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  • -人力駆動車用の制御装置 図1
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(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】P2024161493
(43)【公開日】2024-11-19
(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 25/08 20060101AFI20241112BHJP
【FI】
B62M25/08
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024135603
(22)【出願日】2024-08-15
(62)【分割の表示】P 2020094530の分割
【原出願日】2020-05-29
(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】謝花 聡
(72)【発明者】
【氏名】川▲崎▼ 充彦
(57)【要約】
【課題】変速機を好適に制御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は、人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、前記変速比率が第1変速比率以下の場合の前記第1範囲を規定する第1閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第1閾値とは異なる、制御装置
【選択図】図2
【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、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合の前記第1範囲を規定する第1閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第1閾値よりも大きい、制御装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記人力駆動車のライダの負荷に応じて前記第1閾値を変更する、請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合の前記第1範囲を規定する第1閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第1閾値とは異なり、
前記制御部は、前記人力駆動車のライダの負荷に応じて前記第1閾値を変更し、
前記ライダの負荷が所定負荷以上の場合、かつ、前記変速比率が前記第1変速比率の場合の前記第1閾値は、前記ライダの負荷が前記所定負荷よりも小さい場合、かつ、前記変速比率が前記第1変速比率の場合の前記第1閾値よりも大きい、制御装置。
【請求項4】
前記ライダの負荷が所定負荷以上の場合、かつ、前記変速比率が前記第1変速比率の場合の前記第1閾値は、前記ライダの負荷が前記所定負荷よりも小さい場合、かつ、前記変速比率が前記第1変速比率の場合の前記第1閾値よりも大きい、請求項2に記載の制御装置。
【請求項5】
前記制御部は、所定期間における前記ライダの負荷に応じて前記第1閾値を変更する、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】
前記ライダの負荷は、前記ライダによって前記人力駆動車に入力される人力駆動力を含む、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】
前記人力駆動力は、前記ライダによって前記人力駆動車の前記クランク軸に入力される前記クランク軸の回転方向のトルクを含む、請求項6に記載の制御装置。
【請求項8】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合の前記第1範囲を規定する第1閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第1閾値とは異なり、
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合の前記第1閾値は、前記変速比率が小さいほど大きい、制御装置。
【請求項9】
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合の前記第1閾値は、前記変速比率が小さいほど大きい、請求項1から7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、前記クランク軸の回転速度が前記第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を大きくするように前記変速機を制御する、請求項1から9のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項11】
前記第1範囲の上限は、前記第1閾値によって規定され、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が前記第1閾値よりも大きくなると、前記変速比率を大きくするように前記変速機を制御する、請求項10に記載の制御装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第2範囲内から前記第2範囲外になると、前記変速比率を小さくするように前記変速機を制御する、請求項1から11のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項13】
前記第2範囲の下限は、第2閾値によって規定され、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が前記第2閾値よりも小さくなると、前記変速比率を小さくするように前記変速機を制御する、請求項12に記載の制御装置。
【請求項14】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合の前記第1範囲を規定する第1閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第1閾値とは異なり、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第2範囲内から前記第2範囲外になると、前記変速比率を小さくするように前記変速機を制御し、
