(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】P2024159037
(43)【公開日】2024-11-08
(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 20100101AFI20241031BHJP
【ＦＩ】
B62M6/45
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074767
(22)【出願日】2023-04-28
(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】増田 慎子
(72)【発明者】
【氏名】森井 浩二郎
(57)【要約】
【課題】ライダが人力駆動車を快適に駆動させることができる人力駆動車用の制御装置を提供する。
【解決手段】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、人力駆動力が入力されるクランクと、前記人力駆動力によって駆動される駆動輪と、前記クランクの回転速度に対する前記駆動輪の回転速度の比率を変更するように構成される変速装置と、前記クランクに入力される前記人力駆動力に対する前記クランクの抗力を調整するように構成される抗力調整部と、を含み、前記制御装置は、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力が減少すると前記抗力を増加するように前記抗力調整部を制御するように構成される制御部を備える。
【選択図】図３
【解決手段】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、人力駆動力が入力されるクランクと、前記人力駆動力によって駆動される駆動輪と、前記クランクの回転速度に対する前記駆動輪の回転速度の比率を変更するように構成される変速装置と、前記クランクに入力される前記人力駆動力に対する前記クランクの抗力を調整するように構成される抗力調整部と、を含み、前記制御装置は、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力が減少すると前記抗力を増加するように前記抗力調整部を制御するように構成される制御部を備える。
【選択図】図３
【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、
人力駆動力が入力されるクランクと、
前記人力駆動力によって駆動される駆動輪と、
前記クランクの回転速度に対する前記駆動輪の回転速度の比率を変更するように構成される変速装置と、
前記クランクに入力される前記人力駆動力に対する前記クランクの抗力を調整するように構成される抗力調整部と、を含み、
前記制御装置は、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力が減少すると前記抗力を増加するように前記抗力調整部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、
人力駆動力が入力されるクランクと、
前記人力駆動力によって駆動される駆動輪と、
前記クランクの回転速度に対する前記駆動輪の回転速度の比率を変更するように構成される変速装置と、
前記クランクに入力される前記人力駆動力に対する前記クランクの抗力を調整するように構成される抗力調整部と、を含み、
前記制御装置は、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力が減少すると前記抗力を増加するように前記抗力調整部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、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力の変化量に応じて、前記抗力が増加するように前記抗力調整部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、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力の変化量が第１閾値以上になると前記抗力の増加を開始するように前記抗力調整部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】
前記第１閾値は、２Ｎｍ以上、かつ、６Ｎｍ以下である、請求項３に記載の制御装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記抗力調整部が前記抗力を調整する場合、前記比率の変更を開始する前からの前記抗力の変化量が所定変化量以下になるように前記抗力調整部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6】
前記変速装置は、変速信号に応じて前記比率の変更を開始する電動変速装置を含み、
前記比率が変更される場合は、前記制御部が前記変速信号を受信した時を含む、請求項５に記載の制御装置。
前記比率が変更される場合は、前記制御部が前記変速信号を受信した時を含む、請求項５に記載の制御装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度に応じて、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部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8】
前記制御部は、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度の変化量に応じて、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部を制御するように構成される、請求項７に記載の制御装置。
【請求項9】
前記比率が変更される場合は、前記比率が増加される場合を含む、請求項８に記載の制御装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度の減少量が第２閾値以上になると、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部を制御するように構成される、請求項９に記載の制御装置。
【請求項11】
前記比率が変更される場合は、前記比率が減少される場合を含む、請求項８に記載の制御装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度の増加量が第３閾値以上になると、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部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、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、所定期間が経過すると、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部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】
前記抗力調整部は、前記人力駆動力が入力されるように構成される電気モータを含み、
前記制御部は、前記抗力を調整するために前記電気モータの回転トルクを調整するように前記電気モータを制御する、請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記抗力を調整するために前記電気モータの回転トルクを調整するように前記電気モータを制御する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項15】
前記電気モータは、回生制動によって前記回転トルクを発生させる、請求項１４に記載の制御装置。
【請求項16】
前記電気モータは、前記人力駆動車の推進をアシストするように構成される、請求項１４に記載の制御装置。
【請求項17】
前記電気モータは、クラッチを介して前記クランクに接続される、請求項１６に記載の制御装置。
【請求項18】
前記制御部は、前記人力駆動車の推進をアシストするように前記電気モータを制御する場合に前記比率が変更されると、前記電気モータによる前記人力駆動車の推進のアシストを停止するように構成される、請求項１６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】
特許文献１は、人力駆動車の一例を開示する。特許文献１の人力駆動車は、クランクの回転速度に対する駆動輪の回転速度の比率を変更する変速装置を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－０４３４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示の目的の１つは、ライダが人力駆動車を快適に駆動させることが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】
【0005】
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、人力駆動力が入力されるクランクと、前記人力駆動力によって駆動される駆動輪と、前記クランクの回転速度に対する前記駆動輪の回転速度の比率を変更するように構成される変速装置と、前記クランクに入力される前記人力駆動力に対する前記クランクの抗力を調整するように構成される抗力調整部と、を含み、前記制御装置は、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力が減少すると前記抗力を増加するように前記抗力調整部を制御するように構成される制御部を備える。
