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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】2023-03-08
(45)【発行日】2023-03-16
(54)【発明の名称】制御装置およびブレーキシステム
(51)【国際特許分類】
   B60T 8/1761 20060101AFI20230309BHJP
   B60T 8/17 20060101ALI20230309BHJP
   B60T 11/16 20060101ALI20230309BHJP
   B60T 13/74 20060101ALI20230309BHJP
   B62K 23/06 20060101ALI20230309BHJP
   B62L 1/00 20060101ALI20230309BHJP
   B62L 3/02 20060101ALI20230309BHJP
   F16D 65/02 20060101ALI20230309BHJP
【FI】
B60T8/1761
B60T8/17 B
B60T11/16 Z
B60T13/74 G
B62K23/06
B62L1/00 A
B62L3/02 Z
F16D65/02 A
【請求項の数】 24
(21)【出願番号】P 2018014084
(22)【出願日】2018-01-30
(65)【公開番号】P2019131016
(43)【公開日】2019-08-08
【審査請求日】2020-03-11
【審判番号】
【審判請求日】2022-01-24
(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】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】▲高▼橋 利彦
(72)【発明者】
【氏名】名合 大輔
(72)【発明者】
【氏名】中倉 正裕
(72)【発明者】
【氏名】西野 高史
(72)【発明者】
【氏名】中島 岳彦
【合議体】
【審判長】平田 信勝
【審判官】岡本 健太郎
【審判官】内田 博之
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2008/0111342(US,A1)
【文献】特開2017-43333(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60T 8/1761
B60T 13/74
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備え、
前記人力駆動車は、所定要素を含み、
前記制御部は、前記制動関連情報である前記所定要素のひずみに関するひずみ情報が閾値以上の場合に前記調節制御を実行する、制御装置。
【請求項2】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記人力駆動車は、所定要素を含み、
前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、
前記所定要素のひずみに関するひずみ情報に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える制御装置。
【請求項3】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備え、
前記人力駆動車は、所定要素を含み、
前記制御部は、前記制動関連情報である前記所定要素の温度に関する温度情報が閾値以上の場合に前記調節制御を実行する、制御装置。
【請求項4】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記人力駆動車は、所定要素を含み、
前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、
前記所定要素の温度に関する温度情報に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える制御装置。
【請求項5】
前記所定要素は、人力駆動車本体、前記回転体、前記回転体が設けられる車輪、および、前記制動装置の少なくともいずれか1つを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項6】
前記制動装置は、摩擦部材、前記摩擦部材を前記回転体に押圧するように構成されるキャリパ、および、前記キャリパを前記人力駆動車本体に取り付けるための取付ボルトを含む、請求項5に記載の制御装置。
【請求項7】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備え、
前記人力駆動車は、所定要素を含み、
前記所定要素は、スポークに対して車輪の外周側に設けられる第1要素、および、前記スポークに対して前記車輪の内周側に設けられる第2要素を含み、
前記制御部は、前記制動関連情報である前記第1要素と前記第2要素との位相差に関する位相差情報が閾値以上の場合に前記調節制御を実行する、制御装置。
【請求項8】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記人力駆動車は、所定要素を含み、
前記所定要素は、スポークに対して車輪の外周側に設けられる第1要素、および、前記スポークに対して前記車輪の内周側に設けられる第2要素を含み、
前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、
前記第1要素と前記第2要素との位相差に関する位相差情報に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える制御装置。
【請求項9】
前記第1要素は、リムを含み、
前記第2要素は、ハブシェルを含む、請求項7または8に記載の制御装置。
