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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-28
(45)【発行日】2022-12-06
(54)【発明の名称】人力駆動車用駆動装置およびその制御方法
(51)【国際特許分類】
B62M 6/45 20100101AFI20221129BHJP
B62J 3/10 20200101ALI20221129BHJP
B62J 50/22 20200101ALI20221129BHJP
B62M 6/90 20100101ALI20221129BHJP
H02P 29/02 20160101ALI20221129BHJP
【ＦＩ】
B62M6/45
B62J3/10
B62J50/22
B62M6/90
H02P29/02
【請求項の数】
23
(21)【出願番号】P 2018134370
(22)【出願日】2018-07-17
(65)【公開番号】P2020011583
(43)【公開日】2020-01-23
【審査請求日】2021-06-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000002439
【氏名又は名称】株式会社シマノ
(74)【代理人】
【識別番号】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】沼田 史英
(72)【発明者】
【氏名】土澤 康弘
(72)【発明者】
【氏名】木谷 哲也
(72)【発明者】
【氏名】中村 一良
【審査官】中川 隆司
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－２６３１８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３４８８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７１４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１３４６１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－１７５４６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２７６８８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１１１０１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｍ ６／４５
Ｂ６２Ｊ ３／１０
Ｂ６２Ｊ ５０／２２
Ｂ６２Ｍ ６／９０
Ｈ０２Ｐ ２９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、前記クランク軸が逆回転している状態において、前記第１回転方向への回転トルクが発生するように前記電気モータを制御する制御装置と、を含む人力駆動車用駆動装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記クランク軸の逆回転の回転速度が、予め定める第１速度以下になるように、前記電気モータを制御する、請求項１に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記クランク軸の回転状態に応じて、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストするアシストモードと、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストさせない非アシストモードとのいずれか一方で動作し、前記アシストモードの状態において、前記クランク軸が逆回転している状態になると、前記電気モータに前記第１回転方向への回転トルクを発生させる、請求項１または２に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態において、予め定める条件が満たされると、前記電気モータに前記第１回転方向への回転トルクを発生させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項5】
クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、前記クランク軸が逆回転している状態において、前記第１回転方向への回転トルクが発生するように前記電気モータを制御し、予め定める警告情報を通知装置に出力させる制御装置と、を含む人力駆動車用駆動装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記クランク軸の回転状態に応じて、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストするアシストモードと、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストさせない非アシストモードとのいずれか一方で動作し、前記アシストモードの状態において、前記クランク軸が逆回転している状態になると、前記通知装置に予め定める警告情報を出力させる、請求項５に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項7】
前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態において、予め定める条件が満たされると、前記通知装置に予め定める警告情報を出力させる、請求項５または６に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項8】
クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、バッテリに電気的に接続されるバッテリ接続部と、
スイッチング素子を有し、前記電気モータおよび前記バッテリ接続部を、前記スイッチング素子を介して電気的に接続するように構成される電気回路と、
前記クランク軸が逆回転している状態において、前記第１回転方向への回転トルクが発生するように前記電気モータを制御し、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断するように前記スイッチング素子を制御する制御装置と、を含む、人力駆動車用駆動装置。
【請求項9】
前記スイッチング素子は、トランジスタおよびリレーの少なくとも一方を含む、請求項８に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項10】
前記スイッチング素子は、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断した状態で、前記バッテリ接続部から前記電気モータへの電流は遮断しないように構成される、請求項８または９に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項11】
前記電気モータと、前記バッテリ接続部と、前記電気回路とが設けられる第１ハウジングをさらに含む、請求項８～１０のいずれか１項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項12】
前記バッテリが収容される第２ハウジングをさらに含み、前記バッテリ接続部および前記電気回路は、前記第２ハウジングに設けられる、請求項８～１０のいずれか１項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項13】
前記制御装置は、前記クランク軸の回転状態に応じて、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストするアシストモードと、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストさせない非アシストモードとのいずれか一方で動作し、前記アシストモードの状態において、前記クランク軸が逆回転している状態になると、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断するように前記スイッチング素子を制御する、請求項８～１２のいずれか１項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項14】
前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態において、予め定める条件が満たされると、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断するように前記スイッチング素子を制御する、請求項８～１３のいずれか１項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項15】
クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、前記電気モータに連結される第１接続部と、前記クランク軸に連結される第２接続部とを備え、前記第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率を変更するように構成される変速機と、
前記クランク軸が逆回転している状態において、前記第１回転方向への回転トルクが発生するように前記電気モータを制御し、前記クランク軸が逆回転する場合における前記比率が、前記クランク軸が正回転する場合における前記比率よりも小さくなるように前記変速機を制御する制御装置と、を含む、人力駆動車用駆動装置。
【請求項16】
前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態において、予め定める条件が満たされると、前記クランク軸が逆回転する場合における前記比率が、前記クランク軸が正回転する場合における前記比率よりも小さくなるように前記変速機を動作させる、請求項１５に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項17】
前記クランク軸が逆回転している状態において、前記制御装置は、予め定める警告情報を通知装置に出力させる、請求項８～１４のいずれか１項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項18】
前記予め定める条件は、前記電気モータの前記第２回転方向への回転速度が、予め定める第２速度以上になることを含む、請求項４，７，１４，１６のいずれか一項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項19】
前記電気モータに連結される第１接続部と、前記クランク軸に連結される第２接続部とを備え、前記第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率を変更するように構成される変速機をさらに含み、前記予め定める条件は、前記クランク軸が逆回転している状態における前記変速機の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上になることを含む、請求項４，７，１４のいずれか一項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項20】
前記予め定める条件は、前記クランク軸が逆回転している状態における前記変速機の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上になることを含む、請求項１６に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項21】
前記予め定める条件は、前記電気モータが前記第２回転方向への回転することによって発生した回生電圧が、予め定める第１の値以上になることを含む、請求項４，７，１４，１６のいずれか一項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項22】