第１側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に抗力が増加するため、人力駆動車のライダが、比率が変更される場合に抗力の減少を感じにくい。したがって、比率が変更される場合であっても、ライダは人力駆動車を快適に駆動させることができる。また、第１側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に抗力が増加するため、比率が変更される場合にクランクの回転速度の急激な増加を抑制できる。比率が変更される場合にクランクの回転速度の急激な増加が抑制されることによって、変速装置による比率を変更する動作が好適に行われる。したがって、変速性能の低下が抑制されるため、制御装置は好適に比率を変更できる。
第１側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に抗力が増加するため、人力駆動車のライダが、比率が変更される場合に抗力の減少を感じにくい。したがって、比率が変更される場合であっても、ライダは人力駆動車を快適に駆動させることができる。また、第１側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に抗力が増加するため、比率が変更される場合にクランクの回転速度の急激な増加を抑制できる。比率が変更される場合にクランクの回転速度の急激な増加が抑制されることによって、変速装置による比率を変更する動作が好適に行われる。したがって、変速性能の低下が抑制されるため、制御装置は好適に比率を変更できる。
【0006】
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、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力の変化量に応じて、前記抗力が増加するように前記抗力調整部を制御するように構成される。
第２側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に、人力駆動力の変化量に応じて抗力が増加するため、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第２側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に、人力駆動力の変化量に応じて抗力が増加するため、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0007】
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、前記比率が変更される場合、前記人力駆動力の変化量が第１閾値以上になると前記抗力の増加を開始するように前記抗力調整部を制御するように構成される。
第３側面の制御装置によれば、比率が変更される場合、かつ、人力駆動力の変化量が第１閾値以上の場合に、抗力を増加できる。したがって、比率が変更される場合、かつ、人力駆動力の変化量が第１閾値よりも小さい場合は、制御部における処理の負荷を軽減できる。
第３側面の制御装置によれば、比率が変更される場合、かつ、人力駆動力の変化量が第１閾値以上の場合に、抗力を増加できる。したがって、比率が変更される場合、かつ、人力駆動力の変化量が第１閾値よりも小さい場合は、制御部における処理の負荷を軽減できる。
【0008】
本開示の第３側面に従う第４側面の制御装置において、前記第１閾値は、２Ｎｍ以上、かつ、６Ｎｍ以下である。
第４側面の制御装置によれば、比率が変更される場合、かつ、人力駆動力の変化量が２Ｎｍ以上、かつ、６Ｎｍ以下の場合に、抗力を増加できるので、ライダは抗力の減少をさらに感じにくい。
第４側面の制御装置によれば、比率が変更される場合、かつ、人力駆動力の変化量が２Ｎｍ以上、かつ、６Ｎｍ以下の場合に、抗力を増加できるので、ライダは抗力の減少をさらに感じにくい。
【0009】
本開示の第１側面から第４側面のいずれか１つに従う第５側面の制御装置において、前記制御部は、前記抗力調整部が前記抗力を調整する場合、前記比率の変更を開始する前からの前記抗力の変化量が所定変化量以下になるように前記抗力調整部を制御するように構成される。
第５側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に抗力の変化量が所定変化量以下に維持されるため、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第５側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に抗力の変化量が所定変化量以下に維持されるため、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0010】
本開示の第５側面に従う第６側面の制御装置において、前記変速装置は、変速信号に応じて前記比率の変更を開始する電動変速装置を含み、前記比率が変更される場合は、前記制御部が前記変速信号を受信した時を含む。
第６側面の制御装置によれば、変速信号を受信した時に、抗力を調整するように抗力調整部を制御できるため、電動変速装置を含む人力駆動車において、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第６側面の制御装置によれば、変速信号を受信した時に、抗力を調整するように抗力調整部を制御できるため、電動変速装置を含む人力駆動車において、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0011】
本開示の第１側面から第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、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度に応じて、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部を制御するように構成される。
第７側面の制御装置によれば、クランクの回転速度に応じて抗力の調整を停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第７側面の制御装置によれば、クランクの回転速度に応じて抗力の調整を停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0012】
本開示の第７側面に従う第８側面の制御装置において、前記制御部は、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度の変化量に応じて、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部を制御するように構成される。
第８側面の制御装置によれば、クランクの回転速度の変化量に応じて抗力の調整を停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第８側面の制御装置によれば、クランクの回転速度の変化量に応じて抗力の調整を停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0013】
本開示の第８側面に従う第９側面の制御装置において、前記比率が変更される場合は、前記比率が増加される場合を含む。
第９側面の制御装置によれば、比率が増加される場合に、クランクの回転速度の変化量に応じて抗力の調整を好適に停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第９側面の制御装置によれば、比率が増加される場合に、クランクの回転速度の変化量に応じて抗力の調整を好適に停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0014】
本開示の第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、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度の減少量が第２閾値以上になると、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部を制御するように構成される。
比率が増加され、かつ、人力駆動力が一定の場合、比率の増加が完了すると、クランクの回転速度は減少する。第１０側面の制御装置によれば、クランクの回転速度の減少量が第２閾値以上になると、抗力の調整を停止するため、比率の増加の完了後に、抗力の調整を停止できる。
比率が増加され、かつ、人力駆動力が一定の場合、比率の増加が完了すると、クランクの回転速度は減少する。第１０側面の制御装置によれば、クランクの回転速度の減少量が第２閾値以上になると、抗力の調整を停止するため、比率の増加の完了後に、抗力の調整を停止できる。
【0015】
本開示の第８側面から第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、前記比率が変更される場合は、前記比率が減少される場合を含む。
