(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】2024-08-19
(45)【発行日】2024-08-27
(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 9/123 20100101AFI20240820BHJP
B62J 45/00 20200101ALI20240820BHJP
B62J 45/411 20200101ALI20240820BHJP
B62J 45/413 20200101ALI20240820BHJP
B62J 45/412 20200101ALI20240820BHJP
【ＦＩ】
B62M9/123
B62J45/00
B62J45/411
B62J45/413
B62J45/412
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2020094530
(22)【出願日】2020-05-29
(65)【公開番号】P2021187301
(43)【公開日】2021-12-13
【審査請求日】2023-05-24
(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】謝花 聡
(72)【発明者】
【氏名】川▲崎▼ 充彦
【審査官】三宅 龍平
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０１３６２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－００７６４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１９９８３０（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｍ ９／０４ － ９／１４
Ｂ６２Ｍ ６／４５
Ｂ６２Ｍ ２５／０８
Ｂ６２Ｊ ４５／００ － ４５／４１３
(57)【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】
【文献】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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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】
【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。
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。
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】
