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CN110294064A - 人力驱动车辆用控制装置 - Google Patents

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CN110294064A
CN110294064A CN201910216968.0A CN201910216968A CN110294064A CN 110294064 A CN110294064 A CN 110294064A CN 201910216968 A CN201910216968 A CN 201910216968A CN 110294064 A CN110294064 A CN 110294064A
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control device
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Abstract

本发明提供一种能够适当地控制马达的人力驱动车辆用控制装置。人力驱动车辆用控制装置包括控制部,该控制部根据输入至所述人力驱动车辆的人力驱动力来控制马达,该马达辅助人力驱动车辆的推进,所述控制部根据参数改变所述马达相对于所述人力驱动力的变化的响应速度,所述参数包括所述人力驱动车辆的行驶阻力、所述人力驱动力的转矩、所述人力驱动车辆的变速比、所述人力驱动车辆的车轮的大小、空气阻力系数、与所述人力驱动车辆的搭乘者的前面投影面积有关的值、风速、滚动阻力系数、与所述人力驱动车辆的负载物的重量有关的值、及所述人力驱动车辆的加速度中的至少一者。

Description

人力驱动车辆用控制装置
技术领域
本发明涉及一种人力驱动车辆用控制装置。
背景技术
例如,专利文献1所公开的人力驱动车辆用控制装置根据检测部的输出来控制马达。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-59260号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够适当地控制马达的人力驱动车辆用控制装置。
根据本发明的第一方面的人力驱动车辆用控制装置包括控制部,该控制部根据输入至所述人力驱动车辆的人力驱动力来控制马达,该马达辅助人力驱动车辆的推进,所述控制部根据参数改变所述马达相对于所述人力驱动力的变化的响应速度,所述参数包括所述人力驱动车辆的行驶阻力、所述人力驱动力的转矩、所述人力驱动车辆的变速比、所述人力驱动车辆的车轮的大小、空气阻力系数、与所述人力驱动车辆的搭乘者的前面投影面积有关的值、风速、滚动阻力系数、与所述人力驱动车辆的负载物的重量有关的值、及所述人力驱动车辆的加速度中的至少一者。
根据第一方面的人力驱动车辆用控制装置,由于能够根据影响行驶负荷的参数改变马达相对于人力驱动力的变化的响应速度,因此能够适当地控制马达。
在根据所述第一方面的第二方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述控制部使所述人力驱动力增加并且所述参数的值大于或等于第一规定值时的所述响应速度快于所述人力驱动力增加并且所述参数的值小于所述第一规定值时的所述响应速度。
根据第二方面的人力驱动车辆用控制装置,当人力驱动力增加并且参数的值大于或等于第一规定值时能够比当参数的值小于第一规定值时更早地提高马达的输出。因此,当行驶负荷较大时,能够抑制搭乘者的负荷变大。
在根据所述第一或第二方面的第三方面的人力驱动车辆用控制装置中,随着所述参数的值增大,所述控制部加快所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
根据第三方面的人力驱动车辆用控制装置,由于人力驱动力增加时的响应速度随着参数的值增大而变快,因此行驶负荷越大,越能够更早地提高马达的输出。
在根据所述第一~第三方面中任一方面的第四方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述控制部使所述人力驱动力减小并且所述参数的值大于或等于第二规定值时的所述响应速度慢于所述人力驱动力减小并且所述参数的值小于所述第二规定值时的所述响应速度。
根据第四方面的人力驱动车辆用控制装置,当人力驱动力减小并且参数的值大于或等于第二规定值时能够比当参数的值小于第二规定值时更早地延迟降低马达的输出。因此,当行驶负荷较大时,能够抑制搭乘者的负荷变大。
在根据所述第四方面的第五方面的人力驱动车辆用控制装置中,随着所述参数的值增大,所述控制部减慢所述人力驱动力减小时的所述响应速度。
根据第五方面的人力驱动车辆用控制装置,由于人力驱动力减小时的响应速度随着参数的值的增大而变慢,因此行驶负荷越大,马达的输出越难降低。
在根据所述第一~第五方面中任一方面的第六方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述控制部使所述人力驱动力增加时的所述响应速度快于所述人力驱动力减小时的所述响应速度。
根据第六方面的人力驱动车辆用控制装置,当人力驱动力上升时,能够提前提高马达的输出,当人力驱动力减小时,难以降低马达的输出。
在根据所述第一~第六方面中任一方面的第七方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述控制部使规定期间的所述响应速度与经过所述规定期间之后的所述响应速度不同。
根据第七方面的人力驱动车辆用控制装置,能够将直至经过规定期间的响应速度和经过规定期间之后的响应速度设置为适合于每个时间段的响应速度。
在根据所述第七方面的第八方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述控制部使经过所述规定期间之后的所述人力驱动力增加时的所述响应速度快于所述规定期间的所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
根据第八方面的人力驱动车辆用控制装置,在经过规定期间之后并且当人力驱动力增加时能够比在经过规定期间之前并且当人力驱动力增加时更早地增加马达的输出。
在根据所述第七或第八方面的第九方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述规定期间为从所述马达的驱动开始直至经过第一时间的时间段。
根据第九方面的人力驱动车辆用控制装置,能够将从马达的驱动开始直至经过第一时间的响应速度和从马达的驱动开始经过第一时间之后的响应速度设置为适合于每个时间段的响应速度。
在根据所述第七或第八方面的第十方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述人力驱动车辆包括曲柄,该曲柄输入有所述人力驱动力,所述规定期间为从所述马达的驱动开始直至所述曲柄的旋转量达到规定量的时间段。
根据第十方面的人力驱动车辆用控制装置,能够将从马达的驱动开始直至曲柄的旋转量达到规定量的响应速度和从马达的驱动开始直至曲柄的旋转量达到规定量的响应速度设置为适合于每个时间段的响应速度。
在根据所述第一~第十方面中任一方面的第十一方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述控制部包括滤波部,该滤波部针对对所述马达的控制指令进行滤波处理,并且所述控制部通过改变所述滤波部所包含的时间常数改变所述响应速度。
根据第十一方面的人力驱动车辆用控制装置,能够通过改变滤波部所包含的时间常数适当地改变响应速度。