前記第2範囲の下限は、第2閾値によって規定され、
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が前記第2閾値よりも小さくなると、前記変速比率を小さくするように前記変速機を制御し、
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合の前記第2閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第2閾値と等しい、制御装置。
【請求項15】
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合の前記第2閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第2閾値と等しい、請求項13に記載の制御装置。
【請求項16】
前記制御部は、前記人力駆動車が走行を停止する場合および前記人力駆動車の走行が再開される場合の少なくとも1つにおいて、前記変速比率を第2変速比率に変更し、
前記第1変速比率は、前記第2変速比率以下である、請求項1から15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】
本発明は、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に開示されている人力駆動車用の制御装置は、人力駆動車の変速比率を変更する変速機を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2013-47085号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的の1つは、変速機を好適に制御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】
本発明の第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、人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、前記変速比率が第1変速比率以下の場合の前記第1範囲を規定する第1閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第1閾値とは異なる。
上記第1側面の制御装置によれば、第1変速比率以下の場合と第1変速比率よりも大きい場合とにおいて好適な第1閾値を用いることができるため、変速機を好適に制御できる。
【0006】
前記第1側面に従う第2側面の制御装置において、前記変速比率が第1変速比率以下の場合の前記第1範囲を規定する第1閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第1閾値よりも大きい。
上記第2側面の制御装置によれば、変速比率が第1変速比率以下の場合の第1範囲を規定する第1閾値は、変速比率が第1変速比率よりも大きい場合の第1閾値よりも大きくできる。
【0007】
前記第1または第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、前記人力駆動車のライダの負荷に応じて前記第1閾値を変更する。
上記第3側面の制御装置によれば、ライダの負荷に好適な第1閾値を用いることができる。
【0008】
前記第3側面に従う第4側面の制御装置において、前記ライダの負荷が所定負荷以上の場合、かつ、前記変速比率が前記第1変速比率の場合の前記第1閾値は、前記ライダの負荷が所定負荷よりも小さい場合、かつ、前記変速比率が前記第1変速比率の場合の前記第1閾値よりも大きい。
上記第4側面の制御装置によれば、ライダの負荷が所定負荷以上の場合、かつ、変速比率が第1変速比率の場合の第1閾値を、ライダの負荷が所定負荷よりも小さい場合、かつ、変速比率が第1変速比率の場合の第1閾値よりも大きくできる。
【0009】
前記第3または第4側面に従う第5側面の制御装置において、前記制御部は、所定期間における前記ライダの負荷に応じて前記第1閾値を変更する。
上記第5側面の制御装置によれば、所定期間におけるライダの負荷に応じて第1閾値を変更できる。
【0010】
前記第3から第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、前記ライダの負荷は、前記ライダによって前記人力駆動車に入力される人力駆動力を含む。
上記第6側面の制御装置によれば、人力駆動力に応じて第1閾値を変更できる。
【0011】
前記第6側面に従う第7側面の制御装置において、前記人力駆動力は、前記ライダによって前記人力駆動車の前記クランク軸に入力される前記クランク軸の回転方向のトルクを含む。
上記第7側面の制御装置によれば、ライダによって人力駆動車のクランク軸に入力されるクランク軸の回転方向のトルクに応じて第1閾値を変更できる。
【0012】
前記第1から第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、前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合の前記第1閾値は、前記変速比率が小さいほど大きい。
上記第8側面の制御装置によれば、変速比率が第1変速比率以下の場合の第1閾値は、変速比率が小さいほど大きくできる。
【0013】
前記第1から第8側面のいずれか1つに従う第9側面の制御装置において、前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が前記第1範囲内から前記第1範囲外になると、前記変速比率を大きくするように前記変速機を制御する。
上記第9側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度が第1範囲内から第1範囲外になると、変速比率を大きくするように変速機を制御できる。
【0014】
前記第9側面に従う第10側面の制御装置において、前記第1範囲の上限は、前記第1閾値によって規定され、前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が前記第1閾値よりも大きくなると、前記変速比率を大きくするように前記変速機を制御する。
上記第10側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度が第1閾値よりも大きくなると、変速比率を大きくするように変速機を制御するため、クランク軸の回転速度の増加を抑制できる。このため、ライダの負荷の低下を抑制できる。
