JP2022051896A - Detection device, control device for human power drive vehicle, and component for human power drive vehicle - Google Patents

Detection device, control device for human power drive vehicle, and component for human power drive vehicle Download PDF

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康弘 土澤
Yasuhiro Tsuchizawa
浩史 松田
Hiroshi Matsuda
明浩 井澤
Akihiro Izawa
佳孝 能勢
Yoshitaka Nose
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection device capable of detecting a rotation angle position of a crank or a rotation speed of the crank, a control device for a human power drive vehicle, and a component for a human power drive vehicle.
SOLUTION: There is provided a detection device used for a human power drive vehicle. The human power drive vehicle includes a crank having a rotation axis, an electric motor for assisting propulsion of the human power drive vehicle interlocking with the crank, a drive circuit for driving the electric motor, and a sensor for detecting a reference position around the rotation axis of the crank. The detection device includes a detection part for detecting a rotation angle position of the crank in accordance with a result of the detection by the sensor and at least one of a rotation state of the electric motor and a state of the drive of the drive circuit.
SELECTED DRAWING: Figure 3
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本開示は、人力駆動車に用いられる検出装置、検出装置を含む人力駆動車用制御装置、および、人力駆動車用制御装置を含む人力駆動車用コンポーネントに関する。 The present disclosure relates to a detection device used in a human-powered vehicle, a control device for a human-powered vehicle including the detection device, and a component for a human-powered vehicle including a control device for a human-powered vehicle.

特許文献１に開示される人力駆動車の一例である自転車は、人力駆動力が入力されるクランクと、自転車の推進をアシストするモータと、クランクの回転角度位置および回転速度を検出するための回転角度センサとを備えている。 A bicycle, which is an example of a human-powered vehicle disclosed in Patent Document 1, includes a crank to which human-powered driving force is input, a motor that assists the propulsion of the bicycle, and rotation for detecting the rotation angle position and rotation speed of the crank. It is equipped with an angle sensor.

特開２０１８－０７０００１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-070001

クランクの回転角度位置または回転速度を検出するための専用のセンサを用いずにクランクの回転角度位置またはクランクの回転速度を検出することが好ましい。
本開示の目的の１つは、クランクの回転角度位置またはクランクの回転速度を検出することができる検出装置、人力駆動車用制御装置、および、人力駆動車用コンポーネントを提供することである。 It is preferable to detect the rotation angle position of the crank or the rotation speed of the crank without using a dedicated sensor for detecting the rotation angle position or the rotation speed of the crank.
One of the objects of the present disclosure is to provide a detection device capable of detecting a rotation angle position of a crank or a rotation speed of a crank, a control device for a human-powered vehicle, and a component for a human-powered vehicle.

本開示の第１側面に従う検出装置は、人力駆動車に用いられる検出装置であって、前記人力駆動車は、回転軸心を有するクランクと、前記クランクに連動して前記人力駆動車の推進をアシストする電気モータと、前記電気モータを駆動する駆動回路と、前記クランクの前記回転軸心まわりの基準位置を検出するためのセンサと、を含み、前記検出装置は、前記センサの検出結果と、前記電気モータの回転状態および前記駆動回路の駆動状態の少なくとも一方とに応じて、前記クランクの回転角度位置を検出する検出部を含む。
第１側面の検出装置によれば、クランクの回転軸心まわりの基準位置と、電気モータの回転状態および駆動回路の駆動状態の少なくとも一方とに応じてクランクの回転角度位置を検出することによって、クランクの回転角度位置を検出するための専用のセンサを用いずにクランクの回転角度位置を検出できる。 The detection device according to the first aspect of the present disclosure is a detection device used for a human-powered vehicle, and the human-powered vehicle has a crank having a rotation axis and propulsion of the human-powered vehicle in conjunction with the crank. The detection device includes an electric motor to assist, a drive circuit for driving the electric motor, and a sensor for detecting a reference position around the rotation axis center of the crank, and the detection device includes the detection result of the sensor and the detection result. The detection unit includes a detection unit that detects the rotation angle position of the crank according to at least one of the rotation state of the electric motor and the drive state of the drive circuit.
According to the detection device on the first side surface, the rotation angle position of the crank is detected according to the reference position around the rotation axis of the crank and at least one of the rotation state of the electric motor and the drive state of the drive circuit. The rotation angle position of the crank can be detected without using a dedicated sensor for detecting the rotation angle position of the crank.

本開示の第１側面に従う第２側面の検出装置において、前記電気モータの回転状態は、前記電気モータのロータの回転角度位置、前記ロータの回転量、および、前記ロータの回転速度の少なくとも１つを含む。
第２側面の検出装置によれば、クランクの回転軸心まわりの基準位置と、電気モータのロータの回転角度位置、ロータの回転量、および、ロータの回転速度の少なくとも１つとに応じて、クランクの回転角度位置を検出できる。 In the detection device of the second side according to the first side of the present disclosure, the rotation state of the electric motor is at least one of the rotation angle position of the rotor of the electric motor, the rotation amount of the rotor, and the rotation speed of the rotor. including.
According to the detector on the second side, the crank depends on at least one of the reference position around the center of rotation of the crank, the rotational angle position of the rotor of the electric motor, the amount of rotation of the rotor, and the rotational speed of the rotor. The rotation angle position of can be detected.

本開示の第１または第２側面に従う第３側面の検出装置において、前記駆動回路は、インバータ回路を含み、前記駆動回路の駆動状態は、前記インバータ回路の出力周波数を含む。
第３側面の検出装置によれば、クランクの回転軸心まわりの基準位置と、インバータ回路の出力周波数とに応じて、クランクの回転角度位置を検出できる。 In the third aspect detection device according to the first or second aspect of the present disclosure, the drive circuit includes an inverter circuit, and the drive state of the drive circuit includes the output frequency of the inverter circuit.
According to the detection device on the third side surface, the rotation angle position of the crank can be detected according to the reference position around the rotation axis center of the crank and the output frequency of the inverter circuit.

本開示の第３側面に従う第４側面の検出装置において、前記検出部は、前記インバータ
回路の出力周波数に応じて、前記クランクの回転速度を検出する。
第４側面の検出装置によれば、インバータ回路の出力周波数に応じてクランクの回転速度を検出することによって、クランクの回転速度を検出するための専用のセンサを用いずに、クランクの回転速度を検出できる。 In the detection device on the fourth side according to the third side of the present disclosure, the detection unit detects the rotation speed of the crank according to the output frequency of the inverter circuit.
According to the detection device on the fourth side, the rotation speed of the crank is detected according to the output frequency of the inverter circuit without using a dedicated sensor for detecting the rotation speed of the crank. Can be detected.

本開示の第１～第４側面のいずれか一つに従う第５側面の検出装置において、前記人力駆動車は、前記電気モータと出力部との間の動力伝達経路に設けられる減速機を含み、前記検出部は、前記センサの検出結果と、前記電気モータの回転状態および前記駆動回路の駆動状態の少なくとも一方と、前記減速機の減速比とに応じて、前記クランクの回転角度位置を検出する。
第５側面の検出装置によれば、クランクの回転角度を検出するための専用のセンサを用いずにクランクの回転角度位置を好適に検出できる。 In the detection device on the fifth side according to any one of the first to fourth sides of the present disclosure, the human-powered vehicle includes a speed reducer provided in a power transmission path between the electric motor and an output unit. The detection unit detects the rotation angle position of the crank according to the detection result of the sensor, at least one of the rotation state of the electric motor and the drive state of the drive circuit, and the reduction ratio of the reduction gear. ..
According to the detection device on the fifth side surface, the rotation angle position of the crank can be suitably detected without using a dedicated sensor for detecting the rotation angle of the crank.

本開示の第１～第５側面のいずれか一つに従う第６側面の検出装置において、前記センサは、前記クランクに入力される人力駆動力を検出し、前記基準位置は、前記人力駆動力が最大となる前記クランクの回転角度位置、または、前記人力駆動力が最小となる前記クランクの回転角度位置である。
第６側面の検出装置によれば、センサは、クランクに入力される人力駆動力に応じて、基準位置を好適に検出できる。 In the detection device on the sixth side according to any one of the first to fifth sides of the present disclosure, the sensor detects the human-powered driving force input to the crank, and the reference position is the human-powered driving force. The maximum rotation angle position of the crank, or the minimum rotation angle position of the crank.
According to the detection device on the sixth side surface, the sensor can suitably detect the reference position according to the human-powered driving force input to the crank.