根据本发明的第十二方面的人力驱动车辆用控制装置包括控制部,该控制部控制辅助人力驱动车辆的推进的马达,所述控制部根据操作部的操作使所述马达的驱动开始,并根据参数改变所述马达的输出的变化速度,所述参数包括所述人力驱动车辆的行驶阻力、所述人力驱动车辆的变速比、所述人力驱动车辆的车轮的大小、空气阻力系数、风速、滚动阻力系数、及与所述人力驱动车辆的负载物的重量有关的值中的至少一者。
根据第十二方面的人力驱动车辆用控制装置,当根据操作部的操作使马达的驱动开始时,能够根据影响行驶负荷的参数来改变马达的输出的变化速度。
在根据所述第十二方面的第十三方面的人力驱动车辆用控制装置中,随着所述参数的值的增大,所述控制部增大所述变化速度。
根据第十三方面的人力驱动车辆用控制装置,行驶负荷越大,越能够更早地提高马达的输出。
在根据所述第十二或第十三方面的第十四方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述控制部包括滤波部,该滤波部针对对所述马达的控制指令进行滤波处理,并且所述控制部通过改变所述滤波部所包含的时间常数改变所述变化速度。
根据第十四方面的人力驱动车辆用控制装置,通过改变滤波部所包含的时间常数能够适当地改变响应速度。
在根据所述第一~第十四方面中任一方面的第十五方面的人力驱动车辆用控制装置中,所述行驶阻力包括空气阻力、所述人力驱动车辆的车轮的滚动阻力、所述人力驱动车辆的行驶道路的坡度阻力、和所述人力驱动车辆的加速阻力中的至少一者。
根据第十五方面的人力驱动车辆用控制装置,能够根据行驶阻力控制马达,所述行驶阻力包括空气阻力、人力驱动车辆的车轮的滚动阻力、人力驱动车辆的行驶道路的坡度阻力、和人力驱动车辆的加速阻力中的至少一者。
在根据所述第一~第十五方面中任一方面的第十六方面的人力驱动车辆用控制装置中,还包括检测部,其用于检测所述参数。
根据第十六方面的人力驱动车辆用控制装置,能够通过检测部适当地检测参数。
发明的效果
本发明的人力驱动车辆用控制装置能够适当地控制马达。
附图说明
图1为第一实施方式的包括人力驱动车辆用控制装置的人力驱动车辆的侧视图;
图2为示出第一实施方式的人力驱动车辆用控制装置的电气配置的框图;
图3为示出图2的第一检测部与控制部的电气配置的框图;
图4为设定通过图2的控制部执行的响应速度的处理的流程图;
图5为示出图2的存储部所存储的时间与增益的关系的第一示例的图表;
图6为示出图2的存储部所存储的时间与增益的关系的第二示例的图表;
图7为设定第二实施方式的变形例的响应速度的处理的流程图;
图8为示出第二实施方式的存储部所存储的曲柄的旋转量与增益的关系的第一示例的图表;
图9为示出第二实施方式的存储部所存储的曲柄的旋转量与增益的关系的第二示例的图表。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1~图6,对第一实施方式的人力驱动车辆用控制装置40进行说明。下面,将人力驱动车辆用控制装置40简单地记载为控制装置40。控制装置40设置于人力驱动车辆10。人力驱动车辆10为至少能够通过人力驱动力驱动的车辆。人力驱动车辆10例如包括自行车。人力驱动车辆10不限定车轮的数量,还包括例如独轮车和具有三个或更多个车轮的车辆。人力驱动车辆例如包括山地自行车、公路自行车、城市自行车、货运自行车、和斜躺式自行车。下面,在实施方式中,将人力驱动车辆10作为自行车进行说明。
如图1所示,人力驱动车辆10包括曲柄12。人力驱动车辆10还包括驱动轮14和车架16。曲柄12输入有人力驱动力H。曲柄12包括:曲柄轴12A,其相对于车架16能够旋转;和曲柄臂12B,其分别设置在曲柄轴12A的轴向的两端部。各曲柄臂12B连结有踏板18。驱动轮14通过曲柄12旋转被驱动。驱动轮14支撑于车架16。曲柄12与驱动轮14通过驱动机构20连结。驱动机构20包括与曲柄轴12A结合的第一旋转体22。曲柄轴12A与第一旋转体22也可以通过第一单向离合器结合。第一单向离合器被配置为,当曲柄12向前旋转时,使第一旋转体22向前旋转,当曲柄12向后旋转时,不使第一旋转体22向后旋转。第一旋转体22包括链轮、皮带轮或锥齿轮。驱动机构20还包括连结部件26和第二旋转体24。连结部件26将第一旋转体22的旋转力传递给第二旋转体24。连结部件26例如包括链条、皮带或传动轴。
第二旋转体24与驱动轮14连结。第二旋转体24包括链轮、皮带轮或锥齿轮。优选地,在第二旋转体24与驱动轮14之间设有第二单向离合器。第二单向离合器构成为,当第二旋转体24向前旋转时,使驱动轮14向前旋转,当第二旋转体24向后旋转时,不使驱动轮14向后旋转。
人力驱动车辆10包括前轮和后轮。前轮经由前叉16A安装于车架16。车把16C经由把立16B连结于前叉16A。在下面的实施方式中,将后轮作为驱动轮14进行说明,但前轮也可以为驱动轮14。
如图1和图2所示,人力驱动车辆10还包括电池28、马达30、马达30的驱动电路32、变速器34、变速器34的致动器36、和操作部38。
电池28包括一个或多个单电池。单电池包括充电池。电池28设置于人力驱动车辆10,并向通过有线与电池28电连接的其他电气部件例如马达30和控制装置40供给电力。电池28通过有线或无线可通信地与控制部42连接。电池28例如能够通过电力线通信(PLC;power line communication)与控制部42通信。电池28可以安装于车架16的外部,也可以其至少一部分收纳于车架16的内部。
马达30与驱动电路32一起构成驱动单元。优选地,马达30和驱动电路32设置于相同的壳体。驱动电路32控制从电池28供给至马达30的电力。驱动电路32通过有线或无线可通信地与控制装置40的控制部42连接。驱动电路32例如能够通过串行通信与控制部42通信。驱动电路32根据来自控制部42的控制信号驱动马达30。马达30辅助人力驱动车辆10的推进。马达30包括电动马达。马达30设置为将旋转传递给从踏板18至后轮的人力驱动力H的动力传递路径或前轮。马达30设置于人力驱动车辆10的车架16、后轮或前轮。在一个示例中,马达30与从曲柄轴12A至第一旋转体22的动力传递路径结合。优选地,马达30与曲柄轴12A之间的动力传递路径设有单向离合器,以使当使曲柄轴12A向人力驱动车辆10前进的方向旋转时,马达30不会由于曲柄12的旋转力而旋转。在设有马达30和驱动电路32的壳体中,可以设有除了马达30和驱动电路32之外的配置,例如可以设有减速并输出马达30的旋转的减速器。
变速器34与致动器36一起构成变速装置。变速器34用于改变变速比B,所述变速比B为驱动轮14的转速相对于曲柄12的转速的比率。变速器34构成为能够改变人力驱动车辆10的变速比B。变速器34构成为能够逐级地改变变速比B。致动器36使变速器34执行变速动作。变速器34由控制部42控制。致动器36通过有线或无线可通信地与控制部42连接。致动器36例如能够通过电力线通信(PLC;power line communication)与控制部42通信。致动器36根据来自控制部42的控制信号使变速器34执行变速动作。变速器34包括内装变速器和外装变速器(拨链器)中的至少一个。
操作操作部38以驱动马达30。操作部38通过有线或无线可通信地与控制部42连接。操作部38例如能够通过电力线通信(PLC)与控制部42通信。操作部38分别包括例如操作部件、检测操作部件的动作的传感器、根据传感器的输出信号与控制部42进行通信的电气电路。通过由用户操作操作部件,操作部38将输出信号发送到控制部42。检测操作部件及其动作的传感器构成为包括按钮开关、杆式开关或触摸面板。
如图2所示,控制装置40包括控制部42。在本实施方式中,控制装置40还包括检测部44。在本实施方式中,控制装置40还包括存储部46。在本实施方式中,控制装置40还包括转矩传感器48、曲柄旋转传感器50和车速传感器。