前記予め定める条件は、前記電気モータが前記第２回転方向への回転することによって発生した回生電流が、予め定める第２の値以上になることを含む、請求項４，７，１４，１６のいずれか一項に記載の人力駆動車用駆動装置。
【請求項23】
クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータを有する人力駆動車用駆動装置の制御方法であって、前記クランク軸が逆回転している状態において、予め定める第１条件が満たされると、通知装置によって予め定める警告情報を出力し、予め定める警告情報を出力した後、予め定める第２条件が満たされると、前記第１回転方向への回転トルクを発生させるように前記電気モータを制御する第１制御、および、前記電気モータから出力される電流を遮断する第２制御、の少なくとも一方を行う、人力駆動車用駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、人力駆動車用駆動装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
たとえば、特許文献１には、電気モータとクランク軸との間にワンウェイクラッチを備え、クランク軸を逆回転する場合、クランク軸に加えられる人力駆動力が電気モータに伝達される人力駆動車が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第４９０６９８２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に記載される人力駆動車では、クランク軸が逆回転した場合、人力駆動力によって電気モータに誘起電圧が発生することによって不具合が生じる可能性がある。
【0005】
本開示の目的の１つは、クランク軸の逆回転に伴う電気モータの誘起電圧に起因する不具合を抑制するための人力駆動車用駆動装置およびその制御方法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側面に従う人力駆動車用駆動装置は、クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、前記第１回転方向への回転トルクが発生するように前記電気モータを制御する制御装置と、を含む。
【0007】
第１側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータの第２回転方向への回転速度が減少するので、人力駆動力によって電気モータに発生する誘起電圧を抑制できる。これによって、クランク軸の逆回転に伴う電気モータの誘起電圧に起因する不具合を抑制できる。
【0008】
第１側面に従う第２側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸の逆回転の回転速度が、予め定める第１速度以下になるように、前記電気モータを制御する。
【0009】
第２側面の人力駆動車用駆動装置によると、クランク軸の逆回転の回転速度を抑制して、電気モータの誘起電圧を不具合の生じにくい値以下に抑制できる。
【0010】
第１または第２側面に従う第３側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸の回転状態に応じて、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストするアシストモードと、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストさせない非アシストモードとのいずれか一方で動作し、前記アシストモードの状態において、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方になると、前記電気モータに前記第１回転方向への回転トルクを発生させる。
【0011】
第３側面の人力駆動車用駆動装置によると、制御装置がアシストモードで動作している場合に、クランク軸の逆回転に伴う電気モータの誘起電圧に起因する不具合を抑制できる。
【0012】
第１～第３側面のいずれか１つに従う第４側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、前記電気モータに前記第１回転方向への回転トルクを発生させる。
【0013】
第４側面の人力駆動車用駆動装置によると、制御装置が電気モータに第１回転方向への回転トルクを発生させる制御を開始するタイミングを、予め定める条件によってコントロールできる。
【0014】
本開示の第５側面に従う人力駆動車用駆動装置は、クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、予め定める警告情報を通知装置に出力させる制御装置と、を含む。
【0015】
第５側面の人力駆動車用駆動装置によると、クランク軸の逆回転に伴うモータの誘起電圧に起因する不具合を抑制するために、予め定める警告情報によって、クランク軸の逆回転を停止させるように使用者に促したり、逆回転の回転速度を減少させるよう使用者に促したりできる。
【0016】
第５側面に従う第６側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸の回転状態に応じて、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストするアシストモードと、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストさせない非アシストモードとのいずれか一方で動作し、前記アシストモードの状態において、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方になると、前記通知装置に予め定める警告情報を出力させる。
【0017】
第６側面の人力駆動車用駆動装置によると、制御装置がアシストモードで動作している場合に、クランク軸の逆回転に伴うモータの誘起電圧に起因する不具合を抑制するために、予め定める警告情報によって、クランク軸の逆回転を停止させるように使用者に促したり、逆回転の回転速度を減少させるよう使用者に促したりできる。予め定める警告情報を出力させる。
【0018】
第５または第６側面に従うに従う第７側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、前記通知装置に予め定める警告情報を出力させる。
【0019】
第７側面の人力駆動車用駆動装置によると、通知装置に予め定める警告情報の出力させるタイミングを予め定める条件によってコントロールできる。
【0020】
本開示の第８側面に従う人力駆動車用駆動装置は、クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、バッテリに電気的に接続されるバッテリ接続部と、スイッチング素子を有し、前記電気モータおよび前記バッテリ接続部を、前記スイッチング素子を介して電気的に接続するように構成される電気回路と、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断するように前記スイッチング素子を制御する制御装置と、を含む。
【0021】
第８側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータからバッテリ接続部への電流を遮断するため、人力駆動力によって電気モータに発生する誘起電圧がバッテリ接続部に与えられることを抑制することができる。これによって、クランク軸の逆回転に伴う電気モータの誘起電圧に起因する不具合を抑制することができる。
【0022】
第８側面に従う第９側面の人力駆動車用駆動装置において、前記スイッチング素子は、トランジスタおよびリレーの少なくとも一方を含む。
【0023】
第９側面の人力駆動車用駆動装置によると、簡素な構成で電気モータとバッテリ接続部とを電気的に遮断できる。
【0024】
第８または第９側面に従う第１０側面の人力駆動車用駆動装置において、前記スイッチング素子は、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断した状態で、前記バッテリ接続部から前記電気モータへの電流は遮断しないように構成される。
【0025】
第１０側面の人力駆動車用駆動装置によると、バッテリ接続部から電気モータへの電流は遮断されないので、バッテリ接続部を介して電力が供給される電気回路を停止しなくてよい。
【0026】
第８～第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の人力駆動車用駆動装置において、前記電気モータと、前記バッテリ接続部と、前記電気回路とが設けられる第１ハウジングをさらに含む。
【0027】
第１１側面の人力駆動車用駆動装置によると、バッテリをバッテリ接続部への電流を遮断しなくても、人力駆動力によって電気モータに発生する誘起電圧がバッテリに与えられることを抑制できる。
【0028】
第８～第１１側面のいずれか１つに従う第１２側面の人力駆動車用駆動装置において、前記バッテリが収容される第２ハウジングをさらに含み、前記バッテリ接続部および前記電気回路は、前記第２ハウジングに設けられる。
【0029】
第１２側面の人力駆動車用駆動装置によると、バッテリの近くで、電気モータからバッテリ接続部への電流を遮断することができる。
【0030】
第８～第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸の回転状態に応じて、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストするアシストモードと、前記電気モータによって前記人力駆動車の推進をアシストさせない非アシストモードとのいずれか一方で動作し、前記アシストモードの状態において、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方になると、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断するように前記スイッチング素子を制御する。
【0031】
第１３側面の人力駆動車用駆動装置によると、制御装置がアシストモードで動作している場合に、電気モータからバッテリ接続部への電流を遮断することができる。
【0032】
第８～第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、前記電気モータから前記バッテリ接続部への電流を遮断するように前記スイッチング素子を制御する。
【0033】
第１４側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータからバッテリ接続部への電流を遮断するタイミングを、予め定める条件によってコントロールできる。
【0034】
本開示の第１５側面に従う人力駆動車用駆動装置は、クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータと、前記電気モータに連結される第１接続部と、前記クランク軸に連結される第２接続部とを備え、前記第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率を変更するように構成される変速機と、前記クランク軸が逆回転する場合における前記比率が、前記クランク軸が正回転する場合における前記比率よりも小さくなるように前記変速機を制御する制御装置と、を含む。
【0035】
第１５側面の人力駆動車用駆動装置によると、第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率を変更させることによって、人力駆動力によって電気モータが第２回転方向に回転する速度を減少させることができるため、人力駆動力によって電気モータに発生する誘起電圧を抑制できる。これによって、クランク軸の逆回転に伴う電気モータの誘起電圧に起因する不具合を抑制できる。
【0036】
第１５側面に従う第１６側面の人力駆動車用駆動装置において、前記制御装置は、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、前記クランク軸が逆回転する場合における前記比率が、前記クランク軸が正回転する場合における前記比率よりも小さくなるように前記変速機を動作させる。