第１１側面の制御装置によれば、比率が減少される場合に、クランクの回転速度の変化量に応じて抗力の調整を停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第１１側面の制御装置によれば、比率が減少される場合に、クランクの回転速度の変化量に応じて抗力の調整を停止できるので、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0016】
本開示の第１１側面に従う第１２側面の制御装置において、前記制御部は、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、前記クランクの回転速度の増加量が第３閾値以上になると、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部を制御するように構成される。
比率が減少され、かつ、人力駆動力が一定の場合、比率の減少が完了すると、クランクの回転速度は増加する。第１２側面の制御装置によれば、クランクの回転速度の増加量が第３閾値以上になると、抗力の調整を停止するため、比率の減少の完了後に、抗力の調整を停止できる。
比率が減少され、かつ、人力駆動力が一定の場合、比率の減少が完了すると、クランクの回転速度は増加する。第１２側面の制御装置によれば、クランクの回転速度の増加量が第３閾値以上になると、抗力の調整を停止するため、比率の減少の完了後に、抗力の調整を停止できる。
【0017】
本開示の第１側面から第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、前記制御部は、前記抗力調整部によって前記抗力が調整された後、所定期間が経過すると、前記抗力の調整を停止するように前記抗力調整部を制御するように構成される。
第１３側面の制御装置によれば、比率の変更を開始してから所定期間が経過すると抗力の調整を停止できるため、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
第１３側面の制御装置によれば、比率の変更を開始してから所定期間が経過すると抗力の調整を停止できるため、ライダは人力駆動車をさらに快適に駆動させることができる。
【0018】
本開示の第１側面から第１３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、前記抗力調整部は、前記人力駆動力が入力されるように構成される電気モータを含み、前記制御部は、前記抗力を調整するために前記電気モータの回転トルクを調整するように前記電気モータを制御する。
第１４側面の制御装置によれば、電気モータによって抗力を好適に調整できる。
第１４側面の制御装置によれば、電気モータによって抗力を好適に調整できる。
【0019】
本開示の第１４側面に従う第１５側面の制御装置において、前記電気モータは、回生制動によって前記回転トルクを発生させる。
第１５側面の制御装置によれば、回生制動によって抗力を好適に調整できる。
第１５側面の制御装置によれば、回生制動によって抗力を好適に調整できる。
【0020】
本開示の第１４側面または第１５側面に従う第１６側面の制御装置において、前記電気モータは、前記人力駆動車の推進をアシストするように構成される。
第１６側面の制御装置によれば、電気モータによって人力駆動力の推進と抗力の調整との両方を行える。
第１６側面の制御装置によれば、電気モータによって人力駆動力の推進と抗力の調整との両方を行える。
【0021】
本開示の第１６側面に従う第１７側面の制御装置において、前記電気モータは、クラッチを介して前記クランクに接続される。
第１７側面の制御装置によれば、クラッチによって抗力を電気モータからクランクに好適に伝達できる。
第１７側面の制御装置によれば、クラッチによって抗力を電気モータからクランクに好適に伝達できる。
【0022】
本開示の第１６側面または第１７側面に従う第１８側面の制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車の推進をアシストするように前記電気モータを制御する場合に前記比率が変更されると、前記電気モータによる前記人力駆動車の推進のアシストを停止するように構成される。
第１８側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に電気モータによる人力駆動車の推進のアシストが停止されるため、電気モータが好適に抗力を増加できる。
第１８側面の制御装置によれば、比率が変更される場合に電気モータによる人力駆動車の推進のアシストが停止されるため、電気モータが好適に抗力を増加できる。
【発明の効果】
【0023】
本開示の人力駆動車用の制御装置は、ライダが人力駆動車を快適に駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
【0026】
人力駆動車１０は、少なくとも１つの車輪を有し、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。
【0027】
人力駆動車１０は、クランク１２と、駆動輪１４と、変速装置１６と、抗力調整部１８と、を含む。クランク１２には、人力駆動力が入力される。駆動輪１４は、人力駆動力によって駆動される。人力駆動車１０は、例えば、フレーム１０Ａと、後輪２０Ａと、前輪２０Ｂと、を含む。本実施形態では、駆動輪１４は、人力駆動車１０の後輪２０Ａであるが、駆動輪１４が人力駆動車１０の前輪２０Ｂであってもよい。クランク１２は、人力駆動力が入力されることによって回転する。人力駆動車１０が前進する方向の人力駆動力が、クランク１２に入力されることによって、クランク１２が第１回転方向Ｒ１に回転する。
【0028】
人力駆動車１０は、クランク軸２２と、出力部２４と、を含む。クランク１２は、例えば、クランク軸２２の両端部に接続される一対のクランクアーム１２Ａと、一対のクランクアーム１２Ａのそれぞれに設けられるペダル１２Ｂと、を含む。出力部２４は、クランク軸２２と一体に回転するようにクランク軸２２に取り付けられる。クランク１２は、ペダル１２Ｂから人力駆動力が入力される。クランク１２に入力されたライダの人力駆動力は、クランク軸２２を介して出力部２４に伝達される。出力部２４は、クランク軸２２から伝達された人力駆動力を出力する。
【0029】
人力駆動車１０は、例えば、第１回転体２６と、連結部材２８と、第２回転体３０と、ワンウェイクラッチ３２と、を含む。第１回転体２６は、出力部２４から人力駆動力が入力される。第１回転体２６は、人力駆動力によって出力部２４と一体に回転するように構成される。連結部材２８は、第１回転体２６と第２回転体３０とを連結するように構成される。連結部材２８は、第１回転体２６から第２回転体３０へ人力駆動力を伝達する。第２回転体３０は、ワンウェイクラッチ３２を介して駆動輪１４に人力駆動力を出力するように構成される。ワンウェイクラッチ３２は、第２回転体３０が前転した場合に駆動輪１４を前転させ、第２回転体３０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。ワンウェイクラッチ３２は、例えば、人力駆動車１０のリアハブに設けられる。
【0030】
例えば、第１回転体２６は少なくとも１つのスプロケットを含み、連結部材２８はチェーンを含み、第２回転体３０は少なくとも１つのスプロケットを含む。第１回転体２６がプーリを含み、連結部材２８がベルトを含み、第２回転体３０がプーリを含んでもよい。本実施形態では、第１回転体２６はフロントスプロケット２６Ａを含み、連結部材２８はチェーン２８Ａを含み、第２回転体３０は、複数のリアスプロケット３０Ａを含む。本実施形態では、出力部２４は、フロントスプロケット２６Ａが取り付けられるようにクランク軸２２のまわりに設けられるスプロケット取付部を含む。
【0031】
変速装置１６は、クランク１２の回転速度に対する駆動輪１４の回転速度の比率を変更するように構成される。クランク１２の回転速度に対する駆動輪１４の回転速度の比率は、例えば、人力駆動車１０の変速比を含む。クランク１２の回転速度に対する駆動輪１４の回転速度の比率は、例えば、第１回転体２６の回転速度に対する第２回転体３０の回転速度の比率を含む。クランク１２の回転速度に対する駆動輪１４の回転速度の比率は、例えば、フロントスプロケット２６Ａの歯数の逆数と、チェーン２８Ａが掛けられるリアスプロケット３０Ａの歯数の逆数との比率に対応する。比率と、駆動輪１４の回転速度と、クランク１２の回転速度との関係は、式（１）によって表される。式（１）において、Ｒは、比率を示す。式（１）において、Ｗは、駆動輪１４の回転速度を示す。式（１）において、Ｃは、クランク１２の回転速度を示す。
式（１）：Ｒ＝Ｗ（ｒｐｍ）／Ｃ（ｒｐｍ）
式（１）：Ｒ＝Ｗ（ｒｐｍ）／Ｃ（ｒｐｍ）
【0032】
変速装置１６は、例えば、電動変速装置３４を含む。変速装置１６は、変速機３４Ａと、変速機３４Ａを駆動するように構成される電動アクチュエータ３４Ｂとを含む。変速機３４Ａは、例えば、フロントディレーラ、リアディレーラ、および、内装変速機の少なくとも１つを含む。変速機３４Ａは、例えば、フロントディレーラ、リアディレーラ、および、内装変速機の少なくとも２つの組合せによって構成されてもよい。本実施形態の変速装置１６は、リアディレーラを含む。本実施形態の変速装置１６は、チェーン２８Ａが掛けられるリアスプロケット３０Ａを、歯数が異なるリアスプロケット３０Ａに変更することによって比率を変更する。
【0033】