控制部42包括执行预先设定的控制程序的演算处理装置。演算处理装置例如包括CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro Processing Unit)。控制部42可以包括一个或多个微型计算机。控制部42可以包括在多个位置分开配置的多个演算处理装置。在存储部46存储有各种控制程序和用于各种控制处理的信息。存储部46例如包括非易失性存储器和易失性存储器。控制部42和存储部46例如设置于设有马达30的壳体。控制部42可以包括驱动电路32。
转矩传感器48设置于设有马达30的壳体。转矩传感器48用于检测人力驱动力H的转矩TH,该人力驱动力H输入至曲柄12。转矩传感器48例如当第一单向离合器设置于动力传递路径时,设置于比第一单向离合器的上游侧处。转矩传感器48包括应变传感器或磁致伸缩传感器等。应变传感器包括应变仪。当转矩传感器48包括应变传感器时,应变传感器优选地设置于动力传递路径所包括的旋转体的外周部。转矩传感器48可以包括无线或有线的通信部。转矩传感器48的通信部构成为能够与控制部42通信。
曲柄旋转传感器50用于检测曲柄12的转速N。曲柄旋转传感器50安装于人力驱动车辆10的车架16或设有马达30的壳体。曲柄旋转传感器50构成为包括磁传感器,该磁传感器输出与磁场强度对应的信号。磁场强度在周向上变化的环状磁铁设置于曲柄轴12A或从曲柄轴12A至第一旋转体22之间的动力传递路径。曲柄旋转传感器50通过有线或无线可通信地与控制部42连接。曲柄旋转传感器50将与曲柄12的转速N对应的信号输出给控制部42。曲柄旋转传感器50在从曲柄轴12A至第一旋转体22的人力驱动力H的动力传递路径中,可以设置于与曲柄轴12A一体旋转的部件。例如,当在曲柄轴12A与第一旋转体22之间未设有单向离合器时,曲柄旋转传感器50可以设置于第一旋转体22。
车速传感器52用于检测人力驱动车辆10的车速V。车速传感器52检测车轮的转速。车速传感器52通过有线或无线与控制部42电连接。车速传感器52通过有线或无线可通信地与控制部42连接。车速传感器52将与车轮的转速对应的信号输出给控制部42。控制部42基于车轮的转速来演算人力驱动车辆10的车速V。若车速V大于或等于规定值,则控制部42停止马达30。规定值例如为时速25Km或时速45Km。优选地,车速传感器52包括构成簧式开关的磁簧或霍尔元件。车速传感器52可以构成为安装于车架16的后下叉并检测安装于后轮的磁铁,也可以构成为设置于前叉16A并检测安装于前轮的磁铁。
控制部42根据输入至人力驱动车辆10的人力驱动力H控制马达30。控制部42驱动马达30。例如,当对操作部38进行用于开始马达30的驱动的操作并且人力驱动力H大于或等于规定值时,控制部42开始马达30的驱动。
控制部42例如控制马达30,以使马达30的辅助力相对于人力驱动力H变为规定比率。控制部42例如可以控制马达30,以使马达30的功率WM(瓦特)相对于人力驱动力H的功率WH(瓦特)变为规定比率。控制部42以马达30的输出相对于人力驱动力H的比率Y不同的多个控制模式控制马达30。有时将马达30的输出的功率WM相对于人力驱动车辆10的人力驱动力H的功率WH的比率YA记载为比率Y。人力驱动力H的功率WH通过人力驱动力H乘以曲柄12的转速N而算出。控制部42可以控制马达30,以使马达30的辅助力的输出转矩TM相对于人力驱动车辆10的人力驱动力H的转矩TH变为规定比率。有时将马达30的输出转矩TM相对于人力驱动车辆10的人力驱动力H的转矩TH的转矩比率YB记载为比率Y。当马达30的输出经由减速器输入至人力驱动力H的动力路径时,将减速器的输出作为马达30的输出。控制部42根据人力驱动力H的功率WH或转矩TH将控制指令输出给马达30的驱动电路32。控制指令例如包括转矩指令值。
控制部42控制马达30,以使马达30的输出小于或等于规定值。马达30的输出包括马达30的输出转矩TM。控制部42可以控制马达30,以使比率YA小于或等于规定值YA1。在一个示例中,规定值YA1为500瓦特。在其他示例中,规定值YA1为300瓦特。控制部42可以控制马达30,以使转矩比率YB小于或等于规定转矩比率YB1。在一个示例中,规定转矩比率YB1为300%。
检测部44用于检测参数P。参数P包括人力驱动车辆10的行驶阻力R、人力驱动力H的转矩TH、人力驱动车辆10的变速比B、人力驱动车辆10的车轮的大小、空气阻力系数C、与人力驱动车辆10的搭乘者的前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与人力驱动车辆10的负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者。行驶阻力R包括空气阻力R1、人力驱动车辆10的车轮的滚动阻力R2、人力驱动车辆10的行驶道路的坡度阻力R3、和人力驱动车辆10的加速阻力R4中的至少一者。
检测部44包括第一检测部54、第二检测部56、第三检测部58、第四检测部60、第五检测部62、第六检测部64、第七检测部66、第八检测部68、第九检测部70和第十检测部72中的至少一者。检测部44通过有线或无线可通信地与控制部42连接。检测部44例如能够通过电力线通信(PLC)与控制部42通信。
第一检测部54用于检测行驶阻力R。如图3所示,第一检测部54还包括传感器74、传感器76、传感器78、传感器80、传感器82和传感器84。
传感器74用于检测风速和风压中的至少一个。传感器74包括风速传感器和风压传感器中的一个。传感器74例如设置于人力驱动车辆10的车把16C。优选地,传感器74构成为能够检测人力驱动车辆10向前行驶时的逆风和顺风中的至少一个。
传感器76用于检测人力驱动车辆10前进的方向上的加速度a。传感器76包括加速度传感器。加速度传感器可以包括在陀螺仪传感器。传感器76将与人力驱动车辆10前进的方向上的加速度a对应的信号输出给控制部42。
传感器78用于检测人力驱动车辆10的车速V。传感器78构成为与车速传感器52相同。能够将车速传感器52用作传感器78,但传感器78可以与车速传感器52分别构成。
传感器80用于检测人力驱动车辆10的倾斜度。通过传感器80能够检测人力驱动车辆10行驶的路面的倾斜角度D。能够通过人力驱动车辆10的行进方向上的倾斜角度检测人力驱动车辆10行驶的路面的倾斜角度D。人力驱动车辆10行驶的路面的倾斜角度D与人力驱动车辆10的倾斜角度相对应。在一个示例中,传感器80包括倾斜传感器。倾斜传感器的一个示例为陀螺仪传感器或加速度传感器。在其他示例中,倾斜检测部包括GPS(Globalpositioning system)接收部。控制部42可以根据GPS接收部获得的GPS信息和预先记录在存储部46中的地图信息所包含的路面坡度,演算人力驱动车辆10行驶的路面的倾斜角度D。倾斜角度D包括人力驱动车辆10的俯仰角度。
传感器82检测人力驱动车辆10和搭乘者中的至少一个的前面投影面积A。传感器82包括图像传感器。图像传感器例如设置于人力驱动车辆10的车把16C,并拍摄搭乘于人力驱动车辆10的搭乘者。传感器82将人力驱动车辆10和搭乘者中的至少一个的图像数据输出给控制部42。控制部42根据从传感器82输入的图像数据算出人力驱动车辆10和搭乘者中的至少一个的前面投影面积A。