【0015】
前記第1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、前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が第2範囲内から前記第2範囲外になると、前記変速比率を小さくするように前記変速機を制御する。
上記第11側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度が第2範囲内から第2範囲外になると、変速比率を小さくするように変速機を制御できる。
【0016】
前記第11側面に従う第12側面の制御装置において、前記第2範囲の下限は、第2閾値によって規定され、前記制御部は、前記クランク軸の回転速度が前記第2閾値よりも小さくなると、前記変速比率を小さくするように前記変速機を制御する。
上記第12側面の制御装置によれば、クランク軸の回転速度が第2閾値よりも小さくなると、変速比率を小さくするように変速機を制御するため、クランク軸の回転速度の減少を抑制できる。このため、ライダの負荷の増加を抑制できる。
【0017】
前記第12側面に従う第13側面の制御装置において、前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合の前記第2閾値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合の前記第2閾値と等しい。
上記第13側面の制御装置によれば、変速比率が第1変速比率以下の場合と、第1変速比率よりも大きい場合とで、同じ第2閾値を用いて変速機を制御できる。
【0018】
前記第1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、前記制御部は、前記人力駆動車が走行を停止する場合および前記人力駆動車の走行が再開される場合の少なくとも1つにおいて、前記変速比率を第2変速比率に変更し、前記第1変速比率は、前記第2変速比率以下である。
上記第14側面の制御装置によれば、第2変速比率以下において、第1変速比率以下の場合と第1変速比率よりも大きい場合とにおいて、第1閾値を異ならせることができる。
【発明の効果】
【0019】
本開示の人力駆動車用の制御装置は、変速機を好適に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】第1実施形態の人力駆動車用の制御装置を含む人力駆動車の側面図。
図2】第1実施形態の人力駆動車用の制御装置を含む人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。
図3図2の制御部によって実行され、変速機を制御する処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0021】
<実施形態>
図1から図3を参照して、実施形態の人力駆動車用の制御装置50について説明する。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、および、ハンドバイク、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3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H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H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、自転車として説明する。
【0022】
人力駆動車10は、人力駆動力H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、さらに備える。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20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22によって後輪14Aと連結される。駆動機構22は、クランク軸12Aに連結される第1回転体24を含む。クランク軸12Aは、第1回転体24と一体回転するように連結されてもよく、第1ワンウェイクラッチを介して連結されていてもよい。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24を前転させ、クランク12が後転した場合に、クランク12と第1回転体24との相対回転を許容するように構成される。第1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。駆動機構22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24の回転力を第2回転体26に伝達する。連結部材28は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。
【0023】
第2回転体26は、後輪14Aに連結される。第2回転体26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26と後輪14Aとの間には、好ましくは、第2ワンウェイクラッチが設けられている。第2ワンウェイクラッチは、第2回転体26が前転した場合に、後輪14Aを前転させ、第2回転体26が後転した場合に、第2回転体26と後輪14Aとの相対回転を許容するように構成される。
【0024】
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34がステム32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22によってクランク12に連結されるが、後輪14Aおよび前輪14Bの少なくとも1つが、駆動機構22によってクランク12に連結されてもよい。
【0025】
人力駆動車10は、変速機36を備える。変速機36は、人力駆動車10のクランク軸12Aの回転速度Cに対する人力駆動車10の車輪14の回転速度Wの比率である変速比率Rを変更する。変速比率Rは、クランク軸12Aの回転速度Cに対する駆動輪の回転速度の比率である。本実施形態では、駆動輪は後輪14Aである。変速機36は、例えばフロントディレイラ、リアディレイラ、および、内装変速機の少なくとも1つを含む。変速機36が内装変速機を含む場合、内装変速機は、例えば、後輪14Aのハブに設けられる。変速機36は、アクチュエータ38によって動作するように構成される。アクチュエータ38は、電気アクチュエータを含む。アクチュエータ38は、例えば、電気モータを含む。