【0037】
第１６側面の人力駆動車用駆動装置によると、クランク軸が逆回転する場合における第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率が、クランク軸が正回転する場合における第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率よりも小さくなるように変速機を動作させるタイミングを、予め定める条件によってコントロールできる。
【0038】
第５～第１４側面のいずれか１つに従う第１７側面の人力駆動車用駆動装置において、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、前記制御装置は、前記第１回転方向への回転トルクが発生するように前記電気モータを制御する。
【0039】
第１７側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータの第２回転方向への回転速度が減少するので、人力駆動力によって電気モータに発生する誘起電圧を抑制できる。
【0040】
第８～１４第側面のいずれか１つに従う第１８側面の人力駆動車用駆動装置において、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、前記制御装置は、予め定める警告情報を通知装置に出力させる。
【0041】
第１８側面の人力駆動車用駆動装置によると、クランク軸の逆回転に伴うモータの誘起電圧に起因する不具合を抑制するために、予め定める警告情報によって、クランク軸１１４ａの逆回転を停止させるように使用者に促したり、逆回転の回転速度を減少させるよう使用者に促したりできる。
【0042】
第８～第１４側面のいずれか１つに従う第１９側面の人力駆動車用駆動装置において、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、前記制御装置は、前記第１回転方向への回転トルクが発生するように前記電気モータを制御し、予め定める警告情報を通知装置に出力させる。
【0043】
第１９側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータの第２回転方向への回転速度が減少するので、人力駆動力によって電気モータに発生する誘起電圧を抑制できる。またクランク軸の逆回転に伴うモータの誘起電圧に起因する不具合を抑制するために、予め定める警告情報によって、クランク軸の逆回転を停止させるように使用者に促したり、逆回転の回転速度を減少させるよう使用者に促したりできる。
【0044】
第４、第７、第１４、第１６側面のいずれか１つに従う第２０側面の人力駆動車用駆動装置において、前記予め定める条件は、前記電気モータの前記第２回転方向への回転速度が、予め定める第２速度以上になることを含む。
【0045】
第２０側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータの誘起電圧は電気モータの回転速度に依存するので、電気モータの回転速度に閾値を設けて制御装置が制御を行うことによって、好適な制御を行うことができる。
【0046】
第４、第７、第１４側面のいずれか１つに従う第２１側面の人力駆動車用駆動装置において、前記電気モータに連結される第１接続部と、前記クランク軸に連結される第２接続部とを備え、前記第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率を変更するように構成される変速機をさらに含み、前記予め定める条件は、前記クランク軸が逆回転している状態における前記変速機の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上になることを含む。
【0047】
第２１側面の人力駆動車用駆動装置によると、第１接続部の回転速度に対する第２接続部の回転速度の比率を変更させることによって、人力駆動力によって電気モータが第２回転方向に回転する速度を減少させることができるため、人力駆動力によって電気モータの誘起電圧を抑制できる。電気モータの誘起電圧は電気モータの回転速度に依存するので、変速機の回転部分の回転速度に閾値を設けて制御装置が制御を行うことによって、好適な制御を行うことができる。
【0048】
第１６側面に従う第２２側面の人力駆動車用駆動装置において、前記予め定める条件は、前記クランク軸が逆回転している状態における前記変速機の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上になることを含む。
【0049】
第２２側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータの誘起電圧は電気モータの回転速度に依存するので、変速機の回転部分の回転速度に閾値を設けて制御装置が制御を行うことによって、好適な制御を行うことができる。
【0050】
第４、第７、第１４、第１６側面のいずれか１つに従う第２３側面の人力駆動車用駆動装置において、前記予め定める条件は、前記電気モータが前記第２回転方向への回転することによって発生した回生電圧が、予め定める第１の値以上になることを含む。
【0051】
第２３側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータの回生電圧に閾値を設けて制御装置が制御を行うことによって、好適な制御を行うことができる。
【0052】
第４、第７、第１４、第１６側面のいずれか１つに従う第２４側面の人力駆動車用駆動装置において、前記予め定める条件は、前記電気モータが前記第２回転方向への回転することによって発生した回生電流が、予め定める第２の値以上になることを含む。
【0053】
第２４側面の人力駆動車用駆動装置によると、電気モータの回生電流に閾値を設けて制御装置が制御を行うことによって、好適な制御を行うことができる。
【0054】
第２５側面に従う人力駆動車用駆動装置の制御方法は、クランク軸が正回転する場合に、第１回転方向に回転して人力駆動車の推進をアシストし、かつ前記クランク軸が逆回転する場合に、前記クランク軸からの駆動力が伝達されて、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するように構成される電気モータを有する人力駆動車用駆動装置の制御方法であって、前記クランク軸が逆回転している状態、および、前記電気モータが前記第２回転方向に回転している状態の少なくとも一方において、予め定める第１条件が満たされると、通知装置によって予め定める警告情報を出力し、予め定める警告情報を出力した後、予め定める第２条件が満たされると、前記第１回転方向への回転トルクを発生させるように前記電気モータを制御する第１制御、および、前記電気モータから出力される電流を遮断する第２制御、の少なくとも一方を行う。
【0055】
第２５側面の人力駆動車用駆動装置の制御方法によると、クランク軸の逆回転に伴うモータの誘起電圧に起因する不具合を抑制するために、予め定める警告情報によって、クランク軸の逆回転を停止させるように使用者に促したり、逆回転の回転速度を減少させるよう使用者に促したりできる。さらに、電気モータの第２回転方向への回転速度を減少させて、人力駆動力によって電気モータに発生する誘起電圧を抑制するか、または、電気モータから出力される電流を遮断することによって、クランク軸の逆回転に伴う電気モータの誘起電圧に起因する不具合を抑制できる。
【発明の効果】
【0056】
本開示の駆動装置によれば、クランク軸の逆回転に伴うモータの誘起電圧に起因する不具合を抑制するための人力駆動車用駆動装置およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】第１実施形態に係る駆動装置を含む人力駆動車の模式図である。
【図2】第１実施形態に係る駆動装置の断面図である。
【図3】第１実施形態に係る駆動装置のブロック図である。
【図4】第１実施形態に係る駆動装置の制御フローを説明するフローチャートである。
【図5】第２実施形態に係る駆動装置のブロック図である。
【図6】第２実施形態に係る駆動装置の制御フローを説明するフローチャートである。
【図7】第３実施形態に係る駆動装置のブロック図である。
【図8】第３実施形態に係る駆動装置のブロック図である。
【図9】第３実施形態に係る駆動装置の制御フローを説明するフローチャートである。
【図10】第４実施形態に係る駆動装置のブロック図である。
【図11】変速機を含む駆動装置の模式図である。
【図12】第４実施形態に係る駆動装置の制御フローを説明するフローチャートである。
【図13】第５実施形態に係る駆動装置のブロック図である。
【図14】第５実施形態に係る駆動装置制御のフローを説明するフローチャートである。
【図15】第６実施形態に係る駆動装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0058】
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。本発明は、実施形態によって限定されず、実施形態が複数ある場合には、各実施形態が組み合わされる構成を含む。たとえば、実施形態では、人力駆動車が自転車である場合について説明するが、人力駆動車は他の人力で駆動する車両であってもよい。第１実施形態に係る人力駆動車１００は、少なくとも人力によって駆動することができる車両である。人力駆動車１００は、車輪の数が限定されず、たとえば１輪車および３輪以上の車輪を有する車両も含む。人力駆動車１００は、たと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、ハンドサイクル、および、リカンベントなど種々の種類の自転車、ならびに、電動自転車（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。電動自転車は、電動モータによって車両の推進を補助する電動アシスト自転車を含む。人力以外の原動力のみを用いる車両は、人力駆動車１００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１００には含まれない。通常、人力駆動車１００には、小型軽車両が想定され、公道での運転に免許を要しない車両が想定される。
【0059】
図１に示すように、人力駆動車１００は、自転車である。人力駆動車１００は、フレーム１０２と、ハンドル１０４と、フロントフォーク１０６と、シートポスト１０８ａと、サドル１０８と、前輪１１０と、後輪１１２と、を備える。人力駆動車１００は、駆動部材として、ペダル１１４ｄと、クランク１１４と、第１回転体１１４Ｃ、第２回転体１１６と、連結部材１１８と、をさらに備える。人力駆動車１００は、駆動補助部材として、バッテリユニット１２０と、駆動装置１０と、をさらに備える。
【0060】
フレーム１０２は、たとえば、ヘッドチューブ１０２ａと、トップチューブ１０２ｂと、ダウンチューブ１０２ｃと、シートチューブ１０２ｄと、シートステー１０２ｅと、チェーンステー１２０ｆと、を備える。ヘッドチューブ１０２ａは、ハンドル１０４およびフロントフォーク１０６を支持する。トップチューブ１０２ｂは、一端がヘッドチューブ１０２ａに接続され、他端がシートチューブ１０２ｄに接続される。ダウンチューブ１０２ｃは、一端がヘッドチューブ１０２ａに接続され、他端がシートチューブ１０２ｄに接続される。シートステー１０２ｅは、一端がシートチューブ１０２ｄに接続され、他端がチェーンステー１０２ｆに接続される。チェーンステー１０２ｆは、一端がシートチューブ１０２ｄに接続され、他端がシートステー１０２ｅに接続される。ダウンチューブ１０２ｃの他端、シートチューブ１０２ｄおよびチェーンステー１０２ｆの一端は、たとえば、駆動装置１０が取り付けられるブラケットを介して接続される。
【0061】
ハンドル１０４は、ヘッドチューブ１０２ａに対して回転可能であり、フロントフォーク１０６に固定される。シートポスト１０８ａは、シートチューブ１０２ｄに取り付けられる。サドル１０８は、シートポスト１０８ａに固定される。
【0062】
