(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】P2023071155
(43)【公開日】2023-05-22
(54)【発明の名称】人力駆動車用の制御装置
(51)【国際特許分類】
B62M 6/45 20100101AFI20230515BHJP
【ＦＩ】
B62M6/45
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022133947
(22)【出願日】2022-08-25
(31)【優先権主張番号】P 2021183442
(32)【優先日】2021-11-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】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】勝木 琢也
(57)【要約】
【課題】アシストモータからバッテリまでの構成を簡略化できる人力駆動車用の制御装置を提供する。
【解決手段】人力駆動車用の制御装置であって、前記人力駆動車は、前記人力駆動車に推進力を付与するアシストモータと、前記アシストモータの回転によって発生する回生電力を充電可能に構成されるバッテリと、を含み、前記制御装置は、前記バッテリの状態に応じて、前記アシストモータの回生トルクを制御するように構成される制御部を備える。
【選択図】図５
【解決手段】人力駆動車用の制御装置であって、前記人力駆動車は、前記人力駆動車に推進力を付与するアシストモータと、前記アシストモータの回転によって発生する回生電力を充電可能に構成されるバッテリと、を含み、前記制御装置は、前記バッテリの状態に応じて、前記アシストモータの回生トルクを制御するように構成される制御部を備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車は、前記人力駆動車に推進力を付与するアシストモータと、前記アシストモータの回転によって発生する回生電力を充電可能に構成されるバッテリと、を含み、
前記バッテリの状態に応じて、前記アシストモータの回生トルクを制御するように構成される制御部を備える、制御装置。
前記人力駆動車は、前記人力駆動車に推進力を付与するアシストモータと、前記アシストモータの回転によって発生する回生電力を充電可能に構成されるバッテリと、を含み、
前記バッテリの状態に応じて、前記アシストモータの回生トルクを制御するように構成される制御部を備える、制御装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記バッテリの状態に応じて、前記回生トルクの上限値を制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記バッテリの状態および前記アシストモータの状態に応じて、前記上限値を制御するように構成される、請求項２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記アシストモータの状態は、前記アシストモータの回転速度、出力トルク、および、回生電力量の少なくとも１つを含む、請求項３に記載の制御装置。
【請求項5】
前記回転速度は、前記アシストモータの軸角速度を含む、請求項４に記載の制御装置。
【請求項6】
前記人力駆動車は、前記アシストモータの状態を検出する第１検出部をさらに含む、請求項３に記載の制御装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記アシストモータをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項8】
前記人力駆動車は、前記人力駆動車を制動する電動ブレーキをさらに含み、
前記アシストモータは、前記電動ブレーキとは別体であり、回生制動によって前記人力駆動車を制動可能に構成され、
前記制御部は、前記人力駆動車の要求制動力に応じて前記人力駆動車を制動する場合、前記要求制動力に対して前記回生制動では不足する制動力を、前記電動ブレーキによる制動力によって補うように制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
前記アシストモータは、前記電動ブレーキとは別体であり、回生制動によって前記人力駆動車を制動可能に構成され、
前記制御部は、前記人力駆動車の要求制動力に応じて前記人力駆動車を制動する場合、前記要求制動力に対して前記回生制動では不足する制動力を、前記電動ブレーキによる制動力によって補うように制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記要求制動力と前記回生制動による制動力との差に応じて、前記電動ブレーキを制御するように構成される、請求項８に記載の制御装置。
【請求項10】
前記人力駆動車は、搭乗者が前記電動ブレーキを操作するための操作装置を含み、
前記制御部は、前記操作装置の操作量に応じて前記要求制動力を算出するように構成される、請求項８に記載の制御装置。
前記制御部は、前記操作装置の操作量に応じて前記要求制動力を算出するように構成される、請求項８に記載の制御装置。
【請求項11】
前記制御部は、前記人力駆動車の状態に応じて前記要求制動力を算出するように構成され、
前記人力駆動車の状態は、車速、加速度、および、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の少なくとも１つを含む、請求項８に記載の制御装置。
前記人力駆動車の状態は、車速、加速度、および、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の少なくとも１つを含む、請求項８に記載の制御装置。
【請求項12】
前記電動ブレーキは、摩擦ブレーキを含む、請求項８に記載の制御装置。
【請求項13】
前記アシストモータの特性に関する情報を記憶する記憶部をさらに含み、
前記制御部は、前記アシストモータの特性に関する情報に応じて前記回生トルクを制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記アシストモータの特性に関する情報に応じて前記回生トルクを制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項14】
前記アシストモータの特性に関する情報を記憶する記憶部をさらに含み、
前記制御部は、前記アシストモータの特性に関する情報に応じて前記電動ブレーキを制御するように構成される、請求項８に記載の制御装置。
前記制御部は、前記アシストモータの特性に関する情報に応じて前記電動ブレーキを制御するように構成される、請求項８に記載の制御装置。
【請求項15】
前記アシストモータの特性に関する情報は、前記アシストモータに入力される前記回生トルクと、前記回生電力と、の関係に関する情報を含む、請求項１３に記載の制御装置。
【請求項16】
前記バッテリの状態は、前記バッテリの充電量、充電可能量、および、上限電流値の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項17】
前記人力駆動車は、前記バッテリの状態を検出する第２検出部をさらに含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項18】
前記バッテリは、前記アシストモータに電力を供給可能に構成され、
前記制御部は、前記バッテリの電力の前記アシストモータへの供給を制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記バッテリの電力の前記アシストモータへの供給を制御するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項19】
前記アシストモータは、前記人力駆動車のクランク軸からフロントスプロケットまでの間における人力駆動力の伝達経路に設けられる合力部に前記推進力を付与するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項20】
前記クランク軸から前記合力部までの間における前記伝達経路には、ワンウェイクラッチが設けられる、請求項１９に記載の制御装置。
【請求項21】
前記制御部は、前記人力駆動車に人力駆動力が入力される場合、所定アシストレベルに応じて前記アシストモータを制御するように構成され、
前記所定アシストレベルは、前記人力駆動車に入力される人力駆動力に対する前記アシストモータの出力の第１比率、前記アシストモータの出力の最大値、および、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の変化速度に対する前記アシストモータの出力の変化速度の第２比率の少なくとも１つを含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の制御装置。
前記所定アシストレベルは、前記人力駆動車に入力される人力駆動力に対する前記アシストモータの出力の第１比率、前記アシストモータの出力の最大値、および、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の変化速度に対する前記アシストモータの出力の変化速度の第２比率の少なくとも１つを含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、人力駆動車用の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１は、補助駆動力を発生するモータと、モータに電力を供給する電源と、モータと電源との間における電力供給を制御する制御部とを備える補助動力装置付き自転車を開示する。モータは、回生制動によって生じる回生電流を電源に供給するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－３３５２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示される制御装置は、モータと電源との間に設けられる制御部内の遮断スイッチによって、モータから電源への回生電流の供給を遮断する。特許文献１の制御装置を用いる場合、遮断スイッチを付加する必要がある。