传感器84用于检测与人力驱动车辆10的负载物的重量有关的值。传感器84检测人力驱动车辆10的负载物的重量。传感器84例如设置于前轮和后轮中的至少一个的车轴。在这种情况下,传感器84优选地设置在前轮和后轮两者。例如,在使人力驱动车辆10自地面悬空的状态下,通过使从传感器84输出的信号与重量0(克重)相对应,从而能够检测人力驱动车辆10和负载物的总重量m。另外,例如,在搭乘者未乘车的状态下,通过使从传感器84输出的信号与重量0(克重)相对应,从而能够检测人力驱动车辆10的搭乘者的重量。优选地,在存储部46存储有从传感器84输出的信息与重量之间的关系。传感器84包括压力传感器或应变传感器。传感器84例如也可以检测施加给人力驱动车辆10的车座的力。在这种情况下,能够通过传感器84检测搭乘者的重量。传感器84例如也可以检测人力驱动车辆10的轮胎的空气压力。控制部42利用轮胎的空气压力算出负载物的重量。代替传感器84,也可以将输入部设置于控制装置40,所述输入部能够将与负载物的重量有关的信息输入至控制部42。优选地,当经由输入部输入与搭乘者的重量有关的信息时,控制部42将与搭乘者的重量有关的信息存储到存储部46。与负载物的重量有关的信息例如包括搭乘者的体重。在存储部46存储有与人力驱动车辆10的重量有关的信息。控制部42将人力驱动车辆10的重量与负载物的重量相加能够算出人力驱动车辆10和负载物的总重量m。
控制部42基于第一检测部54的输出和存储于存储部46的信息算出行驶阻力R。行驶阻力R包括空气阻力R1、人力驱动车辆10的车轮的滚动阻力R2、人力驱动车辆10的行驶道路的坡度阻力R3和人力驱动车辆10的加速阻力R4中的至少一者。行驶阻力R基于空气阻力R1、人力驱动车辆10的车轮的滚动阻力R2、人力驱动车辆10的行驶道路的坡度阻力R3和人力驱动车辆10的加速阻力R4中的至少一者而算出。在一个示例中,控制部42基于所有的空气阻力R1、滚动阻力R2、坡度阻力R3和加速阻力R4算出行驶阻力R。
当控制部42基于所有的空气阻力R1、滚动阻力R2、坡度阻力R3和加速阻力R4算出行驶阻力R时,行驶阻力R例如通过下面的公式(1)求得。空气阻力R1通过公式(2)求得。人力驱动车辆10的车轮的滚动阻力R2通过公式(3)求得。人力驱动车辆10的行驶道路的坡度阻力R3通过公式(4)求得。人力驱动车辆10的加速阻力R4通过公式(5)求得。
R=R1+R2+R3+R4…(1)
R1=C×A×(V-Va)2…(2)
R2=M×m×g…(3)
R3=m×g×sinD…(4)
R4=m×a…(5)
C表示人力驱动车辆10和搭乘者中的至少一个的空气阻力系数。对于空气阻力系数C,可以将适当的固定值预先存储于存储部4,也可以由搭乘者经由操作部38等预先输入。
A表示前面投影面积。对于前面投影面积A,可以通过传感器82检测,可以将适当的固定值预先存储于存储部46,也可以由搭乘者经由操作部38等预先输入。
Va表示通过传感器74而检测到的风速。风速Va在相对于人力驱动车辆10为逆风时为负值。当传感器74设置为面向检测部前进的方向,以便在人力驱动车辆10前进的方向上检测逆风时,传感器74输出与V-Va对应的信号。对于风速Va,可以通过传感器74检测,可以将适当的固定值预先存储于存储部46,也可以由搭乘者经由操作部38等预先输入。
M表示人力驱动车辆10的轮胎的滚动阻力系数。对于滚动阻力系数M,可以将适当的固定值预先存储于存储部46,也可以由搭乘者经由操作部38等预先输入。
m表示人力驱动车辆10和负载物的总重量。对于总重量m,可以使用传感器84检测,可以将适当的固定值预先存储于存储部46,也可以由搭乘者经由操作部38等预先输入。
g表示人力驱动车辆10的重力加速度。
D表示人力驱动车辆10行驶的路面的倾斜角度。对于倾斜角度D,可以通过传感器80检测,可以将适当的固定值预先存储于存储部46,也可以由搭乘者经由操作部38等预先输入。
a表示人力驱动车辆10的加速度。对于加速度a,可以通过传感器76检测,可以将适当的固定值预先存储于存储部46,也可以由搭乘者经由操作部38等预先输入。
图2所示的第二检测部56用于检测人力驱动力H的转矩TH。第二检测部56具有与转矩传感器48相同的结构。能够将转矩传感器48用作第二检测部56,但第二检测部56可以与转矩传感器48分开配置。控制部42基于第二检测部56的输出和存储于存储部46的信息算出人力驱动力H的转矩TH。
第三检测部58用于检测人力驱动车辆10的变速比B。第三检测部58检测变速器34的动作状态。第三检测部58优选地包括用于检测变速比B的变速传感器。变速传感器检测变速器34的当前变速档。第三检测部58可以检测操作变速器34的操作部38的操作、和由控制部42发出的对变速器34的控制信号中的至少一个。控制部42基于第三检测部58的输出和存储于存储部46的信息算出变速比B。例如变速档和变速比B之间的关系预先存储于存储部46。由此,控制部42能够根据变速传感器的检测结果检测当前变速比B。控制部42也可以根据驱动轮14的转速和曲柄12的转速N演算变速比B。在这种情况下,与驱动轮14的周长、驱动轮14的直径或驱动轮14的半径有关的信息预先存储于存储部46。
第四检测部60用于检测人力驱动车辆10的车轮的大小。第四检测部60例如包括检测轮胎的空气压力的传感器。第四检测部60可以设置于阀,该阀设置于车轮的轮圈。优选地,第四检测部60包括:传感器,其输出与轮胎内部的空气压力对应的信号;和无线发送部,其将传感器的信号无线发送到控制部42。第四检测部60优选设置于驱动轮14,也可以分别设置于前轮和后轮。将轮胎的空气压力为预先设定的空气压力的情况作为基准,若轮胎的空气压力低于预先设定的空气压力,则控制部42能够判定人力驱动车辆10的车轮的大小小于基准值,若轮胎的空气压力高于预先设定的空气压力,则控制部42能够判定人力驱动车辆10的车轮的大小大于基准值。表示轮胎的空气压力与人力驱动车辆10的车轮的大小之间的关系的信息可以存储于存储部46。在这种情况下,控制部42可以根据存储于存储部46的表示与人力驱动车辆10的车轮的大小的关系的信息和第四检测部60所检测的轮胎的空气压力,来算出人力驱动车辆10的车轮的大小。
第五检测部62用于检测空气阻力系数C。第五检测部62具有与传感器82相同的结构。能够将传感器82用作第五检测部62,但第五检测部62可以与传感器82分别地构成。控制部42将前面投影面积A为预先设定的面积的情况作为基准,若前面投影面积A小于预先设定的面积,则控制部42能够判定空气阻力系数C小于基准值,若前面投影面积A大于面积,则控制部42能够判定空气阻力系数C大于基准值。表示空气阻力系数C与前面投影面积A之间的关系的信息也可以存储于存储部46。在这种情况下,控制部42可以根据存储于存储部46的表示空气阻力系数C与前面投影面积A之间的关系的信息和第五检测部62所检测到的前面投影面积A,来算出空气阻力系数C的大小。
第六检测部64用于检测与人力驱动车辆10的搭乘者的前面投影面积A有关的值。第六检测部64具有与传感器82相同的结构。能够将传感器82用作第六检测部64,但第六检测部64可以与传感器82分开配置。控制部42基于第六检测部64的输出和存储于存储部46的信息算出与前面投影面积A有关的值。
第七检测部66用于检测风速Va。第七检测部66具有与传感器74相同的结构。能够将传感器74用作第七检测部66,但第七检测部66可以与传感器74分开配置。控制部42基于第七检测部66的输出和存储于存储部46的信息算出风速Va。
第八检测部68用于检测滚动阻力系数M。第八检测部68具有与车速传感器52相同的结构。能够将车速传感器52用作第五检测部62,但第五检测部62可以与车速传感器52分开配置。将车速V为预先设定的速度的情况作为基准,若车速V增加,则控制部42使滚动阻力系数M增加,若车速V降低,则控制部42使滚动阻力系数M减小。车速V为预先设定的速度时的滚动阻力系数M例如存储于存储部46。例如,控制部42校正滚动阻力系数M,以便随着车速V增加而使滚动阻力系数M增加。例如,控制部42通过将随着车速V变大而变大的校正系数乘以滚动阻力系数M,从而校正滚动阻力系数M。优选地,车速V与滚动阻力系数M的校正系数的关系存储于存储部46。