【0026】
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。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。好ましくは、制御装置50は、記憶部54をさらに含む。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。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。
【0027】
好ましくは、人力駆動車10は、クランク回転センサ40を含む。クランク回転センサ40は、クランク軸12Aの回転速度Cに応じた情報を検出するように構成される。クランク回転センサ40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40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24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40は、クランク軸12Aの回転速度C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24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、磁石は、クランク軸12Aと第1回転体24との間に第1ワンウェイクラッチが設けられない場合、第1回転体24に設けられてもよい。クランク回転センサ40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などを含んでいてもよい。クランク回転センサ40は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部52に接続される。好ましくは、クランク回転センサ40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40は、車速センサを含んで構成されていてもよい。クランク回転センサ40が車速センサを含む場合、例えば、制御部52は、車速センサによって検出される車速と、変速比率Rとに応じてクランク軸12Aの回転速度Cを算出するように構成される。
【0028】
好ましくは、人力駆動車10は、トルクセンサ42を含む。トルクセンサ42は、人力駆動力Hによってクランク12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。トルクセンサ42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、好ましくは、第1ワンウェイクラッチよりも動力伝達経路の上流側に設けられる。トルクセンサ42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42は、動力伝達経路、または、動力伝達経路に含まれる部材の近傍に含まれる部材に設けられる。動力伝達経路に含まれる部材は、例えば、クランク軸12A、クランク軸12Aと第1回転体24との間において人力駆動力Hを伝達する部材、クランクアーム12B、または、ペダル20である。トルクセンサ42は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部52に接続される。トルクセンサ42は、人力駆動力H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20に与えられる圧力を検出するセンサ、または、チェーンの張力を検出するセンサなどを含んでいてもよい。
【0029】
制御部52は、変速機36を制御する。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第1範囲W1内から第1範囲W1外になると、変速比率Rを変更するように変速機36を制御する。第1範囲W1は、第1閾値C1によって規定される。本実施形態では、第1範囲W1の上限は、第1閾値C1によって規定される。第1範囲W1は、第1閾値C1以下の範囲を含む。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第1範囲W1内から第1範囲W1外になると、変速比率Rを大きくするように変速機36を制御する。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第1閾値C1よりも大きくなると、変速比率Rを大きくするように変速機36を制御する。クランク軸12Aの回転速度Cが第1閾値C1よりも大きい場合、制御部52は、変速比率Rを大きくするため、ライダの負荷を大きくできる。このため、クランク軸12Aの回転速度Cが第1閾値C1以下になりやすい。
【0030】
変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第1範囲W1を規定する第1閾値C1は、変速比率Rが第1変速比率R1よりも大きい場合の第1閾値C1とは異なる。好ましくは、変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第1範囲W1を規定する第1閾値C1は、変速比率Rが第1変速比率R1よりも大きい場合の第1閾値C1よりも大きい。
【0031】
好ましくは、制御部52は、人力駆動車10が走行を停止する場合および人力駆動車10の走行が再開される場合の少なくとも1つにおいて、変速比率Rを第2変速比率R2に変更する。好ましくは、第1変速比率R1は、第2変速比率R2以下である。
【0032】
表1は、変速比率Rを12段階において変更可能な変速機36と、第1閾値C1との関係の第1例を示す。変速比率Rは、変速段が大きくなるほど大きい。表1に示す5段の変速比率RA5は、第2変速比率R2と対応する。表1に示す1段から4段の変速比率RA1から変速比率RA4は、第1変速比率R1と対応する。表1において、変速比率Rが変速比率RA5以上の場合、第1閾値C1は、基準値CAである。表1において、変速比率Rが変速比率RA5よりも小さい場合、第1閾値C1は、基準値CAに第1値CXを加算した値である。表1における基準値CAは、例えば、80rpmである。表1における第1値CXは、例えば、30rpmである。