【0005】
本開示の目的は、アシストモータからバッテリまでの構成を簡略化できる人力駆動車用の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】
【0006】
本開示の第１側面に従う制御装置は、人力駆動車用の制御装置であって、前記人力駆動車は、前記人力駆動車に推進力を付与するアシストモータと、前記アシストモータの回転によって発生する回生電力を充電可能に構成されるバッテリと、を含み、前記バッテリの状態に応じて、前記アシストモータの回生トルクを制御するように構成される制御部を備える。
第１側面の制御装置は、回生トルクを制御することによって、アシストモータからバッテリへの回生電力を制御できるため、アシストモータからバッテリまでの構成を簡略化できる。
第１側面の制御装置は、回生トルクを制御することによって、アシストモータからバッテリへの回生電力を制御できるため、アシストモータからバッテリまでの構成を簡略化できる。
【0007】
本開示の第１側面に従う第２側面の制御装置において、前記制御部は、前記バッテリの状態に応じて、前記回生トルクの上限値を制御するように構成される。
第２側面の制御装置は、バッテリの状態に応じて回生トルクの上限値を制御できる。
第２側面の制御装置は、バッテリの状態に応じて回生トルクの上限値を制御できる。
【0008】
本開示の第２側面に従う第３側面の制御装置において、前記制御部は、前記バッテリの状態および前記アシストモータの状態に応じて、前記上限値を制御するように構成される。
第３側面の制御装置は、バッテリの状態およびアシストモータの状態に応じて回生トルクの上限値を制御できる。
第３側面の制御装置は、バッテリの状態およびアシストモータの状態に応じて回生トルクの上限値を制御できる。
【0009】
本開示の第３側面に従う第４側面の制御装置において、前記アシストモータの状態は、前記アシストモータの回転速度、出力トルク、および、回生電力量の少なくとも１つを含む。
第４側面の制御装置は、バッテリの状態と、アシストモータの回転速度、出力トルク、および、回生電力量の少なくとも１つとに応じて回生トルクの上限値を制御できる。
第４側面の制御装置は、バッテリの状態と、アシストモータの回転速度、出力トルク、および、回生電力量の少なくとも１つとに応じて回生トルクの上限値を制御できる。
【0010】
本開示の第４側面に従う第５側面の制御装置において、前記回転速度は、前記アシストモータの軸角速度を含む。
第５側面の制御装置は、バッテリの状態と、アシストモータの軸角速度、出力トルク、および、回生電力量の少なくとも１つとに応じて回生トルクの上限値を制御できる。
第５側面の制御装置は、バッテリの状態と、アシストモータの軸角速度、出力トルク、および、回生電力量の少なくとも１つとに応じて回生トルクの上限値を制御できる。
【0011】
本開示の第３から５側面のいずれか１つに従う第６側面の制御装置において、前記人力駆動車は、前記アシストモータの状態を検出する第１検出部をさらに含む。
第６側面の制御装置は、第１検出部によってアシストモータの状態を好適に検出できる。
第６側面の制御装置は、第１検出部によってアシストモータの状態を好適に検出できる。
【0012】
本開示の第１から６側面のいずれか１つに従う第７側面の制御装置において、前記制御部は、前記アシストモータをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御するように構成される。
第７側面の制御装置は、ＰＷＭ制御によってアシストモータを好適に制御できる。
第７側面の制御装置は、ＰＷＭ制御によってアシストモータを好適に制御できる。
【0013】
本開示の第１から７側面のいずれか１つに従う第８側面の制御装置において、前記人力駆動車は、前記人力駆動車を制動する電動ブレーキをさらに含み、前記アシストモータは、前記電動ブレーキとは別体であり、回生制動によって前記人力駆動車を制動可能に構成され、前記制御部は、前記人力駆動車の要求制動力に応じて前記人力駆動車を制動する場合、前記要求制動力に対して前記回生制動では不足する制動力を、前記電動ブレーキによる制動力によって補うように制御するように構成される。
第８側面の制御装置は、要求制動力に対して回生制動では不足する制動力を電動ブレーキによる制動力によって補うため、回生トルクを好適に制御できる。
第８側面の制御装置は、要求制動力に対して回生制動では不足する制動力を電動ブレーキによる制動力によって補うため、回生トルクを好適に制御できる。
【0014】
本開示の第８側面に従う第９側面の制御装置において、前記制御部は、前記要求制動力と前記回生制動による制動力との差に応じて、前記電動ブレーキを制御するように構成される。
第９側面の制御装置は、要求制動力と回生制動による制動力との差に応じて電動ブレーキを制御するため、人力駆動車を好適に制動できる。
第９側面の制御装置は、要求制動力と回生制動による制動力との差に応じて電動ブレーキを制御するため、人力駆動車を好適に制動できる。
【0015】
本開示の第８または９側面に従う第１０側面の制御装置において、前記人力駆動車は、搭乗者が前記電動ブレーキを操作するための操作装置を含み、前記制御部は、前記操作装置の操作量に応じて前記要求制動力を算出するように構成される。
第１０側面の制御装置は、操作装置の操作量に応じて算出される要求制動力に基づいて、人力駆動車を好適に制動できる。
第１０側面の制御装置は、操作装置の操作量に応じて算出される要求制動力に基づいて、人力駆動車を好適に制動できる。
【0016】
本開示の第８から１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の状態に応じて前記要求制動力を算出するように構成され、前記人力駆動車の状態は、車速、加速度、および、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の少なくとも１つを含む。
第１１側面の制御装置は、車速、加速度、および、人力駆動車に入力される人力駆動力の少なくとも１つに応じて算出される要求制動力に基づいて、回生トルクを好適に制御できる。
第１１側面の制御装置は、車速、加速度、および、人力駆動車に入力される人力駆動力の少なくとも１つに応じて算出される要求制動力に基づいて、回生トルクを好適に制御できる。
【0017】
本開示の第８から１１側面のいずれか１つに従う第１２側面の制御装置において、前記電動ブレーキは、摩擦ブレーキを含む。
第１２側面の制御装置は、摩擦ブレーキによって、人力駆動車を好適に制動できる。
第１２側面の制御装置は、摩擦ブレーキによって、人力駆動車を好適に制動できる。
【0018】
本開示の第１から第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面の制御装置において、前記アシストモータの特性に関する情報を記憶する記憶部をさらに含み、前記制御部は、前記アシストモータの特性に関する情報に応じて前記回生トルクを制御するように構成される。
第１３側面の制御装置は、記憶部に記憶されるアシストモータの特性に関する情報に応じて、回生トルクを好適に制御できる。
第１３側面の制御装置は、記憶部に記憶されるアシストモータの特性に関する情報に応じて、回生トルクを好適に制御できる。
【0019】
本開示の第８から１２側面のいずれか１つに従う第１４側面の制御装置において、前記アシストモータの特性に関する情報を記憶する記憶部をさらに含み、前記制御部は、前記アシストモータの特性に関する情報に応じて前記電動ブレーキを制御するように構成される。
第１４側面の制御装置は、記憶部に記憶されるアシストモータの特性に関する情報に応じて、人力駆動車を好適に制動できる。
第１４側面の制御装置は、記憶部に記憶されるアシストモータの特性に関する情報に応じて、人力駆動車を好適に制動できる。
【0020】
本開示の第１３または１４側面に従う第１５側面の制御装置において、前記アシストモータの特性に関する情報は、前記アシストモータに入力される前記回生トルクと、前記回生電力と、の関係に関する情報を含む。
第１５側面の制御装置は、記憶部に記憶されるアシストモータに入力される回生トルクと、回生電力との関係に基づいて、回生トルクを制御することによって、回生電力を好適に制御できる。
第１５側面の制御装置は、記憶部に記憶されるアシストモータに入力される回生トルクと、回生電力との関係に基づいて、回生トルクを制御することによって、回生電力を好適に制御できる。
【0021】
本開示の第１から１５側面のいずれか１つに従う第１６側面の制御装置において、前記バッテリの状態は、前記バッテリの充電量、充電可能量、および、上限電流値の少なくとも１つを含む。
第１６側面の制御装置は、バッテリの充電量、充電可能量、および、上限電流値の少なくとも１つに応じて回生トルクを好適に制御できる。
第１６側面の制御装置は、バッテリの充電量、充電可能量、および、上限電流値の少なくとも１つに応じて回生トルクを好適に制御できる。
【0022】
本開示の第１から１６側面のいずれか１つに従う第１７側面の制御装置において、前記人力駆動車は、前記バッテリの状態を検出する第２検出部をさらに含む。