本開示の第１～第５側面のいずれか一つに従う第７側面の検出装置において、前記センサは、前記クランクの少なくとも１つの回転角度位置を前記基準位置として検出する。
第７側面の検出装置によれば、センサは、クランクの予め定める少なくとも１つの回転角度位置に応じて、基準位置を好適に検出できる。 In the detection device on the seventh side according to any one of the first to fifth sides of the present disclosure, the sensor detects at least one rotation angle position of the crank as the reference position.
According to the detection device on the seventh side surface, the sensor can suitably detect the reference position according to at least one predetermined rotation angle position of the crank.

本開示の第６側面に従う第８側面の検出装置において、前記検出部は、前記センサによって検出される人力駆動力に対応する信号に平滑化処理を実行する。
第８側面の検出装置によれば、センサによって検出される人力駆動力に対応する信号にノイズが発生しても平滑化処理によってノイズを低減できる。 In the detection device on the eighth side according to the sixth aspect of the present disclosure, the detection unit executes a smoothing process on the signal corresponding to the human-powered driving force detected by the sensor.
According to the detection device on the eighth side, even if noise is generated in the signal corresponding to the human-powered driving force detected by the sensor, the noise can be reduced by the smoothing process.

本開示の第８側面に従う第９側面の検出装置において、前記検出部は、前記平滑化処理によって前記信号に遅延が生じる場合、前記信号の遅延が小さくなるように前記遅延が生じた信号を補正する。
第９側面の検出装置によれば、平滑化処理によって信号に遅延が生じても遅延が小さくなるように信号を補正することによって、信号の遅延による人力駆動力の検出への影響を低減できる。 In the detection device of the ninth aspect according to the eighth aspect of the present disclosure, when the signal is delayed by the smoothing process, the detection unit corrects the delayed signal so that the delay of the signal is reduced. do.
According to the detection device of the ninth aspect, the influence of the delay of the signal on the detection of the human-powered driving force can be reduced by correcting the signal so that the delay becomes small even if the delay occurs in the signal due to the smoothing process.

本開示の第１０側面に従う検出装置は、人力駆動車に用いられる検出装置であって、前記人力駆動車は、クランクと、前記クランクに連動して前記人力駆動車の推進をアシストする電気モータと、前記電気モータを駆動する駆動回路と、を含み、前記検出装置は、前記駆動回路の駆動状態に応じて、前記クランクの回転速度を検出する検出部を含む。
第１０側面の検出装置によれば、駆動回路の駆動状態に応じてクランクの回転速度を検出することによって、クランクの回転速度を検出するための専用のセンサを用いずにクランクの回転速度を検出できる。 The detection device according to the tenth aspect of the present disclosure is a detection device used for a human-powered vehicle, wherein the human-powered vehicle includes a crank and an electric motor that is interlocked with the crank to assist the propulsion of the human-powered vehicle. The detection device includes a detection unit that detects the rotational speed of the crank according to the drive state of the drive circuit.
According to the detection device on the tenth side, the rotation speed of the crank is detected according to the driving state of the drive circuit, and the rotation speed of the crank is detected without using a dedicated sensor for detecting the rotation speed of the crank. can.

本開示の第１０側面に従う第１１側面の検出装置において、前記駆動回路は、インバータ回路を含み、前記検出部は、前記インバータ回路の出力周波数に応じて、前記クランクの回転速度を検出する。
第１１側面の検出装置によれば、インバータ回路の出力周波数に応じて、クランクの回転速度を好適に検出できる。 In the detection device on the eleventh side according to the tenth aspect of the present disclosure, the drive circuit includes an inverter circuit, and the detection unit detects the rotation speed of the crank according to the output frequency of the inverter circuit.
According to the detection device on the eleventh side surface, the rotation speed of the crank can be suitably detected according to the output frequency of the inverter circuit.

本開示の第１２側面に従う人力駆動車用制御装置は、第１～第１１側面のいずれか一つに従う検出装置と、前記検出装置の検出結果に応じて前記電気モータを制御する制御部と、を含む。
第１２側面の人力駆動車用制御装置によれば、クランクの回転角度位置またはクランクの回転速度に応じて、人力駆動車の推進を好適にアシストするように電気モータを制御できる。 The control device for a human-powered vehicle according to the twelfth aspect of the present disclosure includes a detection device according to any one of the first to eleventh aspects, a control unit that controls the electric motor according to the detection result of the detection device, and the control unit. including.
According to the control device for a human-powered vehicle on the twelfth side surface, the electric motor can be controlled so as to suitably assist the propulsion of the human-powered vehicle according to the rotation angle position of the crank or the rotation speed of the crank.

本開示の第１３側面に従う人力駆動車用コンポーネントは、前記クランクと一体に回転する出力部と、前記出力部に動力を伝達する前記電気モータと、第１２側面に従う人力駆動車用制御装置と、を含む。
第１３側面の人力駆動車用コンポーネントによれば、クランクの回転角度位置またはクランクの回転速度に応じて、人力駆動車の推進を好適にアシストするように電気モータを制御できる。 The components for a human-powered vehicle according to the thirteenth aspect of the present disclosure include an output unit that rotates integrally with the crank, the electric motor that transmits power to the output unit, and a control device for a human-powered vehicle according to the twelfth aspect. including.
According to the component for the human-powered vehicle on the thirteenth side surface, the electric motor can be controlled so as to suitably assist the propulsion of the human-powered vehicle according to the rotation angle position of the crank or the rotation speed of the crank.

本開示の検出装置、人力駆動車用制御装置、および、人力駆動車用コンポーネントによれば、クランクの回転角度位置またはクランクの回転速度を検出することができる。 According to the detection device, the control device for a human-powered vehicle, and the component for a human-powered vehicle of the present disclosure, it is possible to detect the rotation angle position of the crank or the rotation speed of the crank.

第１実施形態の検出装置を含む人力駆動車の側面図。A side view of a human-powered vehicle including the detection device of the first embodiment. 人力駆動車の動力伝達経路を示すブロック図。A block diagram showing a power transmission path of a human-powered vehicle. 人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。A block diagram showing the electrical configuration of a human-powered vehicle. センサによって検出される人力駆動力の推移を示すグラフ。A graph showing the transition of the human-powered driving force detected by the sensor. 第２実施形態の検出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。The block diagram which shows the electric structure of the human-powered vehicle including the detection device of 2nd Embodiment. 変形例の検出装置を含む人力駆動車について、クランクおよび第１回転体の一例を示す側面図。A side view showing an example of a crank and a first rotating body of a human-powered vehicle including a deformation example detection device.

（第１実施形態）
図１～図４を参照して、検出装置５０を含む人力駆動車１０について説明する。
人力駆動車１０は、少なくとも人力駆動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１０は、車輪の数が限定されず、例えば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、リカンベントなどの種々の種類の自転車、ならびに、電動アシスト自転車（Ｅ－ｂｉｋｅ）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。 (First Embodiment)
The human-powered vehicle 10 including the detection device 50 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
The human-powered vehicle 10 is a vehicle that can be driven by at least human-powered driving force. The human-powered vehicle 10 is not limited in the number of wheels, and includes, for example, a one-wheeled vehicle and a vehicle having three or more wheels. The human-powered vehicle 10 includes various types of bicycles such as mountain bikes, road bikes, city bikes, cargo bikes, and recumbent bicycles, as well as electrically power assisted bicycles (E-bikes). Hereinafter, in the embodiment, the human-powered vehicle 10 will be described as a bicycle.

図１～図３に示されるとおり、人力駆動車１０は、回転軸心Ｃを有するクランク１２と、クランク１２に連動して人力駆動車１０の推進をアシストする電気モータ１４と、を含む。人力駆動車１０は、出力部１６と、フレーム１８とをさらに含む。 As shown in FIGS. 1 to 3, the human-powered vehicle 10 includes a crank 12 having a rotation axis C and an electric motor 14 that is interlocked with the crank 12 to assist the propulsion of the human-powered vehicle 10. The human-powered vehicle 10 further includes an output unit 16 and a frame 18.

クランク１２には、人力駆動力が入力される。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の軸方向の両端部にそれぞれ設けられるクランクアーム１２Ｂとを含む。各クランクアーム１２Ｂには、ペダル２０が連結される。 A human-powered driving force is input to the crank 12. The crank 12 includes a crank shaft 12A rotatable with respect to the frame 18 and crank arms 12B provided at both ends of the crank shaft 12A in the axial direction. A pedal 20 is connected to each crank arm 12B.