【0033】
【表1】
【0034】
制御部52は、人力駆動車のライダの負荷Lに応じて第1閾値C1を変更してもよい。好ましくは、ライダの負荷Lは、ライダによって人力駆動車10に入力される人力駆動力Hを含む。好ましくは、人力駆動力Hは、ライダによって人力駆動車10のクランク軸12Aに入力されるクランク軸12Aの回転方向のトルクHTを含む。
【0035】
例えば、ライダの負荷Lが所定負荷LX以上の場合、かつ、変速比率Rが第1変速比率R1の場合の第1閾値C1は、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも小さい場合、かつ、変速比率Rが第1変速比率R1の場合の第1閾値C1よりも大きい。好ましくは、制御部52は、所定期間TXにおけるライダの負荷Lに応じて第1閾値C1を変更する。制御部52は、例えば、所定周期毎にライダの負荷Lを算出する。所定周期は、例えば、トルクセンサ42の検出周期である。所定周期は、トルクセンサ42の検出周期よりも長くてもよい。制御部52は、例えば、複数回の所定周期において複数回連続してライダの負荷Lが所定負荷LXよりも小さい場合、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも小さいと判定する。制御部52は、例えば、複数回の所定周期のうち所定回数以上において負荷Lが所定負荷LXよりも小さい場合、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも小さいと判定する。
【0036】
表2は、変速比率Rを12段階において変更可能な変速機36と、第1閾値C1との関係の第2例を示す。表2に示す5段の変速比率RA5は、第2変速比率R2と対応する。表2に示す変速段の1段から4段の変速比率RA1から変速比率RA4は、第1変速比率R1と対応する。表2において、変速比率Rが変速比率RA5以上の場合、第1閾値C1は、負荷Lの大きさに関わらず、基準値CAである。表2において、変速比率Rが変速比率RA5よりも小さい場合、かつ、負荷Lが所定負荷LXよりも小さい場合、第1閾値C1は、基準値CAである。表2において、変速比率Rが変速比率RA5よりも小さい場合、かつ、負荷Lが所定負荷LX以上の場合、第1閾値C1は、基準値CAに第2値CYを加算した値である。表2における基準値CAは、例えば、80rpmである。表2における第2値CYは、例えば、10rpmである。表2における所定負荷LXは、例えば、10Nm以上かつ70Nm以下である。表2における所定負荷LXは、例えば、25Nm以上かつ45Nm以下である。
【0037】
【表2】
【0038】
表3は、変速比率Rを12段階において変更可能な変速機36と、第1閾値C1との関係の第3例を示す。表3に示す5段の変速比率RA5は、第2変速比率R2と対応する。表3に示す変速段の1段から4段の変速比率RA1から変速比率RA4は、第1変速比率R1と対応する。表3において、変速比率Rが変速比率RA5以上の場合、第1閾値C1は、負荷Lの大きさに関わらず、基準値CAである。表3において、変速比率Rが変速比率RA5よりも小さい場合、かつ、負荷Lが所定負荷LXよりも小さい場合、かつ、負荷Lが第1負荷LYよりも小さい場合、第1閾値C1は、基準値CAに第3値CZを加算した値である。表3において、変速比率Rが変速比率RA5よりも小さい場合、かつ、負荷Lが所定負荷LXよりも小さい場合、かつ、負荷Lが第1負荷LY以上の場合、第1閾値C1は、基準値CAに第5値CWを加算した値である。好ましくは、第4値CVは、第3値CZよりも大きい。好ましくは、第5値CWは、第4値CVよりも大きい。表3における基準値CAは、例えば、80rpmである。表3における第3値CZは、例えば、5rpmである。表3における第4値CVは、例えば、10rpmである。表3における第5値CWは、例えば、20rpmである。表3における所定負荷LXは、例えば、0Nm以上かつ30Nm以下である。表3における所定負荷LXは、例えば、5Nm以上かつ15Nm以下である。表3における第1負荷LYは、例えば、5Nm以上かつ70Nm以下である。表3における所定負荷LXは、例えば、10Nm以上かつ45Nm以下である。
【0039】
【表3】
【0040】
変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第1閾値C1は、変速比率Rが小さいほど大きくてもよい。表4は、変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第1閾値C1が変速比率Rが小さいほど大きくなる場合の、変速比率Rと、負荷Lと、第1閾値C1との関係の一例を示す。表4における所定負荷LXは、例えば、0Nm以上かつ30Nm以下である。表4における所定負荷LXは、例えば、5Nm以上かつ15Nm以下である。表4における第1負荷LYは、例えば、5Nm以上かつ70Nm以下である。表4における所定負荷LXは、例えば、10Nm以上かつ45Nm以下である。
【0041】
【表4】
【0042】
好ましくは、制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第2範囲W2内から第2範囲W2外になると、変速比率Rを小さくするように変速機36を制御する。第2範囲W2は、第2閾値C2によって規定される。本実施形態では、第2範囲W2の下限は、第2閾値C2によって規定される。第2範囲W2は、第2閾値C2以上の範囲を含む。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第2閾値C2よりも小さくなると、変速比率Rを小さくするように変速機36を制御する。クランク軸12Aの回転速度Cが第2閾値C2よりも小さい場合、制御部52は、変速比率Rを小さくするため、ライダの負荷を小さくできる。このため、クランク軸12Aの回転速度Cが第2閾値C2以上になりやすい。
【0043】
好ましくは、変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第2閾値C2は、変速比率Rが第1変速比率R1よりも大きい場合の第2閾値C2と等しい。好ましくは、変速比率Rを複数段階において変更可能な変速機36の場合、全ての段階において第2閾値C2が等しい。第2閾値C2は、例えば、60rpmである。
【0044】