第１７側面の制御装置は、第２検出部によってバッテリの状態を好適に検出できる。
第１７側面の制御装置は、第２検出部によってバッテリの状態を好適に検出できる。
【0023】
本開示の第１から１７側面のいずれか１つに従う第１８側面の制御装置において、前記バッテリは、前記アシストモータに電力を供給可能に構成され、前記制御部は、前記バッテリの電力の前記アシストモータへの供給を制御するように構成される。
第１８側面の制御装置は、アシストモータに電力を供給するバッテリを、アシストモータの回生によって充電できる。
第１８側面の制御装置は、アシストモータに電力を供給するバッテリを、アシストモータの回生によって充電できる。
【0024】
本開示の第１から１８側面のいずれか１つに従う第１９側面の制御装置において、前記アシストモータは、前記人力駆動車のクランク軸からフロントスプロケットまでの間における人力駆動力の伝達経路に設けられる合力部に前記推進力を付与するように構成される。
第１９側面の制御装置は、合力部に推進力を付与するアシストモータによる回生トルクを好適に制御できる。
第１９側面の制御装置は、合力部に推進力を付与するアシストモータによる回生トルクを好適に制御できる。
【0025】
本開示の第１９側面に従う第２０側面の制御装置において、前記クランク軸から前記合力部までの間における前記伝達経路には、ワンウェイクラッチが設けられる。
第２０側面の制御装置は、ワンウェイクラッチによって、合力部からクランク軸へのトルクの伝達が遮断されるため、搭乗者がクランク軸を回転させない場合、クランク軸が回転しない。したがって、搭乗者が快適に人力駆動車に搭乗できる。
第２０側面の制御装置は、ワンウェイクラッチによって、合力部からクランク軸へのトルクの伝達が遮断されるため、搭乗者がクランク軸を回転させない場合、クランク軸が回転しない。したがって、搭乗者が快適に人力駆動車に搭乗できる。
【0026】
本開示の第１から２０側面のいずれか１つに従う第２１側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車に人力駆動力が入力される場合、所定アシストレベルに応じて前記アシストモータを制御するように構成され、前記所定アシストレベルは、前記人力駆動車に入力される人力駆動力に対する前記アシストモータの出力の第１比率、前記アシストモータの出力の最大値、および、前記人力駆動車に入力される人力駆動力の変化速度に対する前記アシストモータの出力の変化速度の第２比率の少なくとも１つを含む。
第２１側面の制御装置は、第１比率、アシストモータの出力の最大値、および、第２比率の少なくとも１つを含む所定アシストレベルに応じて、アシストモータを好適に制御できる。
第２１側面の制御装置は、第１比率、アシストモータの出力の最大値、および、第２比率の少なくとも１つを含む所定アシストレベルに応じて、アシストモータを好適に制御できる。
【発明の効果】
【0027】
本開示の人力駆動車用の制御装置によれば、アシストモータからバッテリまでの構成を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
＜第１実施形態＞
図１から図５を参照して、第１実施形態の人力駆動車用の制御装置６０が説明される。以下では、人力駆動車用の制御装置６０を、制御装置６０と呼称する。
図１に示すように、人力駆動車１０は、少なくとも１つの車輪１４を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。人力駆動車１０は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車１０が有する車輪１４の数は限定されない。人力駆動車１０は、例えば１輪車および２輪以上の車輪１４を有する乗り物も含む。人力駆動車１０は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車１０は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するイーバイク（ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。イーバイクは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車１０を、電動アシスト自転車として説明する。
図１から図５を参照して、第１実施形態の人力駆動車用の制御装置６０が説明される。以下では、人力駆動車用の制御装置６０を、制御装置６０と呼称する。
図１に示すように、人力駆動車１０は、少なくとも１つの車輪１４を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。人力駆動車１０は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車１０が有する車輪１４の数は限定されない。人力駆動車１０は、例えば１輪車および２輪以上の車輪１４を有する乗り物も含む。人力駆動車１０は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車１０は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するイーバイク（ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。イーバイクは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車１０を、電動アシスト自転車として説明する。
【0030】
人力駆動車１０は、人力駆動力が入力されるクランク１２を備える。人力駆動車１０は、車輪１４と、車体１６と、を備える。車輪１４は、後輪１４Ａと、前輪１４Ｂと、を含む。車体１６は、フレーム１８を含む。クランク１２は、フレーム１８に対して回転可能なクランク軸１２Ａと、クランク軸１２Ａの軸方向の端部にそれぞれ設けられる一対のクランクアーム１２Ｂとを含む。各クランクアーム１２Ｂには、一対のペダル１２Ｃがそれぞれ連結される。後輪１４Ａは、クランク１２が回転することによって駆動される。後輪１４Ａは、フレーム１８に支持される。クランク１２は、駆動機構２０によって後輪１４Ａと連結される。
【0031】
駆動機構２０は、クランク軸１２Ａに連結される第１回転体２２を含む。クランク軸１２Ａは、第１回転体２２とワンウェイクラッチ２４を介して連結される。本実施形態では、第１回転体２２は、フロントスプロケット２２Ａを含む。第１回転体２２は、プーリ、または、ベベルギアを含んでもよい。
【0032】
駆動機構２０は、第２回転体２６と、連結部材２８とをさらに含む。連結部材２８は、第１回転体２２のトルクを第２回転体２６に伝達する。本実施形態では、連結部材２８は、チェーン２８Ａを含む。連結部材２８は、ベルト、または、シャフトを含んでもよい。第２回転体２６は、後輪１４Ａに連結される。本実施形態では、第２回転体２６は、リアスプロケット２６Ａを含む。第２回転体２６は、プーリ、または、ベベルギアを含んでもよい。後輪１４Ａは、第２回転体２６の回転にともなって回転するように構成される。第２回転体２６は、いずれの回転方向においても後輪１４Ａと一体に回転するように、後輪１４Ａに結合される。
【0033】
フレーム１８には、フロントフォーク３０を介して前輪１４Ｂが取り付けられている。フロントフォーク３０には、ハンドルバー３２がステム３４を介して連結されている。本実施形態では、後輪１４Ａが駆動機構２０によってクランク１２に連結される。後輪１４Ａおよび前輪１４Ｂの少なくとも１つが、駆動機構２０によってクランク１２に連結されてもよい。
【0034】
人力駆動車１０は、アシストモータ３８と、バッテリ４０と、を含む。ドライブユニット３６は、アシストモータ３８を備える。アシストモータ３８は、人力駆動車１０に推進力を付与する。アシストモータ３８は、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。
【0035】
人力駆動車１０は、バッテリ４０を含む。バッテリ４０は、１または複数のバッテリ素子を含む。バッテリ素子は、充電池を含む。バッテリ４０は、アシストモータ３８の回転によって発生する回生電力を充電可能に構成される。バッテリ４０は、充電容量までの電力を充電できるように構成される。充電容量は、バッテリ４０の特性に応じて設定される。例えば、バッテリ４０は、アシストモータ３８に電力を供給可能に構成される。例えば、バッテリ４０は、電動ブレーキ４４に電力を供給可能に構成される。バッテリ４０は、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。
【0036】
人力駆動車１０は、電動ブレーキ４４をさらに含む。電動ブレーキ４４は、人力駆動車１０を制動する。電動ブレーキ４４は、人力駆動車１０を制動するための制動力を発生させる。電動ブレーキ４４が人力駆動車１０を制動するために発生させる制動力は、車輪１４の回転を制動する制動力である。例えば、電動ブレーキ４４は、フロントブレーキ４４Ｆおよびリアブレーキ４４Ｒを含む。電動ブレーキ４４は、フロントブレーキ４４Ｆおよびリアブレーキ４４Ｒの少なくとも１つを含んでもよい。
【0037】
電動ブレーキ４４は、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。例えば、電動ブレーキ４４は、摩擦ブレーキ４４Ａを含む。摩擦ブレーキ４４Ａは、リムブレーキであってもよく、ディスクブレーキであってもよく、ローラブレーキであってもよい。摩擦ブレーキ４４Ａは、摩擦部材を含む。摩擦部材は、例えば、ブレーキシュー、ブレーキパッド、または、ローラを含む。摩擦ブレーキ４４Ａは、摩擦部材と人力駆動車１０の回転体との間に生じる摩擦によって人力駆動車１０を制動する。摩擦ブレーキ４４Ａは、油圧または電動アクチュエータによって摩擦部材を動かすものであってもよい。摩擦ブレーキ４４Ａが油圧によって摩擦部材を動かすように構成される場合、電動ブレーキ４４は油圧を調節する調節部を備える。調節部は、例えば、電動ポンプおよび電磁弁の少なくとも１つを含む。