出力部１６は、例えば、出力部１６の回転軸心がクランク軸１２Ａの回転軸心Ｃと一致し、かつ、クランク軸１２Ａの回転軸心Ｃまわりにクランク軸１２Ａの少なくとも一部を
囲むように配置される。クランク軸１２Ａと出力部１６とは、クランク軸１２Ａの回転軸心Ｃまわりの両方向において、一体で回転するように結合される。 The output unit 16 is, for example, so that the rotation axis of the output unit 16 coincides with the rotation axis C of the crank shaft 12A and surrounds at least a part of the crank shaft 12A around the rotation axis C of the crank shaft 12A. Be placed. The crank shaft 12A and the output unit 16 are coupled so as to rotate integrally in both directions around the rotation axis C of the crank shaft 12A.

電気モータ１４は、回転軸心を含むロータ１４Ａ、ステータ１４Ｂ、および、位置検出部１４Ｃを含む。電気モータ１４の一例は、インナーロータ型のブラシレスモータである。位置検出部１４Ｃは、ロータ１４Ａの回転軸心まわりのロータ１４Ａの回転位置を検出するように構成される。位置検出部１４Ｃは、例えばロータ１４Ａの磁石の磁極を検出するホール素子を含む。電気モータ１４として、アウターロータ型のブラシレスモータ、および、誘導モータ等の種々の電気モータを用いることができる。 The electric motor 14 includes a rotor 14A including a rotation axis, a stator 14B, and a position detection unit 14C. An example of the electric motor 14 is an inner rotor type brushless motor. The position detection unit 14C is configured to detect the rotation position of the rotor 14A around the rotation axis of the rotor 14A. The position detection unit 14C includes, for example, a Hall element that detects the magnetic pole of the magnet of the rotor 14A. As the electric motor 14, various electric motors such as an outer rotor type brushless motor and an induction motor can be used.

人力駆動車１０は、電気モータ１４と出力部１６との間の動力伝達経路に設けられる減速機２４を含む。電気モータ１４の回転力は、減速機２４を介して出力部１６に伝達される。一例では、電気モータ１４と減速機２４とは同一のハウジングに設けられる。ハウジングは、例えば人力駆動車１０のフレーム１８に取り付けられる。好ましくは、電気モータ１４、減速機２４、クランク軸１２Ａ、および、出力部１６は、同一のハウジングに設けられる。 The human-powered vehicle 10 includes a speed reducer 24 provided in a power transmission path between the electric motor 14 and the output unit 16. The rotational force of the electric motor 14 is transmitted to the output unit 16 via the speed reducer 24. In one example, the electric motor 14 and the speed reducer 24 are provided in the same housing. The housing is attached to, for example, the frame 18 of the human-powered vehicle 10. Preferably, the electric motor 14, the speed reducer 24, the crank shaft 12A, and the output unit 16 are provided in the same housing.

人力駆動車１０は、駆動輪２６をさらに含む。駆動輪２６は、クランク１２が回転することによって駆動される。駆動輪２６は、フレーム１８に支持される。クランク１２と駆動輪２６とは、駆動機構２８によって連結される。駆動機構２８は、クランク軸１２Ａに結合される第１回転体３０を含む。クランク軸１２Ａと第１回転体３０とは、出力部１６を介して結合される。第１回転体３０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２８は、連結部材３２と、第２回転体３４とをさらに含む。連結部材３２は、第１回転体３０の回転力を第２回転体３４に伝達する。連結部材３２は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。 The human-powered vehicle 10 further includes drive wheels 26. The drive wheel 26 is driven by the rotation of the crank 12. The drive wheels 26 are supported by the frame 18. The crank 12 and the drive wheel 26 are connected by a drive mechanism 28. The drive mechanism 28 includes a first rotating body 30 coupled to the crank shaft 12A. The crank shaft 12A and the first rotating body 30 are coupled via the output unit 16. The first rotating body 30 includes a sprocket, a pulley, or a bevel gear. The drive mechanism 28 further includes a connecting member 32 and a second rotating body 34. The connecting member 32 transmits the rotational force of the first rotating body 30 to the second rotating body 34. The connecting member 32 includes, for example, a chain, a belt, or a shaft.

第２回転体３４は、駆動輪２６に連結される。第２回転体３４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３４と駆動輪２６との間には、第２ワンウェイクラッチ３６が設けられていることが好ましい。第２ワンウェイクラッチ３６は、第２回転体３４が前転した場合に、駆動輪２６を前転させ、第２回転体３４が後転した場合に、駆動輪２６を後転させないように構成される。 The second rotating body 34 is connected to the drive wheel 26. The second rotating body 34 includes a sprocket, a pulley, or a bevel gear. It is preferable that a second one-way clutch 36 is provided between the second rotating body 34 and the drive wheel 26. The second one-way clutch 36 is configured so that the drive wheels 26 are rotated forward when the second rotating body 34 is rotated forward, and the drive wheels 26 are not rotated backward when the second rotating body 34 is rotated backward. Ru.

減速機２４は、好ましくは、第１ワンウェイクラッチ２２を介して出力部１６に接続される。第１ワンウェイクラッチ２２は、減速機２４に含まれていてもよく、電気モータ１４と減速機２４との間に設けられていてもよい。図２では、第１ワンウェイクラッチ２２が減速機２４に含まれる例を示している。第１ワンウェイクラッチ２２は、クランク１２が前転し、電気モータ１４が第１回転方向に回転する場合に、出力部１６および第１回転体３０を前転させ、電気モータ１４が第２回転方向に回転する場合に、出力部１６および第１回転体３０を後転させないように構成される。第１ワンウェイクラッチ２２は、ラチェット式のクラッチ、ローラクラッチ、および、スプラグ式のクラッチのいずれによって構成されてもよい。 The speed reducer 24 is preferably connected to the output unit 16 via the first one-way clutch 22. The first one-way clutch 22 may be included in the speed reducer 24, or may be provided between the electric motor 14 and the speed reducer 24. FIG. 2 shows an example in which the first one-way clutch 22 is included in the speed reducer 24. In the first one-way clutch 22, when the crank 12 rotates forward and the electric motor 14 rotates in the first rotation direction, the output unit 16 and the first rotating body 30 rotate forward, and the electric motor 14 rotates in the second rotation direction. The output unit 16 and the first rotating body 30 are configured not to rotate backward when rotating to. The first one-way clutch 22 may be composed of any of a ratchet type clutch, a roller type clutch, and a sprag type clutch.

人力駆動車１０は、前輪および後輪を含む。フレーム１８には、フロントフォーク１８Ａを介して前輪が取り付けられている。フロントフォーク１８Ａには、ハンドルバー１０Ｈがステム１８Ｂを介して連結されている。以下の実施形態では、後輪を駆動輪２６として説明するが、前輪が駆動輪２６であってもよい。 The human-powered vehicle 10 includes front wheels and rear wheels. A front wheel is attached to the frame 18 via a front fork 18A. A handlebar 10H is connected to the front fork 18A via a stem 18B. In the following embodiments, the rear wheels will be described as the drive wheels 26, but the front wheels may be the drive wheels 26.

図２の人力駆動車１０の動力伝達経路に示されるとおり、クランク１２が正回転する場合の回転力は、駆動機構２８を介して駆動輪２６に伝達される。クランク１２の正回転と、クランク１２が前転とは等しい。クランク１２の正回転方向の回転力が駆動輪２６に伝
達され、かつ、電気モータ１４が人力駆動車１０の推進をアシストする場合、電気モータ１４の出力は、減速機２４を介して出力部１６に伝達され、出力部１６で、人力駆動力と合流する。クランク１２が逆回転する場合の回転力は、出力部１６と電気モータ１４との間の動力伝達経路に設けられる第１ワンウェイクラッチ２２によって電気モータ１４に伝達されない。 As shown in the power transmission path of the human-powered vehicle 10 in FIG. 2, the rotational force when the crank 12 rotates in the forward direction is transmitted to the drive wheels 26 via the drive mechanism 28. The forward rotation of the crank 12 is equal to the forward rotation of the crank 12. When the rotational force of the crank 12 in the forward rotation direction is transmitted to the drive wheels 26 and the electric motor 14 assists the propulsion of the human-powered vehicle 10, the output of the electric motor 14 is output via the speed reducer 24. It is transmitted to the output unit 16 and merges with the human-powered driving force. The rotational force when the crank 12 rotates in the reverse direction is not transmitted to the electric motor 14 by the first one-way clutch 22 provided in the power transmission path between the output unit 16 and the electric motor 14.