【請求項10】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備え、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、レバーを含み、
前記制御部は、前記制動関連情報である前記レバーの回転速度が閾値以上の場合に前記調節制御を実行する、制御装置。
【請求項11】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、レバーを含み、
前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、
前記レバーの回転速度に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える制御装置。
【請求項12】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備え、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、レバーを含み、
前記制御部は、前記制動関連情報である前記レバーの回転加速度が閾値以上の場合に前記調節制御を実行する、制御装置。
【請求項13】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、レバーを含み、
前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、
前記レバーの回転加速度に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える制御装置。
【請求項14】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備え、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、移動によって前記制動力を変化させるピストンを含み、
前記ピストンは、前記操作装置の内部に設けられ、前記操作装置の操作に応じて前記操作装置の内部を移動可能に構成され、
前記制御部は、前記制動関連情報である前記ピストンの移動に関する移動情報が閾値以上の場合に前記調節制御を実行する、制御装置。
【請求項15】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、前記回転体に作用する制動力を移動によって変化させるピストンを含み、
前記ピストンは、前記操作装置の内部に設けられ、前記操作装置の操作に応じて前記操作装置の内部を移動可能に構成され、
前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、
前記ピストンの移動に関する移動情報に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える制御装置。
【請求項16】
前記移動情報は、前記ピストンの移動速度、および、前記ピストンの加速度の少なくともいずれか一方を含む、請求項14または15に記載の制御装置。
【請求項17】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備え、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、移動によって前記制動力を変化させるピストンを含み、
前記ピストンは、前記操作装置の内部に設けられ、前記操作装置の操作に応じて前記操作装置の内部を移動可能に構成され、
前記制御部は、前記制動関連情報である前記ピストンに作用する荷重に関するピストン荷重情報が閾値以上の場合に前記調節制御を実行する、制御装置。
【請求項18】
制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、
前記人力駆動車は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置を含み、
前記操作装置は、前記回転体に作用する制動力を移動によって変化させるピストンを含み、
前記ピストンは、前記操作装置の内部に設けられ、前記操作装置の操作に応じて前記操作装置の内部を移動可能に構成され、
前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、
前記ピストンに作用する荷重に関するピストン荷重情報に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える制御装置。
【請求項19】
前記ピストン荷重情報は、前記ピストンに作用する荷重、および、前記ピストンに作用する荷重の増加速度の少なくともいずれか一方を含む、請求項17または18に記載の制御装置。
【請求項20】
前記制動関連情報と比較すべき閾値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記制動関連情報と前記閾値との比較結果に基づいて前記調節制御を実行する、請求項1~19のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項21】
前記回転体は、前記人力駆動車の車輪と一体的に回転するディスクブレーキロータである、請求項1~20のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項22】
請求項1~21のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記回転体を制動するように構成される前記制動装置と、
前記制動装置を操作するように構成される操作装置と、を備えるブレーキシステム。
【請求項23】
前記制動装置は、摩擦部材、前記摩擦部材を前記回転体に押圧するように構成されるキャリパ、および、前記キャリパを駆動する電動駆動部を含む、請求項22に記載のブレーキシステム。
【請求項24】
前記制動装置と前記操作装置とは流路を介して流体的に連結され、