【0038】
フロントブレーキ４４Ｆは、フロントフォーク３０に設けられる。フロントブレーキ４４Ｆは、前輪１４Ｂの回転を制動する制動力を発生させる。フロントブレーキ４４Ｆは、電動アクチュエータまたは電動モータを含む。フロントブレーキ４４Ｆは、電動アクチュエータまたは電動モータが摩擦部材を動かすことによって、制動力を発生させる。
【0039】
リアブレーキ４４Ｒは、フレーム１８に設けられる。リアブレーキ４４Ｒは、後輪１４Ａの回転を制動する制動力を発生させる。リアブレーキ４４Ｒは、電動アクチュエータまたは電動モータを含む。リアブレーキ４４Ｒは、電動アクチュエータまたは電動モータが摩擦部材を動かすことによって、制動力を発生させる。
【0040】
例えば、アシストモータ３８は、回生可能に構成される。例えば、アシストモータ３８は、回生制動によって人力駆動車１０を制動可能に構成される。例えば、アシストモータ３８は、電動ブレーキ４４とは別体である。アシストモータ３８は、回生制動によって、制動力を発生させる。アシストモータ３８は、回生制動として後輪１４Ａが第１回転方向Ａ１と対応する方向に回転することによって、回生する。
【0041】
例えば、人力駆動車１０は、操作装置４６を含む。操作装置４６は、搭乗者が電動ブレーキ４４を操作するために操作される。操作装置４６は、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。例えば、制御部６２は、操作装置４６の操作に応じて、電動ブレーキ４４に人力駆動車１０を制動するための制動力を発生させる。操作装置４６は、ハンドルバー３２に設けられる。操作装置４６は、ブレーキレバーを含む。例えば、制御部６２は、摩擦ブレーキ４４Ａの油圧または電動アクチュエータの動作量を操作装置４６の操作量に応じて制御する。例えば、制御部６２は、操作装置４６の操作量に応じた制動力が発生するように電動ブレーキ４４を制御する。例えば、制御部６２は、アシストモータ３８が回生制動する場合、アシストモータ３８による回生制動力を加味して、操作装置４６の操作量に応じた制動力が発生するように電動ブレーキ４４を制御する。
【0042】
図２に示すように、例えば、人力駆動車１０は、ドライブユニット３６を含む。ドライブユニット３６は、ハウジング３６Ａおよび合力部３６Ｂを含む。ハウジング３６Ａは、フレーム１８に着脱可能に取り付けられる。ハウジング３６Ａには、クランク軸１２Ａが設けられる。合力部３６Ｂは、ワンウェイクラッチ２４とフロントスプロケット２２Ａとの間に設けられる。合力部３６Ｂは、クランク軸１２Ａと同軸に設けられる。合力部３６Ｂには、フロントスプロケット２２Ａが設けられる。合力部３６Ｂは、フロントスプロケット２２Ａに、クランク１２に入力される人力駆動力を伝達する。クランク軸１２Ａは、第１回転方向Ａ１または第２回転方向Ａ２に回転する。第１回転方向Ａ１は、人力駆動車１０が前進する方向と対応する。第２回転方向Ａ２は、第１回転方向Ａ１と反対の方向である。ドライブユニット３６は、第１回転部材３６Ｘおよび第２回転部材３６Ｙを含む。例えば、第１回転部材３６Ｘおよび第２回転部材３６Ｙは、クランク軸１２Ａと同軸に配置される。第１回転部材３６Ｘは、クランク軸１２Ａと一体に回転する。第１回転部材３６Ｘは、例えば、クランク軸１２Ａに圧入される。第２回転部材３６Ｙは、合力部３６Ｂと一体に回転する。
【0043】
アシストモータ３８は、１または複数の電気モータを含む。電気モータは、例えば、ブラシレスモータである。例えば、アシストモータ３８は、合力部３６Ｂに推進力を付与するように構成される。アシストモータ３８は、トルクを出力する。アシストモータ３８は、トルクを出力する出力軸３８Ａを含む。アシストモータ３８は、供給される電力が大きいほど、大きいトルクを出力する。アシストモータ３８は、トルクを合力部３６Ｂに出力することで、合力部３６Ｂに推進力を付与する。
【0044】
ドライブユニット３６は、減速機４２を含む。減速機４２は、アシストモータ３８と合力部３６Ｂとの間に設けられる。減速機４２は、アシストモータ３８の回転速度を減速して、アシストモータ３８の推進力を合力部３６Ｂに伝達する。減速機４２は、第１歯車４２Ａ、第２歯車４２Ｂ、第３歯車４２Ｃ、第４歯車４２Ｄ、および、歯車軸４２Ｅを含む。第１歯車４２Ａは、出力軸３８Ａに設けられる。第２歯車４２Ｂは、歯車軸４２Ｅに設けられる。第２歯車４２Ｂは、歯車軸４２Ｅと一体に回転する。第３歯車４２Ｃは、歯車軸４２Ｅのうちの第２歯車４２Ｂとは異なる部分に設けられる。第３歯車４２Ｃは、歯車軸４２Ｅと一体に回転する。第４歯車４２Ｄは、合力部３６Ｂと同軸に、第２回転部材３６Ｙに設けられる。
【0045】
第１歯車４２Ａは、出力軸３８Ａのトルクを第２歯車４２Ｂに伝達する。第１歯車４２Ａの歯数は、第２歯車４２Ｂの歯数よりも少ない。第２歯車４２Ｂに伝達された出力軸３８Ａのトルクによって、歯車軸４２Ｅが回転する。第２歯車４２Ｂの歯数は、第３歯車４２Ｃの歯数よりも多い。第３歯車４２Ｃは、歯車軸４２Ｅのトルクを、第４歯車４２Ｄに伝達する。第３歯車４２Ｃの歯数は、第４歯車４２Ｄの歯数よりも少ない。第４歯車４２Ｄに伝達された歯車軸４２Ｅのトルクによって、合力部３６Ｂが回転する。
【0046】
ドライブユニット３６は、ワンウェイクラッチ２４を含む。例えば、ワンウェイクラッチ２４は、第１回転部材３６Ｘの外周部と第２回転部材３６Ｙの内周部との間に設けられる。例えば、ワンウェイクラッチ２４は、ローラクラッチを含む。ワンウェイクラッチ２４は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に設けられる複数のローラと、を含む。例えば、内輪は、第１回転部材３６Ｘの外周部に設けられる。例えば、内輪は、第１回転部材３６Ｘの外周部と一体に形成される。例えば、外輪は、第２回転部材３６Ｙの内周部に設けられる。例えば、外輪は、第２回転部材３６Ｙの内周部と一体に形成される。ワンウェイクラッチ２４は、爪式クラッチ、または、スプラグクラッチを含んでいてもよい。
【0047】
図３に示すように、ドライブユニット３６は、伝達経路ＲＡを含む。例えば、伝達経路ＲＡは、人力駆動車１０のクランク軸１２Ａからフロントスプロケット２２Ａまでの間における人力駆動力が伝達される経路である。例えば、合力部３６Ｂは、伝達経路ＲＡに設けられる。合力部３６Ｂは、フロントスプロケット２２Ａにアシストモータ３８が人力駆動車１０に付与する推進力を伝達する。合力部３６Ｂは、フロントスプロケット２２Ａに人力駆動力および推進力を伝達する。
【0048】
例えば、クランク軸１２Ａから合力部３６Ｂまでの間における伝達経路ＲＡには、ワンウェイクラッチ２４が設けられる。ワンウェイクラッチ２４は、クランク軸１２Ａに入力される人力駆動力をフロントスプロケット２２Ａに伝達する。ワンウェイクラッチ２４は、第１回転方向Ａ１にクランク軸１２Ａが回転する場合に、フロントスプロケット２２Ａを前転させるように構成される。ワンウェイクラッチ２４は、第２回転方向Ａ２にクランク軸１２Ａが回転する場合にクランク軸１２Ａとフロントスプロケット２２Ａとの相対回転を許容するように構成される。
【0049】
ワンウェイクラッチ２４は、アシストモータ３８が第１回転方向Ａ１と対応する方向に回転する場合、アシストモータ３８のトルクがクランク軸１２Ａに伝達されないように構成される。ワンウェイクラッチ２４は、合力部３６Ｂがクランク軸１２Ａに対して第２回転方向Ａ２に回転する場合に、合力部３６Ｂのトルクが、クランク軸１２Ａへ伝達されないように構成される。合力部３６Ｂが第１回転方向Ａ１に回転する場合、合力部３６Ｂのトルクは、第２回転部材３６Ｙを介してアシストモータ３８へ伝達されるように構成される。
【0050】
例えば、アシストモータ３８が第１回転方向Ａ１と対応する方向に回転する場合、アシストモータ３８のトルクは、第２回転部材３６Ｙ、合力部３６Ｂ、フロントスプロケット２２Ａ、チェーン２８Ａ、および、リアスプロケット２６Ａを介して、後輪１４Ａに伝達される。
【0051】
例えば、後輪１４Ａが第１回転方向Ａ１と対応する方向に回転する場合、後輪１４Ａのトルクは、リアスプロケット２６Ａ、チェーン２８Ａ、フロントスプロケット２２Ａ、合力部３６Ｂ、および、第２回転部材３６Ｙを介して、アシストモータ３８に伝達される。
【0052】
図４に示すように、例えば、人力駆動車１０は、第１検出部４８をさらに含む。第１検出部４８は、アシストモータ３８の状態を検出する。例えば、アシストモータ３８の状態は、アシストモータ３８の回転速度、出力トルク、および、回生電力量の少なくとも１つを含む。例えば、アシストモータ３８の回転速度は、アシストモータ３８の軸角速度を含む。例えば、第１検出部４８は、出力軸３８Ａの回転に関する情報を検出する回転センサである。第１検出部４８は、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。例えば、第１検出部４８は、伝達経路ＲＡに設けられる。例えば、第１検出部４８は、第１歯車４２Ａ、第２歯車４２Ｂ、第３歯車４２Ｃ、第４歯車４２Ｄ、および、歯車軸４２Ｅの少なくとも１つの回転を検出する回転センサである。第１検出部４８は、検出したアシストモータ３８の状態を制御装置６０に出力する。
【0053】