変速装置１６による比率の変更は、例えば、アップシフト変速およびダウンシフト変速を含む。アップシフト変速では、変速装置１６は、比率が増加するように比率を変更する。変速装置１６は、例えば、チェーン２８Ａが掛けられるリアスプロケット３０Ａを、歯数が少ないリアスプロケット３０Ａに変更することによってアップシフト変速する。ダウンシフト変速では、変速装置１６は、比率が減少するように比率を変更する。変速装置１６は、例えば、チェーン２８Ａが掛けられるリアスプロケット３０Ａを、歯数が多いリアスプロケット３０Ａに変更することによってダウンシフト変速する。
【0034】
抗力調整部１８は、クランク１２に入力される人力駆動力に対するクランク１２の抗力を調整するように構成される。抗力は、例えば、第１回転方向Ｒ１とは反対の第２回転方向Ｒ２に向かってクランク１２に働く力である。抗力は、例えば、クランク１２に入力される人力駆動力に対して、人力駆動力の伝達経路上において発生する抵抗である。抗力は、例えば、連結部材２８が第２回転体３０を回転させる場合に発生する力を含む。抗力調整部１８は、例えば、抗力が増加するようにクランク１２の抗力を調整するように構成される。
【0035】
抗力調整部１８は、例えば、人力駆動力が入力されるように構成される電気モータ３６を含む。電気モータ３６は、例えば、クランク１２に接続される。電気モータ３６は、例えば、回生制動によって回転トルクを発生させる。クランク１２の回転トルクが電気モータ３６に伝達されることによって、クランク１２の抗力が増加するような回転トルクが、人力駆動力の伝達経路において電気モータ３６からクランク１２までの間に発生する。電気モータ３６は、例えば、回生制動によって発電するように構成される。クランク１２の回転トルクが電気モータ３６に伝達されることによって、電気モータ３６が回生制動によって発電する。回生制動によって発電した電力は、バッテリ４６およびバッテリ４６とは異なる追加バッテリの少なくとも１つに充電されてもよい。抗力調整部１８は、電気モータ３６に回生制動させることによって、抗力を増加させるように構成される。抗力調整部１８は、制御部５２のインバータ回路を介して、電気モータ３６に電気的に接続される制動抵抗器を含んでいてもよい。
【0036】
電気モータ３６は、例えば、人力駆動車１０の推進をアシストするように構成される。電気モータ３６は、クランク１２に入力される人力駆動力に応じてアシスト力を発生するように構成される。本実施形態では、電気モータ３６が、抗力の調整およびアシスト力の付加の両方を行う。本実施形態では、電気モータ３６にアシスト力を発生させる場合、電気モータ３６の回転軸がクランク１２の第１回転方向Ｒ１と対応する方向に回転するように電気モータ３６に電力が供給される。本実施形態では、電気モータ３６に抗力を発生させる場合、電気モータ３６への電力の供給が停止される。電気モータ３６の回転軸がクランク１２の第１回転方向Ｒ１と対応する方向に回転するように電気モータ３６に電力が供給された状態において、電気モータ３６への電力の供給が停止すると、アシスト力が減少し、かつ、抗力が増加する。電気モータ３６に電力が供給された状態において、電気モータ３６への電力の供給が停止すると、電気モータ３６の慣性モーメントによって、アシスト力が徐々に減少し、かつ、抗力は徐々に増加する。
【0037】
人力駆動車１０は、例えば、人力駆動車１０の推進をアシストするように構成されるドライブユニット３８を含む。電気モータ３６は、例えば、ドライブユニット３８に含まれる。ドライブユニット３８は、例えば、ハウジング３８Ａを含む。電気モータ３６は、例えば、ハウジング３８Ａに収容される。
【0038】
抗力調整部１８は、例えば、人力駆動力の伝達経路において変速装置１６よりも上流側に接続されるように構成される。電気モータ３６は、例えば、人力駆動力の伝達経路において第２回転体３０よりも上流側に接続されるように構成される。本実施形態では、電気モータ３６は、出力部２４に接続される。電気モータ３６は、第２回転体３０よりも上流側において伝達経路を構成する出力部２４以外の部材に接続されてもよい。第２回転体３０よりも上流側において伝達経路を構成する出力部２４以外の部材は、例えば、クランク軸２２、第１回転体２６、および、連結部材２８を含む。本実施形態では、電気モータ３６は、人力駆動力の伝達経路においてクランク１２に直結するように構成される。例えば、電気モータ３６とクランク１２との間には、ワンウェイクラッチは設けられない。電気モータ３６とクランク１２との間には、減速機または増速機が設けられてもよい。減速機または増速機が設けられない場合、電気モータ３６の回転軸は、例えば、クランク１２と一体に回転する。
【0039】
人力駆動車１０は、例えば、変速操作装置４０を含む。変速操作装置４０は、例えば、変速装置１６に比率を変更させるように構成される。変速操作装置４０は、例えば、ライダによって操作可能な操作部４０Ａを含む。操作部４０Ａは、例えば、レバー、スイッチ、および、ボタンの少なくとも１つを含む。
【0040】
変速操作装置４０は、例えば、操作部４０Ａの操作に応じて変速信号を生成する。変速操作装置４０は、生成した変速信号を出力するように構成される。変速信号は、アップシフト変速に関するアップシフト変速信号、および、ダウンシフト変速に関するダウンシフト変速信号を含む。制御部５２が電動変速装置３４の外部に設けられる場合、制御部５２は、変速信号を受信すると、電動変速装置３４に変速信号を送信するように構成されてもよい。制御部５２が電動変速装置３４の外部に設けられる場合、変速操作装置４０は、制御部５２および電動変速装置３４の両方に変速信号を送信するように構成されてもよい。
【0041】
人力駆動車１０は、例えば、人力駆動力検出部４２を含む。人力駆動力検出部４２は、例えば、トルクセンサを含む。人力駆動力検出部４２は、クランク１２に入力される人力駆動力のトルクを検出するように構成される。人力駆動力検出部４２は、例えば、クランク軸２２に設けられる。人力駆動力検出部４２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。人力駆動力検出部４２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。人力駆動力検出部４２は、例えば、クランクアーム１２Ａに取り付けられるパワーメータを含んでもよい。
【0042】
人力駆動車１０は、例えば、回転速度検出部４４を含む。回転速度検出部４４は、クランク１２の回転速度を検出する。回転速度検出部４４は、例えば、クランク１２と一体に回転する磁石と、フレーム１０Ａに取り付けられる磁気センサと、を含む。回転速度検出部４４の磁石は、クランクアーム１２Ａから第１回転体２６までの間の動力伝達経路に設けられる。回転速度検出部４４の磁気センサは、クランク１２の回転に応じてクランク１２と一体に回転する磁石の磁界を検出するように配置される。回転速度検出部４４の磁気センサは、検出した磁界の強度に応じた信号を出力するように構成される。
【0043】
人力駆動車１０は、例えば、バッテリ４６を含む。バッテリ４６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４６は、バッテリ４６と電気的に接続される他の電気部品に電力を供給する。ドライブユニット３８は、バッテリ４６から電力を供給される。電気モータ３６は、バッテリ４６から供給される電力によって動作する。バッテリ４６は、電気モータ３６の回生制動によって充電されるように構成されてもよい。
【0044】
人力駆動車１０は、例えば、制御装置５０を含む。抗力調整部１８と、制御装置５０と、は、例えば、抗力調整部１８を制御するための人力駆動車用の制御システムを構成する。
【0045】
制御装置５０は、制御部５２を備える。制御部５２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５２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５２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。制御部５２は、例えば、インバータ回路を含む。インバータ回路は、電気モータ３６に電気的に接続される。インバータ回路は、例えば、複数のトランジスタを含む。インバータ回路は、演算処理装置と電気的に接続される。制御部５２は、例えば、演算処理装置がインバータ回路を制御することによって、電気モータ３６を駆動させる。制御部５２は、例えば、演算処理装置がインバータ回路を制御することによって、電気モータ３６による人力駆動車１０に推進力を付与するための回転トルクの大きさを調整可能に構成される。制御部５２は、例えば、演算処理装置が、インバータ回路を制御することによって、電気モータ３６を回生制御するように構成される。制御部５２は、例えば、インバータ回路を制御することによって、電気モータ３６の回生制動における回転抵抗の大きさを調整可能に構成される。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。制御部５２は、演算処理装置が、例えば、電流センサの出力に応じて複数のトランジスタを制御するように構成されてもよい。
【0046】
制御装置５０は、記憶部５４を含む。記憶部５４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５４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５２および記憶部５４は、例えばドライブユニット３８のハウジング３８Ａに設けられる。
【0047】
制御部５２は、変速装置１６、抗力調整部１８、変速操作装置４０、バッテリ４６、人力駆動力検出部４２、および、回転速度検出部４４と通信ケーブルまたは無線通信装置によって通信可能に接続される。制御装置５０は、例えば、電力線通信（Power Line Communication：ＰＬＣ）によって、人力駆動車１０に搭載される他の電気部品と通信可能である。