図１～図３に示されるように、人力駆動車１０は、バッテリ３８、検出装置５０、人力駆動車用制御装置６０、および、人力駆動車用コンポーネント７０を含む。以下、人力駆動車用制御装置６０を、単に制御装置６０と記載する。 As shown in FIGS. 1 to 3, the human-powered vehicle 10 includes a battery 38, a detection device 50, a human-powered vehicle control device 60, and a human-powered vehicle component 70. Hereinafter, the control device 60 for a human-powered vehicle is simply referred to as a control device 60.

バッテリ３８は、１または複数のバッテリセルを含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリ３８は、例えばリチウムイオンバッテリを含む。バッテリ３８は、人力駆動車１０に設けられ、バッテリ３８と有線で電気的に接続されている他の電気部品、例えば、電気モータ１４および制御装置６０に電力を供給する。バッテリ３８は、制御装置６０と有線または無線によって通信可能に接続される。バッテリ３８は、例えばＰＬＣ（Power Line Communication）によって制御装置６０と通信可能に構成される。バッテリ３８は、フレーム１８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１８の内部に収容されてもよい。 The battery 38 includes one or more battery cells. The battery cell includes a rechargeable battery. The battery 38 includes, for example, a lithium ion battery. The battery 38 is provided in the human-powered vehicle 10 and supplies electric power to other electrical components that are electrically connected to the battery 38 by wire, such as an electric motor 14 and a control device 60. The battery 38 is communicably connected to the control device 60 by wire or wirelessly. The battery 38 is configured to be communicable with the control device 60 by, for example, PLC (Power Line Communication). The battery 38 may be attached to the outside of the frame 18, or at least a part thereof may be housed inside the frame 18.

人力駆動車用コンポーネント７０は、クランク１２と一体に回転する出力部１６と、出力部１６に動力を伝達する電気モータ１４と、人力駆動車用制御装置６０と、を含む。人力駆動車用コンポーネント７０の一例は、ドライブユニットである。人力駆動車用コンポーネント７０は、例えば人力駆動車１０のフレーム１８に取り付けられる。クランク１２のクランク軸１２Ａ、電気モータ１４、出力部１６、人力駆動車用制御装置６０は、好ましくは同一のハウジングに設けられる。 The human-powered vehicle component 70 includes an output unit 16 that rotates integrally with the crank 12, an electric motor 14 that transmits power to the output unit 16, and a human-powered vehicle control device 60. An example of a human-powered vehicle component 70 is a drive unit. The human-powered vehicle component 70 is attached to, for example, the frame 18 of the human-powered vehicle 10. The crank shaft 12A of the crank 12, the electric motor 14, the output unit 16, and the control device 60 for a human-powered vehicle are preferably provided in the same housing.

人力駆動車用制御装置６０は、検出装置５０と、検出装置５０の検出結果に応じて電気モータ１４を制御する制御部６２と、を含む。
制御部６２は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部６２は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。制御部６２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６０は、記憶部６４をさらに含む。記憶部６４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６４は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。制御部６２および記憶部６４は、例えば電気モータ１４が設けられるハウジングに設けられる。 The control device 60 for a human-powered vehicle includes a detection device 50 and a control unit 62 that controls the electric motor 14 according to the detection result of the detection device 50.
The control unit 62 includes an arithmetic processing unit that executes a predetermined control program. The arithmetic processing unit includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit). The control unit 62 may include one or more microcomputers. The control unit 62 may include a plurality of arithmetic processing units arranged at a plurality of locations apart from each other. The control device 60 further includes a storage unit 64. The storage unit 64 stores various control programs and information used for various control processes. The storage unit 64 includes, for example, a non-volatile memory and a volatile memory. The control unit 62 and the storage unit 64 are provided in, for example, a housing in which the electric motor 14 is provided.

人力駆動車１０は、電気モータ１４を駆動する駆動回路４０と、クランク１２の回転軸心Ｃまわりの基準位置を検出するためのセンサ４２と、を含む。
駆動回路４０は、バッテリ３８から電気モータ１４への電力の供給を制御する。駆動回路４０は、インバータ回路４０Ａを含む。インバータ回路４０Ａは、複数のトランジスタを含む。一例では、インバータ回路４０Ａは、直列に接続される一対のトランジスタからなる複数のインバータ部が並列に接続される構成を含む。インバータ回路４０Ａは、インバータ回路４０Ａに流れる電流を検出する電流センサを有してもよい。電流センサは、制御部６２および検出装置５０の少なくとも一方と有線または無線によって通信可能に接続される。 The human-powered vehicle 10 includes a drive circuit 40 for driving the electric motor 14 and a sensor 42 for detecting a reference position around the rotation axis C of the crank 12.
The drive circuit 40 controls the supply of electric power from the battery 38 to the electric motor 14. The drive circuit 40 includes an inverter circuit 40A. The inverter circuit 40A includes a plurality of transistors. In one example, the inverter circuit 40A includes a configuration in which a plurality of inverter units composed of a pair of transistors connected in series are connected in parallel. The inverter circuit 40A may have a current sensor that detects a current flowing through the inverter circuit 40A. The current sensor is communicably connected to at least one of the control unit 62 and the detection device 50 by wire or wirelessly.

制御部６２は、人力駆動力に応じて、電気モータ１４を駆動するように構成される。制御部６２は、人力駆動力に対して、電気モータ１４による補助力が予め定める比率となるように、電気モータ１４を駆動する。予め定める比率は、複数設けられ、例えばハンドル
に設けられる操作部によって選択されてもよい。制御部６２は、人力駆動力が所定値以上になると電気モータ１４を駆動する。所定値は、例えば５Ｎｍ以上の値である。人力駆動力が所定値以上で電気モータ１４が駆動されている場合、電気モータ１４による補助力が出力部１６に伝達されて、第１ワンウェイクラッチ２２が接続されている状態となる。 The control unit 62 is configured to drive the electric motor 14 according to the human-powered driving force. The control unit 62 drives the electric motor 14 so that the auxiliary force of the electric motor 14 has a predetermined ratio to the human-powered driving force. A plurality of predetermined ratios are provided, and may be selected by, for example, an operation unit provided on the handle. The control unit 62 drives the electric motor 14 when the human-powered driving force becomes a predetermined value or more. The predetermined value is, for example, a value of 5 Nm or more. When the electric motor 14 is driven with a human-powered driving force equal to or higher than a predetermined value, the auxiliary force of the electric motor 14 is transmitted to the output unit 16 so that the first one-way clutch 22 is connected.

制御部６２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって電気モータ１４を制御する。具体的には、制御部６２は、駆動回路４０のインバータ回路４０Ａにおける複数のトランジスタの制御端子に印加する制御信号を生成する。制御部６２は、制御信号がオン状態の期間と制御信号がオフ状態の期間と合計の期間に対する制御信号がオン状態の期間の割合であるデューティを変化させることによって、電気モータ１４のステータ１４Ｂに供給する電流を制御する。制御部６２は、インバータ回路４０Ａの出力周波数を変化させることによって、電気モータ１４を制御してもよい。インバータ回路４０Ａの出力周波数とは、例えばインバータ回路４０Ａと電気モータ１４のステータ１４Ｂとを接続する３相の結線上を流れる電流の周波数のことである。例えば電気モータ１４が一定の回転トルクで駆動している状態でインバータ回路４０Ａの出力周波数が低下すると電気モータ１４の回転角周波数も低下し、電気モータ１４に供給される電力が低下する。 The control unit 62 controls the electric motor 14 by PWM (Pulse Width Modulation) control. Specifically, the control unit 62 generates a control signal to be applied to the control terminals of a plurality of transistors in the inverter circuit 40A of the drive circuit 40. The control unit 62 causes the stator 14B of the electric motor 14 to change the duty, which is the ratio of the period during which the control signal is on, the period during which the control signal is off, and the total period during which the control signal is on. Control the supplied current. The control unit 62 may control the electric motor 14 by changing the output frequency of the inverter circuit 40A. The output frequency of the inverter circuit 40A is, for example, the frequency of the current flowing on the three-phase connection connecting the inverter circuit 40A and the stator 14B of the electric motor 14. For example, if the output frequency of the inverter circuit 40A decreases while the electric motor 14 is being driven with a constant rotational torque, the rotation angle frequency of the electric motor 14 also decreases, and the electric power supplied to the electric motor 14 decreases.