例えば、人力駆動車１０は、第２検出部５０をさらに含む。第２検出部５０は、バッテリ４０の状態を検出する。例えば、バッテリ４０の状態は、バッテリ４０の充電量、充電可能量、および、上限電流値の少なくとも１つを含む。バッテリ４０の充電量は、バッテリ素子の電圧値である。バッテリ４０の充電可能量は、バッテリ４０の充電容量と現在の充電量との差である。バッテリ４０の上限電流値は、バッテリ４０を充電する場合にバッテリ４０に供給される好適な電流値の上限値である。上限電流値は、バッテリ４０の特性に応じて設定される。例えば、第２検出部５０は、バッテリ４０の電力に関する情報を検出する電力センサである。第２検出部５０は、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。第２検出部５０は、検出したバッテリ４０の状態を制御装置６０に出力する。
【0054】
例えば、人力駆動車１０は、第３検出部５２を含む。第３検出部５２は、人力駆動車１０の状態を検出する。例えば、人力駆動車１０の状態は、車速、加速度、および、人力駆動車１０に入力される人力駆動力の少なくとも１つを含む。第３検出部５２は、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。第３検出部５２は、検出した人力駆動車１０の状態を制御装置６０に出力する。第３検出部５２は、クランク回転センサ５２Ａ、車速センサ５２Ｂ、および、トルクセンサ５２Ｃを含む。
【0055】
クランク回転センサ５２Ａは、クランク軸１２Ａの回転速度に応じた情報を検出するように構成される。クランク軸１２Ａの回転速度に応じた情報は、クランク軸１２Ａの加速度を含む。人力駆動車１０の状態における加速度は、例えばクランク軸１２Ａの加速度である。クランク回転センサ５２Ａは、例えば、人力駆動車１０のフレーム１８に設けられる。クランク回転センサ５２Ａ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、クランク軸１２Ａに連動して回転する部材、または、クランク軸１２Ａから第１回転体２２までの間の伝達経路ＲＡに設けられる。クランク回転センサ５２Ａは、クランク１２の回転速度に応じた信号を出力する。磁石は、クランク軸１２Ａから第１回転体２２までの人力駆動力の伝達経路ＲＡ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。クランク回転センサ５２Ａは、磁気センサに代えて光学センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、またはトルクセンサ５２Ｃなどを含んでいてもよい。好ましくは、クランク回転センサ５２Ａは、クランク１２が１回転する間において、予め定める回数の検出信号を出力するように構成される。予め定める回数は、例えば、２以上である。好ましくは、予め定める回数は、４以上である。予め定める回数は、好ましくは４の倍数である。好ましくは、予め定める回数は、８、１２、または、１６である。クランク回転センサ５２Ａは、車速センサ５２Ｂを含んで構成されていてもよい。クランク回転センサ５２Ａが車速センサ５２Ｂを含む場合、例えば、制御部６２は、車速センサ５２Ｂによって検出される車速と、変速比とに応じてクランク１２の回転速度を算出するように構成される。
【0056】
車速センサ５２Ｂは、人力駆動車１０の車輪１４の回転速度に応じた情報を検出するように構成される。人力駆動車１０の車輪１４の回転速度に応じた情報は、車速を含む。車速センサ５２Ｂは、例えば、人力駆動車１０の車輪１４に設けられる磁石を検出するように構成される。車速センサ５２Ｂは、車輪１４の回転速度に応じた信号を出力する。制御部６２は、車輪１４の回転速度と、車輪１４の周長に関する情報とに基づいて人力駆動車１０の車速を算出できる。車輪１４の周長は、例えば、タイヤの周長である。記憶部６４には車輪１４の周長に関する情報が記憶される。車速センサ５２Ｂは、例えばリードスイッチを構成する磁性リード、または、ホール素子を含む。車速センサ５２Ｂは、人力駆動車１０のフレーム１８のチェーンステイに取り付けられ、後輪１４Ａに取り付けられる磁石を検出するように構成される。車速センサ５２Ｂは、フロントフォーク３０に設けられ、前輪１４Ｂに取り付けられる磁石を検出する構成としてもよい。車速センサ５２Ｂは、車輪１４に設けられる磁石を検出する構成に限らず、例えば、光学センサなどを含んで構成されてもよい。好ましくは、車速センサ５２Ｂは、例えば、車輪１４が１回転する間に、予め定める回数の検出信号を出力するように構成される。予め定める回数は、例えば、２以上である。好ましくは、予め定める回数は、４以上である。予め定める回数は、好ましくは４の倍数である。好ましくは、予め定める回数は、８、１２、または、１６である。本実施形態において、車速センサ５２Ｂは、車輪１４が一回転した場合に、リードスイッチが磁石を２回以上検出するように構成される。
【0057】
トルクセンサ５２Ｃは、人力駆動力によってクランク軸１２Ａに与えられるトルクに応じた信号を出力するように構成される。人力駆動力によってクランク軸１２Ａに与えられるトルクに応じた信号は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力に関する情報を含む。トルクセンサ５２Ｃは、例えば、伝達経路ＲＡにワンウェイクラッチ２４が設けられる場合、好ましくは、ワンウェイクラッチ２４よりも伝達経路ＲＡの上流側に設けられる。トルクセンサ５２Ｃは、歪センサ、磁歪センサ、または、圧力センサなどを含む。歪センサは、歪ゲージを含む。トルクセンサ５２Ｃは、伝達経路ＲＡ、または、伝達経路ＲＡに含まれる部材の近傍に含まれる部材に設けられる。伝達経路ＲＡに含まれる部材は、例えば、クランク軸１２Ａ、クランク軸１２Ａと第１回転体２２との間において人力駆動力を伝達する部材、クランクアーム１２Ｂ、または、ペダル１２Ｃである。トルクセンサ５２Ｃは、人力駆動力に関する情報を取得できればどのような構成であってもよく、例えば、ペダル１２Ｃに与えられる圧力を検出するセンサ、または、チェーン２８Ａの張力を検出するセンサなどを含んでいてもよい。好ましくは、トルクセンサ５２Ｃは、クランク１２が１回転する間において、予め定める回数の検出信号を出力するように構成される。予め定める回数は、例えば、２以上である。好ましくは、予め定める回数は、４以上である。予め定める回数は、好ましくは４の倍数である。好ましくは、予め定める回数は、８、１２、または、１６である。
【0058】
人力駆動車１０は、制御装置６０を含む。制御装置６０は、制御部６２を備える。制御部６２は、予め定める制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。制御部６２に含まれる演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部６２に含まれる演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。制御部６２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。
【0059】
例えば、制御装置６０は、記憶部６４をさらに含む。記憶部６４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６４は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、および、フラッシュメモリの少なくとも１つを含む。揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random access memory）を含む。
【0060】
制御部６２は、有線または無線によって他の装置と通信可能に接続される。制御部６２と通信する他の装置は、例えば、アシストモータ３８、バッテリ４０、電動ブレーキ４４、操作装置４６、第１検出部４８、第２検出部５０、および、第３検出部５２の少なくとも１つを含む。制御部６２が有線によって他の装置と通信する場合、制御部６２は、例えば、電力線通信（ＰＬＣ；Power Line Communication）、ＣＡＮ（Controller Area Network）、または、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）によって通信する。制御部６２が無線によって他の装置と通信する場合、制御部６２は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ＋（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、または、赤外線通信によって通信する。
【0061】
制御部６２は、アシストモータ３８を制御するように構成される。例えば、制御部６２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力に応じて推進力を変更するように、アシストモータ３８を制御するように構成される。制御部６２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力が大きいほど、推進力を大きくするように、アシストモータ３８を制御するように構成される。
【0062】
例えば、制御部６２は、駆動回路６６を含む。駆動回路６６は、アシストモータ３８に電気的に接続される。駆動回路６６は、バッテリ４０からアシストモータ３８への電力の供給を制御する。駆動回路６６は、インバータ回路を含む。インバータ回路は、複数のトランジスタを含む。一例では、インバータ回路は、直列に接続される一対のトランジスタからなる複数のインバータ部が並列に接続される構成を含む。インバータ回路は、インバータ回路に流れる電流を検出する電流センサを有してもよい。電流センサは、制御部６２と有線または無線によって通信可能に接続される。