前記流路において前記制動装置と前記操作装置との間に設けられる調節装置をさらに備え、
前記調節装置は、前記流路の流体を貯蔵するように構成される貯蔵室、および、前記貯蔵室の容積を変化させる電動変化機構を含む、請求項22または23に記載のブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人力駆動車に搭載される制御装置およびブレーキシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
人力駆動車に適用されるブレーキシステムとして、例えば特許文献1のブレーキシステムが知られている。このブレーキシステムは、人力駆動車の回転体を制動するように構成される制動装置と、制動装置を操作するように構成される操作装置と、操作装置の操作に応じて制動装置を制御する制御装置とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2017-30395号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
人力駆動車の回転体を好適に制動できることが好ましい。
本発明の目的は、人力駆動車の回転体を好適に制動できる制御装置およびブレーキシステム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、制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、前記回転体の回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部を備える。
前記第1側面の制御装置によれば、回転体に作用する制動力が調節制御によって自動的に調節されるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。また、回転体の回転速度とは異なる制動関連情報が調節制御に用いられるため、調節制御に必要な情報を取得するための要素を削減できる。
【0006】
前記第1側面に従う第2側面の制御装置において、前記制動関連情報と比較すべき閾値を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記制動関連情報と前記閾値との比較結果に基づいて前記調節制御を実行する。
前記第2側面の制御装置によれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0007】
本発明の第3側面に従う制御装置は、制動装置によって回転体を制動するように構成される人力駆動車の制御装置であって、前記回転体の制動に関する制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて、前記回転体に作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部と、前記制動関連情報に応じて前記閾値を設定する設定部と、を備える。
前記第3側面の制御装置によれば、回転体に作用する制動力が制動関連情報に応じて設定される閾値を用いる調節制御によって調節されるため、人力駆動車の回転体を状況に応じて好適に制動できる。
【0008】
前記第1~第3側面のいずれか1つに従う第4側面の制御装置において、前記制動関連情報は、前記人力駆動車に設けられる所定要素の物理情報を含む。
前記第4側面の制御装置によれば、制動力が反映される物理情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0009】
前記第4側面に従う第5側面の制御装置において、前記所定要素は、人力駆動車本体、前記回転体、前記回転体が設けられる車輪、および、前記制動装置の少なくともいずれか1つを含む。
前記第5側面の制御装置によれば、物理情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0010】
前記第5側面に従う第6側面の制御装置において、前記制動装置は、摩擦部材、前記摩擦部材を前記回転体に押圧するように構成されるキャリパ、および、前記キャリパを前記人力駆動車本体に取り付けるための取付ボルトを含む。
前記第6側面の制御装置によれば、物理情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0011】
前記第4~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、前記物理情報は、前記所定要素の形状に関する形状情報を含む。
前記第7側面の制御装置によれば、制動力が反映される形状情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0012】
前記第7側面に従う第8側面の制御装置において、前記形状情報は、前記所定要素のひずみに関するひずみ情報を含む。
前記第8側面の制御装置によれば、制動力が反映されるひずみ情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0013】
前記第4~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、前記物理情報は、前記所定要素の温度に関する温度情報を含む。
前記第9側面の制御装置によれば、制動力が反映される温度情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0014】
前記第4側面に従う第10側面の制御装置において、前記所定要素は、スポークに対して車輪の外周側に設けられる第1要素、および、前記スポークに対して前記車輪の内周側に設けられる第2要素を含み、前記物理情報は、前記第1要素と前記第2要素との位相差に関する位相差情報を含む。
前記第10側面の制御装置によれば、制動力が反映される位相差情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0015】