前輪１１０は、フロントフォーク１０６に取り付けられる。前輪１１０は、フレーム１０２に対して回転可能である。後輪１１２は、シートステー１０２ｅとチェーンステー１０２ｆとの接続箇所として定義されるリアエンドに取り付けられる。後輪１１２は、フレーム１０２に対して回転可能である。
【0063】
クランク１１４は、クランク軸１１４ａと、複数のクランクアーム１１４ｂと、を備える。クランク軸１１４ａは、駆動装置１０の第１ハウジング１２に回転可能に支持されている。複数のクランクアーム１１４ｂは、クランク軸１１４ａの軸方向の両端部にそれぞれ固定される。第１回転体１１４Ｃは、１つまたは歯数の異なる複数のフロントスプロケットを含む。第１回転体１１４Ｃが、複数のスプロケットを含む場合、複数のフロントスプロケットは、互いに接続されている。第１回転体１１４Ｃは、駆動装置１０の合力部１４に接続される。クランクアーム１１４ｂに取り付けられるペダル１１４ｄに使用者の力が加わると、クランク軸１１４ａ、および第１回転体１１４Ｃが回転する。
【0064】
第２回転体１１６は、リアスプロケットアセンブリを含む。第２回転体１１６は、後輪１１２に支持される。リアスプロケットアセンブリは、歯数の異なる複数のリアスプロケットを備える。第２回転体１１６は、後輪１１２と相対回転可能である。第２回転体１１６は、ワンウェイクラッチを介して後輪１１２に連結される。
【0065】
連結部材１１８は、チェーンを含む。連結部材１１８は、クランク１１４に入力された力を、第１回転体１１４Ｃから第２回転体１１６に伝達する。連結部材１１８は、第１回転体１１４Ｃおよび第２回転体１１６に巻きかけられている。
【0066】
人力駆動車１００は、変速機１２１を含んでいてもよい。変速機１２１は、第１回転体１１４Ｃの回転速度に対する後輪１１２の回転速度の比率を変更するように構成される。変速機１２１は、操作装置を操作することによって、ワイヤを介して動作するように構成されてもよく、電動アクチュエータによって動作するように構成されてもよい。本実施形態では、変速機１２１は、ディレイラを含む。ディレイラは、フロントディレイラおよびリアディレイラの少なくとも一方を含む。変速機１２１は、ディレイラに代えて、または、加えて、内装変速機を含んでいてもよい。内装変速機は、たとえば後輪１１２のハブに設けられる。変速機１２１として、ディレイラに代えて、内装変速機を設ける場合は、フロントスプロケットおよびリアスプロケットはそれぞれ１枚のスプロケットを含んで構成される。
【0067】
第１回転体１１４Ｃおよび第２回転体１１６をプーリによって構成し、伝達体をベルトによって構成してもよい。第１回転体１１４Ｃおよび第２回転体１１６をベベルギアによって構成し、伝達体をシャフトによって構成してもよい。第１回転体１１４Ｃおよび第２回転体１１６をプーリまたはベベルギアによって構成し、変速機を設ける場合は、変速機はディレイラではなく、内装変速機を含んで構成される。
【0068】
バッテリユニット１２０は、バッテリ１２０ａと、バッテリ１２０ａが収容される第２ハウジング１２０ｂと、を備える。バッテリ１２０ａは、充電可能な電池（充電池）であり、充電により、電力を蓄えることができる。バッテリ１２０ａは、フレーム１０２の外部に取り付けられてもよく、少なくとも一部がフレーム１０２の内部に収容されてもよい。本実施形態では、バッテリユニット１２０は、ダウンチューブ１０２ｃに取り付けられる。バッテリ１２０ａは、電気的に駆動装置１０に接続されており、駆動装置１０に電力を供給する。
【0069】
駆動装置１０は、クランク１１４の周辺に配置される。駆動装置１０は、フレーム１０２に取り付けられる。駆動装置１０は、人力駆動車１００の推進をアシストするように構成される。駆動装置１０は、後述の電気モータ２４を含み、人力駆動車１００の推進をアシストする。電気モータ２４の回転トルクは、合力部１４および第１回転体１１４Ｃに伝達される。
【0070】
図２に示すように、駆動装置１０は、クランク軸１１４ａと、第１ハウジング１２と、合力部１４と、減速機構１５と、ワンウェイクラッチ２２と、電気モータ２４と、を備える。
【0071】
第１ハウジング１２は、クランク軸１１４ａの少なくとも一部と、合力部１４の少なくとも一部と、減速機構１５と、ワンウェイクラッチ２２と、電気モータ２４の少なくとも一部と、を収容する。第１ハウジング１２は、クランク軸１１４ａの軸方向において一方の側壁にクランク軸１１４ａおよび合力部１４が貫通する孔１２ａを有する。第１ハウジング１２は、クランク軸１１４ａの軸方向において他方の側壁にクランク軸１１４ａが貫通する孔１２ｂを有する。第１ハウジング１２は、合力部１４とクランク軸１１４ａとをクランク軸１１４ａの回転軸心まわりに回転可能に支持する。
【0072】
合力部１４は、クランク軸１１４ａの外周部においてクランク軸１１４ａと同軸に配置される。合力部１４は、中空軸を含む。合力部１４は、クランク軸１１４ａの軸方向における一端１４ａが第１回転体１１４ｃに接続される。合力部１４は、クランク軸１１４ａの軸方向における他端１４ｂがクランク軸１１４ａに固定される。
【0073】
減速機構１５は、第１歯車１６、第２歯車１８および第３歯車２０を含む。第１歯車１６は、クランク軸１１４ａおよび合力部１４と同軸に配置される。第１歯車１６は、合力部１４の外周部に固定され、合力部１４と一体に回転する。本実施形態では、第１歯車１６は、合力部１４と別体で形成され合力部１４に回転不能に固定されるが、合力部１４と一体的に形成されてもよい。第１歯車１６の外径は、合力部１４の外径よりも大きい。第１歯車１６は、外周部に第１歯部１６ａを有する。
【0074】
第２歯車１８は、第１歯車１６の径方向に隣接して配置される。第２歯車１８の回転軸心は、クランク軸１１４ａ、合力部１４および第１歯車１６の回転軸心と平行である。第２歯車１８は、第１ハウジング１２に対して回転可能に第１ハウジング１２に支持される。第２歯車１８の外径は、第１歯車１６の外径よりも小さい。第２歯車１８は、外周の一部に第２歯部１８ａを有する。第２歯部１８ａは、第１歯部１６ａと噛み合う。第２歯部１８ａの歯数は、第１歯部１６ａの歯数よりも少ない。
【0075】
第３歯車２０は、第２歯車１８と同軸に配置される。第３歯車２０は、ワンウェイクラッチ２２を介して第２歯車１８に接続される。第３歯車２０の外径は、第２歯車１８の外径よりも大きい。第３歯車２０は、外周部に第３歯部２０ａを有する。第３歯車２０は、第１ハウジング１２に対して回転可能に第１ハウジング１２に支持される。
【0076】
ワンウェイクラッチ２２は、電気モータ２４が第１回転方向ＲＡに回転した場合、電気モータ２４の出力軸２４ｃの回転トルクを合力部１４に伝達し、クランク軸１１４ａが正回転した場合、合力部１４の回転トルクを電気モータ２４の出力軸２４ｃに伝達しないように構成される。ワンウェイクラッチ２２は、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転した場合、電気モータ２４の出力軸２４ｃの回転トルクを合力部１４に伝達せず、クランク軸１１４ａが逆回転した場合、合力部１４の回転トルクを電気モータ２４の出力軸２４ｃに伝達するように構成される。ワンウェイクラッチ２２は、本実施形態において、第３歯車２０と第２歯車１８との間に設けられる。第１回転方向ＲＡは、クランク軸１１４ａを正回転させる方向に対応する。本実施形態において、第１回転方向ＲＡは、クランク軸１１４ａの正回転と同じ方向である。第２回転方向ＲＢは、第１回転方向ＲＡと反対の方向である。本実施形態において、第２回転方向ＲＢは、クランク軸１１４ａの逆回転と同じ方向である。
【0077】
電気モータ２４は、クランク軸１１４ａの径方向にクランク軸１１４ａから離れて配置される。本実施形態において、電気モータ２４は、インナーロータ式のモータである。電気モータ２４は、ブラシレスモータを含む。電気モータ２４は、ロータ２４ａと、ステータ２４ｂと、ロータ２４ａとともに回転する出力軸２４ｃとを含む。出力軸２４ｃの回転軸心は、クランク軸１１４ａの回転軸心と平行である。出力軸２４ｃの外径は、第３歯車２０の外径よりも小さい。出力軸２４ｃは、第３歯部２０ａと噛み合う出力歯部２４ｄを有する。出力歯部２４ｄは、出力軸２４ｃと一体に形成されてもよく、出力軸２４ｃとは別体で形成されて出力軸２４ｃに固定されてもよい。出力歯部２４ｄの歯数は、第３歯部２０ａの歯数よりも少ない。
【0078】
本実施形態では、ワンウェイクラッチ２２は、第２歯車１８と第３歯車２０との間に設けられているが、ワンウェイクラッチ２２は、合力部１４と第１歯車１６との間、または、出力歯部２４ｄと出力軸２４ｃとの間に設けられてもよい。ワンウェイクラッチ２２は、ラチェット式クラッチ、ローラクラッチ、または、スプラグクラッチを含む。
【0079】
電気モータ２４は、図１に示すバッテリ１２０ａと電気的に接続しており、バッテリ１２０ａの電力によって駆動される。電気モータ２４は、クランク軸１１４ａが正回転する場合に、第１回転方向ＲＡに回転するように構成される。電気モータ２４は、第１回転方向ＲＡに回転した場合に、人力駆動車１００の推進をアシストするように構成される。電気モータ２４が第１回転方向ＲＡに回転した場合に、電気モータ２４の駆動力は、出力軸２４ｃと第３歯車２０と第２歯車１８と第１歯車１６とを介して合力部１４およびクランク軸１１４ａに伝達されて、図１に示す第１回転体１１４ｃを正回転させる。ワンウェイクラッチ２２は、クランク１１４に加えられた使用者の正回転方向の人力駆動力が電気モータ２４に伝達されることを回避する。電気モータ２４は、クランク軸１１４ａが逆回転する場合に、クランク軸１１４ａからの駆動力が伝達されて、第１回転方向ＲＡとは反対の第２回転方向ＲＢに回転するように構成される。クランク軸１１４ａが逆回転する場合に、人力駆動力は、クランク軸１１４ａ、合力部１４、第３歯車２０、ワンウェイクラッチ２２、第２歯車１８、第１歯車１６を介して、出力軸２４Ｃに伝達されて、図１に示す電気モータ２４のロータ２４ａを第２回転方向ＲＢに回転させる。
【0080】
電気モータ２４の回転トルクは、出力軸２４ｃおよび第３歯車２０と、第２歯車１８および第１歯車１６とによって、２段階で減速される。減速機構１５としての構成は、本実施形態に限らない。たとえば、減速機構１５は、歯車を２つ用いて１段階で減速したり、歯車を６つ以上用いて３段階以上にわたって減速したりする構成としてもよい。減速機構１５は、遊星歯車機構、ベルトおよびチェーンのいずれか１つを含んでいてもよい。
【0081】
図３に示すように、駆動装置１０は、バッテリ接続部２６と、電気回路２８と、をさらに含む。バッテリ接続部２６は、バッテリ１２０ａに電気的に接続される。電気回路２８は、通常動作時において、バッテリ接続部２６から電気モータ２４への電流が流れる正側電流径路２８ａと、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流が流れる負側電流径路２８ｂと、を含む。電気回路２８は、電気モータ２４およびバッテリ接続部２６を、電気的に接続するように構成される。
【0082】
駆動装置１０は、さらに、制御装置３０を含む。制御装置３０は、コンピュータを含み、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、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、または、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）を含む。制御装置３０は、１つ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。制御装置３０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。制御装置３０は、記憶部をさらに含む。記憶部には、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。記憶部は、たとえば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。記憶部は、たとえばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）、などを含む。制御装置３０の各機能は、演算処理装置が予め定められる制御プログラムを実行することで実現される。制御装置３０は、電気モータ２４と電気的に接続し、電気モータ２４を制御する。本実施形態において、制御装置３０は、電気回路２８の一部に含まれる。制御装置３０は、バッテリ１２０ａから電力供給を受けて動作するが、バッテリ１２０ａとは異なるバッテリから電力供給を受けてもよい。バッテリ１２０ａとは異なるバッテリは、たとえば、人力駆動車１００または駆動装置１０に設けられる。制御装置３０は、たとえば第１ハウジング１２に設けられる。制御装置３０は、モータ駆動回路３０ｃをさらに含む。モータ駆動回路３０ｃは、インバータ回路を含む。モータ駆動回路３０ｃは、制御装置３０とは別に設けられてもよい。モータ駆動回路３０ｃは、バッテリ接続部２６と、電気モータ２４とに接続される。モータ駆動回路３０ｃは、制御装置３０に含まれるコンピュータによって制御される。