【0048】
制御部５２は、電動変速装置３４に比率を変更させるように変速装置１６を制御するように構成されてもよい。変速操作装置４０から制御部５２に変速信号が入力される場合、制御部５２は、例えば、変速信号に応じて電動変速装置３４を制御するように構成される。制御部５２は、人力駆動車１０の走行状態および走行環境の少なくとも１つに応じて比率を変更するように電動変速装置３４を自動で制御するように構成されてもよい。制御部５２が、人力駆動車１０の走行状態および走行環境の少なくとも１つに応じて比率を変更するように電動変速装置３４を自動で制御するように構成される場合、制御部５２は、人力駆動車１０の走行状態および走行環境の少なくとも１つに応じて変速信号を生成し、生成した変速信号に応じて電動変速装置３４を制御するように構成されてもよい。人力駆動車１０の走行状態および走行環境の少なくとも１つは、例えば、クランク１２の回転速度、車速、人力駆動力、および、人力駆動車１０の走行路の勾配の少なくとも１つを含む。制御部５２は、例えば、クランク１２の回転速度が所定範囲内に維持されるように、比率を変更するように電動変速装置３４を制御するように構成される。
【0049】
電動変速装置３４は、例えば、変速信号に応じて比率の変更を開始する。電動変速装置３４は、例えば、変速信号を受信すると、ただちに電動アクチュエータ３４Ｂを駆動する。電動変速装置３４は、変速信号を受信すると、待機期間の経過後に、電動アクチュエータ３４Ｂを駆動してもよい。待機期間は、例えば、予め設定される時間、人力駆動力、クランク１２の回転速度、および、クランク１２の回転角度の少なくとも１つに応じて決定される。
【0050】
制御部５２は、比率が変更される場合、抗力を調整するように抗力調整部１８を制御するように構成される。比率が変更される場合は、例えば、制御部５２が変速信号を受信した時を含む。制御部５２は、例えば、変速信号を受信すると、クランク１２に入力される人力駆動力に応じて抗力を調整するように抗力調整部１８を制御する。制御部５２は、例えば、抗力を調整するために電気モータ３６の回転トルクを調整するように電気モータ３６を制御する。制御部５２は、電気モータ３６が回生制動するように電気モータ３６を制御することによって、抗力を調整するように電気モータ３６を制御する。電気モータ３６の回転トルクは、制御部５２のインバータ回路が制御されることによって制御される。制御部５２は、演算処理装置によってインバータ回路を制御することによって、電気モータ３６の回転トルクの大きさを調整するように構成される。制御部５２は、電気モータ３６に人力駆動車１０の推進のアシスト時とは反対の方向へのトルクを発生させることによって、抗力を調整してもよい。
【0051】
抗力の調整の開始は、例えば、回生制動のオンである。抗力の調整を開始する前に、電気モータ３６がアシスト力を発生するように駆動していた場合、制御部５２は、例えば、電気モータ３６への電力の供給を停止することによって、抗力の調整を開始する。抗力の調整を開始する前に、電気モータ３６がアシスト力を発生するように駆動していない場合、制御部５２は、抗力の調整を開始しても、電気モータ３６への電力の供給の停止を維持するように構成されてもよい。
【0052】
制御部５２は、比率が変更される場合、人力駆動力が減少すると抗力を増加するように抗力調整部１８を制御するように構成される。人力駆動力は、例えば、クランク１２に入力される人力駆動力のトルクである。比率が変更される場合は、例えば、比率が増加される場合を含む。比率が増加される場合、変速装置１６はアップシフト変速する。比率が変更される場合は、例えば、比率が減少される場合を含む。比率が減少される場合、変速装置１６はダウンシフト変速する。制御部５２は、例えば、電気モータ３６が回生制動するように電気モータ３６を制御することによって、抗力を増加するように抗力調整部１８を制御する。制御部５２は、例えば、演算処理装置が、インバータ回路を制御することによって電気モータ３６の回生制動による回転抵抗を増加させる。
【0053】
制御部５２は、例えば、人力駆動車１０の推進をアシストするように電気モータ３６を制御する場合に比率が変更されると、電気モータ３６による人力駆動車１０の推進のアシストを停止するように構成される。制御部５２は、例えば、電気モータ３６への電力の供給を停止するとともに、電気モータ３６が回生制動するように電気モータ３６を制御する。制御部５２は、例えば、インバータ回路への電気モータ３６を駆動させるための電力の供給を停止した後、電気モータ３６が回生制動するように電気モータ３６を制御する。
【0054】
比率が変更される場合、人力駆動力の伝達経路において瞬間的な抵抗の減少が生じることがある。例えば、チェーン２８Ａの移動時にチェーン２８Ａがリアスプロケット３０Ａから外れた場合において、瞬間的な抵抗の減少が生じることがある。人力駆動力の伝達経路において抵抗が減少すると、クランク１２に入力される人力駆動力のトルクに対してクランク１２の抗力が小さくなることによって、クランク１２が空転する場合がある。制御部５２は、比率が変更される場合、クランク１２の空転が抑制されるように抗力を調整するように抗力調整部１８を制御するように構成される。抗力調整部１８によって抗力が増加されると、クランク１２の回転速度の上昇が抑制されるため、クランク１２の空転が抑制される。
【0055】
抗力の調整を開始する前に、電気モータ３６がアシスト力を発生するように駆動していない場合、電気モータ３６がアシスト力を発生するように駆動している場合よりも、変速装置１６に伝達されるトルクは小さい。したがって、電気モータ３６がアシスト力を発生するように駆動していない場合では、比率が変更される場合にクランク１２の空転が生じにくい。このため、抗力の調整を開始する前に、電気モータ３６がアシスト力を発生するように駆動していない場合、電気モータ３６への電力の供給の停止が維持されるが、変速装置１６に伝達されるトルクが小さいため、好適に比率が変更されやすい。
【0056】
制御部５２は、例えば、比率が変更される場合、人力駆動力の変化量に応じて、抗力が増加するように抗力調整部１８を制御するように構成される。制御部５２は、例えば、比率が変更される場合、人力駆動力の変化量が第１閾値以上になると抗力の増加を開始するように抗力調整部１８を制御するように構成される。制御部５２は、例えば、比率が変更される場合、人力駆動力の減少量が第１閾値以上になると抗力の増加を開始するように抗力調整部１８を制御する。制御部５２は、例えば、変速信号が入力されると、人力駆動力に関する情報を取得する。制御部５２は、例えば、変速信号が入力されると、人力駆動力検出部４２によって検出された最新の人力駆動力に関する情報を取得する。制御部５２は、例えば、比率が変更される場合に、変速信号が入力されてからの人力駆動力の減少量が第１閾値以上になると抗力の増加を開始するように抗力調整部１８を制御する。
【0057】
第１閾値は、例えば、人力駆動車１０のライダが、比率が変更される場合にクランク１２の抗力に違和感を覚えにくい値が設定される。第１閾値は、比率が変更される場合のクランク１２の空転発生を推定可能な値が設定されてもよい。第１閾値は、例えば、２Ｎｍ以上、かつ、６Ｎｍ以下である。第１閾値は、例えば、３Ｎｍ以上、かつ、５Ｎｍ以下である。アップシフト変速時における第１閾値は、ダウンシフト変速時における第１閾値と、同じである。アップシフト変速時における第１閾値は、ダウンシフト変速時における第１閾値とは、異なっていてもよい。
【0058】
制御部５２は、例えば、比率が変更される場合、人力駆動力の変化量が第１閾値よりも小さいと、抗力の調整を開始しないように構成される。制御部５２は、例えば、人力駆動力の変化量が第１閾値よりも小さいまま、変速信号を入力されてからの経過期間が調整判定期間以上となると、再び比率の変更が行われるまで抗力の調整を行わないように構成される。調整判定期間は、例えば、比率の変更の開始から完了までに必要な時間に応じて設定される。調整判定期間は、比率が変更される場合に発生し得るクランク１２が空転する最大時間に応じて設定されてもよい。調整判定期間は、例えば、０．０１秒以上、かつ、４秒以下である。調整判定期間は、例えば、０．１秒以上、かつ、３秒以下である。
【0059】
制御部５２は、例えば、抗力調整部１８が抗力を調整する場合、比率の変更を開始する前からの抗力の変化量が所定変化量以下になるように抗力調整部１８を制御するように構成される。比率が変更される場合における人力駆動力の変化量は、比率が変更される場合における人力駆動力の伝達経路における抵抗の変化量に対応する。比率が変更される場合に、人力駆動力の伝達経路における抵抗が減少すると、人力駆動力のトルクが減少する。制御部５２は、例えば、抗力調整部１８が抗力を調整する場合、比率の変更を開始する前からの抗力の減少が抑制されるように抗力調整部１８によって抗力を増加させる。所定変化量は、例えば、第１閾値に対応する。制御部５２は、例えば、人力駆動力の減少量が第１閾値以上になると、抗力を増加させるように抗力調整部１８を制御することによって、抗力の所定変化量よりも大きな減少を抑制する。
【0060】