センサ４２は、クランク１２に入力される人力駆動力を検出するように構成される。基準位置は、好ましくは、人力駆動力が最大となるクランク１２の回転角度位置、または、人力駆動力が最小となるクランクの回転角度位置である。一例では、検出装置５０は、クランク１２が正回転方向に一回転する範囲にわたりセンサ４２の検出結果である人力駆動力を取得し、取得した人力駆動力のうちの最大値に対応するクランク１２の回転角度位置、または、取得した人力駆動力のうちの最小値に対応するクランク１２の回転角度位置を取得する。センサ４２は、例えば、クランク軸１２Ａから出力部１６までの動力伝達経路に設けられる。センサ４２は、好ましくは、人力駆動力の伝達経路において、出力部１６のうち電気モータ１４から駆動力が与えられる部分よりも、クランク軸１２Ａ側に設けられる。センサ４２は、クランクアーム１２Ｂ、クランク軸１２Ａ、出力部１６、または、第１回転体３０に設けられてもよい。 The sensor 42 is configured to detect a human-powered driving force input to the crank 12. The reference position is preferably the rotation angle position of the crank 12 where the human-powered driving force is maximum, or the rotation angle position of the crank where the human-powered driving force is minimum. In one example, the detection device 50 acquires the human-powered driving force that is the detection result of the sensor 42 over the range in which the crank 12 rotates once in the forward rotation direction, and the detection device 50 of the crank 12 corresponds to the maximum value of the acquired human-powered driving force. The rotation angle position or the rotation angle position of the crank 12 corresponding to the minimum value of the acquired human-powered driving force is acquired. The sensor 42 is provided, for example, in the power transmission path from the crank shaft 12A to the output unit 16. The sensor 42 is preferably provided on the crank shaft 12A side of the output unit 16 in the transmission path of the human-powered driving force with respect to the portion to which the driving force is applied from the electric motor 14. The sensor 42 may be provided on the crank arm 12B, the crank shaft 12A, the output unit 16, or the first rotating body 30.

センサ４２が検出する人力駆動力の推移の一例を図４に示す。図４に示されるとおり、人力駆動力は、クランク１２の回転角度位置が９０°および２７０°において最大となり、０°および１８０°において最小となる。図４の場合、クランク１２の回転角度位置が０°、９０°、１８０°、および、２７０°のうちのいずれかが基準位置となる。ユーザの設定によって、人力駆動力が最大となるクランク１２の回転角度位置を基準位置とする第１モード、および、人力駆動力が最小となるクランク１２の回転角度位置を基準位置とする第２モードのいずれかを選択してもよい。ユーザが操作部を操作することに応じて、第１モードおよび第２モードを変更可能としてもよい。 FIG. 4 shows an example of the transition of the human-powered driving force detected by the sensor 42. As shown in FIG. 4, the human-powered driving force is maximum at the rotation angle positions of the crank 12 at 90 ° and 270 ° and minimum at 0 ° and 180 °. In the case of FIG. 4, any one of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° as the rotation angle position of the crank 12 is the reference position. Depending on the user's settings, the first mode uses the rotation angle position of the crank 12 that maximizes the human-powered driving force as the reference position, and the second mode uses the rotation angle position of the crank 12 that minimizes the human-powered driving force as the reference position. You may choose either. The first mode and the second mode may be changed according to the operation of the operation unit by the user.

本実施形態では、センサ４２は、トルクセンサを含む。トルクセンサは、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。トルクセンサが歪センサを含む場合、歪センサは、例えば、動力伝達経路に含まれる回転体の外周部に設けられる。一例では、歪センサは、クランク軸１２Ａに設けられる。センサ４２は、無線または有線の通信部を含んでいてもよい。センサ４２の通信部は、制御部６２および検出装置５０と通信可能に構成される。センサ４２は、クランク１２に与えられるトルクに応じた信号を制御部６２および検出装置５０に出力する。 In this embodiment, the sensor 42 includes a torque sensor. Torque sensors include strain sensors, magnetostrictive sensors, and the like. The strain sensor includes a strain gauge. When the torque sensor includes a strain sensor, the strain sensor is provided, for example, on the outer peripheral portion of the rotating body included in the power transmission path. In one example, the strain sensor is provided on the crank shaft 12A. The sensor 42 may include a wireless or wired communication unit. The communication unit of the sensor 42 is configured to be communicable with the control unit 62 and the detection device 50. The sensor 42 outputs a signal corresponding to the torque applied to the crank 12 to the control unit 62 and the detection device 50.

検出装置５０は、人力駆動車１０に用いられる。検出装置５０は、センサ４２の検出結果と、電気モータ１４の回転状態およびインバータ回路４０Ａの駆動状態の少なくとも一方とに応じて、クランク１２の回転角度位置を検出する検出部５２を含む。検出部５２は、センサ４２の検出結果と、電気モータ１４の回転状態とに応じて、クランク１２の回転
角度位置を検出してもよい。この場合、検出部５２は、クランク１２の回転角度位置を検出するために、インバータ回路４０Ａの駆動状態を検出しなくてもよい。検出部５２は、センサ４２の検出結果と、インバータ回路４０Ａの駆動状態の少なくとも一方とに応じて、クランク１２の回転角度位置を検出してもよい。この場合、検出部５２は、クランク１２の回転角度位置を検出するために、電気モータ１４の回転状態を検出しなくてもよい。一例では、検出部５２は、センサ４２の検出結果と、電気モータ１４の回転状態および駆動回路４０の駆動状態の少なくとも一方と、減速機２４の減速比とに応じて、クランク１２の回転角度位置を検出する。電気モータ１４の回転状態は、電気モータ１４のロータ１４Ａの回転角度位置、ロータ１４Ａの回転量、および、ロータ１４Ａの回転速度の少なくとも１つを含む。駆動回路４０の駆動状態は、インバータ回路４０Ａの出力周波数を含む。インバータ回路４０Ａの出力周波数は、電気モータ１４のロータ１４Ａの回転速度に比例する。 The detection device 50 is used for the human-powered vehicle 10. The detection device 50 includes a detection unit 52 that detects the rotation angle position of the crank 12 according to the detection result of the sensor 42 and at least one of the rotation state of the electric motor 14 and the drive state of the inverter circuit 40A. The detection unit 52 may detect the rotation angle position of the crank 12 according to the detection result of the sensor 42 and the rotation state of the electric motor 14. In this case, the detection unit 52 does not have to detect the driving state of the inverter circuit 40A in order to detect the rotation angle position of the crank 12. The detection unit 52 may detect the rotation angle position of the crank 12 according to the detection result of the sensor 42 and at least one of the driving states of the inverter circuit 40A. In this case, the detection unit 52 does not have to detect the rotation state of the electric motor 14 in order to detect the rotation angle position of the crank 12. In one example, the detection unit 52 determines the rotation angle position of the crank 12 according to the detection result of the sensor 42, at least one of the rotation state of the electric motor 14 and the drive state of the drive circuit 40, and the reduction ratio of the speed reducer 24. Is detected. The rotational state of the electric motor 14 includes at least one of the rotation angle position of the rotor 14A of the electric motor 14, the rotation amount of the rotor 14A, and the rotation speed of the rotor 14A. The drive state of the drive circuit 40 includes the output frequency of the inverter circuit 40A. The output frequency of the inverter circuit 40A is proportional to the rotation speed of the rotor 14A of the electric motor 14.

検出部５２と、センサ４２、制御部６２、および、位置検出部１４Ｃとは有線または無線によって通信可能に接続されている。検出部５２には、センサ４２の検出結果、インバータ回路４０Ａの出力周波数、および、電気モータ１４の位置検出部１４Ｃの検出結果が入力される。検出部５２は、センサ４２の検出結果からクランク１２の基準位置を取得する。検出部５２は、電気モータ１４の位置検出部１４Ｃの検出結果から電気モータ１４の回転状態を取得するように構成される。例えば、検出部５２は、位置検出部１４Ｃの検出結果から電気モータ１４のロータ１４Ａの回転角度位置、ロータ１４Ａの回転量、および、ロータ１４Ａの回転速度の少なくとも１つを取得する。 The detection unit 52, the sensor 42, the control unit 62, and the position detection unit 14C are communicably connected by wire or wirelessly. The detection result of the sensor 42, the output frequency of the inverter circuit 40A, and the detection result of the position detection unit 14C of the electric motor 14 are input to the detection unit 52. The detection unit 52 acquires the reference position of the crank 12 from the detection result of the sensor 42. The detection unit 52 is configured to acquire the rotational state of the electric motor 14 from the detection result of the position detection unit 14C of the electric motor 14. For example, the detection unit 52 acquires at least one of the rotation angle position of the rotor 14A of the electric motor 14, the rotation amount of the rotor 14A, and the rotation speed of the rotor 14A from the detection result of the position detection unit 14C.