前記第10側面に従う第11側面の制御装置において、前記第1要素は、リムを含み、前記第2要素は、ハブシェルを含む。
前記第11側面の制御装置によれば、位相差情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0016】
前記第1~第3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、前記制動関連情報は、前記制動装置を操作するように構成される操作装置の操作に関する操作情報を含む。
前記第12側面の制御装置によれば、制動力が反映される操作情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0017】
前記第12側面に従う第13側面の制御装置において、前記操作装置は、レバーを含み、前記操作情報は、前記レバーの回転に関する回転情報、および、前記レバーに作用する荷重に関するレバー荷重情報の少なくともいずれか一方を含む。
前記第13側面の制御装置によれば、操作情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0018】
前記第13側面に従う第14側面の制御装置において、前記回転情報は、前記レバーの回転速度、前記レバーの回転角度、および、前記レバーの回転加速度の少なくともいずれか1つを含む。
前記第14側面の制御装置によれば、操作情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0019】
前記第13または第14側面に従う第15側面の制御装置において、前記レバー荷重情報は、前記レバーに作用する荷重、および、前記レバーに作用する荷重の増加速度の少なくともいずれか一方を含む。
前記第15側面の制御装置によれば、操作情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0020】
前記第12~第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、前記操作装置は、ピストンを含み、前記操作情報は、前記ピストンの移動に関する移動情報、および、前記ピストンに作用する荷重に関するピストン荷重情報の少なくともいずれか一方を含む。
前記第16側面の制御装置によれば、操作情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0021】
前記第16側面に従う第17側面の制御装置において、前記移動情報は、前記ピストンの移動速度、および、前記ピストンの加速度の少なくともいずれか一方を含む。
前記第17側面の制御装置によれば、操作情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0022】
前記第16または第17側面に従う第18側面の制御装置において、前記ピストン荷重情報は、前記ピストンに作用する荷重、および、前記ピストンに作用する荷重の増加速度の少なくともいずれか一方を含む。
前記第18側面の制御装置によれば、操作情報のうちの制動力が反映されやすい情報が調節制御に用いられるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0023】
前記第1~第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、前記回転体は、前記人力駆動車の車輪と一体的に回転するディスクブレーキロータである。
前記第19側面の制御装置によれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0024】
本発明の第20側面に従うブレーキシステムは、前記制御装置と、前記回転体を制動するように構成される前記制動装置と、前記制動装置を操作するように構成される操作装置と、を備える。
前記第20側面のブレーキシステムによれば、回転体に作用する制動力が調節制御によって自動的に調節されるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0025】
前記第20側面に従う第21側面のブレーキシステムにおいて、前記制動装置は、摩擦部材、前記摩擦部材を前記回転体に押圧するように構成されるキャリパ、および、前記キャリパを駆動する電動駆動部を含む。
前記第21側面のブレーキシステムによれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【0026】
前記第20または第21側面に従う第22側面のブレーキシステムにおいて、前記制動装置と前記操作装置とは流路を介して流体的に連結され、前記流路において前記制動装置と前記操作装置との間に設けられる調節装置をさらに備え、前記調節装置は、前記流路の流体を貯蔵するように構成される貯蔵室、および、前記貯蔵室の容積を変化させる電動変化機構を含む。
前記第22側面のブレーキシステムによれば、操作装置の操作に応じて制動装置が流体的に駆動されるため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【発明の効果】
【0027】
本発明の制御装置およびブレーキシステムによれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
図1】実施形態のブレーキシステムを含む人力駆動車の側面図。
図2図1の制動装置およびその周辺を示す人力駆動車の部分側面図。
図3図1のブレーキシステムの構成を示す模式図。
図4図1のブレーキシステムのブロック図。
図5図4の制御装置が実行する制御の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0029】
(実施形態)
図1を参照して、ブレーキシステム10を含む人力駆動車Aについて説明する。