第九检测部70用于检测与人力驱动车辆10的负载物的重量有关的值。第九检测部70具有与传感器84相同的结构。能够将传感器84用作第九检测部70,但第九检测部70可以与传感器84分开配置。控制部42基于第九检测部70的输出和存储于存储部46的信息算出负载物的重量。
第十检测部72用于检测人力驱动车辆10的加速度a。第十检测部72具有与传感器76相同的结构。能够将传感器76用作第十检测部72,第十检测部72可以与传感器76分开配置。控制部42基于第十检测部72的输出和存储于存储部46的信息算出人力驱动车辆10的加速度a。
控制部42根据参数P,改变马达30相对于人力驱动力H的变化的响应速度Q。例如控制部42相对于人力驱动力H的转矩TH在单位时间内变化的量,改变马达30的输出转矩TM在单位时间内变化的量。控制部42优选地包括滤波部86,该滤波部86针对对马达30的控制指令进行滤波处理。例如,控制部42通过改变滤波部86所包含的时间常数改变响应速度Q。滤波部86例如包括低通滤波器。控制部42进一步地可以通过在由滤波部86进行滤波处理后的控制指令中,设定根据时间或曲柄12的旋转角度而变化的增益,从而改变响应速度Q。
控制部42使人力驱动力H增加时的响应速度Q1快于人力驱动力H减小时的响应速度Q2。控制部42使人力驱动力H增加时的响应速度Q1随着参数P的值的增大而变快。控制部42使人力驱动力H减小时的响应速度Q2随着参数P的值的增大而变慢。人力驱动力H增加时的响应速度Q1包括参数P的值小于第一规定值P1时的响应速度Q11和参数P的值大于或等于第一规定值P1时的响应速度Q12。人力驱动力H减小时的响应速度Q2包括参数P的值小于第二规定值P2时的响应速度Q21和参数P的值大于或等于第二规定值P2时的响应速度Q22。
控制部42使人力驱动力H增加并且参数P的值大于或等于第一规定值P1时的响应速度Q11快于人力驱动力H增加并且参数P的值小于第一规定值P1时的响应速度Q12。下面,将响应速度Q11记载为第一响应速度Q11,将响应速度Q12记载为第二响应速度Q12。
控制部42使人力驱动力H减小并且参数P的值大于或等于第二规定值P2时的响应速度Q21慢于人力驱动力H减小并且参数P的值小于第二规定值P2时的响应速度Q22。第二规定值P2可以与第一规定值P1不同,也可以等于第一规定值P1。下面,将响应速度Q21记载为第三响应速度Q21,将响应速度Q22记载为第四响应速度Q22。
参照图4,对设定滤波部86的处理进行说明。若从电池28向控制部42供给电力时,则控制部42开始进行处理并进入图4所示的流程图的步骤S12。只要供给电力并且马达30的辅助功能未停止,控制部42就每规定周期执行从步骤S12开始的处理。
在步骤S12中,控制部42判定人力驱动力H是否正在增加。若控制部42判定人力驱动力H正在增加,则进入步骤S13。具体地,当上次的控制周期的人力驱动力H比这次的控制周期的人力驱动力H大时,控制部42判定人力驱动力H正在增加。
在步骤S13中,控制部42判定参数P的值是否大于或等于第一规定值P1。若控制部42判定参数P的值大于或等于第一规定值P1时,则进入步骤S14。当行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者大于或等于针对它们中的每一个而设定的第一规定值时,控制部42判定参数P的值大于或等于第一规定值P1。若控制部42例如判定行驶阻力R大于或等于第一行驶阻力RA,则进入步骤S14。
在步骤S14中,控制部42设定滤波部86以使响应速度Q变为第一响应速度Q11,并结束处理。例如,控制部42对滤波部86设定与第一响应速度Q11对应的时间常数。
在步骤S13中,当控制部42判定参数P的值不大于或等于第一规定值P1时,进入步骤S15。在步骤S15中,控制部42设定滤波部86以使响应速度Q变为第二响应速度Q12,并结束处理。例如,控制部42对滤波部86设定与第二响应速度Q12对应的时间常数。
在步骤S12中,当控制部42判定人力驱动力H未增加时,进入步骤S16。在步骤S16中,控制部42判定参数P的值是否大于或等于第二规定值P2。若控制部42判定参数P的值大于或等于第二规定值P2,则进入步骤S17。当行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者大于或等于针对它们中的每一个而设定的第二规定值P2时,控制部42判定参数P的值大于或等于第二规定值P2。若控制部42例如判定行驶阻力R大于或等于第二行驶阻力RB时,则进入步骤S17。
在步骤S17中,控制部42设定滤波部86以使响应速度Q变为第三响应速度Q21,并结束处理。例如,控制部42对滤波部86设定与第三响应速度Q21对应的时间常数。
在步骤S16中,当控制部42判定参数P的值不大于或等于第二规定值P2时,进入步骤S18。在步骤S18中,控制部42设定滤波部86以使响应速度Q变为第四响应速度Q22,并结束处理。例如,控制部42对滤波部86设定与第四响应速度Q22对应的时间常数。
控制部42使规定期间TX中的响应速度Q与经过规定期间TX之后的响应速度Q不同。控制部42使经过规定期间TX之后的人力驱动力H增加时的响应速度Q快于规定期间TX中的人力驱动力H增加时的响应速度Q。规定期间TX为从马达30的驱动开始直至经过第一时间t11的时间段。
在本实施方式中,控制部42通过在由滤波部86进行滤波处理后的控制指令中,设定根据如图5所示的时间t而变化的增益K,从而改变响应速度Q。图5为示出从马达30的驱动开始的时间t与增益K之间的关系的图表。从马达30的驱动开始的时间t与增益K之间的关系在存储部46存储为表格、关系式或图表。若马达30的驱动开始,则如图5所示,随着时间t的推移增益K从零(0)逐渐增大,当达到第一时间t11时增益K变为100%,之后增益K维持在100%直至马达30的驱动停止。控制部42通过以增益K的比例输出由滤波部86进行滤波处理后的控制指令,来改变响应速度Q。通过该处理,控制部42能够使规定期间TX中的响应速度Q与经过规定期间TX之后的响应速度Q不同,通过与图4的处理结合,能够使经过规定期间TX之后的人力驱动力H增加时的响应速度Q快于规定期间TX中的人力驱动力H增加时的响应速度Q。时间t与增益K的关系可以如图5中的实线L10所示以直线状变化,也可以如图5中的双点划线L20和双点划线L30所示以曲线状变化。
从马达30的驱动开始的时间t与增益K之间的关系可以根据行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者进行改变。例如,随着行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者增大,可以缩短规定期间TX。例如,图6所示的实线L11表示行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者小于或等于针对它们中的每一个而设定的第三规定值P3时的从马达30的驱动开始的时间t与增益K之间的关系。例如,图6所示的实线L12表示行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者超过针对它们中的每一个而设定的第三规定值P3时的从马达30的驱动开始的时间t与增益K之间的关系。
(第二实施方式)
参照图2和图7,对第二实施方式的控制装置40进行说明。第二实施方式的控制装置40除了开始马达30的驱动的条件不同之外,其他与第一实施方式的控制装置40相同,与第一实施方式共通的配置,附加与第一实施方式相同的符号,故不予赘述。