検出部５２は、電気モータ１４の回転状態および駆動回路４０の駆動状態の少なくとも一方と、減速機２４の減速比とに応じて、クランク１２の回転量を演算するように構成される。検出部５２は、クランク１２の基準位置からのクランク１２の回転量によって、クランク１２の回転角度位置を検出するように構成される。検出部５２は、人力駆動力が所定値以上で電気モータ１４が駆動されている場合に、クランク１２の回転角度位置を検出するように構成される。これによって、第１ワンウェイクラッチ２２が設けられていても、電気モータ１４のロータ１４Ａの回転角度位置、ロータ１４Ａの回転量、および、ロータ１４Ａの回転速度の少なくとも１つに応じて、クランク１２の回転角度位置を検出することができる。 The detection unit 52 is configured to calculate the rotation amount of the crank 12 according to at least one of the rotation state of the electric motor 14 and the drive state of the drive circuit 40 and the reduction ratio of the speed reducer 24. The detection unit 52 is configured to detect the rotation angle position of the crank 12 based on the amount of rotation of the crank 12 from the reference position of the crank 12. The detection unit 52 is configured to detect the rotation angle position of the crank 12 when the electric motor 14 is driven by a human-powered driving force of a predetermined value or more. As a result, even if the first one-way clutch 22 is provided, the crank 12 is provided according to at least one of the rotation angle position of the rotor 14A of the electric motor 14, the rotation amount of the rotor 14A, and the rotation speed of the rotor 14A. The rotation angle position can be detected.

検出部５２は、インバータ回路４０Ａの出力周波数に応じて、クランク１２の回転速度を検出してもよい。一例では、検出部５２は、インバータ回路４０Ａの出力周波数に応じて、電気モータ１４の回転速度を検出する。検出部５２は、電気モータ１４の回転速度と、減速機２４の減速比とに応じて、クランク１２の回転速度を検出する。検出部５２がクランク１２の回転速度を検出しない構成では、検出部５２にインバータ回路４０Ａの出力周波数が入力される構成を省略してもよい。検出部５２にインバータ回路４０Ａの出力周波数が入力される構成は、例えばインバータ回路４０Ａの電流センサと検出部５２とが通信可能に接続される構成を含む。 The detection unit 52 may detect the rotation speed of the crank 12 according to the output frequency of the inverter circuit 40A. In one example, the detection unit 52 detects the rotation speed of the electric motor 14 according to the output frequency of the inverter circuit 40A. The detection unit 52 detects the rotation speed of the crank 12 according to the rotation speed of the electric motor 14 and the reduction ratio of the speed reducer 24. In the configuration in which the detection unit 52 does not detect the rotation speed of the crank 12, the configuration in which the output frequency of the inverter circuit 40A is input to the detection unit 52 may be omitted. The configuration in which the output frequency of the inverter circuit 40A is input to the detection unit 52 includes, for example, a configuration in which the current sensor of the inverter circuit 40A and the detection unit 52 are communicably connected.

検出部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またはＭＰＵを含む。検出部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。一例では、検出部５２は、平滑部５２Ａおよび補正部５２Ｂを含む。平滑部５２Ａおよび補正部５２Ｂはそれぞれ、演算処理装置を含む。 The detection unit 52 includes an arithmetic processing unit that executes a predetermined control program. The arithmetic processing unit includes, for example, a CPU or an MPU. The detection unit 52 may include one or more microcomputers. In one example, the detection unit 52 includes a smoothing unit 52A and a correction unit 52B. The smoothing unit 52A and the correction unit 52B each include an arithmetic processing unit.

検出部５２は、好ましくは、センサ４２によって検出される人力駆動力に対応する信号に平滑化処理を実行するように構成される。検出部５２は、好ましくは、平滑化処理によって信号に遅延が生じる場合、信号の遅延が小さくなるように遅延が生じた信号を補正するように構成される。平滑部５２Ａおよび補正部５２Ｂは、省略されてもよい。 The detection unit 52 is preferably configured to perform a smoothing process on the signal corresponding to the human-powered driving force detected by the sensor 42. The detection unit 52 is preferably configured to correct the delayed signal so that the signal delay is reduced when the signal is delayed due to the smoothing process. The smoothing unit 52A and the correction unit 52B may be omitted.

一例では、平滑部５２Ａは、平滑化処理として、例えばなまし処理、所定期間においてセンサ４２によって検出される人力駆動力に対応する信号の平均値の演算処理、および、フィルター等による外れ値の除去処理の少なくとも１つを含む。平滑部５２Ａは、平滑化処理を実行した後、平滑化された信号を補正部５２Ｂに出力する。 In one example, the smoothing portion 52A performs smoothing processing, for example, smoothing processing, arithmetic processing of an average value of a signal corresponding to a human-powered driving force detected by a sensor 42 in a predetermined period, and removal of outliers by a filter or the like. Includes at least one of the processes. The smoothing unit 52A outputs the smoothed signal to the correction unit 52B after executing the smoothing process.

補正部５２Ｂは、平滑化処理によって信号に遅延が生じる場合に遅延した信号の位相を補償する位相補償器を含む。検出部５２は、補正部５２Ｂによって処理された信号に応じた人力駆動力によって、クランク１２の基準位置を取得する。 The correction unit 52B includes a phase compensator that compensates for the phase of the delayed signal when the signal is delayed due to the smoothing process. The detection unit 52 acquires the reference position of the crank 12 by a human-powered driving force corresponding to the signal processed by the correction unit 52B.

（第２実施形態）
図１および図５を参照して、第２実施形態の検出装置５０について説明する。第２実施形態の検出装置５０は、第１実施形態の検出装置５０と比較して、センサ４２が省略される点、および、電気モータ１４の回転状態を検出装置５０に出力しない点が主に異なる。以下の説明では、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成については、重複する説明を省略する。第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付す。 (Second Embodiment)
The detection device 50 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 5. Compared with the detection device 50 of the first embodiment, the detection device 50 of the second embodiment mainly has a point that the sensor 42 is omitted and a point that the rotational state of the electric motor 14 is not output to the detection device 50. different. In the following description, in the second embodiment, the overlapping description of the configuration common to the first embodiment will be omitted. In the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are added to the configurations common to those in the first embodiment.

本実施形態の人力駆動車１０は、クランク１２と、クランク１２に連動して人力駆動車１０の推進をアシストする電気モータ１４と、電気モータ１４を駆動する駆動回路４０と、を含む。駆動回路４０は、インバータ回路４０Ａを含む。本実施形態では、検出装置５０は、駆動回路４０の駆動状態に応じて、クランク１２の回転速度を検出する検出部５２を含む。駆動回路４０の駆動状態は、インバータ回路４０Ａの出力周波数を含む。 The human-powered vehicle 10 of the present embodiment includes a crank 12, an electric motor 14 that is linked to the crank 12 to assist the propulsion of the human-powered vehicle 10, and a drive circuit 40 that drives the electric motor 14. The drive circuit 40 includes an inverter circuit 40A. In the present embodiment, the detection device 50 includes a detection unit 52 that detects the rotation speed of the crank 12 according to the drive state of the drive circuit 40. The drive state of the drive circuit 40 includes the output frequency of the inverter circuit 40A.