ここで、人力駆動車は、走行のための原動力に関して、少なくとも部分的に人力を用いる車両を意味し、電動で人力を補助する車両を含む。人力以外の原動力のみを用いる車両は、人力駆動車には含まれない。特に、内燃機関のみを原動力に用いる車両は、人力駆動車には含まれない。通常、人力駆動車には、小型軽車両が想定され、公道での運転に免許を要しない車両が想定される。図示される人力駆動車Aは、電気エネルギーを用いて人力駆動車Aの推進を補助する電動補助ユニットEを含む自転車(e-bike)である。具体的には、図示される人力駆動車Aは、トレッキングバイクである。
【0030】
人力駆動車Aは、人力駆動車本体A1、車輪W、ハンドルH、および、ドライブトレインBをさらに含む。人力駆動車本体A1は、フレームA2、フロントフォークA3、シートポストSP、および、サドルSDを含む。車輪Wは、前輪WFおよび後輪WRを含む。前輪WFは、タイヤT、リムR、複数のスポークS、ハブHF、および、ディスクブレーキロータDRを含む。ハブHFは、前輪WFのスポークSが連結されるハブシェルHSを含む(図2参照)。後輪WRは、タイヤT、リムR、複数のスポークS、ハブHR、および、ディスクブレーキロータDRを含む。ハブHRは、後輪WRのスポークSが連結されるハブシェル(図示略)を含む。
【0031】
ドライブトレインBは、チェーンドライブタイプに構成される。ドライブトレインBは、クランクC、フロントスプロケットD1、リアスプロケットD2、および、チェーンD3を含む。クランクCは、フレームA2に回転可能に支持されるクランク軸C1、および、クランク軸C1の両端部にそれぞれ設けられる一対のクランクアームC2を含む。各クランクアームC2の先端には、ペダルPDが回転可能に取り付けられる。なお、ドライブトレインBは、任意のタイプから選択でき、ベルトドライブタイプ、または、シャフトドライブタイプであってもよい。
【0032】
フロントスプロケットD1は、クランク軸C1と一体に回転するようにクランクCに設けられる。リアスプロケットD2は、後輪WRのハブHRに設けられる。チェーンD3は、フロントスプロケットD1およびリアスプロケットD2に巻き掛けられる。人力駆動車Aに搭乗するユーザによってペダルPDに加えられる駆動力は、フロントスプロケットD1、チェーンD3、および、リアスプロケットD2を介して後輪WRに伝達される。
【0033】
人力駆動車Aは、電動補助ユニットEをさらに含む。電動補助ユニットEは、人力駆動車Aの推進力がアシストされるように動作する。電動補助ユニットEは、例えばペダルPDに加えられる駆動力に応じて動作する。電動補助ユニットEは、電気モータE1を含む。電動補助ユニットEは、人力駆動車Aに搭載されるバッテリBTから供給される電力によって駆動される。人力駆動車Aにおいて、電動補助ユニットEは省略されてもよい。
【0034】
ブレーキシステム10は、車輪Wの数に対応する数の制動装置12を備える。本実施形態では、前輪WFに対応する制動装置12、および、後輪WRに対応する制動装置12がブレーキシステム10に設けられる。2つの制動装置12は、互いに同じ構成を有する。制動装置12は、回転体を制動するように構成される。本実施形態では、制動装置12は、人力駆動車Aの回転体を制動するディスクブレーキ装置である。回転体は、人力駆動車Aの車輪Wと一体的に回転するディスクブレーキロータDR(以下、「回転体DR」ともいう)である。制動装置12は、リムブレーキ装置であってもよい。この場合、回転体はリムRである。
【0035】
図2に示されるように、制動装置12は、摩擦部材14(図3参照)、摩擦部材14を回転体DRに押圧するように構成されるキャリパ16、および、キャリパ16を人力駆動車本体A1に取り付けるための取付ボルト18を含む。本実施形態では、取付ボルト18の数は2本である。制動装置12は、取付ボルト18によってキャリパ16を人力駆動車本体A1に保持するアダプタ20をさらに含む。アダプタ20は、固定ボルト(図示略)によって人力駆動車本体A1に取り付けられてもよく、人力駆動車本体A1と一体的に設けられてもよい。キャリパ16が取付ボルト18によってアダプタ20に取り付けられることによって、キャリパ16が人力駆動車本体A1に取り付けられる。
【0036】
図1に示されるように、ブレーキシステム10は、制動装置12を操作するように構成される操作装置Fをさらに備える。操作装置Fは、人力駆動車Aの中心平面に対して、ハンドルHの右側、および、ハンドルHの左側にそれぞれ設けられる。操作装置Fは、レバーF1を含む。一方の操作装置FのレバーF1の操作に応じて一方の制動装置12が駆動され、他方の操作装置FのレバーF1の操作に応じて他方の制動装置12が駆動される。
【0037】
図3を参照して、ブレーキシステム10の具体的な構成について説明する。
制動装置12と操作装置Fとは流路FP1~FP4を介して流体的に連結される。流路FP1~FP4は、第1流路FP1、第2流路FP2、第3流路FP3、および、第4流路FP4を含む。流路FP1~FP4内は、作動油(流体)で満たされる。本実施形態では、操作装置Fは、第1流路FP1を介して対応する制動装置12と接続される。操作装置Fへの入力に応じて制動装置12に油圧が作用し、制動装置12が駆動される。図3は、一方の操作装置Fおよび一方の制動装置12を示す。
【0038】
操作装置Fは、シリンダF2と、レバーF1の操作に応じてシリンダF2内を移動するピストンF3と、レバーF1を初期位置に戻すようにピストンF3に付勢力を与える付勢部材F4とをさらに含む。付勢部材F4は、例えばばねを含む。レバーF1が操作されることによってピストンF3がシリンダF2内を移動し、第1流路FP1を介して制動装置12に油圧が作用する。操作装置Fは、シリンダF2内に作動油を供給できるように作動油を貯留するリザーバF5をさらに含む。リザーバF5内には、ダイアフラム(図示略)が設けられる。本実施形態では、レバーF1が操作されることによってピストンF3がシリンダF2内を移動し、第1流路FP1を介して制動装置12に油圧が作用する。
【0039】