【0063】
例えば、制御部６２は、バッテリ４０の電力のアシストモータ３８への供給を制御するように構成される。制御部６２は、バッテリ４０の電力のアシストモータ３８への供給を制御することによって、アシストモータ３８を制御する。例えば、制御部６２は、バッテリ４０の電力のアシストモータ３８への供給量を変更するように、バッテリ４０の電力のアシストモータ３８への供給を制御する。推進力を大きくするようにアシストモータ３８を制御する場合、制御部６２は、バッテリ４０の電力のアシストモータ３８への供給量を大きくする。推進力を小さくするようにアシストモータ３８を制御する場合、制御部６２は、バッテリ４０の電力のアシストモータ３８への供給量を小さくする。
【0064】
例えば、制御部６２は、アシストモータ３８をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御するように構成される。制御部６２は、駆動回路６６のインバータ回路における複数のトランジスタの制御端子に印加する制御信号を生成する。制御部６２は、デューティ比を変化させることによって、バッテリ４０の電力のアシストモータ３８への供給量を制御する。デューティ比は、制御信号がオン状態の期間と制御信号がオフ状態の期間と合計の期間に対する制御信号がオン状態の期間の比率である。
【0065】
例えば、制御部６２は、人力駆動車１０に人力駆動力が入力される場合、所定アシストレベルに応じてアシストモータ３８を制御するように構成される。制御部６２は、所定アシストレベルに応じてアシストモータ３８の出力を変更するように、アシストモータ３８を制御するように構成される。制御部６２は、アシストレベルを、人力駆動車１０の状態に応じて変更可能に構成されてもよい。例えば、制御部６２は、車速、加速度、および、人力駆動車１０に入力される人力駆動力の少なくとも１つが大きいほど、アシストレベルを大きくする。
【0066】
例えば、所定アシストレベルは、第１比率、アシストモータ３８の出力の最大値、および、第２比率の少なくとも１つを含む。第１比率は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力に対するアシストモータ３８の出力の比率である。所定アシストレベルが第１比率を含む場合、例えば、制御部６２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力に対するアシストモータ３８の出力の比率が第１比率となるように、アシストモータ３８を制御する。所定アシストレベルがアシストモータ３８の出力の最大値を含む場合、例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の出力が、アシストモータ３８の出力の最大値以下となるように、アシストモータ３８を制御する。
【0067】
第２比率は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力の変化速度に対するアシストモータ３８の出力の変化速度の比率である。所定アシストレベルが第２比率を含む場合、例えば、制御部６２は、人力駆動車１０に入力される人力駆動力の変化速度に対するアシストモータ３８の出力の変化速度の比率が第２比率となるように、アシストモータ３８を制御する。例えば、第２比率は、人力駆動力が減少する場合の第２比率、および、人力駆動力が増加する場合の第２比率を含む。例えば、人力駆動力が減少する場合の第２比率は、人力駆動力が増加する場合の第２比率よりも小さい。例えば、人力駆動力が減少する場合の第２比率は、１未満であり、人力駆動力が増加する場合の第２比率は、１以上である。制御部６２は、例えば、フィルタ処理によって、所定アシストレベルが第２比率になるようにアシストモータ３８の出力を算出する。例えば、制御部６２は、フィルタに用いられる時定数を変更することによって、第２比率を変更するように構成される。
【0068】
制御部６２は、バッテリ４０の状態に応じて、アシストモータ３８の回生トルクを制御するように構成される。制御部６２は、バッテリ４０の充電量が充電容量以下となるように、アシストモータ３８の回生トルクを制御する。
【0069】
例えば、制御部６２は、回生トルクの上限値を算出するように構成される。制御部６２は、回生トルクの上限値以下になるように回生トルクを制御する。
【0070】
例えば、制御部６２は、バッテリ４０の状態に応じて、回生トルクの上限値を制御するように構成される。例えば、制御部６２は、バッテリ４０の状態に応じて、回生トルクの上限値を算出する。例えば、バッテリ４０の状態がバッテリ４０の充電量を含む場合、制御部６２は、バッテリ４０の充電容量と現在の充電量との差に応じて、回生トルクの上限値を算出する。例えば、バッテリ４０の状態が充電可能量を含む場合、制御部６２は、充電可能量に応じて、回生トルクの上限値を算出する。例えば、バッテリ４０の状態が上限電流値を含む場合、制御部６２は、上限電流値に応じて、回生トルクの上限値を算出する。
【0071】
例えば、制御部６２は、バッテリ４０の状態およびアシストモータ３８の状態に応じて、回生トルクの上限値を制御するように構成される。例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の状態に応じて回生トルクの上限値を算出する。
【0072】
例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の特性に関する情報に応じて回生トルクを制御するように構成される。例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の特性に関する情報に応じて回生トルクの上限値を算出する。
【0073】
例えば、記憶部６４は、アシストモータ３８の特性に関する情報を記憶する。例えば、アシストモータ３８の特性に関する情報は、アシストモータ３８に入力される回生トルクと、回生電力と、の関係に関する情報を含む。アシストモータ３８に入力される回生トルクと、回生電力と、の関係に関する情報は、例えば、回生トルク算出情報を含む。記憶部６４には、アシストモータ３８の特性に応じた回生トルク算出情報が記憶される。回生トルク算出情報は、例えば、テーブル、および、関係式の少なくとも１つを含む。例えば、回生トルク算出情報は、アシストモータ３８に入力される回生トルクと、回生電力と、アシストモータ３８の状態と、の関係に関する情報を含む。回生トルク算出情報は、例えば、回生トルク算出テーブルを含む。回生トルク算出情報は、回生トルク算出テーブルに代えてまたは加えて、関係式およびマップの少なくとも１つを含んでもよい。
【0074】
表１に例示するように、例えば、回生トルク算出テーブルは、列である第１要素と、行である第２要素とによって、第３要素を規定するように構成される。第１要素は、アシストモータ３８の状態に対応する要素である。例えば、第１要素は、アシストモータ３８の軸角速度（ｒａｄ／ｓ）である。第２要素は、回生トルクに対応する要素である。例えば、第２要素は、回生トルク（Ｎｍ）である。回生トルク算出テーブルにおいて、第１要素であるアシストモータ３８の状態と第２要素である回生トルクとによって、第３要素である回生電力（Ｗ）が規定される。
【0075】
【表1】
【0076】
制御部６２は、回生トルク算出テーブルにおいて現在のアシストモータ３８の状態と対応する第１要素に対応付けられる複数の回生電力を特定する。制御部６２は、回生トルク算出テーブルに現在のアシストモータ３８の状態に対応する第１要素が含まれない場合、線形補間等によって現在のアシストモータ３８の状態と実質的に対応する第１要素に対応付けられる複数の回生電力を算出してもよい。例えば、制御部６２は、現在のアシストモータ３８の状態に最も近い２つの第１要素を選択し、選択した２つの第１要素のうちの１つを現在のアシストモータ３８の状態と一致させるための係数を算出する。制御部６２は、算出した係数と、現在のアシストモータ３８の状態と最も近い第１要素と対応する複数の回生電力と、を用いて、現在のアシストモータ３８の状態と実質的に対応する第１要素に対応付けられる複数の回生電力を算出する。
【0077】
制御部６２は、特定した複数の回生電力のそれぞれと対応する複数の回生電流値を算出する。例えば、制御部６２は、特定した複数の回生電力のそれぞれを、第２検出部５０によって検出されたバッテリ４０の電圧値によって除算することによって、複数の回生電流値を算出する。
【0078】
制御部６２は、算出した複数の回生電流値と、予め記憶部６４に記憶されるバッテリ４０の上限電流値とを比較する。制御部６２は、算出した複数の回生電流値から、バッテリ４０の上限電流値に最も近い２つを選択する。
【0079】
制御部６２は、回生トルク算出テーブルを用いて、選択した２つの回生電流値と対応する２つの回生トルクに対応する第２要素を選択する。制御部６２は、例えば、線形補間等によって２つの回生電流値および２つの回生電流値と対応する２つの回生トルクに対応する第２要素から、回生トルクの上限値を算出する。例えば、制御部６２は、２つの回生電流値のうちの１つを上限電流値に一致させるための係数を算出する。制御部６２は、算出した係数と、選択した２つの回生トルクのうちの１つと、を用いて、上限電流値に一致する回生トルクに対応する第２要素を算出する。例えば、第２要素が回生トルクである場合、制御部６２は、算出した回生トルクに対応する第２要素を、回生トルクの上限値として設定する。
【0080】
アシストモータ３８の軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）、バッテリ４０の電圧値が３６（Ｖ）、および、上限電流値が５（Ａ）である場合に、制御部６２が、表１を用いて回生トルクの上限値を算出する場合の処理手順についての一例を示す。