【0083】
制御装置３０は、検出部３０ａを含む。検出部３０ａは、クランク軸１１４ａの回転方向および回転速度と、電気モータ２４の回転方向および回転速度と、電気回路２８の電圧および電流と、を検知するように構成される。検出部３０ａは、クランク軸１１４ａの回転方向および回転速度を検出するための第１検出部と、電気モータ２４の回転方向および回転速度とを検出するための第２検出部と、電気回路２８の電圧を検出するための第３検出部と、電気回路２８の電流を検出するための第４検出部と、を含む。第１検出部および第２検出部は、たとえば、磁気センサおよびロータリエンコーダなどを含む。第２検出部は、たとえば、電気モータ２４に流れる電流の変化から、電気モータ２４の回転方向および回転速度を検出してもよい。第３検出部は、電圧センサを含む。第４検出部は、電流センサを含む。第１検出部、第２検出部、第３検出部および第４検出部のいずれか１つ、２つ、または、３つは、制御装置３０が実行する処理において不要であれば、省略してもよい。
【0084】
制御装置３０は、クランク軸１１４ａの回転状態に応じて、電気モータ２４によって人力駆動車１００の推進をアシストするアシストモードと、電気モータ２４によって人力駆動車１００の推進をアシストさせない非アシストモードとのいずれか一方で動作する。アシストモードおよび非アシストモードは、たとえば操作部によって選択することができる。操作部は、たとえばハンドル１０４に設けられる。操作部は、モード選択スイッチを含む。制御装置３０は、操作部の操作に応じて、アシストモードおよび非アシストモードを設定する。制御装置３０使用者が図１に示すペダル１１４ｄに人力駆動力を加えてクランク１１４を第１クランク回転方向Ｆ１に回転させると、第１回転体１１４ｃ、連結部材１１８および第２回転体１１６を介して後輪１１２が回転して、人力駆動車１００は走行する。本実施形態において、第１クランク回転方向Ｆ１は、正回転方向である。使用者が図１に示すペダル１１４ｄに人力駆動力を加えてクランク１１４を第１クランク回転方向Ｆ１とは反対の第２クランク回転方向Ｆ２に回転させると、第１回転体１１４ｃ、連結部材１１８および第２回転体１１６は回転するが、後輪１１２が回転せず、人力駆動車１００は走行しない。本実施形態において、第２クランク回転方向Ｆ２は、逆回転方向である。第１アシストモードにおいて、制御装置３０は、たとえばクランク軸１１４ａが正回転し、かつ、人力駆動力が予め定める値以上になると、電気モータ２４を駆動して、アシスト力を発生させ、人力駆動力に対する電気モータ２４によるアシスト力の比率が、予め定める値になるように電気モータ２４を制御する。アシストモードは、人力駆動力に対する電気モータ２４によるアシスト力の比率が異なる複数のアシストモードを含んでいてもよい。制御装置３０は、人力駆動力に加えて、車速およびクランク軸１１４ａの回転速度の少なくとも１つに応じて電気モータ２４を制御してもよい。
【0085】
駆動装置１０は、人力駆動力を検出するためのセンサ４０をさらに含む。センサ４０は、制御装置３０に有線または無線によって接続される。センサ４０は、たとえば人力駆動力のトルクを検出するために用いられる。センサ４０は、たとえば、第１ハウジング１２に設けられる。センサ４０は、クランク１１４に入力される人力駆動力に応じた信号を出力する。センサ４０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。センサ４０が歪センサを含む場合、歪センサは、好ましくは、合力部１４の外周部に設けられる。センサ４０が磁歪センサを含む場合、磁歪センサは、好ましくは、合力部１４の外周部に形成される磁歪素子の状態を検出するように、合力部１４の外周部に設けられる。駆動装置１０は、クランク軸１１４ａが逆回転したり、人力駆動力が予め定める値未満になったりすると、電気モータ２４の第１回転方向ＲＡへの駆動を停止する。
【0086】
図１に示すクランク１１４が逆回転している状態において、クランク軸１１４ａは逆回転する。クランク軸１１４ａが逆回転している状態において、クランク軸１１４ａの回転力は、図２に示す合力部１４、第１歯車１６、第２歯車１８、ワンウェイクラッチ２２および第３歯車２０を介して、電気モータ２４に伝達され、電気モータ２４を第２回転方向ＲＢに回転させる。この場合、電気モータ２４に誘起電圧が発生し、電気回路２８には、回生電流ＲＣが流れる場合がある。
【0087】
駆動装置１０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、第１回転方向ＲＡへの回転トルクが発生するように電気モータ２４を制御する。検出部３０ａの検出結果が、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方に対応する場合、制御装置３０は、第１回転方向ＲＡへの回転トルクが発生するように電気モータ２４を制御する。クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態では、制御装置３０は、第２回転方向ＲＢへの回転トルクを減少させるように電気モータ２４を制御する。電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転トルクが減少することによって、人力駆動力によって発生する電気モータ２４の誘起電圧および電気回路２８に流れる回生電流は減少する。制御装置３０は、クランク軸１１４ａの逆回転の回転速度が、予め定める第１速度以下になるように、電気モータ２４を制御してもよい。予め定める第１速度は、予め定める第１速度で第２回転方向ＲＢに電気モータ２４が回転している場合に、誘起電圧および回生電流が、電気回路２８およびバッテリ１２０ａの耐電圧および耐電流を超えないように設定される。電気モータ２４の誘起電圧は、電気モータ２４の回転数に比例するので、電気モータ２４の回転数を制御することによって、電気モータ２４の誘起電圧を制御できる。
【0088】
制御装置３０は、好ましくは、アシストモードの状態において、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方になると、電気モータ２４に第１回転方向ＲＡへの回転トルクを発生させるように電気モータ２４を制御する。本実施形態では、制御装置３０は、非アシストモードの状態において、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、電気モータ２４が第１回転方向ＲＡへの回転トルクを発生させるように電気モータ２４を制御しない。
【0089】
制御装置３０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、電気モータ２４に第２回転方向ＲＢへの回転トルクを発生させるようにしてもよい。予め定める条件は、たとえば、以下の（１）～（３）の条件の少なくともいずれか１つを含む。
（１）電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が、予め定める第２速度以上になる。
（２）電気モータ２４が第２回転方向ＲＢへの回転することによって発生した回生電圧が、予め定める第１の値以上になる。
（３）電気モータ２４が第２回転方向ＲＢへの回転することによって発生した回生電流が、予め定める第２の値以上になる。
（１）電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が、予め定める第２速度以上になる。
（２）電気モータ２４が第２回転方向ＲＢへの回転することによって発生した回生電圧が、予め定める第１の値以上になる。
（３）電気モータ２４が第２回転方向ＲＢへの回転することによって発生した回生電流が、予め定める第２の値以上になる。
【0090】
予め定める条件は、（１）～（３）の条件のいずれか１つのみを含んでいてもよく、（１）～（３）の条件のいずれか２つのみを含んでいてもよく、（１）～（３）の条件の全てを含んでいてもよい。
【0091】
第１実施形態の駆動装置１０における制御装置３０による制御フローの例を、図４に示すフローチャートによって説明する。制御装置３０は、電力が供給されるとステップＳ１に移行して、処理を開始する。制御装置３０は、フローチャートの処理を終了すると、電力の供給が停止されるまでは所定周期毎にステップＳ１から処理を開始する。ステップＳ１において、制御装置３０は、アシストモードが設定されていると判定する場合、ステップＳ２に移行し、アシストモードが設定されていないと判定する場合、処理を終了する。
【0092】
ステップＳ２において、制御装置３０は、検出部３０ａによってクランク軸１１４ａの回転状況を取得し、クランク軸１１４ａが逆回転しているか否かを判定する。ステップＳ２において、制御装置３０が、クランク軸１１４ａは逆回転していないと判定した場合、ステップＳ３に移行し、クランク軸１１４ａは逆回転していると判定した場合、ステップＳ４に移行する。
【0093】
ステップＳ３において、制御装置３０は、検出部３０ａによって電気モータ２４の回転状況を取得し、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転しているか判定する。ステップＳ３において、制御装置３０が、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転していると判定した場合、ステップＳ４に移行し、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転していないと判定した場合、処理を終了する。
【0094】
ステップＳ４において、制御装置３０は、検出部３０ａによって電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度を取得し、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が、予め定める第２速度以上か否かを判定する。ステップＳ４において、制御装置３０が、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が、予め定める第２速度以上であると判定した場合、ステップＳ５に移行し、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が、予め定める第２速度以上ではないと判定した場合、ステップＳ６に移行する。
【0095】
ステップＳ６において、制御装置３０は、検出部３０ａによって電気モータ２４の誘起電圧が、予め定める第１の値以上か否かを判定する。ステップＳ６において、制御装置３０が、電気モータ２４の誘起電圧が、予め定める第１の値以上であると判定すると、ステップＳ５に移行し、電気モータ２４の誘起電圧が、予め定める第１の値以上ではないと判定すると、ステップＳ７に移行する。
【0096】
ステップＳ７において、制御装置３０は、検出部３０ａによって電気回路２８の回生電流ＲＣが、予め定める第２の値以上か否かを判定する。ステップＳ７において、制御装置３０は、電気回路２８の回生電流ＲＣが、予め定める第２の値以上であると判定すると、ステップＳ５に移行し、電気回路２８の回生電流ＲＣが、予め定める第２の値以上ではないと判定すると、処理を終了する。
【0097】