控制部42根据操作部38的操作使马达30的驱动开始。控制部42例如对操作部38进行用于开始马达30的驱动的操作,并且,当人力驱动力H小于或等于规定值时,开始马达30的驱动。规定值例如为零(0)。例如,用户在推动人力驱动车辆10时,操作操作部38。在操作部38,也可以设有进行用于辅助人力驱动车辆10的推动的操作的操作部件和开关。当操作操作部38并且驱动马达30时,控制部42控制马达30,以使人力驱动车辆10小于或等于规定速度。规定速度例如包括时速3~5Km范围的速度。
控制部42根据参数P改变马达30的输出的变化速度X。参数P包括人力驱动车辆10的行驶阻力R、人力驱动车辆10的变速比B、人力驱动车辆10的车轮的大小、空气阻力系数C、风速Va、滚动阻力系数M、及与人力驱动车辆10的负载物的重量有关的值中的至少一者。
随着参数P的值的增大,控制部42增大变化速度X。控制部通过改变滤波部86所包含的时间常数改变变化速度X。控制部42进一步地可以通过对由滤波部86进行滤波处理后的控制指令,设定根据时间而变化的增益,从而改变变化速度X。
参照图7,对设定变化速度X的处理进行说明。若从电池28向控制部42供给电力时,则控制部42开始进行处理并进入图7所示的流程图的步骤S31。只要供给电力,控制部42就每规定周期执行从步骤S31开始的处理。
控制部42在步骤S31中判定是否操作了操作部38。例如,在人力驱动力H小于或等于规定值的状态下,当对操作部38执行了用于辅助人力驱动车辆10的推动的操作时,控制部42判定操作了操作部38。当控制部42判定未被操作操作部38时,结束处理。当控制部42判定操作了操作部38时,进入步骤S32。
在步骤S32中,控制部42以与参数P对应的变化速度X控制马达30,并结束处理。例如,控制部42对滤波部86设定与变化速度X对应的时间常数,该变化速度X与参数P对应。控制部42进一步地可以通过在由滤波部86进行滤波处理后的控制指令中,设定根据时间而变化的增益,从而改变变化速度X。
(变形例)
有关各实施方式的说明是根据本发明的人力驱动车辆用控制装置可以采用的示例,并非旨在限制其方式。根据本发明的人力驱动车辆用控制装置例如可以采用下面所示的每个实施方式的变形例、及彼此不矛盾的至少两个变形例组合而成的方式。在下面的变形例中,对与各实施方式的方式共通的部分,附加与各实施方式相同的符号,故不予赘述。
·在第一实施方式中,也可以不在由滤波部86进行滤波处理后的控制指令中,设定根据时间而变化的增益K。
·在第一实施方式中,规定期间TX可以改变为从马达30的驱动开始直至曲柄12的旋转量DN达到规定量DN1的时间段。图8为示出从马达30的驱动开始的曲柄12的旋转量DN与增益K之间的关系的图表。从马达30的驱动开始的曲柄12的旋转量DN与增益K之间的关系在存储部46存储为表格、关系式或图表。若马达30的驱动开始,则如图8所示,随着曲柄12的旋转量DN的增加增益K从零(0)逐渐增大,若曲柄12的旋转量DN达到规定量DN1则增益K变为100%,之后增益K维持在100%直至马达30的驱动停止。控制部42通过以增益K的比例输出由滤波部86进行滤波处理后的控制指令,从而改变响应速度Q。曲柄12的旋转量DN与增益K之间的关系可以如图8中的实线L40所示以直线状变化,也可以如图8中双点划线L50和双点划线L60所示以曲线状变化。
从马达30的驱动开始直至曲柄12的旋转量DN达到规定量DN1的时间t与增益K之间的关系可以根据行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者进行改变。例如,可以设置为,随着行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者增大,规定量DN1减小。例如,图9所示的实线L41表示行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者小于或等于针对它们中的每一个而设定的第四规定值P4时的从马达30的驱动开始直至曲柄12的旋转量DN达到规定量DN1的时间t与增益K之间的关系。例如,图9所示的实线L42表示行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者超过针对它们中的每一个而设定的第四规定值P4时的从马达30的驱动开始的时间t与增益K之间的关系。
·在第一实施方式及其变形例中,可以省略步骤S13、步骤S14和步骤S15的处理。在这种情况下,若在步骤S12中判定人力驱动力H正在增加时,则可以设定响应速度Q变为预先设定的响应速度的这样的时间常数,而与参数P无关。
·在第一实施方式及其变形例中,可以省略步骤S16、步骤S17和步骤S18的处理。在这种情况下,若在步骤S12中判定人力驱动力H未增加,则可以设定响应速度Q变为预先设定的响应速度的这样的时间常数,而与参数P无关。
·在每个实施方式中,当行驶阻力R、转矩TH、变速比B、车轮的大小、空气阻力系数C、与前面投影面积A有关的值、风速Va、滚动阻力系数M、与负载物的重量有关的值、及人力驱动车辆10的加速度a中的至少一者的参数P增加并且至少一者参数P减小时,可以根据对人力驱动车辆10的行驶负荷影响大的参数P或预先设定的优先级高的参数P,来改变马达30的响应速度Q或变化速度X。与对人力驱动车辆10的行驶阻力R影响大的参数P或预先设定的优先级高的参数P有关的信息存储于存储部46。
·在第二实施方式中,可以省略滤波部86的处理。在这种情况下,控制部在控制指令中,设定根据时间而变化的增益。
·在第一实施方式及其变形例中,可以省略图2所示的滤波部86的处理。在这种情况下,控制部42在控制指令中,设定根据时间或曲柄12的旋转量DN而变化的增益。
符号说明
10…人力驱动车辆、12…曲柄、30…马达、38…操作部、40…人力驱动车辆用控制装置、42…控制部、44…检测部、86…滤波部。

Claims (16)

1.一种人力驱动车辆用控制装置,其包括,
控制部,所述控制部根据输入至所述人力驱动车辆的人力驱动力来控制马达,该马达辅助人力驱动车辆的推进,
所述控制部根据参数改变所述马达相对于所述人力驱动力的变化的响应速度,
所述参数包括所述人力驱动车辆的行驶阻力、所述人力驱动力的转矩、所述人力驱动车辆的变速比、所述人力驱动车辆的车轮的大小、空气阻力系数、与所述人力驱动车辆的搭乘者的前面投影面积有关的值、风速、滚动阻力系数、与所述人力驱动车辆的负载物的重量有关的值、及所述人力驱动车辆的加速度中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述控制部使所述人力驱动力增加并且所述参数的值大于或等于第一规定值时的所述响应速度快于所述人力驱动力增加并且所述参数的值小于所述第一规定值时的所述响应速度。
3.根据权利要求1或2所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
随着所述参数的值增大,所述控制部加快所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述控制部使所述人力驱动力减小并且所述参数的值大于或等于第二规定值时的所述响应速度慢于所述人力驱动力减小并且所述参数的值小于所述第二规定值时的所述响应速度。
5.根据权利要求4所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
随着所述参数的值增大,所述控制部减慢所述人力驱动力减小时的所述响应速度。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述控制部使所述人力驱动力增加时的所述响应速度快于所述人力驱动力减小时的所述响应速度。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述控制部使规定期间的所述响应速度与经过所述规定期间之后的所述响应速度不同。