【0081】
制御部６２は、表１から、軸角速度が２５０である列を算出する。表１には軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）である列が含まれないため、制御部６２は、軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）に近い、軸角速度が２００（ｒａｄ／ｓ）の列と軸角速度が３００（ｒａｄ／ｓ）の列を選択する。
【0082】
表２に例示するように、制御部６２は、軸角速度が２００（ｒａｄ／ｓ）の列に含まれる回生電力、および、軸角速度が３００（ｒａｄ／ｓ）の列に含まれる回生電力を用いて、例えば線形補間によって軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）の場合の各回生トルクと対応する回生電力を特定する。線形補間によって特定する場合、制御部６２は、軸角速度が２００（ｒａｄ／ｓ）の列における回生トルクと回生電力との関係を規定する第１係数を算出する。制御部６２は、軸角速度が３００（ｒａｄ／ｓ）の列における回生トルクと回生電力との関係を規定する第２係数を算出する。制御部６２は、第１係数および第２係数から軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）における第３係数を算出する。制御部６２は、第３係数と軸角速度が２００（ｒａｄ／ｓ）の列とから、軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）の列を算出する。表２の軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）の列は、現在のアシストモータ３８の状態と実質的に対応する第１要素に対応付けられる複数の回生電力である。
【0083】
【表2】
【0084】
表３に例示するように、制御部６２は、表２の軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）の列とバッテリ４０の電圧値とから、複数の回生電流値を算出する。制御部６２は、表２の軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）の列における複数の回生電力を、バッテリ４０の電圧値によって除算することによって、複数の回生電流値を算出する。表３の軸角速度が２５０（ｒａｄ／ｓ）の列は、バッテリ４０の電圧値が３６（Ｖ）である場合の複数の回生電流値と対応する。
【0085】
【表3】
【0086】
表３には回生電流値が５（Ａ）である行が含まれないため、制御部６２は、上限電流値の５（Ａ）に近い、回生電流値が４．９（Ａ）の行と回生電流値が６．３（Ａ）の行とを選択する。
【0087】
制御部６２は、回生電流値が４．９（Ａ）の行と回生電流値が６．３（Ａ）の行とから、例えば線形補間によって回生電流値が５（Ａ）の場合の回生トルクを算出する。線形補間によって算出する場合、制御部６２は、回生電流値が４．９（Ａ）の行における回生トルクと回生電流値との第１比率を算出する。制御部６２は、回生電流値が６．３（Ａ）の行における回生トルクと回生電流値との第２比率を算出する。制御部６２は、第１比率、第２比率、および、回生電流値が４．９（Ａ）の行における回生トルクから、回生電流値が上限電流値の５（Ａ）の場合の回生トルクを算出する。表４は、制御部６２による回生トルクの算出結果を例示する。制御部６２は、回生電流値が５（Ａ）である場合の回生トルクである２．１（Ｎｍ）を、回生トルクの上限値として設定する。
【0088】
【表4】
【0089】
制御部６２は、設定した回生トルクの上限値以下になるように、回生トルクを制御する。例えば、制御部６２は、アシストモータ３８に伝達されるトルクが変化するように回生トルク調整部を制御することによって、回生トルクを制御する。回生トルク調整部は、例えば、電動アクチュエータを含む。回生トルク調整部は、車輪１４からアシストモータ３８までの回生トルクの伝達経路ＲＡにおいて、アシストモータ３８に伝達される回生トルクを調節できる。本実施形態では、回生トルク調整部は、電動ブレーキ４４を含む。
【0090】
例えば、制御部６２は、人力駆動車１０の要求制動力に応じて人力駆動車１０を制動するように構成される。要求制動力は、人力駆動車１０を制動するために必要な制動力である。例えば、制御部６２は、操作装置４６の操作量に応じて要求制動力を算出するように構成される。制御部６２は、要求制動力に応じて人力駆動車１０を制動する。例えば、要求制動力は、操作装置４６の操作量に応じて決定される。例えば、制御部６２は、操作装置４６の操作量が大きいほど、要求制動力が大きくなるように要求制動力を算出する。
【0091】
例えば、制御部６２は、人力駆動車１０の状態に応じて要求制動力を算出するように構成される。制御部６２は、人力駆動車１０の状態として人力駆動車１０が制動しにくい状態である場合、人力駆動車１０が制動しやすい状態である場合よりも、要求制動力を大きく算出する。人力駆動車１０の状態が車速を含む場合、制御部６２は、操作装置４６の操作量が同じならば、車速が大きいほど、要求制動力を大きく算出する。人力駆動車１０の状態が加速度を含む場合、制御部６２は、操作装置４６の操作量が同じならば、加速度が大きいほど、要求制動力を大きく算出する。人力駆動車１０の状態が人力駆動力を含む場合、制御部６２は、操作装置４６の操作量が同じならば、人力駆動力が大きいほど、要求制動力を大きく算出する。
【0092】
例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の特性に関する情報に応じて電動ブレーキ４４を制御するように構成される。制御部６２は、アシストモータ３８の特性に関する情報に応じて電動ブレーキ４４を制御することによって、回生トルクを制御するように構成される。例えば、制御部６２は、回生制動による制動力と電動ブレーキ４４による制動力との和が、要求制動力となるように、電動ブレーキ４４を制御する。例えば、制御部６２は、回生電力による電流値がバッテリ４０の上限電流値よりも大きくならないように、電動ブレーキ４４を制御するように構成される。
【0093】
例えば、制御部６２は、人力駆動車１０の要求制動力に応じて電動ブレーキ４４を制御するように構成される。例えば、制御部６２は、人力駆動車１０の要求制動力に応じて人力駆動車１０を制動する場合、要求制動力に対して回生制動では不足する制動力を、電動ブレーキ４４による制動力によって補うように制御するように構成される。制御部６２は、要求制動力が、回生トルクが上限値の場合の回生制動による制動力よりも大きい場合、要求制動力に対して回生制動では不足する制動力を、電動ブレーキ４４による制動力によって補うように制御する。制御部６２は、人力駆動車１０の要求制動力に応じて人力駆動車１０を制動する場合、要求制動力に対して回生制動による制動力が不足しなければ、電動ブレーキ４４を制御しないように構成されてもよい。
【0094】
例えば、制御部６２は、要求制動力と回生制動による制動力との差に応じて、電動ブレーキ４４を制御するように構成される。制御部６２は、要求制動力が、回生トルクが上限値の場合の回生制動による制動力よりも大きい場合、要求制動力と回生制動による制動力との差が大きいほど、電動ブレーキ４４が発生する制動力を大きくするように、電動ブレーキ４４を制御する。制御部６２は、要求制動力が、回生トルクが上限値の場合の回生制動による制動力以下の場合、電動ブレーキ４４が動作しないように、電動ブレーキ４４を制御する。
【0095】
図５のフローチャートを参照して、制御部６２が、電動ブレーキ４４を制御することによって、アシストモータ３８の回生トルクを制御する処理の一例が説明される。制御部６２は、例えば、制御部６２に電力が供給されると、処理を開始して図５に示すフローチャートのステップＳ１１に移行する。制御部６２は、図５のフローチャートが終了すると、例えば、電力の供給が停止されるまでは、ステップＳ１１からの処理を繰り返す。
【0096】
ステップＳ１１において、制御部６２は、操作装置４６が操作されたか否かを判定する。制御部６２は、操作装置４６が操作された場合、ステップＳ１２に移行する。制御部６２は、操作装置４６が操作されていない場合、処理を終了する。
【0097】
ステップＳ１２において、制御部６２は、操作装置４６の操作量および人力駆動車１０の状態に応じて要求制動力を算出し、ステップＳ１３に移行する。制御部６２は、操作装置４６から操作装置４６の操作量を取得する。制御部６２は、第３検出部５２から人力駆動車１０の状態を取得する。制御部６２は、操作装置４６の操作量、および、取得した人力駆動車１０の状態に応じて要求制動力を算出する。
【0098】
ステップＳ１３において、制御部６２は、アシストモータ３８の回生トルクの上限値を算出し、ステップＳ１４に移行する。制御部６２は、第２検出部５０からバッテリ４０の状態を取得する。制御部６２は、第１検出部４８からアシストモータ３８の状態を取得する。制御部６２は、取得したバッテリ４０の状態およびアシストモータ３８の状態から回生トルクの上限値を算出する。
【0099】
ステップＳ１４において、制御部６２は、アシストモータ３８の回生トルクの上限値に応じて回生制動による制動力を算出し、ステップＳ１５に移行する。
【0100】
ステップＳ１５において、制御部６２は、要求制動力と回生制動による制動力との差に応じて電動ブレーキ４４を制御し、処理を終了する。制御部６２は、要求制動力から回生制動による制動力を引いた制動力が発生するように、電動ブレーキ４４を制御する。制御部６２は、要求制動力が、回生トルクが上限値の場合の回生制動による制動力以下である場合、電動ブレーキ４４を制御しない。