制御部５２は、例えば、比率が変更される場合、人力駆動力の変化量が予め定める値になるように、抗力を調整するように抗力調整部１８を制御する。予め定める値は、予め定める範囲であってもよい。予め定める範囲の下限値は、第１閾値であってもよい。比率が変更される場合、制御部５２は、例えば、演算処理装置が、電気モータ３６の回転抵抗を変更するようにインバータ回路を制御することによって抗力を調整する。制御部５２は、例えば、演算処理装置が、インバータ回路に含まれる電流センサの出力に応じて、回転抵抗を調整することによって、抗力を調整する。制御部５２は、例えば、人力駆動力の減少量が第１閾値よりも大きくなると電気モータ３６の回転抵抗が増加するように演算処理装置が、インバータ回路を制御することによって、抗力を増加させる。制御部５２は、例えば、人力駆動力の減少量が第１閾値よりも小さくなると電気モータ３６の回転抵抗が減少するように演算処理装置が、インバータ回路を制御することによって、抗力を減少させる。制御部５２は、例えば、人力駆動力が比率の変更を開始する前の人力駆動力と同じになるように抗力調整部１８を制御するように構成されてもよい。
【0061】
制御部５２は、抗力調整部１８による抗力の調整を行った後、抗力調整部１８による抗力の調整を停止するように構成される。制御部５２は、例えば、回生制動をオフすることによって抗力調整部１８による抗力の調整を停止する。制御部５２は、抗力の調整を停止する場合、抗力が小さくなるように電気モータ３６を制御した後に、回生制動をオフしてもよく、抗力の大きさに関わらずに回生制動をオフしてもよい。抗力の調整を開始する前に、電気モータ３６がアシスト力を発生させるように駆動していた場合、制御部５２は、アシスト力を発生させるように電気モータ３６を駆動させることによって抗力の調整を停止してもよい。抗力の調整を開始する前に、電気モータ３６がアシスト力を発生させるように駆動していた場合、制御部５２は、回生制動をオフしてから、アシスト力を発生させるように電気モータ３６を駆動させてもよい。
【0062】
制御部５２は、例えば、予め定める条件が満たされると、抗力調整部１８による抗力を減少させることによって、抗力調整部１８による抗力の調整を停止するように構成される。制御部５２は、例えば、予め定める条件が満たされると、抗力調整部１８による抗力を徐々に減少させる。抗力調整部１８は、予め定める条件が満たされると、制御部５２による抗力調整部１８の抗力を調整する処理が停止されることによって、抗力調整部１８による抗力が減少するように構成されてもよい。予め定める条件は、以下のＡからＣのいずれかである。
（Ａ）抗力調整部１８によって抗力が調整された後、クランク１２の回転速度の減少量が第２閾値以上になる。
（Ｂ）抗力調整部１８によって前記抗力が調整された後、クランク１２の回転速度の増加量が第３閾値以上になる。
（Ｃ）抗力調整部１８によって前記抗力が調整された後、所定期間Ｔ１が経過する。
予め定める条件は、（Ａ）、（Ｂ）、および、（Ｃ）の１つであってもよく、２つ以上を含んでいてもよい。本実施形態では、予め定める条件は、（Ａ）、（Ｂ）、および、（Ｃ）の全てを含む。制御部５２は、人力駆動力の変化量が予め定める値になるように、抗力を調整するように抗力調整部１８を制御する場合、予め定める条件が満たされると、人力駆動力の変化量に関わらずに、抗力を減少するように抗力を減少させるように構成されてもよい。
（Ａ）抗力調整部１８によって抗力が調整された後、クランク１２の回転速度の減少量が第２閾値以上になる。
（Ｂ）抗力調整部１８によって前記抗力が調整された後、クランク１２の回転速度の増加量が第３閾値以上になる。
（Ｃ）抗力調整部１８によって前記抗力が調整された後、所定期間Ｔ１が経過する。
予め定める条件は、（Ａ）、（Ｂ）、および、（Ｃ）の１つであってもよく、２つ以上を含んでいてもよい。本実施形態では、予め定める条件は、（Ａ）、（Ｂ）、および、（Ｃ）の全てを含む。制御部５２は、人力駆動力の変化量が予め定める値になるように、抗力を調整するように抗力調整部１８を制御する場合、予め定める条件が満たされると、人力駆動力の変化量に関わらずに、抗力を減少するように抗力を減少させるように構成されてもよい。
【0063】
制御部５２は、例えば、抗力調整部１８によって抗力が調整された後、クランク１２の回転速度に応じて、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御するように構成される。制御部５２は、例えば、抗力調整部１８によって抗力が調整された後、クランク１２の回転速度の変化量に応じて、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御するように構成される。
【0064】
制御部５２は、例えば、変速信号が入力されると、クランク１２の回転速度を取得する。制御部５２は、例えば、変速信号が入力されると、回転速度検出部４４によって検出された最新のクランク１２の回転速度に関する情報を取得する。制御部５２は、抗力調整部１８によって抗力が調整された後に、変速信号が入力されてからクランク１２の回転速度が所定閾値以上変化すると、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御する。所定閾値は、例えば、比率の変更が完了した場合のクランク１２の回転速度の予測値に応じて設定される。
【0065】
比率が増加される場合、制御部５２は、例えば、抗力調整部１８によって抗力が調整された後、クランク１２の回転速度の減少量が第２閾値以上になると、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御するように構成される。第２閾値は、例えば、４ｒｐｍ以上、かつ、１１ｒｐｍ以下である。第２閾値は、例えば、５ｒｐｍ以上、かつ、１０ｒｐｍ以下である。第２閾値は、例えば、変更前の比率、および、変更後の比率の少なくとも１つに応じて設定される。変更前の比率、および、変更後の比率の少なくとも１つと、第２閾値と、の関係は、例えば、記憶部５４に記憶される。
【0066】
比率が減少される場合、制御部５２は、例えば、抗力調整部１８によって抗力が調整された後、クランク１２の回転速度の増加量が第３閾値以上になると、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御するように構成される。第３閾値は、例えば、４ｒｐｍ以上、かつ、１１ｒｐｍ以下である。第３閾値は、例えば、５ｒｐｍ以上、かつ、１０ｒｐｍ以下である。第３閾値は、第２閾値と同じでもよく、異なっていてもよい。第３閾値は、例えば、変更前の比率、および、変更後の比率の少なくとも１つに応じて設定される。変更前の比率、および、変更後の比率の少なくとも１つと、第３閾値と、の関係は、例えば、記憶部５４に記憶される。
【0067】
制御部５２は、例えば、抗力調整部１８によって抗力が調整された後、所定期間Ｔ１が経過すると、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御するように構成される。制御部５２は、例えば、抗力調整部１８によって抗力が調整された後、クランク１２の回転速度に応じて抗力の調整を停止しない場合に、所定期間Ｔ１が経過すると、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御する。
【0068】
制御部５２は、抗力調整部１８によって抗力が調整された後、変速信号を入力されてからの経過期間が所定期間Ｔ１以上になると、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御するように構成される。所定期間Ｔ１は、例えば、０．０１秒以上、かつ、４秒以下である。所定期間Ｔ１は、例えば、０．１秒以上、かつ、３秒以下である。所定期間Ｔ１は、例えば、比率の変更が開始してから完了するまでの期間に応じて設定される。所定期間Ｔ１は、例えば、変更前の比率、および、変更後の比率の少なくとも１つに応じて設定されてもよい。変更前の比率、および、変更後の比率の少なくとも１つと、所定期間Ｔ１と、の関係は、例えば、記憶部５４に記憶される。所定期間Ｔ１は、調整判定期間と同じでもよく、調整判定期間と異なっていてもよい。
【0069】
図４および図５を参照して、制御部５２が抗力を調整するように抗力調整部１８を制御する処理を説明する。制御部５２は、例えば、制御部５２に電力が供給されると、ステップＳ１１の処理を開始する。制御部５２は、例えば、図４および図５の処理が終了すると、ステップＳ１１の処理を再び開始する。
【0070】
ステップＳ１１において、制御部５２は、アップシフト変速信号を検出したか否かを判定する。制御部５２は、例えば、変速操作装置４０からアップシフト変速信号を受信した場合、または、制御部５２がアップシフト変速を行うための変速信号を生成した場合に、アップシフト変速信号を検出したと判定する。制御部５２は、アップシフト変速信号を検出した場合、ステップＳ１２に移行する。
【0071】
ステップＳ１２において、制御部５２は、経過期間の計測を開始して、ステップＳ１３に移行する。制御部５２は、例えば、タイマを含む。制御部５２は、ステップＳ１２において、タイマによる計測を開始する。ステップＳ１３において、制御部５２は、人力駆動力およびクランク１２の回転速度を取得して、ステップＳ１４に移行する。制御部５２は、例えば、ステップＳ１３において取得した人力駆動力およびクランク１２の回転速度を記憶部５４に記憶する。ステップＳ１４において、制御部５２は、現在の人力駆動力を取得して、ステップＳ１５に移行する。
【0072】