一例では、検出部５２は、インバータ回路４０Ａの出力周波数に応じて、クランク１２の回転速度を検出する。本実施形態のクランク１２の回転速度の検出方法は、第１実施形態のインバータ回路４０Ａの出力周波数を用いたクランク１２の回転速度の検出方法と同様である。本実施形態の検出部５２は、平滑部５２Ａおよび補正部５２Ｂを有していなくてもよい。検出部５２は、人力駆動力が所定値以上で電気モータ１４が駆動されている場合に、クランク１２の回転速度を検出するように構成される。これによって、第１ワンウェイクラッチ２２が設けられていても、電気モータ１４のロータ１４Ａの回転角度位置、ロータ１４Ａの回転量、および、ロータ１４Ａの回転速度の少なくとも１つに応じて、クランク１２の回転速度を検出することができる。 In one example, the detection unit 52 detects the rotation speed of the crank 12 according to the output frequency of the inverter circuit 40A. The method for detecting the rotation speed of the crank 12 of the present embodiment is the same as the method for detecting the rotation speed of the crank 12 using the output frequency of the inverter circuit 40A of the first embodiment. The detection unit 52 of the present embodiment may not have the smoothing unit 52A and the correction unit 52B. The detection unit 52 is configured to detect the rotational speed of the crank 12 when the electric motor 14 is driven with a human-powered driving force of a predetermined value or more. As a result, even if the first one-way clutch 22 is provided, the crank 12 is provided according to at least one of the rotation angle position of the rotor 14A of the electric motor 14, the rotation amount of the rotor 14A, and the rotation speed of the rotor 14A. The rotation speed can be detected.

（変形例）
各実施形態に関する説明は、本開示に従う検出装置、人力駆動車用制御装置、および、人力駆動車用コンポーネント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。本開示に従う検出装置、人力駆動車用制御装置、および、人力駆動車用コンポーネントは、例えば以下に示される各実施形態の変形例、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せられた形態を取り得る。以下の変形例において、各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。 (Modification example)
The description of each embodiment is an example of possible embodiments of a detection device, a human-powered vehicle control device, and a human-powered vehicle component according to the present disclosure, and is not intended to limit the embodiments. The detection device, the control device for a human-powered vehicle, and the component for a human-powered vehicle according to the present disclosure are, for example, a modification of each embodiment shown below and a combination of at least two variants that do not contradict each other. Can be taken. In the following modification, the parts common to the embodiments of each embodiment are designated by the same reference numerals as those of the embodiments, and the description thereof will be omitted.

・第１実施形態において、センサ４２は、クランク１２の少なくとも１つの回転角度位置を基準位置として検出してもよい。一例では、図６に示されるように、第１回転体３０には、クランク１２の回転軸心Ｃまわりに複数の磁石７２が設けられる。図６では、８個の磁石７２を示している。センサ４２は、クランク１２の軸方向において、第１回転体３０と対向するように配置される。センサ４２は、例えば第１回転体３０の回転によって磁石７２がセンサ４２を通過する場合に信号を出力する。センサ４２は、クランク１２の軸方向において、クランクアーム１２Ｂと第１回転体３０との間に配置される。センサ４２
は、磁気センサを含み、例えばリードスイッチ、または、ホール素子を含む。図６では、複数の磁石７２が第１回転体３０に設けられているが、磁石７２は１つだけ第１回転体３０に設けられていてもよく、１または複数の磁石７２が、クランク軸１２Ａ、出力部１６、または、クランクアーム１２Ｂに設けられていてもよい。センサ４２は、クランク１２の軸方向に交差する方向において、磁石７２に対向するように配置されていてもよい。 -In the first embodiment, the sensor 42 may detect at least one rotation angle position of the crank 12 as a reference position. In one example, as shown in FIG. 6, the first rotating body 30 is provided with a plurality of magnets 72 around the rotation axis C of the crank 12. FIG. 6 shows eight magnets 72. The sensor 42 is arranged so as to face the first rotating body 30 in the axial direction of the crank 12. The sensor 42 outputs a signal when the magnet 72 passes through the sensor 42, for example, due to the rotation of the first rotating body 30. The sensor 42 is arranged between the crank arm 12B and the first rotating body 30 in the axial direction of the crank 12. Sensor 42
Includes a magnetic sensor, eg, a reed switch, or a Hall element. In FIG. 6, a plurality of magnets 72 are provided on the first rotating body 30, but only one magnet 72 may be provided on the first rotating body 30, and one or more magnets 72 are provided on the crank shaft. It may be provided on the 12A, the output unit 16, or the crank arm 12B. The sensor 42 may be arranged so as to face the magnet 72 in a direction intersecting the axial direction of the crank 12.

・第１実施形態および変形例において、電気モータ１４の位置検出部１４Ｃを省略してもよい。電気モータ１４は、センサレス駆動方式によって駆動される。一例では、制御部６２は、電気モータ１４のロータ１４Ａの回転によってステータ１４Ｂに生じる誘起電圧のゼロクロスポイントからロータ１４Ａの磁石の磁極を推定する。制御部６２は、推定したロータ１４Ａの磁石の磁極に応じて駆動回路４０のインバータ回路４０Ａに制御信号を出力する。 -In the first embodiment and the modification, the position detection unit 14C of the electric motor 14 may be omitted. The electric motor 14 is driven by a sensorless drive system. In one example, the control unit 62 estimates the magnetic pole of the magnet of the rotor 14A from the zero cross point of the induced voltage generated in the stator 14B by the rotation of the rotor 14A of the electric motor 14. The control unit 62 outputs a control signal to the inverter circuit 40A of the drive circuit 40 according to the estimated magnetic poles of the magnet of the rotor 14A.

・各実施形態および変形例において、検出部５２は、電気モータ１４の回転速度に対して減速機２４の減速比を乗算した値をクランク１２の回転速度として検出してもよい。
・各実施形態および変形例において、インバータ回路４０Ａの予め定めるスイッチング素子に入力される制御信号がオン状態になる立上りの時刻から、同じスイッチング素子に入力される次の制御信号がオン状態になる立上りの時刻までの１周期を、インバータ回路４０Ａの出力周波数としてもよい。 In each embodiment and modification, the detection unit 52 may detect as the rotation speed of the crank 12 a value obtained by multiplying the rotation speed of the electric motor 14 by the reduction ratio of the speed reducer 24.
-In each embodiment and modification, from the rising time when the control signal input to the predetermined switching element of the inverter circuit 40A is turned on, the next control signal input to the same switching element is turned on. One cycle up to the time of may be set as the output frequency of the inverter circuit 40A.

・各実施形態および変形例において、電気モータ１４は動力伝達経路に駆動力を作用させる構成に限られず、種々の変更が可能である。例えば電気モータ１４は連結部材３２に電気モータ１４の駆動力を作用させる構成であってもよい。電気モータ１４は、例えばプーリ等の伝達部材を介して連結部材３２に電気モータ１４の駆動力を作用させてもよい。クランク１２の回転速度に対する伝達部材の回転速度の比率は、例えば第１回転体３０の歯数に対する伝達部材の歯数によって定義することができるので、各実施形態および変形例と同様に、電気モータ１４の回転状態および駆動回路４０の駆動状態の少なくとも一方に応じて、クランク１２の回転角度を検出することができる。例えば、電気モータ１４は駆動輪２６に電気モータ１４の駆動力を作用させる構成であってもよい。クランク１２の回転速度に対する駆動輪２６の回転速度の比率は、例えば第１回転体３０の歯数に対する第２回転体３４の歯数によって定義することができるので、電気モータ１４の回転速度と駆動輪２６の回転速度との比率と、電気モータ１４の回転状態および駆動回路４０の駆動状態の少なくとも一方とに応じて、クランク１２の回転角度を検出することができる。駆動輪２６に電気モータ１４の駆動力を作用させる場合、電気モータ１４は、リアハブに設けられ、いわゆるハブモータによって構成されてもよい。 -In each embodiment and modification, the electric motor 14 is not limited to the configuration in which the driving force is applied to the power transmission path, and various changes can be made. For example, the electric motor 14 may have a configuration in which the driving force of the electric motor 14 is applied to the connecting member 32. The electric motor 14 may exert a driving force of the electric motor 14 on the connecting member 32 via a transmission member such as a pulley. Since the ratio of the rotation speed of the transmission member to the rotation speed of the crank 12 can be defined by, for example, the number of teeth of the transmission member with respect to the number of teeth of the first rotating body 30, the electric motor is similar to each embodiment and modification. The rotation angle of the crank 12 can be detected according to at least one of the rotation state of the 14 and the drive state of the drive circuit 40. For example, the electric motor 14 may have a configuration in which the driving force of the electric motor 14 is applied to the driving wheels 26. Since the ratio of the rotation speed of the drive wheel 26 to the rotation speed of the crank 12 can be defined by, for example, the number of teeth of the second rotating body 34 with respect to the number of teeth of the first rotating body 30, the rotation speed of the electric motor 14 and the driving The rotation angle of the crank 12 can be detected according to the ratio of the rotation speed of the wheel 26 to at least one of the rotation state of the electric motor 14 and the drive state of the drive circuit 40. When the driving force of the electric motor 14 is applied to the drive wheels 26, the electric motor 14 may be provided on the rear hub and may be configured by a so-called hub motor.