図3を参照して、変速機36を制御する処理について説明する。制御部52は、制御部52に電力が供給されると、処理を開始して図3に示すフローチャートのステップS11に移行する。制御部52は、図3のフローチャートが終了すると、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップS11からの処理を繰り返す。
【0045】
制御部52は、ステップS11において、人力駆動車10が走行を開始、または、走行を停止するか否かを判定する。制御部52は、例えば、クランク軸12Aの回転速度Cおよび人力駆動車10の車速の少なくとも1つに応じて、人力駆動車10が走行を開始、または、走行を停止すると判定する。制御部52は、ステップS11において、人力駆動車10が走行を開始、または、走行を停止する場合、ステップS12に移行する。
【0046】
制御部52は、ステップS12において、変速比率Rが第2変速比率R2か否かを判定する。制御部52は、変速比率Rが第2変速比率R2の場合、処理を終了する。制御部52は、変速比率Rが第2変速比率R2ではない場合、ステップS13に移行する。制御部52は、ステップS13において、変速比率Rを第2変速比率R2に変更するように変速機36を制御し、処理を終了する。
【0047】
制御部52は、ステップS11において、人力駆動車10が走行を開始、または、走行を停止しない場合、すなわち、人力駆動車10が走行中である場合、ステップS14に移行する。制御部52は、ステップS14において、第1閾値C1を設定し、ステップS15に移行する。例えば、制御部52は、表1、表2、表3、および、表4のいずれかを用いて、変速比率Rおよび負荷Lに応じて第1閾値C1を算出し、算出した第1閾値C1によって第1範囲W1を規定する。
【0048】
制御部52は、ステップS15において、クランク軸12Aの回転速度Cが第1範囲W1外か否かを判定する。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第1閾値C1よりも大きい場合、クランク軸12Aの回転速度Cが第1範囲W1外と判定する。ステップS15において、制御部52は、ステップS14によって設定された第1閾値C1を用いて、判定処理を行う。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第1範囲W1外の場合、ステップS16に移行する。制御部52は、ステップS16において、変速比率Rを大きくするように変速機36を制御し、処理を終了する。
【0049】
制御部52は、ステップS15において、クランク軸12Aの回転速度Cが第1範囲W1外ではない場合、ステップS17に移行する。制御部52は、ステップS17において、クランク軸12Aの回転速度Cが第2範囲W2外か否かを判定する。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第2閾値C2よりも小さい場合、クランク軸12Aの回転速度Cが第2範囲W2外と判定する。制御部52は、クランク軸12Aの回転速度Cが第2範囲W2外の場合、ステップS18に移行する。制御部52は、ステップS18において、変速比率Rを小さくするように変速機36を制御し、処理を終了する。
【0050】
制御部52は、変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第1範囲W1の上限を規定する第1閾値C1を、変速比率Rが第1変速比率R1よりも大きい場合の第1閾値C1よりも大きくする。このため、変速比率Rが小さい場合に、変速比率Rが大きくなりにくい。例えば、人力駆動車10が勾配の大きい登坂路を走行する場合、変速比率Rが第1変速比率R1以下の状態において人力駆動車10を走行する状況が発生しやすい。変速比率Rが第1変速比率R1以下の状態において人力駆動車10が走行する場合、例えば、路面の凸部を乗り超えた直後において、ライダの負荷Lが低下するため、クランク軸12Aの回転速度Cが上昇しやすい。制御部52は、変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合、第1閾値C1を大きくするため、クランク軸12Aの回転速度Cが上昇しても変速比率Rが大きくなりにくい。
【0051】
制御部52は、ライダの負荷Lが所定負荷LX以上の場合、かつ、変速比率Rが第1変速比率R1の場合の第1閾値C1を、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも小さい場合、かつ、変速比率Rが第1変速比率R1の場合の第1閾値C1よりも大きくする。このため、変速比率Rが第1変速比率R1以下の状態において人力駆動車10を走行する場合、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも大きいほど、クランク軸12Aの回転速度Cが大きくならないと、変速比率Rが大きくなりにくい。例えば、人力駆動車10が路面の凸部を乗り越える場合等に、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも大きくなりやすい。変速比率Rが第1変速比率R1以下の状態、かつ、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも大きい場合において、人力駆動車10が走行する場合、例えば、路面の凸部を乗り越えた直後において、ライダの負荷Lが低下するため、クランク軸12Aの回転速度Cが上昇しやすい。制御部52は、変速比率Rが第1変速比率R1以下、かつ、ライダの負荷Lが所定負荷LXよりも大きい場合、第1閾値C1を大きくするため、クランク軸12Aの回転速度Cが上昇しても変速比率Rが大きくなりにくい。
【0052】
制御部52は、所定期間TXにおけるライダの負荷Lに応じて第1閾値C1を変更するため、例えば、路面の凸部を乗り超えた直後において、ライダの負荷Lが一時的に低下する場合には、第1閾値C1が小さくなりにくい。このため、ライダの負荷Lが一時的に低下することによって変速比率Rが変更されることを抑制できる。
【0053】
<変形例>
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その説明を省略する。
【0054】
・第1閾値C1は、第1範囲W1の下限を規定する値であってもよい。この場合、好ましくは、第2閾値C2は、第2範囲W2の上限を規定する値である。
【0055】