ステップＳ１５において、制御部５２は、人力駆動力の変化量が第１閾値以上か否かを判定する。制御部５２は、ステップＳ１３において取得した人力駆動力と、ステップＳ１４において取得した現在の人力駆動力と、を比較して人力駆動力の変化量を算出する。制御部５２は、人力駆動力の変化量が第１閾値以上である場合、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６において、制御部５２は、抗力が増加するように抗力調整部１８を制御して、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１６において、制御部５２は、抗力の調整を開始する。例えば、ステップＳ１６以降において、演算処理装置がインバータ回路を制御することによって、制御部５２が人力駆動力の変化量が予め定める値になるように抗力を調整する。ステップＳ１７において、制御部５２は、現在のクランク１２の回転速度を取得して、ステップＳ１８に移行する。
【0073】
ステップＳ１８において、制御部５２は、クランク１２の回転速度の減少量が第２閾値以上か否かを判定する。制御部５２は、ステップＳ１３において取得したクランク１２の回転速度と、ステップＳ１７において取得した現在のクランク１２の回転速度と、を比較してクランク１２の回転速度の減少量を算出する。制御部５２は、クランク１２の回転速度の減少量が第２閾値以上である場合、ステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９において、制御部５２は、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御して、図４および図５の処理を終了する。
【0074】
制御部５２は、ステップＳ１８においてクランク１２の回転速度の減少量が第２閾値よりも小さい場合、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０において、制御部５２は、経過期間が所定期間Ｔ１以上か否かを判定する。制御部５２は、例えば、ステップＳ１２において計測開始してからの経過期間が所定期間Ｔ１以上か否かを判定する。制御部５２は、経過期間が所定期間Ｔ１以上である場合、ステップＳ１９に移行する。制御部５２は、経過期間が所定期間Ｔ１よりも小さい場合、ステップＳ１７に移行する。
【0075】
制御部５２は、ステップＳ１５において人力駆動力の変化量が第１閾値よりも小さい場合、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１において、制御部５２は、経過期間が調整判定期間以上か否かを判定する。制御部５２は、例えば、ステップＳ１２において計測開始してからの経過期間が調整判定期間以上か否かを判定する。制御部５２は、経過期間が調整判定期間以上である場合、図４および図５の処理を終了する。制御部５２は、経過期間が調整判定期間よりも小さい場合、ステップＳ１４に移行する。
【0076】
制御部５２は、ステップＳ１１においてアップシフト変速信号を検出しない場合、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２において、制御部５２は、ダウンシフト変速信号を検出したか否かを判定する。制御部５２は、例えば、変速操作装置４０からダウンシフト変速信号を受信した場合、または、制御部５２がダウンシフト変速を行うための変速信号を生成した場合に、ダウンシフト変速信号を検出したと判定する。制御部５２は、ダウンシフト変速信号を検出した場合、ステップＳ２３に移行する。制御部５２は、ダウンシフト変速信号を検出しない場合、図４および図５の処理を終了する。
【0077】
ステップＳ２３において、制御部５２は、経過期間の計測を開始して、ステップＳ２４に移行する。制御部５２は、ステップＳ２３において、タイマによる計測を開始する。ステップＳ２４において、制御部５２は、人力駆動力およびクランク１２の回転速度を取得して、ステップＳ２５に移行する。制御部５２は、例えば、ステップＳ２４において取得した人力駆動力およびクランク１２の回転速度を記憶部５４に記憶する。ステップＳ２５において、制御部５２は、現在の人力駆動力を取得して、ステップＳ２６に移行する。
【0078】
ステップＳ２６において、制御部５２は、人力駆動力の変化量が第１閾値以上か否かを判定する。制御部５２は、ステップＳ２４において取得した人力駆動力と、ステップＳ２５において取得した現在の人力駆動力と、を比較して人力駆動力の変化量を算出する。制御部５２は、人力駆動力の変化量が第１閾値以上である場合、ステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７において、制御部５２は、抗力が増加するように抗力調整部１８を制御して、ステップＳ２８に移行する。ステップＳ２７において、制御部５２は、抗力の調整を開始する。例えば、ステップＳ２７以降において、演算処理装置がインバータ回路を制御することによって、制御部５２が人力駆動力の変化量が予め定める値になるように抗力を調整する。ステップＳ２８において、制御部５２は、現在のクランク１２の回転速度を取得して、ステップＳ２９に移行する。
【0079】
ステップＳ２９において、制御部５２は、クランク１２の回転速度の増加量が第３閾値以上か否かを判定する。制御部５２は、ステップＳ２４において取得したクランク１２の回転速度と、ステップＳ２８において取得した現在のクランク１２の回転速度と、を比較してクランク１２の回転速度の増加量を算出する。制御部５２は、クランク１２の回転速度の増加量が第３閾値以上である場合、ステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０において、制御部５２は、抗力の調整を停止するように抗力調整部１８を制御して、図４および図５の処理を終了する。
【0080】
制御部５２は、ステップＳ２９においてクランク１２の回転速度の増加量が第３閾値よりも小さい場合、ステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１において、制御部５２は、経過期間が所定期間Ｔ１以上か否かを判定する。制御部５２は、例えば、ステップＳ２３において計測開始してからの経過期間が所定期間Ｔ１以上か否かを判定する。制御部５２は、経過期間が所定期間Ｔ１以上である場合、ステップＳ３０に移行する。制御部５２は、経過期間が所定期間Ｔ１よりも小さい場合、ステップＳ２８に移行する。
【0081】
制御部５２は、ステップＳ２６において人力駆動力の変化量が第１閾値よりも小さい場合、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２において、制御部５２は、経過期間が調整判定期間以上か否かを判定する。制御部５２は、例えば、ステップＳ２３において計測開始してからの経過期間が調整判定期間以上か否かを判定する。制御部５２は、経過期間が調整判定期間以上である場合、図４および図５の処理を終了する。制御部５２は、経過期間が調整判定期間よりも小さい場合、ステップＳ２５に移行する。
【0082】
図６を参照して、人力駆動力、抗力調整部１８による抗力、および、変速信号の経時的な変化の一例を説明する。図６の人力駆動力における実線は、抗力調整部１８によって抗力が調整される場合の人力駆動力の経時的な変化の例を示す。図６の人力駆動力における一点鎖線は、抗力調整部１８によって抗力が調整されない場合の人力駆動力の経時的な変化の例を示す。
【0083】
図６の変速信号における受信は、制御部５２が変速信号を受信した状態である。変速信号が受信した状態は、例えば、変速装置１６によって変速動作が実行されている状態と対応する。変速装置１６によって変速動作が実行されている状態は、例えば、電動変速装置３４の電動アクチュエータ３４Ｂが駆動されている状態を含む。変速信号が受信した状態は、変速信号を受信してから電動アクチュエータ３４Ｂの駆動を開始するまでの待機期間を含んでもよい。変速信号の非受信は、制御部５２が変速信号を受信していない状態である。制御部５２が変速信号を受信していない状態は、例えば、変速装置１６によって変速動作が実行されていない状態と対応する。変速装置１６によって変速動作が実行されていない状態は、例えば、電動変速装置３４の電動アクチュエータ３４Ｂが停止している状態を含む。
【0084】
時刻ｔ１１は、制御部５２が変速信号を受信した時刻である。制御部５２は、時刻ｔ１１において変速信号に応じて比率を変更するように電動変速装置３４を制御する。制御部５２は、時刻ｔ１１において人力駆動力を人力駆動力検出部４２から取得する。
【0085】
時刻ｔ１２は、人力駆動力が減少を開始する時刻を示す。電動変速装置３４の変速動作によって、チェーン２８Ａが異なるリアスプロケット３０Ａに掛け替えられ始めた後、チェーン２８Ａが掛け替えられる前のリアスプロケット３０Ａから外れた状態になると、チェーン２８Ａがリアスプロケット３０Ａに掛けられていないため、人力駆動力の伝達経路において抵抗が減少する。
【0086】
時刻ｔ１３は、時刻ｔ１１からの人力駆動力の減少量が第１閾値となった時刻である。時刻ｔ１３は、抗力の変化量が所定変化量となった時刻でもある。制御部５２は、時刻ｔ１３において抗力が増加するように抗力調整部１８を制御する。時刻ｔ１３から、回転トルクが増加することによって抗力が増加するため、図６において実線で示すように人力駆動力の減少が抑制される。
【0087】
時刻ｔ１４は、予め定める条件が満たされた時刻である。制御部５２は、時刻ｔ１４から、抗力調整部１８による抗力を減少させるように電気モータ３６を制御する。
【0088】
時刻ｔ１５は、抗力調整部１８による抗力の調整が停止される時刻である。制御部５２は、時刻ｔ１５において電気モータ３６の回生制動をオフする。時刻ｔ１４において抗力を減少させた後に、時刻ｔ１５において回生制動がオフされることによって、抗力が徐々に減少するため、抗力の急激な低下が抑制される。
【0089】