制動装置12は、キャリパ16に作用する油圧を調節する油圧機構22をさらに含む。油圧機構22は、第1電磁弁22Aおよび第2電磁弁22Bを含む。第1電磁弁22Aおよび第2電磁弁22Bは、例えばバッテリBTから供給される電力によって駆動される。第1電磁弁22Aは、例えば第1流路FP1を介して操作装置Fと流体的に連結され、第2流路FP2を介してキャリパ16と流体的に連結される。第1電磁弁22Aは、第1流路FP1と第2流路FP2との間を開閉するように設けられる。第1電磁弁22Aは、例えば非通電状態において作動油が流通するように開放され、通電状態において作動油が流通しないように閉鎖される。
【0040】
第2電磁弁22Bは、例えば第1流路FP1から分岐する第3流路FP3と、第2流路FP2から分岐する第4流路FP4との間を開閉するように設けられる。第2電磁弁22Bは、例えば非通電状態において作動油が流通しないように閉鎖され、通電状態において作動油が流通するように開放される。第1電磁弁22Aおよび第2電磁弁22Bの開閉動作は、例えば後述する制御装置26によって制御される。
【0041】
ブレーキシステム10は、流路FP1~FP4において制動装置12と操作装置Fとの間に設けられる調節装置24をさらに備える。調節装置24は、例えば第3流路FP3と流体的に連結される。本実施形態では、調節装置24はアキュムレータである。調節装置24は、流路FP1~FP4の流体を貯蔵するように構成される貯蔵室24A、および、貯蔵室24Aの容積を変化させる電動変化機構24Bを含む。電動変化機構24Bは、例えば貯蔵室24A内に設けられる。本実施形態では、電動変化機構24Bはダイアフラムである。図3に示される実線の電動変化機構24Bは、貯蔵室24Aの容積が最大となるように変形した状態を示す。図3に示される二点鎖線の電動変化機構24Bは、貯蔵室24Aの容積が最小となるように変形した状態を示す。
【0042】
キャリパ16は、例えば回転体DRを摩擦部材14によって挟持する。摩擦部材14は、それらの間で回転体DRを挟むように配置される第1摩擦部材14Aおよび第2摩擦部材14Bを含む。キャリパ16は、ハウジング16Aと、流路FP1~FP4から供給される作動油の圧力によって変位する一対のピストン16Bと、一対のピストン16Bが互いに離れる方向に変位するように各ピストン16Bを付勢する付勢部材16Cとを含む。ハウジング16A内は、作動油で満たされる。本実施形態では、第1摩擦部材14Aが一方のピストン16Bに取り付けられ、第2摩擦部材14Bが他方のピストン16Bに取り付けられる。付勢部材16Cは、第1摩擦部材14Aおよび第2摩擦部材14Bを介して一対のピストン16Bを付勢する。付勢部材16Cは、例えばばねである。なお、一対のピストン16Bの一方、ならびに、第1摩擦部材14Aおよび第2摩擦部材14Bの一方を省略してもよい。すなわち、第1摩擦部材14Aおよび第2摩擦部材14Bの一方のみで回転体DRを制動するようにしてもよい。また、第1摩擦部材14Aおよび第2摩擦部材14Bの一方を固定し、他方のみを移動させるようにしてもよい。
【0043】
第1電磁弁22Aが開放され、第2電磁弁22Bが閉鎖される場合、操作装置FのレバーF1が操作されることによって、シリンダF2内の作動油が第1流路FP1、第1電磁弁22A、および、第2流路FP2を介してキャリパ16に供給される。そして、第1摩擦部材14Aおよび第2摩擦部材14Bが回転体DRに近づくように一対のピストン16Bが変位する。このように、操作装置Fへの入力に応じて制動装置12に油圧が作用し、制動装置12によって回転体DRが制動される。一方、操作装置Fへの入力が解除されると、付勢部材16Cの付勢力によって第1摩擦部材14Aおよび第2摩擦部材14Bが回転体DRから離れるようにピストン16Bが変位する。そして、ハウジング16A内の作動油が流路FP1、FP2等を介してシリンダF2内およびリザーバF5内に戻され、付勢部材F4の付勢力等によって操作装置FのレバーF1が初期位置に戻される。
【0044】
操作装置FのレバーF1が操作される状態において、第1電磁弁22Aが閉鎖され、第2電磁弁22Bが開放される場合、ハウジング16A内の作動油が第2流路FP2、第4流路FP4、第2電磁弁22B、および、第3流路FP3を介して調節装置24に供給される。この場合、回転体DRに作用する制動力が減少するように制動装置12に作用する油圧が減圧される。その後、第1電磁弁22Aが開放され、第2電磁弁22Bが閉鎖される場合、操作装置Fへの入力に応じて回転体DRに作用する制動力が増大するように制動装置12に作用する油圧が増圧される。このように、第1電磁弁22Aおよび第2電磁弁22Bが制御されることによって、回転体DRに作用する制動力が調節される。一方、操作装置Fへの入力が解除されると、シリンダF2内が大気圧状態となるため、調節装置24内の作動油が流路FP1~FP4に戻され、操作装置FのレバーF1が初期位置に戻されるようにハウジング16A内の作動油がシリンダF2内およびリザーバF5内に戻される。
【0045】
なお、図3の破線で示されるように、制動装置12は、キャリパ16を駆動する電動駆動部ED、および、キャリパ16に作用する油圧を調節する油圧ポンプHPをさらに含んでいてもよい。電動駆動部EDは、例えば電線EWによって操作装置Fと電気的に接続される。電動駆動部EDは、電気モータである。油圧ポンプHPは、例えば流路FP1~FP4を介してキャリパ16と流体的に連結される。油圧ポンプHP内は、作動油で満たされる。操作装置FのレバーF1が操作されることによって、レバーF1の回転量を検出するセンサ(図示略)の検出結果等に応じて電動駆動部EDが駆動され、油圧ポンプHPが動作することによってキャリパ16に油圧が作用する。また、電動駆動部EDが後述する制御装置26によって制御される場合、回転体DRに作用する制動力が増大または減少するように油圧ポンプHPが制御される。この例では、油圧機構22を制動装置12から省略してもよい。また、制動装置12は、電動駆動部EDによりキャリパ16が機械的または電気的に駆動されることによって回転体DRを制動するように構成されてもよい。この場合、制動装置12と操作装置Fとは機械的に接続されてもよく、電気的に接続されてもよい。
