JP6916047B2 - 自転車用制御装置 - Google Patents
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Description
上記第1側面に従えば、変速比を変更すると、変速前と変速後とで変速機よりも上流側においてライダおよびモータの負荷が変化するため、クランクの回転速度と人力駆動力とが変化する。制御部は、人力駆動力に対するモータによる補助力の比率が所定比率になるようにモータを制御するので、人力駆動力が変化すれば、モータの出力トルクも変化することになる。モータの出力トルクがモータの出力特性に適した範囲になるように、モータの出力トルクおよび人力駆動力の少なくとも一方に応じて変速比が変更されることによって、自転車に入力される人力駆動力に対するモータによる補助力の比率が所定比率に維持されやすい。以下では、自転車に入力される人力駆動力に対するモータによる補助力の比率を、単に比率と記載する。
上記第2側面に従えば、変速比を小さくすることによって、比率を所定比率に維持するためのモータの出力トルクを小さくできるため、比率を所定比率に維持しやすい。
上記第3側面に従えば、変速比を小さくすることによって、クランクの回転速度に関する自転車の運転状態が好ましくない状態に変化することを抑制できる。
上記第4側面に従えば、変速比を小さくすることによって、クランクの回転速度が第1回転速度よりも大きくなることを抑制できる。
上記第5側面に従えば、変速比を第1変速比未満にするような制御が行われることを抑制できる。
上記第6側面に従えば、モータの出力特性に適したモータの制御を行うことができる。
上記第7側面に従えば、変速比を大きくすることによって、比率を所定比率に維持するためのモータの出力トルクを大きくできるため、比率を所定比率に維持しやすい。
上記第8側面に従えば、変速比を大きくすることによって、比率を所定比率に維持するためのモータの出力トルクを大きくできるため、比率を所定比率に維持しやすい。
上記第9側面に従えば、変速比を大きくすることによってクランクの回転速度に関する自転車の運転状態が好ましくない状態に変化することを抑制できる。
上記第10側面に従えば、変速比を大きくすることによってクランクの回転速度が第2回転速度未満になることを抑制できる。
上記第11側面に従えば、変速比を第2変速比よりも大きくするような制御が行われることを抑制できる。
上記第12側面に従えば、モータの出力特性に適したモータの制御を行うことができる。
上記第13側面に従えば、変速比を小さくすることによって、人力駆動力が低下しやすくなる。このため、比率を所定比率に維持するためのモータの出力トルクを小さくできるため、比率を所定比率に維持しやすい。
上記第14側面に従えば、変速比を小さくすることによってクランクの回転速度に関する自転車の運転状態が好ましくない状態に変化することを抑制できる。
上記第15側面に従えば、変速比を小さくすることによってクランクの回転速度が第3回転速度よりも大きくなることを抑制できる。
上記第16側面に従えば、変速比を第3変速比未満にするような制御が行われることを抑制できる。
上記第17側面に従えば、変速比を大きくすることによって、人力駆動力が上昇しやすくなる。このため、比率を所定比率に維持するためのモータの出力トルクを大きくできるため、比率を所定比率に維持しやすい。
上記第18側面に従えば、変速比を大きくすることによって、人力駆動力が上昇しやすくなる。このため、比率を所定比率に維持するためのモータの出力トルクを大きくできるため、比率を所定比率に維持しやすい。
上記第19側面に従えば、変速比を大きくすることによってクランクの回転速度に関する自転車の運転状態が好ましくない状態に変化することを抑制できる。
上記第20側面に従えば、変速比を小さくすることによってクランクの回転速度が第4回転速度よりも小さくなることを抑制できる。
上記第21側面に従えば、変速比を第4変速比よりも大きくするような制御が行われることを抑制できる。
上記第22側面に従えば、自転車の走行状況に適したモータの制御を行うことができる。
上記第23側面に従えば、人力駆動力、自転車のクランクの回転速度、自転車の車速、自転車の加速度、自転車の傾斜角度、風速、路面抵抗、および、走行抵抗の少なくとも1つに適したモータの制御を行うことができる。
図1を参照して、第1の実施形態の自転車用制御装置60を搭載する自転車10について説明する。自転車10は、マウンテンバイクであってもよく、ロードバイクであってもよく、シティバイクであってもよい。また、自転車10は、三輪車であってもよく、カーゴバイクであってもよい。
自転車本体12は、フレーム18、フレーム18に接続されるフロントフォーク20、および、フロントフォーク20にステム22Aを介して着脱可能に接続されるハンドルバー22Bを備えている。フロントフォーク20は、フレーム18に支持される。
クランク回転センサ56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30またはクランク軸30からフロント回転体36までの間の動力伝達経路に設ける。磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを用いることによって、1つのセンサで、クランク28の回転速度およびクランク28の回転角度を検出することができ、構成および組立を簡略化することができる。クランク回転センサ56は、クランク28の回転角度に加えて、クランク28の回転速度を検出することもできる。クランク回転センサ56は、制御部62と有線または無線によって通信可能に接続されている。クランク回転センサ56は、クランク28の回転角度に応じた信号を制御部62に出力する。
図2および図5を参照して、第2実施形態の自転車用制御装置60について説明する。第2実施形態の自転車用制御装置60は、変速比Rを変更する制御においてモータ46の出力トルクTXに代えて人力駆動力TAを用いる点以外は第1実施形態の自転車用制御装置60と同様であるので、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し、重複する説明を省略する。