ステップＳ５において、制御装置３０は、検出部３０ａによってクランク軸１１４ａの逆回転の回転速度を取得し、クランク軸１１４ａの逆回転の回転速度が、予め定める第１速度以下になるように、電気モータ２４に第１回転方向ＲＡの回転トルクを発生させ、処理を終了する。ステップＳ５の処理によって、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢの回転トルクが減少する。
【0098】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１を省略してもよい。この場合、アシストモードが設定されていない場合においても、アシストモードが設定されている場合と同様に、制御装置３０が電気モータ２４を制御できる。
【0099】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２およびステップＳ３のいずれか１つを省略してもよい。ステップＳ３を省略する場合、ステップＳ２において制御装置３０の判定がＮＯの場合、処理を終了する。ステップＳ２を省略する場合、ステップＳ１において、制御装置３０の判定がＮＯの場合、ステップＳ３に移行する。図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２およびステップＳ３の順序は入れ代えてもよい。ステップＳ２およびステップＳ３の順序を入れ代える場合、ステップＳ１が終了すると、ステップＳ３に移行し、ステップＳ３において制御装置３０の判定がＮＯの場合、ステップＳ２に移行し、ステップＳ２において制御装置３０の判定がＮＯの場合、処理を終了する。
【0100】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちの１つ、または、２つを省略してもよい。ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちの２つを省略する場合、ステップＳ２またはステップＳ３において、制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちのいずれか１つに移行し、制御装置３０の判定がＮＯの場合、処理を終了する。ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちの１つを省略する場合、ステップＳ２またはステップＳ３において、制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちのいずれか２つのうちの一方に移行し、制御装置３０の判定がＮＯの場合、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちのいずれか２つのうちの他方に移行し、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちのいずれか２つのうちの他方において、制御装置３０の判定がＮＯの場合、処理を終了する。
【0101】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７の順序は入れ代えてもよい。ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７の順序は入れ代える場合、ステップＳ２またはステップＳ３において制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７のうちのいずれか一方に移行し、各ステップにおいて、制御装置３０の判定がＮＯの場合、次のステップがある場合には次のステップに移行し、次のステップがない場合には、処理を終了する。
【0102】
予め定める条件は、（１）～（３）の条件に代えて、以下の（４）～（７）の条件のいずれか１つを含んでいてもよい。
（４）クランク軸１１４ａが予め定める回数以上、逆回転する。
（５）クランク軸１１４ａの逆回転が予め定める時間継続する。
（６）電気モータ２４が予め定める回数以上、第２回転方向ＲＢに回転する。
（７）電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転が予め定める時間継続する。
（４）クランク軸１１４ａが予め定める回数以上、逆回転する。
（５）クランク軸１１４ａの逆回転が予め定める時間継続する。
（６）電気モータ２４が予め定める回数以上、第２回転方向ＲＢに回転する。
（７）電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転が予め定める時間継続する。
【0103】
たとえば、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７に代えて、クランク軸１１４ａの逆回転を検出してから、クランク軸１１４ａが予め定める回数以上逆回転した否かを判定するか、予め定める経過時間をクランク軸１１４ａの逆回転が継続したか否かを判定するか、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転を検出してから、電気モータ２４が予め定める回数以上、第２回転方向ＲＢに回転した否かを判定するか、または、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転が予め定める時間継続したか否かを判定し、制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ５に移行し、制御装置３０の判定がＮＯの場合、処理を終了するようにしてもよい。
【0104】
第１実施形態に係る駆動装置１０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度を減少させて、電気モータ２４の誘起電圧および電気回路２８の回生電流を減少させることができる。駆動装置１０は、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転することによって発生する誘起電圧および回生電流が、電気モータ２４、バッテリ１２０ａおよび電気回路２８などの電気部品の耐電圧および耐電流を超えないように制御して、誘起電圧に起因する故障を抑制できる。
【0105】
次に、図５を用いて、第２実施形態の駆動装置１０を説明する。第２実施形態の駆動装置１０は、第１実施形態の駆動装置１０と比較して、制御装置３０の構成が異なり、その他の構成は第１実施形態の駆動装置１０と同様である。第２実施形態の駆動装置１０において、第１実施形態の駆動装置１０と同一の構成については同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。第２実施形態の駆動装置１０において、制御装置３０は、第１実施形態の制御装置３０の構成に加えて、さらに、通知部３０ｂを含む。通知部３０ｂは、警告情報を通知装置１２２に出力させる。通知部３０ｂは、通知装置１２２と有線または無線によって接続される。通知装置１２２は、本実施形態において、第１ハウジング１２の外部に設けられるが、第１ハウジング１２の内部に設けられてもよく、使用者が保持していてもよい。通知装置１２２は、たとえば、図１に示すハンドル１０４に、取り付けられてもよい。通知装置１２２は、視覚的に予め定める警報情報を通知する表示装置、音によって予め定める警報情報を通知するスピーカ、光によって予め定める警報情報を通知する発光装置の少なくともいずれか１つを含む。表示装置は、たとえば、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置、および、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などを含む。発光装置は、たとえば、ＬＥＤを含む。通知装置１２２は、無線通信可能な携帯型電子装置を含んでいてもよい。携帯型電子装置は、たとえばサイクルコンピュータ、および、スマートフォンなどを含む。予め定める警告情報は、好ましくは、たとえば、クランク軸１１４ａの逆回転の停止を促す内容、および、クランク軸１１４ａの逆回転の回転速度の減少を促す内容の少なくとも一方を含む。通知装置１２２が、スピーカを含む場合には、予め定める警告情報は、予め定める音および予め定める音声の少なくとも一方を含む。通知装置１２２が、発光装置を含む場合には、予め定める警告情報は、予め定める色および予め定める発光パターンの少なくとも一方を含む。
【0106】
駆動装置１０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、通知装置１２２に予め定める警告情報を出力させる。検出部３０ａの検出結果が、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方に対応する場合、制御装置３０の通知部３０ｂは、予め定める警告情報を通知装置１２２に出力させる。予め定める警告情報に使用者が気づいて、クランク軸１１４ａの逆回転を停止させる、または、逆回転の回転速度を減少させることによって、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が減少する。電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が減少することによって、電気モータ２４の誘起電圧および電気回路２８の回生電流は減少する。
【0107】
制御装置３０は、好ましくは、アシストモードの状態において、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方になると、通知装置１２２に予め定める警告情報を出力させる。クランク軸１１４ａが逆回転された場合、制御装置３０は、通知装置１２２に予め定める警告情報を出力させる。
【0108】
制御装置３０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、通知装置１２２に予め定める警告情報を出力させるようにしてもよい。予め定める条件は、第１実施形態と同様である。
【0109】
第２実施形態の駆動装置１０における制御装置３０による制御フローの例を、図６に示すフローチャートによって説明する。図６のフローチャートは、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ５をステップＳ１５に置き換え、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１５以外の各ステップは図４に示すフローチャートの各ステップと同様であるので、同様のステップには同様のステップ番号を付して、説明を省略する。
【0110】
ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７の少なくとも１つにおいて、制御装置３０の判定がＹＥＳである場合、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５において、制御装置３０は、通知装置１２２に予め定める警告情報を通知させて、処理を終了する。
【0111】
第２実施形態に係る駆動装置１０は、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転することによって発生する誘起電圧および回生電流が、電気モータ２４、バッテリ１２０ａおよび電気回路２８などの電気部品の耐電圧および耐電流を超えないように警告して、誘起電圧の抑制を使用者に促すことができる。
【0112】
