力を時系列的に示すと、図５に示すように、周期的にピークＰを形成する。変速待機時間は、このようなトルクのピークＰの個数によって定義されてもよい。例えば、変速待機時間は、トルクのピークＰの検出回数Ｎとして設定することができる（Ｎは自然数）。この構成において、制御部２４は、検出部２２によって検出されるトルク情報を参照し、トルクのピークＰがＮ回検出された時点で、第２制御信号を変速装置１２に送信することができる。
【0072】
（第２実施形態）
図６に示す変速システム１０ａの制御装置２０において、人力駆動車１には、クランクセンサ３４が設けられる。クランクセンサ３４の検出結果から、検出部２２は、さらにクランク情報を検出する。クランク情報は、クランクアームＣＲが順方向に回転する場合の回転角度に関する情報である。
図６に示す変速システム１０ａの制御装置２０において、人力駆動車１には、クランクセンサ３４が設けられる。クランクセンサ３４の検出結果から、検出部２２は、さらにクランク情報を検出する。クランク情報は、クランクアームＣＲが順方向に回転する場合の回転角度に関する情報である。
【0073】
人力駆動車１が上り坂において低い変速比で走行した後下り坂を走行するときに、変速操作装置１４にアップシフト方向への変速操作が複数回入力される場合、制御部２４は、少なくとも斜度情報、および、クランク情報を参照して、変速待機時間を制御する。制御部２４は、検出部２２の斜度情報を参照して、人力駆動車１が上り坂または下り坂を走行していることを検出する。制御部２４は、クランク情報を参照して、例えばクランクアームＣＲの回転角度が所定角度に到達するまでの時間を変速待機時間と設定して記憶部２６にテーブルとして記憶させることができる。所定角度は、９０°または３６０°である。この場合、制御部２４は、クランクアームＣＲが所定角度回転するごとに、制御信号を変速装置１２に出力することができる。
【0074】
また、制御部２４は、斜度情報、クランク情報、および、トルク情報を参照して変速待機時間を制御してもよい。この構成において、制御部２４は、人力駆動車１に入力されるトルクが所定値以下となる場合に、上記の制御を実行する。
【0075】
また、制御部２４は、斜度情報、クランク情報、および、パワー情報を参照して変速待機時間を制御してもよい。この構成において、制御部２４は、人力駆動車１に入力されるパワーが所定値以下となる場合に、上記の制御を実行する。
【0076】
なお、上記した各実施形態においては、制御部２４が１つまたは複数の走行状態情報を参照して、変速装置１２の変速待機時間を制御する例を説明したが、複数の走行状態情報の組み合わせについては実施形態に限定されない。制御部２４は、上記した第１実施形態、変形例、第２実施形態の説明とは異なる任意の組み合わせの複数の走行状態情報を参照して、変速装置１２の変速待機時間を制御してもよい。
【0077】
以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、この実施形態の内容によって実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更できる。
【0078】
本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、その選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、その選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
【符号の説明】
【0079】
τ１，τ２…トルク情報、Ｐ…ピーク、ＣＲ…クランクアーム、１…人力駆動車、１０，１０ａ…変速システム、１２…変速装置、１４…変速操作装置、２０…制御装置、２２…検出部、２４…制御部、２８…走行状態センサ、２８ａ…トルクセンサ、２８ｂ…ケイデンスセンサ、２８ｃ…斜度センサ、２８ｄ…加速度センサ、２８ｅ…角速度センサ、３４…クランクセンサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
人力駆動車の走行状態に関する走行状態情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出される前記走行状態情報を参照して、前記人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御する制御部と、を備え、
前記変速待機時間は、少なくとも３つの待機時間を有する、制御装置。
前記検出部によって検出される前記走行状態情報を参照して、前記人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御する制御部と、を備え、
前記変速待機時間は、少なくとも３つの待機時間を有する、制御装置。
【請求項2】
前記少なくとも３つの待機時間は、第１待機時間、第２待機時間、および第３待機時間を有し、
前記第１待機時間は、前記第２待機時間および前記第３待機時間よりも長く、
前記第２待機時間は、前記第３待機時間よりも長い、請求項１に記載の制御装置。
前記第１待機時間は、前記第２待機時間および前記第３待機時間よりも長く、
前記第２待機時間は、前記第３待機時間よりも長い、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記走行状態情報は、前記人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、前記人力駆動車の回転情報に関するクランク情報の少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記走行状態情報と、前記変速待機時間とを対応させた変速待機時間制御テーブルを記憶する記憶部をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記走行状態情報は、前記人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、前記人力駆動車の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項6】
前記走行状態情報は、
前記人力駆動車に入力されるトルクに関するトルク情報、
前記人力駆動車に入力されるパワーに関するパワー情報、
前記人力駆動車の走行路の斜度に関する斜度情報、
前記人力駆動車の推進方向における加速度に関する加速度情報、および、
ヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける加速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つに関する前記人力駆動車の運動情報
のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の制御装置。
前記人力駆動車に入力されるトルクに関するトルク情報、
前記人力駆動車に入力されるパワーに関するパワー情報、
前記人力駆動車の走行路の斜度に関する斜度情報、
前記人力駆動車の推進方向における加速度に関する加速度情報、および、
ヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける加速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つに関する前記人力駆動車の運動情報
のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の制御装置。
【請求項7】
前記制御部は、変速方向に関する変速方向情報を含む制御信号を前記変速装置に送信するように構成され、
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、前記変速方向情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、前記変速方向情報を参照して、前記変速待機時間を制御する、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記変速装置と、を備える、変速システム。
前記変速装置と、を備える、変速システム。
【請求項9】
変速操作装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記変速操作装置に入力される操作に基づいて、制御信号を前記変速装置に出力する、請求項８に記載の変速システム。
前記制御装置は、前記変速操作装置に入力される操作に基づいて、制御信号を前記変速装置に出力する、請求項８に記載の変速システム。
【請求項10】
人力駆動車の走行状態に関する走行状態情報を検出する検出部と、
前記検出部によって検出される前記走行状態情報を参照して、前記人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御する制御部と、を備え、
前記走行状態情報は、前記人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、前記人力駆動車の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含み、
前記制御部は、変速方向に関する変速方向情報を含む制御信号を前記変速装置に送信するように構成され、
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、前記変速方向情報に基づいて、前記変速待機時間を制御する、制御装置。
前記検出部によって検出される前記走行状態情報を参照して、前記人力駆動車の変速装置の変速待機時間を制御する制御部と、を備え、
前記走行状態情報は、前記人力駆動車の走行速度に関する走行速度情報、および、前記人力駆動車の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含み、
前記制御部は、変速方向に関する変速方向情報を含む制御信号を前記変速装置に送信するように構成され、
前記制御部は、前記検出部によって検出される少なくとも１つの情報、および、前記変速方向情報に基づいて、前記変速待機時間を制御する、制御装置。
【請求項11】
前記制御部は、アップシフト方向への変速の前記変速待機時間を第１変速待機時間に設定するように構成され、
前記制御部は、ダウンシフト方向への変速の前記変速待機時間を第２変速待機時間に設定するように構成される、請求項１０に記載の制御装置。
前記制御部は、ダウンシフト方向への変速の前記変速待機時間を第２変速待機時間に設定するように構成される、請求項１０に記載の制御装置。
【請求項12】
前記制御部は、第１条件において、前記第１変速待機時間がよりも前記第２変速待機時間が長くなるように前記変速待機時間を制御するように構成され、
前記制御部は、前記第１条件とは異なる第２条件において、前記第１変速待機時間がよりも前記第２変速待機時間が短くなるように前記変速待機時間を制御するように構成される、請求項１１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記第１条件とは異なる第２条件において、前記第１変速待機時間がよりも前記第２変速待機時間が短くなるように前記変速待機時間を制御するように構成される、請求項１１に記載の制御装置。
【請求項13】
前記制御部は、前記変速待機時間は、少なくとも３つの待機時間を有する、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の制御装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】
制御装置２０は、図２に示すように、検出部２２と、制御部２４と、を備える。検出部２２は、人力駆動車１の走行状態に関する走行状態情報を検出する。制御部２４は、検出部２２によって検出される走行状態情報を参照して、人力駆動車１の変速装置１２の変速待機時間を制御する。走行状態情報は、人力駆動車１の走行速度に関する走行速度情報、および、人力駆動車１の回転情報に関するクランク情報以外の情報を含む。本実施形態において、走行状態情報は、人力駆動車１に入力されるトルクに関するトルク情報、人力駆動車１に入力されるパワーに関するパワー情報、人力駆動車１の走行路の斜度に関する斜度情報、人力駆動車１の推進方向における加速度に関する加速度情報、および、人力駆動車１の運動情報を含む。運動情報は、ヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける角速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つに関する情報を含む。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0050】
加速度センサ２８ｄは、人力駆動車１の加速度を検出する。加速度センサ２８ｄは、人力駆動車１の推進方向における加速度を検出する加速度センサ等を含む。角速度センサ２８ｅは、人力駆動車１のヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける角速度または角加速度を検出するジャイロセンサを含む。検出部２２は、角速度センサ２８ｅの検出結果から、人力駆動車１のヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける角速度、角加速度、および姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つを算出する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0065】
また、検出部２２は、少なくとも運動情報を検出し、制御部２４が運動情報を参照して変速待機時間してもよい。人力駆動車１の運動情報の変化が大きい場合、つまり、人力駆動車１のヨー軸、ロール軸、および、ピッチ軸のうちの少なくとも１つの軸まわりにおける角速度、角加速度、および、姿勢位置変化量のうちの少なくとも１つの変化が大きい場合、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の緊急性が高い。したがって、制御部２４は、アップシフト方向への変速およびダウンシフト方向への変速の両方の変速待機時間を第３待機時間ｔ３に設定してテーブル３２に記憶させる。