【0101】
制御部６２は、電動ブレーキ４４を制御することによって、アシストモータ３８の回生トルクを制御する。本実施形態の制御装置６０は、回生トルクが回生トルクの上限値以下になるように、アシストモータ３８の回生トルクを制御するため、アシストモータ３８からバッテリ４０までの構成を簡略化できる。本実施形態の制御装置６０は、アシストモータ３８からバッテリ４０までの構成に遮断スイッチを必要としない。本実施形態の制御装置６０は、アシストモータ３８とバッテリ４０との間に遮断スイッチが設けられる場合に比べ、制御装置６０の部品点数を削減できる。本実施形態の制御装置６０は、部品点数を削減できるため、制御装置６０を小型化できる。本実施形態の制御装置６０は、部品点数を削減できるため、制御装置６０が設けられるコンポーネントを小型化できる。制御装置６０が設けられるコンポーネントは、例えば、アシストモータ３８、または、バッテリ４０である。
【0102】
アシストモータ３８は、回生トルクが大きいほど、大きな回生電力を発生する。回生電力がバッテリ４０に充電される場合、回生トルクの大きさによっては、回生電力の電流値がバッテリ４０の上限電流値よりも大きくなるため、回生効率が低下する。本実施形態では、バッテリ４０の状態に応じて、回生電力の電流値がバッテリ４０の上限電流値よりも大きくならないように、回生トルクを制御する。制御部６２は、要求制動力に対して回生制動では不足する制動力を電動ブレーキ４４による制動力によって補う。本実施形態によれば、回生電力の電流値がバッテリ４０の上限電流値よりも大きくならないように、回生トルクを制御できるため、好適な回生および好適な制動が両立できる。
【0103】
＜第２実施形態＞
図６を参照して、第２実施形態の制御装置６０が説明される。第２実施形態の制御装置６０は、人力駆動車１０の走行状態に応じて回生トルクを制御する点以外は第１実施形態の制御装置６０と同様である。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が付されるため、重複する説明は省略される。
図６を参照して、第２実施形態の制御装置６０が説明される。第２実施形態の制御装置６０は、人力駆動車１０の走行状態に応じて回生トルクを制御する点以外は第１実施形態の制御装置６０と同様である。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が付されるため、重複する説明は省略される。
【0104】
例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の回生中に、回生トルクの上限値を算出するように構成される。例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の回生中に回生トルクの上限値に応じて回生トルク調整部を制御する。例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の回生中に回生トルクが回生トルクの上限値よりも大きくならないように、回生トルク調整部を制御する。
【0105】
例えば、走行状態は、路面傾斜を含む。所定状態は、下り坂を走行する状態を含む。例えば、人力駆動車１０の走行状態が下り坂を走行する状態になった場合に、アシストモータ３８による回生制動が実行される。下り坂は、路面傾斜の傾斜角度が大きいほど、急な下り坂となる。
【0106】
例えば、走行状態は、コースティング状態を含む。所定状態は、コースティング状態を含む。コースティング状態は、クランク軸１２Ａに人力駆動力が入力されていないが、人力駆動車１０が惰性走行している状態である。例えば、人力駆動車１０の走行状態がコースティング状態になった場合に、アシストモータ３８による回生制動が実行される。
【0107】
図６のフローチャートを参照して、制御部６２が、人力駆動車１０の走行状態に応じて回生トルクを制御する処理の一例が説明される。制御部６２は、例えば、制御部６２に電力が供給されると、処理を開始して図６に示すフローチャートのステップＳ２１に移行する。制御部６２は、図６のフローチャートが終了すると、例えば、電力の供給が停止されるまでは、ステップＳ２１からの処理を繰り返す。
【0108】
ステップＳ２１において、制御部６２は、人力駆動車１０の走行状態が所定状態であるか否かを判定する。制御部６２は、人力駆動車１０の走行状態が所定状態である場合、ステップＳ２２に移行する。制御部６２は、人力駆動車１０の走行状態が所定状態ではない場合、処理を終了する。所定状態は、例えば下り坂を走行する状態およびコースティング状態の少なくとも１つを含む。制御部６２は、アシストモータ３８が回生中である場合、人力駆動車１０の走行状態が所定状態であると判定してもよい。例えば、制御部６２は、バッテリ４０に電力が供給されている場合、アシストモータ３８が回生中であると判定する。例えば、制御部６２は、アシストモータ３８の状態に応じて、アシストモータ３８が回生中であると判定する。
【0109】
ステップＳ２２において、制御部６２は、バッテリ４０の状態を取得し、ステップＳ２３に移行する。制御部６２は、第２検出部５０からバッテリ４０の状態を取得する。
【0110】
ステップＳ２３において、制御部６２は、アシストモータ３８の状態を取得し、ステップＳ２４に移行する。制御部６２は、第１検出部４８からアシストモータ３８の状態を取得する。
【0111】
ステップＳ２４において、制御部６２は、バッテリ４０の状態およびアシストモータ３８の状態から回生トルクの上限値を算出し、ステップＳ２５に移行する。例えば、制御部６２は、第１実施形態と同様の方法によって、回生トルクの上限値を算出する。
【0112】
ステップＳ２５において、制御部６２は、回生トルクの上限値に応じて回生トルクを制御し、処理を終了する。例えば、制御部６２は、回生トルクが回生トルクの上限値よりも大きくならないように、回生トルク調整部を制御することによって、回生トルクを制御する。
【0113】
＜変更例＞
各実施形態に関する説明は、本開示に従う制御装置が取り得る形態の例示であり、各実施形態の形態を制限することを意図していない。本開示に従う制御装置は、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、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付して実施形態の形態と共通する部分の説明を省略する。
各実施形態に関する説明は、本開示に従う制御装置が取り得る形態の例示であり、各実施形態の形態を制限することを意図していない。本開示に従う制御装置は、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、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付して実施形態の形態と共通する部分の説明を省略する。
【0114】
・ワンウェイクラッチ２４は、クランク軸１２Ａと合力部３６Ｂとの間に設けられてもよい。ワンウェイクラッチ２４がクランク軸１２Ａと合力部３６Ｂとの間に設けられる場合、第１回転部材３６Ｘは、省略される。
【0115】
・第１実施形態において、制御部６２は、人力駆動車１０の状態に関係なく、操作装置４６の操作量のみに応じて要求制動力を算出するように構成されてもよい。
【0116】
・第１実施形態において、制御部６２は、操作装置４６が操作された場合、操作装置４６の操作量に関わらず、人力駆動車１０の状態に応じて要求制動力を算出するように構成されてもよい。
【0117】
・第１実施形態において、人力駆動車１０の状態が車速、加速度、および、人力駆動車１０に入力される人力駆動力の少なくとも２つを含む場合、制御部６２は、複数の人力駆動車１０の状態に応じて、要求制動力を算出してもよい。複数の人力駆動車１０の状態に応じて、要求制動力を算出する場合、制御部６２は、複数の人力駆動車１０の状態からパラメータを算出し、パラメータに応じて要求制動力を算出する。例えば、複数の人力駆動車１０の状態が、車速および加速度を含む場合、車速と加速度の和、積、または、和と積の組み合わせを、パラメータとして算出する。
【0118】
・電動ブレーキ４４は、アシストモータ３８とは別体の回生ブレーキであってもよい。回生トルク調整部は、アシストモータ３８とは別体の回生ブレーキを含む。回生ブレーキは、例えば、人力駆動車１０のハブに設けられてもよい。
【0119】
・アシストモータ３８とバッテリ４０との間に回生電力のバッテリ４０への供給を遮断するスイッチを設けてもよい。アシストモータ３８とバッテリ４０との間に回生電力のバッテリ４０への供給を遮断するスイッチを設ける場合、制御部６２は、アシストモータ３８による回生制動を実行しない場合には、スイッチを制御して、回生電力のバッテリ４０への供給を遮断する。
【0120】
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、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、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】
【0121】
１０…人力駆動車、１２Ａ…クランク軸、２２Ａ…フロントスプロケット、２４…ワンウェイクラッチ、３６Ｂ…合力部、３８…アシストモータ、４０…バッテリ、４４…電動ブレーキ、４４Ａ…摩擦ブレーキ、４６…操作装置、４８…第１検出部、５０…第２検出部、６０…制御装置、６２…制御部、６４…記憶部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】