8.根据权利要求7所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述控制部使经过所述规定期间之后的所述人力驱动力增加时的所述响应速度快于所述规定期间的所述人力驱动力增加时的所述响应速度。
9.根据权利要求7或8所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述规定期间为从所述马达的驱动开始直至经过第一时间的时间段。
10.根据权利要求7或8所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述人力驱动车辆包括曲柄,该曲柄输入有所述人力驱动力,
所述规定期间为从所述马达的驱动开始直至所述曲柄的旋转量达到规定量的时间段。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述控制部包括滤波部,该滤波部针对对所述马达的控制指令进行滤波处理,并且所述控制部通过改变所述滤波部所包含的时间常数改变所述响应速度。
12.一种人力驱动车辆用控制装置,其包括,
控制部,所述控制部控制辅助人力驱动车辆的推进的马达,
所述控制部根据操作部的操作使所述马达的驱动开始,并根据参数改变所述马达的输出的变化速度,
所述参数包括所述人力驱动车辆的行驶阻力、所述人力驱动车辆的变速比、所述人力驱动车辆的车轮的大小、空气阻力系数、风速、滚动阻力系数、及与所述人力驱动车辆的负载物的重量有关的值中的至少一者。
13.根据权利要求12所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
随着所述参数的值增大,所述控制部增大所述变化速度。
14.根据权利要求12或13所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述控制部包括滤波部,该滤波部针对对所述马达的控制指令进行滤波处理,并且所述控制部通过改变所述滤波部所包含的时间常数改变所述变化速度。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
所述行驶阻力包括空气阻力、所述人力驱动车辆的车轮的滚动阻力、所述人力驱动车辆的行驶道路的坡度阻力、和所述人力驱动车辆的加速阻力中的至少一者。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的人力驱动车辆用控制装置,其中,
还包括检测部,其用于检测所述参数。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114435526A (zh) * 2020-10-30 2022-05-06 株式会社岛野 人力驱动车用的控制装置
CN114684321A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 株式会社岛野 人力驱动车的控制装置
CN116176755A (zh) * 2021-11-29 2023-05-30 株式会社岛野 控制装置及控制系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020200226A1 (de) * 2020-01-10 2021-07-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Anpassung der Nachlaufzeit bei der Ansteuerung einer Antriebseinheit
DE102020200227A1 (de) * 2020-01-10 2021-07-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Antriebs eines pedalbetriebenen Fahrzeugs
US20220016984A1 (en) * 2020-07-16 2022-01-20 Giant Manufacturing Co., Ltd. Electric vehicle systems and methods for driving vehicles
JP7596119B2 (ja) * 2020-10-30 2024-12-09 株式会社シマノ 人力駆動車用の制御装置
JP2022104350A (ja) * 2020-12-28 2022-07-08 株式会社シマノ 人力駆動車用の制御装置、人力駆動車用のドライブユニット、および、人力駆動車用のバッテリユニット

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4744283B2 (ja) * 2005-12-19 2011-08-10 パナソニック株式会社 補助動力付き車両
CN202783683U (zh) * 2012-07-28 2013-03-13 成都宽和科技有限责任公司 装多磁块均匀分布转盘式传感器的助力自行车
CN103661765A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 株式会社万都 电动自行车及其控制方法
CN104554596A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 株式会社岛野 自行车用控制装置
CN105270556A (zh) * 2014-06-24 2016-01-27 株式会社岛野 自行车用控制装置
CN105667693A (zh) * 2014-12-05 2016-06-15 株式会社岛野 自行车用控制装置
CN106476973A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 株式会社岛野 自行车用控制装置及具有该控制装置的自行车用驱动装置
CN107662689A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 株式会社岛野 自行车用控制装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0939873A (ja) 1995-07-31 1997-02-10 Sanyo Electric Co Ltd 人力走行車における補助駆動装置
JP3315872B2 (ja) 1996-08-20 2002-08-19 三洋電機株式会社 電動車用モータのトルク制限装置
JPH1059262A (ja) * 1996-08-20 1998-03-03 Sanyo Electric Co Ltd 電気自転車用モータの出力制御方式
US5992553A (en) * 1997-01-13 1999-11-30 Morrison; Thomas R. Pedal power sensor and human powered vehicle drive augmentation responsive to cyclic pedal power input
JPH1129086A (ja) 1997-07-10 1999-02-02 Sony Corp 補助動力源を有する移動装置
JPH1159557A (ja) * 1997-08-26 1999-03-02 Suzuki Motor Corp 電動補助自転車
JP4118984B2 (ja) * 1997-10-01 2008-07-16 本田技研工業株式会社 電動補助自転車