次に、図７および図８を用いて、第３実施形態の駆動装置１０を説明する。第３実施形態の駆動装置１０は、第１実施形態の駆動装置１０と比較して、電気回路２８の構成が異なり、その他の構成は第１実施形態の駆動装置１０と同様である。第３実施形態の駆動装置１０において、第１実施形態の駆動装置１０と同一の構成について同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。第３実施形態の駆動装置１０において、電気回路２８は、第１実施形態の電気回路２８の構成に加えて、さらに、スイッチング素子ＳＷを有する。スイッチング素子ＳＷは、トランジスタおよびリレーの少なくとも一方を含む。本実施形態において、スイッチング素子ＳＷは、正側電流径路２８ａに設けられるが、負側電流径路２８ｂに設けられてもよい。電気回路２８は、電気モータ２４およびバッテリ接続部２６を、スイッチング素子ＳＷを介して電気的に接続するように構成される。制御装置３０は、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続され、スイッチング素子ＳＷを制御する。スイッチング素子ＳＷは、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断した状態で、バッテリ接続部２６から電気モータ２４への電流は遮断しないように構成されてもよい。本実施形態において、スイッチング素子ＳＷは、ＰＮＰトランジスタを含む。制御装置３０がスイッチング素子ＳＷをＯＮに制御する場合、スイッチング素子ＳＷは、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断しないので、図７に矢印Ａ１、Ａ２で示すように、バッテリ接続部２６とモータ駆動回路３０ｃとの間で電流は双方向に流れる。制御装置３０がスイッチング素子ＳＷをＯＦＦに制御する場合、スイッチング素子ＳＷは、アノードがバッテリ接続部２６に接続され、カソードがモータ駆動回路３０ｃに接続されるダイオードとして機能するので、図８に矢印Ａ１で示すように、バッテリ接続部２６からモータ駆動回路３０ｃへの電流は流れるが、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断し、電気回路２８の回生電流はゼロになる。
【0113】
制御装置３０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断するようにスイッチング素子ＳＷを制御する。検出部３０ａの検出結果が、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方に対応する場合、制御装置３０は、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断するようにスイッチング素子ＳＷを制御する。電気回路２８の回生電流は、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断することによってゼロになる。
【0114】
制御装置３０は、好ましくは、アシストモードの状態において、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方になると、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断するようにスイッチング素子ＳＷを制御する。
【0115】
制御装置３０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断するようにスイッチング素子ＳＷを制御するようにしてもよい。予め定める条件は、第１実施形態と同様である。
【0116】
第３実施形態の駆動装置１０における制御装置３０による制御フローの例を、図９に示すフローチャートによって説明する。図９のフローチャートは、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ５をステップＳ２５に置き換え、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ２５以外の各ステップは図４に示すフローチャートの各ステップと同様であるので、同様のステップには同様のステップ番号を付して、説明を省略する。
【0117】
ステップＳ４、ステップＳ６およびステップＳ７の少なくとも１つにおいて、制御装置３０の判定がＹＥＳである場合、ステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５において、制御装置３０は、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断するようにスイッチング素子ＳＷを制御して、処理を終了する。
【0118】
第３実施形態に係る駆動装置１０は、電気モータ２４の誘起電圧および電気モータ２４からの回生電流ＲＣがスイッチング素子ＳＷによって遮断されるので、バッテリ１２０ａおよび電気回路２８などに、電気部品の耐電圧以上の電圧および耐電流以上の電流が与えられることを制御できる。
【0119】
次に、図１０を用いて、第４実施形態の駆動装置１０を説明する。第４実施形態の駆動装置１０は、第１実施形態の駆動装置１０における減速機構１５に代えて、変速機３２を含み、その他の構成は第１実施形態の駆動装置１０と同様である。第４実施形態の駆動装置１０において、第１実施形態の駆動装置１０と同一の構成については同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。第４実施形態の駆動装置１０は、電気モータ２４とクランク軸１１４ａとの間に変速機３２を含む。変速機３２は、電気モータ２４に連結される第１接続部３２ａと、クランク軸１１４ａに連結される第２接続部３２ｂとを備える。変速機３２は、第１接続部３２ａと第２接続部３２ｂとの間に、ワンウェイクラッチ２２を含む歯車機構を有する。変速機３２の歯車機構は、減速機構１５と同様に、第１接続部３２ａの回転速度に対して、第２接続部３２ｂの回転速度を減少させるように構成され、減速機として機能する。変速機３２のワンウェイクラッチ２２は、電気モータ２４が第１回転方向ＲＡに回転した場合、電気モータ２４の出力軸２４ｃの回転トルクを合力部１４に伝達し、クランク軸１１４ａが正回転した場合、クランク軸１１４ａの回転トルクを電気モータ２４の出力軸２４ｃに伝達しないように構成される。ワンウェイクラッチ２２は、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転した場合、電気モータ２４の出力軸２４ｃの回転トルクを合力部１４に伝達せず、クランク軸１１４ａが逆回転した場合、クランク軸１１４ａの回転トルクを電気モータ２４の出力軸２４ｃに伝達するように構成される。変速機３２は、第１接続部３２ａの回転速度に対する第２接続部３２ｂの回転速度の比率を変更するように構成される。変速機３２は、減速比を変更するように構成される。変速機３２は、第１接続部３２ａの回転速度に対する第２接続部３２ｂの回転速度の比率を切り替えるように構成される切替装置３２ｃを含む。制御装置３０は、切替装置３２ｃと電気的に接続され、切替装置３２ｃを制御する。
【0120】
図１１は、変速機３２の一例を示す。変速機３２は、図２に示す減速機構１５の構成に加えて、第４歯車３４と第５歯車３６とをさらに含む。第４歯車３４は、第２歯車１８と同軸に配置され、第２歯車１８と一体に回転する。第４歯車３４の外径は、第２歯車１８の外径よりも大きい。第４歯車３４は、外周部に第４歯部３４ａを有する。第５歯車３６は、第１歯車１６と同軸に配置される。第１歯車１６と第５歯車３６とは、合力部１４に設けられ、切替装置３２ｃによって選択的に合力部１４に連結される。切替装置３２ｃの構成は、たとえば特開平１１－２４０４８１号などに開示されている構成を用いることができるので、詳細な説明を省略する。第５歯車３６の外径は、第１歯車１６の外径よりも小さい。第５歯車３６は、外周部に第５歯部３６ａを有する。第４歯車３４の第４歯部３４ａと第５歯車３６の第５歯部３６ａは相互に噛み合う。第５歯部３６ａの歯数は、第４歯部３４ａの歯数よりも少ない。切替装置３２ｃは、第１歯車１６と合力部１４とが一体に回転し、第５歯車３６と合力部１４とが相対回転する第１状態と、第１歯車１６と合力部１４とが相対回転し、第５歯車３６と合力部１４とが一体に回転する第２状態とを切り替える。第２状態では、第１状態の場合と比較して、クランク軸１１４ａから電気モータ２４の出力軸２４ｃに回転力が伝達する場合における減速比が大きくなる。制御装置３０は、第１接続部３２ａの回転速度Ｖ１に対する第２接続部３２ｂの回転速度Ｖ２の比率（Ｖ１／Ｖ２）を、クランク軸１１４ａが逆回転する場合における比率が、クランク軸１１４ａが正回転する場合における比率よりも小さくなるように変速機３２を制御する。たとえば制御装置３０は、クランク軸１１４ａが正回転する場合、変速機３２を第１状態とし、クランク軸１１４ａが逆回転する場合、変速機３２を第２状態とする。クランク軸１１４ａが逆回転する場合、制御装置３０は、変速機３２の切替装置３２ｃを制御して、クランク軸１１４ａの回転速度に対する電気モータ２４の回転速度を減少させる。電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度が減少することによって、電気モータ２４の誘起電圧および電気回路２８の回生電流は減少する。
【0121】
制御装置３０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、予め定める条件が満たされると、変速機３２の切替装置３２ｃを動作させるようにしてもよい。予め定める条件は、予め定める条件は、（１）～（３）の条件および以下の（８）の条件の少なくともいずれか１つを含む。
（８）変速機３２の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上になる。
（８）変速機３２の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上になる。
【0122】
予め定める条件は、（１）～（３）および（８）の条件のいずれか１つのみを含んでいてもよく、（１）～（３）および（８）の条件のいずれか２つのみを含んでいてもよく、（１）～（３）および（８）の条件のいずれか３つのみを含んでいてもよく、（１）～（３）および（８）の条件の全てを含んでいてもよい。予め定める条件は、（１）～（３）および（８）の条件に代えて、（４）～（７）の条件のいずれか１つを含んでいてもよい。
【0123】
本実施形態において、検出部３０ａは、変速機３２の回転部分の回転速度を検出するように構成される。検出部３０ａは、変速機３２の回転部分の回転速度を検出するための第５検出部を含む。第５検出部は、たとえば、磁気センサおよびロータリエンコーダなどを含む。変速機３２の回転部分は、変速機３２の第１歯車１６、第２歯車１８、第３歯車２０、第４歯車３４および第５歯車３６のいずれを含んでいてもよい。
【0124】
第４実施形態の駆動装置１０において、制御装置３０による制御フローの例を、図１２に示すフローチャートによって説明する。図１２のフローチャートは、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ５をステップ３５に置き換え、ステップＳ３８を追加している。図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ３５およびステップＳ３８以外の各ステップは図４に示すフローチャートの各ステップと同様であるので、同様のステップには同様のステップ番号を付して説明を省略し、異なるステップについて説明する。
【0125】
ステップＳ７において、制御装置３０の判定がＮＯである場合、ステップＳ３８に移行する。制御装置３０は、ステップＳ３８において検出部３０ａによって、変速機３２の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上か否かを判定する。ステップＳ３８において、制御装置３０が、変速機３２の回転部分の回転速度が、予め定める第３速度以上であると判定した場合、ステップＳ３５に移行し、予め定める第３速度以上ではないと判定した場合、処理を終了する。
【0126】