【0046】
図4に示されるように、ブレーキシステム10は、制動装置12によって回転体DRを制動するように構成される制御装置26をさらに備える。制御装置26は、回転体DRの回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて、回転体DRに作用する制動力を調節する調節制御を実行する制御部28を備える。制御部28は、CPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro Processing Unit)である。制御部28は、例えば調節制御において、第1電磁弁22Aおよび第2電磁弁22Bを制御することによって制動力を調節する。調節制御は、ABS(Antilock Brake System)に関する制御である。なお、回転体DRの回転速度は、タイヤTの回転速度、リムRの回転速度、スポークSの回転速度、および、ハブシェルHSの回転速度と同じである。すなわち、回転体DRの回転速度は、車輪Wの回転速度を示す。
【0047】
制御装置26は、制動関連情報と比較すべき閾値を記憶する記憶部30をさらに備える。記憶部30は、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。記憶部30は、例えば制御のための各種プログラム、および、予め設定される情報を記憶する。制御部28は、制動関連情報と閾値との比較結果に基づいて調節制御を実行する。制御部28は、例えば制動関連情報が閾値以上である場合に調節制御を実行する。
【0048】
制御装置26は、制動関連情報に応じて閾値を設定する設定部32をさらに備える。設定部32は、CPUまたはMPUである。設定部32は、制御部28と同じCPUまたはMPUで構成されてもよく、制御部28とは別のCPUまたはMPUで構成されてもよい。設定部32は、例えば制動関連情報に応じて新たな閾値を算出し、記憶部30に記憶される閾値を新たな閾値に設定する。
【0049】
制動関連情報は、回転体DRの制動に関する情報を含む。制動関連情報の具体的な内容は、以下の第1例~第5例のいずれかのとおりである。第1例では、制動関連情報は、人力駆動車Aに設けられる所定要素の物理情報を含む。物理情報は、制動に伴って変化する所定要素の物理量である。物理情報は、所定要素の形状に関する形状情報を含む。形状情報は、所定要素のひずみに関するひずみ情報を含む。所定要素は、人力駆動車本体A1、回転体DR、回転体DRが設けられる車輪W、および、制動装置12の少なくともいずれか1つを含む。人力駆動車本体A1は、所定要素として、フレームA2、フロントフォークA3、サドルSD、および、シートポストSPの少なくともいずれか1つを含む。車輪Wは、所定要素として、タイヤT、リムR、スポークS、および、ハブHF、HRの少なくともいずれか1つを含む。制動装置12は、所定要素として、摩擦部材14、キャリパ16、取付ボルト18、および、アダプタ20の少なくともいずれか1つを含む。
【0050】
第2例では、制動関連情報は、人力駆動車Aに設けられる所定要素の物理情報を含む。物理情報は、所定要素の温度に関する温度情報を含む。所定要素は、人力駆動車本体A1、回転体DR、回転体DRが設けられる車輪W、および、制動装置12の少なくともいずれか1つを含む。人力駆動車本体A1は、所定要素として、フレームA2およびフロントフォークA3の少なくともいずれか一方を含む。車輪Wは、所定要素として、タイヤT、リムR、および、ハブHF、HRの少なくともいずれか1つを含む。制動装置12は、所定要素として、摩擦部材14、キャリパ16、取付ボルト18、および、アダプタ20の少なくともいずれか1つを含む。
【0051】
第3例では、制動関連情報は、人力駆動車Aに設けられる所定要素の物理情報を含む。所定要素は、スポークSに対して車輪Wの外周側に設けられる第1要素、および、スポークSに対して車輪Wの内周側に設けられる第2要素を含む。物理情報は、第1要素と第2要素との位相差に関する位相差情報を含む。位相差情報は、第1要素が地面(図示略)から受ける力と、第2要素が制動装置12から受ける力との関係によりスポークSが撓むことによって変化する。第1要素は、リムRを含む。第2要素は、ハブシェルHSを含む。
【0052】
第4例では、制動関連情報は、制動装置12を操作するように構成される操作装置Fの操作に関する操作情報を含む。操作情報は、レバーF1の回転に関する回転情報、および、レバーF1に作用する荷重に関するレバー荷重情報の少なくともいずれか一方を含む。回転情報は、レバーF1の回転速度、レバーF1の回転角度、および、レバーF1の回転加速度の少なくともいずれか1つを含む。レバー荷重情報は、レバーF1に作用する荷重、および、レバーF1に作用する荷重の増加速度の少なくともいずれか一方を含む。
【0053】
第5例では、制動関連情報は、制動装置12を操作するように構成される操作装置Fの操作に関する操作情報を含む。操作情報は、ピストンF3の移動に関する移動情報、および、ピストンF3に作用する荷重に関するピストン荷重情報の少なくともいずれか一方を含む。移動情報は、ピストンF3の移動速度、および、ピストンF3の加速度の少なくともいずれか一方を含む。ピストン荷重情報は、ピストンF3に作用する荷重、および、ピストンF3に作用する荷重の増加速度の少なくともいずれか一方を含む。
【0054】
人力駆動車Aは、制動関連情報を検出する検出装置34をさらに含む。検出装置34は、第1検出部34A、第2検出部34B、第3検出部34C、第4検出部34D、第5検出部34E、第6検出部34F、および、第7検出部34Gの少なくともいずれか1つを含む。検出装置34は、操作装置FのレバーF1が操作される状態において制動関連情報を検出してもよく、所定時間毎に制動関連情報を検出してもよい。検出装置34は、例えば検出した制動関連情報を制御装置26に出力する。