TW387848B (en) * 1997-12-24 2000-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vehicle with power assist unit and its controlling
JPH11268680A (ja) * 1998-03-24 1999-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 補助動力装置付き車輌及びその制御方法
JPH11351947A (ja) * 1998-06-04 1999-12-24 Sony Corp 補助動力源を備えた移動装置及び該移動装置を含む移動体の質量検出方法、並びに移動装置の制御方法
JP2000118477A (ja) 1998-10-12 2000-04-25 Sony Corp 助力機能付き自転車
JP2001122184A (ja) * 1999-10-29 2001-05-08 Sanyo Electric Co Ltd 補助動力付き車両
JP4608764B2 (ja) 2000-11-17 2011-01-12 パナソニック株式会社 補助動力装置付き車輌の制御方法
JP4518300B2 (ja) 2001-02-28 2010-08-04 本田技研工業株式会社 電動補助自転車の制御装置
JP4518301B2 (ja) 2001-02-28 2010-08-04 本田技研工業株式会社 電動補助自転車の制御装置
JP4518299B2 (ja) 2001-02-28 2010-08-04 本田技研工業株式会社 電動補助自転車の制御装置
JP4518298B2 (ja) 2001-02-28 2010-08-04 本田技研工業株式会社 電動補助自転車の制御装置
JP3849452B2 (ja) * 2001-04-26 2006-11-22 株式会社明電舎 電動アシスト自転車の運転装置。
JP2004120875A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Matsushita Electric Works Ltd 動力車
KR20120107675A (ko) * 2011-03-22 2012-10-04 주식회사 만도 전기 자전거 및 그 제어방법
KR20140038050A (ko) * 2012-09-19 2014-03-28 주식회사 만도 전기 자전거 및 그 제어방법
JP5668036B2 (ja) * 2012-09-24 2015-02-12 太陽誘電株式会社 モータ駆動制御装置及び電動アシスト車
JP5670403B2 (ja) * 2012-10-29 2015-02-18 太陽誘電株式会社 モータ駆動制御装置及び電動アシスト車
US20170113756A1 (en) * 2014-06-18 2017-04-27 Sunstar Giken Kabushiki Kaisha Sensor for use in power-assisted mobile object, power-assisted unit, power-assisted mobile object, and torque detection method
TWM515483U (zh) * 2014-12-02 2016-01-11 Sincereplus Internat Co Ltd 電動車充電駐車架及應用於電動車充電駐車架之電動車
JP6277157B2 (ja) * 2015-07-24 2018-02-07 株式会社シマノ 自転車用制御装置
CN107128428B (zh) 2016-02-29 2020-11-17 株式会社岛野 自行车用控制装置及自行车用驱动装置
RU2699205C1 (ru) * 2016-05-27 2019-09-03 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Способ управления вождением и устройство управления вождением
JP6904813B2 (ja) * 2016-07-29 2021-07-21 株式会社シマノ 自転車用制御装置
JP2018054913A (ja) 2016-09-29 2018-04-05 キヤノン株式会社 表示装置、電子機器
DE102016121341B3 (de) * 2016-11-08 2018-01-04 Audi Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung eines bestimmungsgemäßen Anlegens eines Sicherheitsgurtes und Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung
US20190035263A1 (en) * 2017-07-31 2019-01-31 Manasse LOES Traffic light system with improved safety measures
JP7284708B2 (ja) * 2017-11-22 2023-05-31 日産自動車株式会社 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4744283B2 (ja) * 2005-12-19 2011-08-10 パナソニック株式会社 補助動力付き車両
CN202783683U (zh) * 2012-07-28 2013-03-13 成都宽和科技有限责任公司 装多磁块均匀分布转盘式传感器的助力自行车
CN103661765A (zh) * 2012-09-19 2014-03-26 株式会社万都 电动自行车及其控制方法
CN104554596A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 株式会社岛野 自行车用控制装置
CN105270556A (zh) * 2014-06-24 2016-01-27 株式会社岛野 自行车用控制装置
CN105667693A (zh) * 2014-12-05 2016-06-15 株式会社岛野 自行车用控制装置
CN106476973A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 株式会社岛野 自行车用控制装置及具有该控制装置的自行车用驱动装置
CN107662689A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 株式会社岛野 自行车用控制装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114435526A (zh) * 2020-10-30 2022-05-06 株式会社岛野 人力驱动车用的控制装置
CN114435526B (zh) * 2020-10-30 2023-09-29 株式会社岛野 人力驱动车用的控制装置
CN114684321A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 株式会社岛野 人力驱动车的控制装置
CN114684321B (zh) * 2020-12-25 2024-06-04 株式会社岛野 人力驱动车的控制装置
CN116176755A (zh) * 2021-11-29 2023-05-30 株式会社岛野 控制装置及控制系统

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