・各実施形態および変形例において、減速機２４は省略されてもよい。減速機２４が省略される場合、減速比に関連する検出装置５０演算処理を省略することができる。
・各実施形態および変形例において、検出部５２は、制御部６２と一体に構成されていてもよく、例えば制御部６２の演算処理装置と、検出部５２の演算処理装置は、共通化されていてもよい。 -In each embodiment and modification, the speed reducer 24 may be omitted. When the speed reducer 24 is omitted, the detection device 50 arithmetic processing related to the reduction ratio can be omitted.
In each embodiment and modification, the detection unit 52 may be integrally configured with the control unit 62. For example, the arithmetic processing unit of the control unit 62 and the arithmetic processing unit of the detection unit 52 are shared. You may.

・各実施形態および変形例において、第１ワンウェイクラッチ２２を省略してもよい。
・各実施形態および変形例において、検出部５２は、クランク１２の回転角度位置ではなく、第１回転体３０の回転角度位置を検出してもよい。クランク１２と、第１回転体３０とは、一体に回転するので、クランク１２の回転角度位置と、第１回転体３０回転角度位置とは実質的に等しい。 -In each embodiment and modification, the first one-way clutch 22 may be omitted.
-In each embodiment and modification, the detection unit 52 may detect the rotation angle position of the first rotating body 30 instead of the rotation angle position of the crank 12. Since the crank 12 and the first rotating body 30 rotate integrally, the rotation angle position of the crank 12 and the rotation angle position of the first rotating body 30 are substantially equal to each other.

１０…人力駆動車、１２…クランク、１４…電気モータ、１４Ａ…ロータ、１６…出力
部、２４…減速機、４０…駆動回路、４０Ａ…インバータ回路、４２…センサ、５０…検出装置、５２…検出部、６０…制御装置（人力駆動車用制御装置）、６２…制御部、７０…人力駆動車用コンポーネント、Ｃ…回転軸心。 10 ... Human-powered vehicle, 12 ... Crank, 14 ... Electric motor, 14A ... Rotor, 16 ... Output unit, 24 ... Reducer, 40 ... Drive circuit, 40A ... Inverter circuit, 42 ... Sensor, 50 ... Detection device, 52 ... Detection unit, 60 ... control device (control device for human-powered vehicle), 62 ... control unit, 70 ... component for human-powered vehicle, C ... rotation axis.

Claims (11)

人力駆動車に用いられる検出装置であって、
前記人力駆動車は、回転軸心を有するクランクと、前記クランクに連動して前記人力駆動車の推進をアシストする電気モータと、前記電気モータを駆動する駆動回路と、前記クランクの前記回転軸心まわりの基準位置を検出するためのセンサと、を含み、
前記検出装置は、前記センサの検出結果と、前記電気モータの回転状態および前記駆動回路の駆動状態の少なくとも一方とに応じて、前記クランクの回転角度位置を検出する検出部を含み、
前記電気モータの回転状態は、前記電気モータのロータの回転角度位置、前記ロータの回転量、および、前記ロータの回転速度の少なくとも１つを含み、
前記駆動回路は、インバータ回路を含み、
前記駆動回路の駆動状態は、前記インバータ回路の出力周波数を含む、検出装置。 A detection device used in human-powered vehicles.
The human-powered vehicle includes a crank having a rotation axis, an electric motor interlocking with the crank to assist the propulsion of the human-powered vehicle, a drive circuit for driving the electric motor, and the rotation axis of the crank. Includes a sensor to detect the surrounding reference position, and
The detection device includes a detection unit that detects the rotation angle position of the crank according to the detection result of the sensor and at least one of the rotation state of the electric motor and the drive state of the drive circuit.
The rotational state of the electric motor includes at least one of the rotation angle position of the rotor of the electric motor, the rotation amount of the rotor, and the rotation speed of the rotor.
The drive circuit includes an inverter circuit.
The drive state of the drive circuit is a detection device including the output frequency of the inverter circuit. 前記検出部は、前記センサの検出結果と、前記ロータの回転角度位置、前記ロータの回転量、および、前記ロータの回転速度の少なくとも１つとに応じて、前記クランクの回転角度位置を検出する、請求項１に記載の検出装置。 The detection unit detects the rotation angle position of the crank according to the detection result of the sensor, the rotation angle position of the rotor, the rotation amount of the rotor, and at least one of the rotation speeds of the rotor. The detection device according to claim 1. 前記検出部は、前記センサの検出結果と、前記インバータ回路の出力周波数とに応じて、前記クランクの回転角度位置を検出する、請求項１または２に記載の検出装置。 The detection device according to claim 1 or 2, wherein the detection unit detects the rotation angle position of the crank according to the detection result of the sensor and the output frequency of the inverter circuit. 前記センサは、前記クランクに入力される人力駆動力を検出し、
前記基準位置は、前記人力駆動力が最大となる前記クランクの回転角度位置、または、前記人力駆動力が最小となる前記クランクの回転角度位置である、請求項１から３のいずれか一項に記載の検出装置。 The sensor detects a human-powered driving force input to the crank, and the sensor detects the human-powered driving force.
The reference position is any one of claims 1 to 3, wherein the reference position is the rotation angle position of the crank where the human-powered driving force is maximum, or the rotation angle position of the crank where the human-powered driving force is minimum. The detector described. 前記センサは、前記クランクの少なくとも１つの回転角度位置を前記基準位置として検出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の検出装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor detects at least one rotation angle position of the crank as the reference position. 前記検出部は、前記センサによって検出される人力駆動力に対応する信号に平滑化処理を実行する、請求項４に記載の検出装置。 The detection device according to claim 4, wherein the detection unit executes a smoothing process on a signal corresponding to a human-powered driving force detected by the sensor. 前記検出部は、前記平滑化処理によって前記信号に遅延が生じる場合、前記信号の遅延が小さくなるように前記遅延が生じた信号を補正する、請求項６に記載の検出装置。 The detection device according to claim 6, wherein when the signal is delayed due to the smoothing process, the detection unit corrects the delayed signal so that the delay of the signal becomes small. 人力駆動車に用いられる検出装置であって、
前記人力駆動車は、クランクと、前記クランクに連動して前記人力駆動車の推進をアシストする電気モータと、前記電気モータを駆動する駆動回路と、を含み、
前記検出装置は、前記駆動回路の駆動状態に応じて、前記クランクの回転速度を検出する検出部を含み、
前記駆動回路は、インバータ回路を含み、
前記駆動回路の駆動状態は、前記インバータ回路の出力周波数を含む、検出装置。 A detection device used in human-powered vehicles.
The human-powered vehicle includes a crank, an electric motor that is interlocked with the crank to assist the propulsion of the human-powered vehicle, and a drive circuit that drives the electric motor.
The detection device includes a detection unit that detects the rotation speed of the crank according to the drive state of the drive circuit.
The drive circuit includes an inverter circuit.
The drive state of the drive circuit is a detection device including the output frequency of the inverter circuit. 前記人力駆動車は、前記電気モータと出力部との間の動力伝達経路に設けられる減速機を含み、
前記検出部は、前記駆動回路の駆動状態と、前記減速機の減速比とに応じて、前記クランクの回転角度位置を検出する、請求項８に記載の検出装置。 The human-powered vehicle includes a speed reducer provided in a power transmission path between the electric motor and an output unit.
The detection device according to claim 8, wherein the detection unit detects the rotation angle position of the crank according to the drive state of the drive circuit and the reduction ratio of the speed reducer. 請求項１から９のいずれか一項に記載の検出装置と、
前記検出装置の検出結果に応じて前記電気モータを制御する制御部と、を含む、人力駆
動車用制御装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 9,
A control device for a human-powered vehicle, including a control unit that controls the electric motor according to the detection result of the detection device. 前記クランクと一体に回転する出力部と、
前記出力部に動力を伝達する前記電気モータと、
請求項１０に記載の人力駆動車用制御装置と、を含む、人力駆動車用コンポーネント。 An output unit that rotates integrally with the crank,
The electric motor that transmits power to the output unit,
A component for a human-powered vehicle, comprising the control device for a human-powered vehicle according to claim 10.
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