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用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。本発明に従う自転車用制御装置は、例えば以下に示される上記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わ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、各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・第1実施形態の図4に示す変速比Rを変更する制御からステップS21〜S25を省略してもよい。
・図6に示す変形例からステップS21、S22、および、S25を省略してもよい。
・第2実施形態の図5に示す変速比Rを変更する制御からステップS41〜S45、および、S48〜S49を省略してもよい。
Claims (28)
- 自転車の変速比を変更可能な変速機と、前記自転車の推進をアシストするモータと、を制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記自転車に入力される人力駆動力に対する前記モータによる補助力の比率が所定比率になるように前記モータを制御し、前記所定比率を維持するために、前記モータの出力トルクに応じて、前記変速機を制御する、自転車用制御装置。 - 前記制御部は、さらに前記人力駆動力に応じて、前記変速機を制御する、請求項1に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記人力駆動力が第1の値以上になった場合、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御する、請求項1または2に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記人力駆動力が前記第1の値以上になった場合、かつ、前記自転車のクランクの回転速度に関する第3所定条件が成立する場合に、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御する、請求項3に記載の自転車用制御装置。
- 前記変速機は、前記変速比を段階的に変更可能に構成され、
前記第3所定条件は、前記変速比を現在の前記変速比よりも1段階小さい前記変速比に変更した場合の前記自転車のクランクの回転速度の推定値が、予め定める第3回転速度以下になる場合に成立する、請求項4に記載の自転車用制御装置。 - 自転車の変速比を変更可能な変速機と、前記自転車の推進をアシストするモータと、を制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記自転車に入力される人力駆動力に対する前記モータによる補助力の比率が所定比率になるように前記モータを制御し、前記所定比率を維持するために、前記モータの出力トルクおよび前記人力駆動力の少なくとも一方に応じて、前記変速機を制御し、
前記制御部は、前記人力駆動力が第1の値以上になった場合、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御し、
前記制御部は、前記人力駆動力が前記第1の値以上になった場合、かつ、前記自転車のクランクの回転速度に関する第3所定条件が成立する場合に、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御し
前記変速機は、前記変速比を段階的に変更可能に構成され、
前記制御部は、前記変速比を現在の前記変速比よりも1段階小さい前記変速比に変更した場合の前記自転車のクランクの回転速度の推定値を演算し、
前記第3所定条件は、前記推定値が、予め定める第3回転速度以下になる場合に成立する、自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記人力駆動力が前記第1の値以上になった場合、かつ、現在の前記変速比が第3変速比よりも大きい場合に、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御する、請求項3〜6のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記人力駆動力が前記第1の値よりも小さい第2の値以下になった場合、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項3〜7のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記人力駆動力が第2の値以下になった場合、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項2〜7のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記人力駆動力が前記第2の値以下になった場合、かつ、前記自転車のクランクの回転速度に関する第4所定条件が成立する場合に、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項8または9に記載の自転車用制御装置。
- 前記変速機は、前記変速比を段階的に変更可能に構成され、
前記第4所定条件は、前記変速比を現在の前記変速比よりも1段階大きい前記変速比に変更した場合の前記自転車のクランクの回転速度の推定値が、予め定める第4回転速度以上になる場合に成立する、請求項10に記載の自転車用制御装置。 - 自転車の変速比を変更可能な変速機と、前記自転車の推進をアシストするモータと、を制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記自転車に入力される人力駆動力に対する前記モータによる補助力の比率が所定比率になるように前記モータを制御し、前記所定比率を維持するために、前記モータの出力トルクおよび前記人力駆動力の少なくとも一方に応じて、前記変速機を制御し、
前記制御部は、前記人力駆動力が第2の値以下になった場合、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御し、
前記制御部は、前記人力駆動力が前記第2の値以下になった場合、かつ、前記自転車のクランクの回転速度に関する第4所定条件が成立する場合に、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御し、
前記変速機は、前記変速比を段階的に変更可能に構成され、