【0055】
第1検出部34Aは、上記第1例における所定要素のひずみを検出する。第1検出部34Aは、例えば所定要素のひずみを検出するひずみセンサ(図示略)を含む。本実施形態では、第1検出部34Aは、各種の所定要素に設けられる。第1検出部34Aは、取得したひずみ情報を制御部28に出力する。
【0056】
第2検出部34Bは、上記第2例における所定要素の温度を検出する。第2検出部34Bは、例えば所定要素の温度を検出する温度センサ(図示略)を含む。本実施形態では、第2検出部34Bは、各種の所定要素に設けられる。第2検出部34Bは、取得した温度情報を制御部28に出力する。
【0057】
第3検出部34Cは、第1要素と第2要素の位相差を検出する。第3検出部34Cは、例えば第1要素および第2要素の一方に設けられる光源(図示略)から照射される光を検出する1つまたは複数の光検出器(図示略)を含む。本実施形態では、第3検出部34Cは、第1要素および第2要素の他方に設けられる。第3検出部34Cは、取得した位相差情報を制御部28に出力する。
【0058】
第4検出部34Dは、レバーF1の回転に関する回転情報を検出する。第4検出部34Dは、例えばレバーF1の回転速度を検出する速度センサ(図示略)、レバーF1の回転角度を検出する角度センサ(図示略)、および、レバーF1の回転加速度を検出する加速度センサ(図示略)の少なくともいずれか1つを含む。本実施形態では、第4検出部34Dは、レバーF1に設けられる。第4検出部34Dは、取得した回転情報を制御部28に出力する。
【0059】
第5検出部34Eは、レバーF1に作用する荷重に関するレバー荷重情報を検出する。第5検出部34Eは、例えばレバーF1に作用する荷重、および、レバーF1に作用する荷重の増加速度の少なくともいずれか一方を検出する荷重センサ(図示略)を含む。本実施形態では、第5検出部34Eは、レバーF1に設けられる。第5検出部34Eは、取得したレバー荷重情報を制御部28に出力する。
【0060】
第6検出部34Fは、ピストンF3の移動に関する移動情報を検出する。第6検出部34Fは、例えばピストンF3の移動速度を検出する速度センサ(図示略)、ピストンF3の加速度を検出する加速度センサ(図示略)の少なくともいずれか一方を含む。本実施形態では、第6検出部34Fは、ピストンF3、または、ピストンF3と繋がる要素に設けられる。第6検出部34Fは、取得した移動情報を制御部28に出力する。
【0061】
第7検出部34Gは、ピストンF3に作用する荷重に関するピストン荷重情報を検出する。第7検出部34Gは、例えばピストンF3に作用する荷重、および、ピストンF3に作用する荷重の増加速度の少なくともいずれか一方を検出する荷重センサ(図示略)を含む。本実施形態では、第7検出部34Gは、ピストンF3、または、ピストンF3と繋がる要素に設けられる。第7検出部34Gは、取得したピストン荷重情報を制御部28に出力する。
【0062】
制御部28は、例えばひずみ情報、温度情報、位相差情報、回転情報、レバー荷重情報、移動情報、および、ピストン荷重情報の少なくともいずれか1つを含む制動関連情報に基づいて調節制御を実行する。なお、調節制御に用いない情報を取得するための検出部34A~34Gを検出装置34から省略してもよい。
【0063】
図5を参照して、制御部28が実行する制御の一例について説明する。
制御部28は、ステップS11において、検出装置34から制動関連情報を取得する。制御部28は、ステップS12において、制動関連情報が閾値以上か否かを判定する。具体的には、制御部28は、記憶部30から制動関連情報と比較すべき閾値を読み取り、制動関連情報と閾値とを比較する。制御部28は、ステップS12において、制動関連情報が閾値未満であると判定した場合、ステップS11に処理を戻す。制御部28は、ステップS12において、制動関連情報が閾値以上であると判定した場合、ステップS13の処理に移行する。制御部28は、ステップS13において、調節制御を実行する。
【0064】
(変形例)
上記実施形態に関する説明は、本発明に従う制御装置およびブレーキシステム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。本発明に従う制御装置およびブレーキシステムは、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、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。
【0065】
・制御装置26の構成は、任意に変更可能である。第1例では、制御装置26が制動関連情報に応じて閾値を設定する設定部32を備える場合、制動関連情報は、回転体DRの回転速度に関する情報を含んでいてもよい。第2例では、設定部32が制御装置26から省略される。この場合、制御部28は、回転体DRの回転速度とは異なる制動関連情報に基づいて調節制御を実行する。なお、予め記憶部30に記憶される情報は、所定の入力装置(図示略)を用いて変更可能に構成されてもよい。
【0066】
・制動関連情報の内容は、任意に変更可能である。一例では、制動関連情報は、回転体DRの回転速度に関する情報を含んでいてもよい。
・人力駆動車Aの種類は、任意に変更可能である。第1例では、人力駆動車Aは、ロードバイク、マウンテンバイク、クロスバイク、シティサイクル、カーゴバイク、または、リカンベントである。第2例では、人力駆動車Aは、キックスケータである。
【符号の説明】
【0067】
10…ブレーキシステム、12…制動装置、14…摩擦部材、16…キャリパ、18…取付ボルト、24…調節機構、24A…貯蔵室、24B…電動変化機構、26…制御装置、28…制御部、30…記憶部、32…設定部、A…人力駆動車、A1…人力駆動車本体、DR…ディスクブレーキロータ(回転体)、ED…電動駆動部、F…操作装置、F1…レバー、F3…ピストン、FP1~FP4…流路、HS…ハブシェル、R…リム、S…スポーク、W…車輪。
図1
図2
図3
図4
図5