時刻ｔ１３から時刻ｔ１５の間において、チェーン２８Ａが掛け替えられる前のリアスプロケット３０Ａから外れてから、チェーン２８Ａが掛け替えられる後のリアスプロケット３０Ａにチェーン２８Ａが係合するまで、人力駆動力の伝達経路における抵抗は減少する。したがって、抗力調整部１８によって抗力を調整しない場合、抵抗の減少によって図６の一点鎖線に示すように人力駆動力が減少する。一方、抗力調整部１８によって抗力を調整する場合、抗力調整部１８の抗力が増加を開始するため、図６の実線に示すように人力駆動力の減少が抑制される。
【0090】
時刻ｔ１３から時刻ｔ１５の間において、チェーン２８Ａが掛け替えられる後のリアスプロケット３０Ａにチェーン２８Ａが係合すると、人力駆動力の伝達経路における抵抗は再び増加する。したがって、抗力調整部１８によって抗力を調整しない場合、抵抗の増加によって、図６の一点鎖線に示すように人力駆動力が増加する。抗力調整部１８によって抗力を調整する場合、抵抗の増加によって、図６の実線に示すように人力駆動力の減少は抑制される。
【0091】
＜変更例＞
実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用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。本開示に従う人力駆動車用の制御装置は、例えば以下に示される実施形態の変更例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変更例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変更例において、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その説明を省略する。
実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用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。本開示に従う人力駆動車用の制御装置は、例えば以下に示される実施形態の変更例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変更例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変更例において、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その説明を省略する。
【0092】
・制御部は、電気モータ３６にクランク１２の第２回転方向Ｒ２と対応する方向の回転トルクを発生させることによって、抗力を発生させてもよい。この場合、クランク１２に付与する制動力を変更できる。
【0093】
・制御部５２は、比率が変更される場合、人力駆動力の増加量が第４閾値以上になると抗力の増加を開始するように抗力調整部１８を制御するように構成されてもよい。第４閾値は、第１閾値と同じでもよく、異なっていてもよい。本変更例のように制御することによって、比率が変更される場合におけるペダリング時に人力駆動力が大きくなっていることを、ライダに知らせることができる。
【0094】
・制御部５２は、抗力が増加するように抗力調整部１８を制御するように構成される場合に、電気モータ３６の回転抵抗を人力駆動力に応じて調整しないように構成されてもよい。本変更例では、制御部５２は、例えば、抗力調整部１８を制御する場合、回生制動のオンとオフとの切り替えのみを行う。本変更例では、比率が変更される場合に抗力を増加するように抗力調整部１８を制御する場合、制御部５２は、回生制動をオンにする。本変更例では、抗力調整部１８による抗力の調整を停止する場合、制御部５２は、回生制動をオフにする。
【0095】
・図７に示されるように、電気モータ３６は、クラッチ６０を介してクランク１２に接続されてもよい。クラッチ６０は、例えば、ツーウェイクラッチおよび直結クラッチの一方を含む。例えば、クラッチ６０は、第１状態と、第２状態と、を設定可能に構成される。第１状態は、クランク１２の第１回転方向Ｒ１の回転トルクが電気モータ３６に伝達される状態である。第２状態は、クランク１２の第１回転方向Ｒ１の回転トルクが電気モータ３６に伝達されず、かつ、電気モータ３６の第１回転方向Ｒ１と対応する回転トルクがクランク１２に伝達される状態である。クラッチ６０は、例えば、電動アクチュエータによって第１状態と第２状態とのいずれかに設定される。制御部５２は、例えば、抗力が増加するように抗力調整部１８を制御する場合に、クラッチ６０が第１状態に設定されるようにクラッチ６０を制御するように構成される。制御部５２は、例えば、抗力が増加するように抗力調整部１８を制御しない場合に、クラッチ６０が第２状態に設定されるようにクラッチ６０を制御するように構成される。制御部５２は、例えば、アシスト力を発生させるように電気モータ３６を制御する場合、第２状態になるようにクラッチ６０を切り替えるように構成されてもよい。
【0096】
・制御部５２は、人力駆動車１０の推進をアシストするように電気モータ３６を制御しなくてもよい。本変更例では、電気モータ３６が人力駆動車１０の推進をアシストするように構成されなくてもよい。本変更例では、抗力調整部１８は、電気モータ３６に代えて、発電装置を含んでもよい。発電装置は、例えば、ダイナモを含む。抗力調整部１８は、例えば、クランク１２と発電装置との間に設けられる切替部をさらに含む。切替部は、例えば、電磁クラッチを含む。制御部５２は、抗力を増加するように抗力調整部１８を制御する場合、切替部を制御することによって、クランク１２と発電装置とを接続する。制御部５２は、抗力の調整を中止するように抗力調整部１８を制御する場合、切替部を制御することによって、クランク１２と発電装置とを切断する。電気モータ３６が人力駆動車１０の推進をアシストするように構成されない場合であっても、比率が変更される場合に抗力を増加するように抗力調整部１８を制御することによって、より好適に比率を変更できる。本変更例において、人力駆動車１０は、電気モータ３６とは別のアシストモータを備えてもよい。アシストモータは、人力駆動車１０の後輪２０Ａまたは前輪２０Ｂに設けられるハブモータであってもよい。
【0097】
・抗力調整部１８は、電気モータ３６に代えてまたは加えて、人力駆動力の伝達経路の動力伝達部材に制動力を発生させる制動装置を含んでもよい。制動装置は、例えば、摩擦制動によって抗力を発生できるように構成される。制動装置は、例えば、クランク軸２２、出力部２４、第１回転体２６、連結部材２８、後輪２０Ａ、前輪２０Ｂ、および、駆動輪１４のいずれか１つに接触可能な摩擦部材を含む。例えば、制動装置は、人力駆動力の伝達経路において、第２回転体３０よりも上流に設けられる。制動装置は、例えば、クランク軸２２、出力部２４、第１回転体２６、連結部材２８、後輪２０Ａ、前輪２０Ｂ、および、駆動輪１４のいずれか１つに摩擦部材を押し付けることによって回転トルクを発生させるように構成される。
【0098】
・制御部５２は、ステップＳ１１において、アップシフト変速信号およびダウンシフト変速信号に関わらず、変速信号を検出したか否かを判定してもよい。本変更例の制御部５２は、ステップＳ１１において、変速信号を検出するとステップＳ１２に移行する。本変更例の制御部５２は、ステップＳ１１において変速信号を検出しないと図４および図５の処理を終了する。本変更例では、例えば、ステップＳ１８に代えて、制御部５２は、比率の変更が完了したか否かの判定を行う。制御部５２は、例えば、クランク１２の回転速度の変化量の絶対値が所定閾値以上の場合、比率の変更が完了したと判定する。制御部５２は、比率の変更が完了した場合、ステップＳ１９に移行する。制御部５２は、比率の変更が完了していない場合、ステップＳ２０に移行する。
【0099】
・制御部５２は、図４のステップＳ１７およびステップＳ１８の処理を省略してもよい。本変更例では、ステップＳ１６の処理が実行されると、ステップＳ２０に移行する。本変更例では、ステップＳ１３において、クランク１２の回転速度を取得しなくてもよい。
【0100】
・制御部５２は、図５のステップＳ２８およびステップＳ２９の処理を省略してもよい。本変更例では、ステップＳ２７の処理が実行されると、ステップＳ３１に移行する。本変更例では、ステップＳ２４において、クランク１２の回転速度を取得しなくてもよい。
【0101】
・制御部５２は、連結部材２８が第１回転体２６および第２回転体３０の少なくとも１つから外れた場合に、人力駆動力が減少すると抗力を増加するように抗力調整部１８を制御するように構成されてもよい。本変更例では、人力駆動車１０は、例えば、連結部材２８と、第１回転体２６および第２回転体３０の少なくとも１つとの係合状態を検出する検出部を含む。
【0102】
・変速装置１６は、変速操作装置４０と機械的に接続されるマニュアル変速機を含んでいてもよい。本変更例では、人力駆動車１０は、例えば、変速操作装置４０または変速装置１６の状態を検出する検出部を含む。制御部５２は、検出部によって、変速操作装置４０の操作、または、変速装置１６の動作が検出された場合、抗力を調整するように抗力調整部１６制御するように構成されてもよい。
【0103】
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】
【0104】
１０…人力駆動車、１２…クランク、１４…駆動輪、１６…変速装置、１８…抗力調整部、３４…電動変速装置、３６…電気モータ、５０…制御装置、５２…制御部、６０…クラッチ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】