前記制御部は、前記変速比を現在の前記変速比よりも1段階大きい前記変速比に変更した場合の前記自転車のクランクの回転速度の推定値を演算し、
前記第4所定条件は、前記推定値が、予め定める第4回転速度以上になる場合に成立する、自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記人力駆動力が前記第2の値以下になった場合、かつ、現在の前記変速比が第4変速比よりも小さい場合に、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項8〜12のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記モータの出力トルクが第1トルク以上になった場合、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御する、請求項1に記載の自転車用制御装置。
- 自転車の変速比を変更可能な変速機と、前記自転車の推進をアシストするモータと、を制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記自転車に入力される人力駆動力に対する前記モータによる補助力の比率が所定比率になるように前記モータを制御し、前記所定比率を維持するために、前記モータの出力トルクおよび前記人力駆動力の少なくとも一方に応じて、前記変速機を制御し、
前記制御部は、前記モータの出力トルクが、前記モータの特性に応じて決定される上限トルクと前記モータの特性に応じて決定される下限トルクとの中央値よりも前記上限トルクに近い第1トルク以上になった場合、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御する、自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記モータの出力トルクが前記第1トルク以上になった場合、かつ、前記自転車のクランクの回転速度に関する第1所定条件が成立する場合に、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御する、請求項14または15に記載の自転車用制御装置。
- 前記変速機は、前記変速比を段階的に変更可能に構成され、
前記第1所定条件は、前記変速比を現在の前記変速比よりも1段階小さい前記変速比に変更した場合の前記自転車のクランクの回転速度の推定値が、予め定める第1回転速度以下になる場合に成立する、請求項16に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記モータの出力トルクが前記第1トルク以上になった場合、かつ、現在の前記変速比が第1変速比よりも大きい場合に、前記変速比が小さくなるように前記変速機を制御する、請求項14〜17のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記モータの出力トルクが前記第1トルクよりも大きい上限トルク以上にならないように前記モータを制御する、請求項14〜18のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記モータの出力トルクが前記第1トルクよりも小さい第2トルク以下になった場合、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項14〜19のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記モータの出力トルクが第2トルク以下になった場合、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項1〜19のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 自転車の変速比を変更可能な変速機と、前記自転車の推進をアシストするモータと、を制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記自転車に入力される人力駆動力に対する前記モータによる補助力の比率が所定比率になるように前記モータを制御し、前記所定比率を維持するために、前記モータの出力トルクおよび前記人力駆動力の少なくとも一方に応じて、前記変速機を制御し、
前記制御部は、前記モータの出力トルクが、前記モータの特性に応じて決定される上限トルクと前記モータの特性に応じて決定される下限トルクとの中央値よりも前記下限トルクに近い第2トルク以下になった場合、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記モータの出力トルクが前記第2トルク以下になった場合、かつ、前記自転車のクランクの回転速度に関する第2所定条件が成立する場合に、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項20〜22のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記変速機は、前記変速比を段階的に変更可能に構成され、
前記第2所定条件は、前記変速比を現在の前記変速比よりも1段階大きい前記変速比に変更した場合の前記自転車のクランクの回転速度の推定値が、予め定める第2回転速度以上になる場合に成立する、請求項23に記載の自転車用制御装置。 - 前記制御部は、前記モータの出力トルクが前記第2トルク以下になった場合、かつ、現在の前記変速比が第2変速比よりも小さい場合に、前記変速比が大きくなるように前記変速機を制御する、請求項20〜24のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記モータの出力トルクが前記第2トルクよりも小さい下限トルク以下にならないように前記モータを制御する、請求項20〜25のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記制御部は、前記自転車の走行状況に応じて前記所定比率を変更する、請求項1〜26のいずれか一項に記載の自転車用制御装置。
- 前記走行状況は、前記人力駆動力、前記自転車のクランクの回転速度、前記自転車の車速、前記自転車の加速度、前記自転車の傾斜角度、風速、路面抵抗、および、走行抵抗の少なくとも1つを含む、請求項27に記載の自転車用制御装置。
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