図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちの１つ、２つ、または３つを省略してもよい。ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちの３つを省略する場合、ステップＳ２またはステップＳ３において、制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか１つに移行し、制御装置３０の判定がＮＯの場合、処理を終了する。ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちの１つを省略する場合、ステップＳ２またはステップＳ３において、制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか３つのうちの１つに移行する。ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか３つのうちの１つにおいて、制御装置３０の判定がＮＯの場合、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか３つのうちの他の１つに移行する。ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか３つのうちの他の１つにおいて、制御装置３０の判定がＮＯの場合、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか３つのうちのさらに他の１つに移行する。ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか３つのうちのさらに他の１つにおいて、制御装置３０の判定がＮＯの場合、処理を終了する。
【0127】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８の順序は入れ代えてもよい。ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８の順序を入れ代える場合、ステップＳ２またはステップＳ３において制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ７およびステップＳ３８のうちのいずれか一つに移行し、各ステップにおいて、制御装置３０の判定がＮＯの場合、次のステップがある場合には次のステップに移行し、次のステップがない場合には、処理を終了する。
【0128】
各ステップにおいて、制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３５に移行する。ステップＳ３５において、制御装置３０は、変速機３２の変速比を切り替えて、処理を終了する。ステップＳ３５において、制御装置３０は、第１接続部３２ａの回転速度に対する第２接続部３２ｂの回転速度の比率が小さくなるように切替装置３２ｃを制御する。これによって、クランク軸１１４ａの回転速度に対する電気モータ２４の回転速度が減少する。制御装置３０は、クランク軸１１４ａが正回転している状態では、変速機３２が第１状態を維持するように切替装置３２ｃを制御するように構成される。
【0129】
第４実施形態に係る駆動装置１０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、クランク軸１１４ａの回転速度に対する電気モータ２４の回転速度を減少させる。駆動装置１０は、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転することによって発生する誘起電圧および回生電流が、電気モータ２４、バッテリ１２０ａおよび電気回路２８などの電気部品の耐電圧および耐電流を超えないように制御して、誘起電圧に起因する故障を抑制できる。
【0130】
第１～第４実施形態は、適宜組み合わせることができる。たとえば、図１３に示す第５実施形態の駆動装置１０は、第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態の駆動装置１０を組み合わせて構成される。第５実施形態の駆動装置１０は、第１実施形態の駆動装置１０の制御装置３０を、第２実施形態の駆動装置１０の制御装置３０に置き換え、第１実施形態の駆動装置１０の電気回路２８を、第３実施形態の駆動装置１０の電気回路２８に置き換えた構成と同様であり、その他の構成は第１実施形態の駆動装置１０と同様である。第５実施形態の駆動装置１０において、第１～３実施形態の駆動装置１０と同一の構成については同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。
【0131】
制御装置３０は、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、予め定める第１条件が満たされると、通知装置１２２によって予め定める警告情報を出力する。使用者への警告は、制御装置３０の通知部３０ｂが、警告情報を通知装置１２２に出力させることによって行う。通知装置１２２によって予め定める警告情報を出力した後、予め定める第２条件が満たされると、制御装置３０は、第１回転方向ＲＡへの回転トルクを発生させるように電気モータ２４を制御する第１制御を行う。第１制御を行った後、予め定める第３条件が満たされると、制御装置３０は、電気モータ２４から出力される電流を遮断する第２制御を行う。本実施形態において、制御装置３０は、第１制御を行った後、予め定める第３条件が満たされると、第２制御を行うが、予め定める第２条件が満たされると、第２制御を行うようにしてもよい。制御装置３０は、予め定める第２条件が満たされると、第１制御および第２制御の少なくとも一方を行うようにしてもよい。予め定める第１条件、第２条件および第３条件は、たとえば、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度、電気モータ２４の誘起電圧、電気回路２８の回生電流ＲＣ、クランク軸１１４ａが回転する数、クランク軸１１４ａが回転する時間などから定める。予め定める第２条件が満たされる場合と比較して、予め定める第３条件が満たされる場合では、クランク軸１１４ａの逆回転によって発生する電気モータ２４の誘起電圧が大きい状態、および、電気モータ２４に誘起電圧が発生している時間が長い状態、の少なくとも一方になっている。予め定める第１条件が満たされる場合と比較して、予め定める第２条件が満たされる場合では、クランク軸１１４ａの逆回転によって発生する電気モータ２４の誘起電圧が大きい状態、および、電気モータ２４に誘起電圧が発生している時間が長い状態、の少なくとも一方になっている。
【0132】
第５実施形態の駆動装置１０における制御装置３０による制御フローの例を、図１４に示すフローチャートによって説明する。制御装置３０は、電力が供給されるとステップＳ１に移行して、処理を開始する。制御装置３０は、フローチャートの処理を終了すると、電力の供給が停止されるまでは所定周期毎にステップＳ１から処理を開始する。図１４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１～ステップＳ３は、図４に示すフローチャートの各ステップと同様であるので、同様のステップには同様のステップ番号を付して、説明を省略する。ステップＳ２またはステップＳ３において、制御装置３０の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１において、制御装置３０は、第１条件が満たされるか否かを判定する。ステップＳ４１において、制御装置３０は、第１条件が満たされると判定した場合、ステップＳ４２に移行し、第１条件が満たされないと判定した場合、ステップＳ２に移行する。ステップＳ４２において、制御装置３０は、通知装置１２２に予め定める警告情報を通知させて、ステップＳ４３に移行する。予め定める警告情報に使用者が気づいて、クランク軸１１４ａの逆回転を停止させた場合、または、逆回転の回転速度を減少させた場合、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢへの回転速度は減少する。通知装置１２２によって予め定める警告情報を出力した後、ステップＳ４３において、制御装置３０は、第２条件が満たされるか否かを判定する。ステップＳ４３において、制御装置３０が、第２条件が満たされると判定した場合、ステップＳ４４に移行し、第２条件が満たされないと判定した場合、ステップＳ２に移行する。ステップＳ４４において、制御装置３０は、第１回転方向ＲＡへの回転トルクを発生させるように電気モータ２４を制御する第１制御を行い、ステップＳ４５に移行する。ステップＳ４４の処理によって、電気モータ２４の第２回転方向ＲＢの回転速度が減少する。第１制御を行った後、ステップＳ４５において、制御装置３０は、第３条件が満たされるか否かを判定する。ステップＳ４５において、制御装置３０が、第３条件が満たされると判定した場合、ステップＳ４６に移行し、第３条件が満たされないと判定した場合、ステップＳ２に移行する。ステップＳ４６において、制御装置３０は、電気モータ２４から出力される電流を遮断する第２制御を行って、処理を終了する。ステップＳ４６の処理によって、電気回路２８の回生電流はゼロになる。
【0133】
第５実施形態に係る駆動装置１０は、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転することによって発生する誘起電圧に起因する不具合を抑制するために、警告および電気モータ２３の制御、電気回路２８の制御を段階的に実行するので、誘起電圧に起因する故障を抑制できる。
【0134】
第５実施形態において、ステップＳ４３を省略してもよく、この場合、ステップＳ４２の処理を終了すると、ステップＳ４４に移行する。第５実施形態において、ステップＳ４１およびステップＳ４２を省略してもよく、ステップＳ４２およびステップＳ４３を省略してもよく、ステップＳ４３およびステップＳ４４を省略してもよく、ステップＳ４４およびステップＳ４５を省略してもよく、ステップＳ４５およびステップＳ４６を省略してもよい。第５実施形態において、ステップＳ４２、ステップＳ４４およびステップＳ４６の処理を入れ替えてもよい。
【0135】
各実施形態おいて、電気モータ２４と、バッテリ接続部２６と、電気回路２８とは、第１ハウジング１２に設けられるが、図１５に示す第６実施形態のように、バッテリ接続部２６および電気回路２８は、第２ハウジング１２０ｂに設けられてもよい。
【0136】
各実施形態において、制御装置３０は、アシストモードのみで動作するように構成されていてもよい。この場合、各フローチャートにおいて、ステップＳ１を省略することができる。
【0137】
各実施形態において、制御装置３０は、アシストモードおよび非アシストモードを区別しないで、処理を行ってもよい。この場合、各フローチャートにおいて、ステップＳ１を省略することができる。たとえば、第１実施形態の制御装置３０は、非アシストモードの状態において、クランク軸１１４ａが逆回転している状態、および、電気モータ２４が第２回転方向ＲＢに回転している状態の少なくとも一方において、電気モータ２４が第１回転方向ＲＡへの回転トルクを発生させるように電気モータ２４を制御してもよい。この場合、各フローチャートにおいて、制御装置３０に電力が供給されると、ステップＳ２に移行する。
【0138】
以上、本発明の実施形態を説明したが、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。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。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。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、置換または変更を行うことができる。
【0139】
たとえば、各実施形態において、電気回路２８に、クランク軸１１４ａまたは電気モータ２４の回転状態に応じて制御しなくても、通常動作状態において、電気モータ２４からバッテリ接続部２６への電流を遮断し、バッテリ接続部２６から電気モータ２４への電流は遮断しないような電流遮断回路を設けてもよい。このような電流遮断回路は、たとえば複数のトランジスタを組み合わせることによって構成することができ、または、たとえばスイッチング素子ＳＷをアノードがバッテリ接続部２６に接続され、カソードがモータ駆動回路３０ｃに接続されるダイオードに置き換えることによって構成することができる。
【符号の説明】
【0140】
１０：駆動装置、１２：第１ハウジング、２４：電気モータ、２６：バッテリ接続部、２８：電気回路、３０：制御装置、３２：変速機、３２ａ：第１接続部、３２ｂ：第２接続部、１００：人力駆動車、１１４ａ：クランク軸、１２０ａ：バッテリ、１２０ｂ：第２ハウジング、１２２：通知装置、ＲＡ：第１回転方向、ＲＢ：第２回転方向、ＳＷ：スイッチング素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】