・変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第2閾値C2は、変速比率Rが第1変速比率R1よりも大きい場合の第2閾値C2と異なっていてもよい。例えば、変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第2閾値C2は、変速比率Rが第1変速比率R1よりも大きい場合の第2閾値C2よりも大きい。例えば、変速比率Rが第1変速比率R1以下の場合の第2閾値C2は、変速比率Rが第1変速比率R1よりも大きい場合の第2閾値C2よりも小さい。
【0056】
・ライダの負荷Lは、人力駆動車10が走行する道路の勾配を含んでいてもよい。この場合、例えば、人力駆動車10は、傾斜角度検出部を備える。傾斜角度検出部は、例えば、傾斜センサおよび走行路の道路勾配を取得できるGPS装置を含む。制御部52は、傾斜角度検出部から入力される信号に応じて道路勾配を算出し、道路勾配に応じて第1閾値C1を変更する。
【0057】
・人力駆動力Hは、ライダによって人力駆動車10のクランクアーム12Bに入力される力であってもよく、ペダル20に入力される力であってもよい。
【0058】
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】
【0059】
10…人力駆動車、12A…クランク軸、14…車輪、36…変速機、50…制御装置、52…制御部。
図1
図2
図3
【手続補正書】
【提出日】2024-09-09
【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】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、車速センサによって検出される車速と、前記変速比率と、に応じた前記クランク軸の回転速度に相当する値に応じて、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値よりも大きい、制御装置。
【請求項2】
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値、および、前記人力駆動車のライダの負荷は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値、および、前記ライダの負荷よりも大きい、請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、車速センサによって検出される車速と、前記変速比率と、に応じた前記クランク軸の回転速度に相当する値に応じて、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値とは異なり、
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記人力駆動車のライダの負荷は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記ライダの負荷よりも大きい、制御装置。
【請求項4】
前記ライダの負荷は、所定期間における前記ライダの負荷である、請求項2または3に記載の制御装置。
【請求項5】
前記ライダの負荷は、前記ライダによって前記人力駆動車に入力される人力駆動力を含む、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】
前記人力駆動力は、前記ライダによって前記クランク軸に入力される前記クランク軸の回転方向のトルクを含む、請求項5に記載の制御装置。
【請求項7】
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値は、前記変速比率が小さいほど大きい、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】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、車速センサによって検出される車速と、前記変速比率と、に応じた前記クランク軸の回転速度に相当する値に応じて、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値とは異なり、前記変速比率が小さいほど大きい、制御装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記クランク軸の回転速度に相当する値が小さくなると、前記変速比率を小さくするように前記変速機を制御する、請求項1から8のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項10】
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合において前記変速比率を小さくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を小さくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値と等しい、請求項9に記載の制御装置。
【請求項11】
人力駆動車用の制御装置であって、
前記人力駆動車のクランク軸の回転速度に対する前記人力駆動車の車輪の回転速度の比率である変速比率を変更する変速機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、車速センサによって検出される車速と、前記変速比率と、に応じた前記クランク軸の回転速度に相当する値に応じて、前記変速比率を変更するように前記変速機を制御し、
前記変速比率が第1変速比率以下の場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を大きくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値とは異なり、
前記変速比率が前記第1変速比率以下の場合において前記変速比率を小さくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値は、前記変速比率が前記第1変速比率よりも大きい場合において前記変速比率を小さくするように前記制御部が前記変速機を制御するときの前記クランク軸の回転速度に相当する値と等しい、制御装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記人力駆動車が走行を停止する場合および前記人力駆動車の走行が再開される場合の少なくとも1つにおいて、前記変速比率を第2変速比率に変更し、
前記第1変速比率は、前記第2変速比率以下である、請求項1から10のいずれか一項に記載の制御装置。