JP7146385B2 - 人力駆動車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、人力駆動車両用制御装置に関する。

人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する人力駆動車両用制御装置が知られている。従来の人力駆動車両用制御装置は、人力駆動車両に搭載されるバッテリの残量が所定値以下になると、モータの出力が人力駆動力よりも小さくなるようにモータを自動的に制御する。特許文献１は、従来の人力駆動車両用制御装置の一例を開示している。

特開平９－２７２４８６号公報

モータの駆動に必要な電力を抑制することが望まれる。
本発明の目的は、モータの駆動に必要な電力を抑制できる人力駆動車両用制御装置を提供することである。

本発明の第１側面に従う人力駆動車両用制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを、人力駆動力に応じて制御する制御部と、記憶部と、を含み、前記制御部は、前記人力駆動力が第１の値以上になると前記モータを駆動し、前記記憶部は、前記第１の値を変更可能に記憶する。
上記第１側面に従えば、第１の値が変更可能であるため、第１の値が従来よりも大きい値に設定される場合にモータの駆動に必要な電力を抑制できる。また、人力駆動車両に搭乗する搭乗者の人力駆動力に応じてモータを制御できる。

本発明の第２側面に従う人力駆動車両用制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを、人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、前記制御部は、複数の制御モードを含み、操作部の操作によって選択された前記制御モードに応じて前記モータを制御するように構成され、前記複数の制御モードは、前記人力駆動力が第１の値以上になると前記モータを駆動する第１制御モード、および、前記人力駆動力が前記第１の値とは異なる第２の値以上になると前記モータを駆動する第２制御モードを含む。
上記第２側面に従えば、第１制御モードおよび第２制御モードの一方に応じてモータが制御される場合、第１制御モードおよび第２制御モードの他方に応じてモータが制御される場合よりもモータの駆動に必要な電力を抑制できる。また、操作部の操作によって制御モードを選択できるため、人力駆動車両に搭乗する搭乗者の要求に応じた制御モードを実行できる。

前記第２側面に従う第３側面の人力駆動車両用制御装置において、前記第１の値は、前記第２の値よりも大きい。
上記第３側面に従えば、第１制御モードに応じてモータが制御される場合、第２制御モードに応じてモータが制御される場合よりもモータの駆動に必要な電力を抑制できる。

前記第２または第３側面に従う第４側面の人力駆動車両用制御装置において、記憶部をさらに含み、前記記憶部は、前記第１の値を変更可能に記憶する。
上記第４側面に従えば、第１制御モードにおいて第１の値が変更可能であるため、第１の値が従来よりも大きい値に設定される場合にモータの駆動に必要な電力を抑制できる。また、第１制御モードにおいて人力駆動車両に搭乗する搭乗者の要求に応じてモータを制御できる。

前記第１または第４側面に従う第５側面の人力駆動車両用制御装置において、前記記憶部は、外部装置から前記制御部に入力される入力信号に応じて前記第１の値を変更可能に構成される。
上記第５側面に従えば、外部装置を用いて第１の値を適宜変更できる。

前記第５側面に従う第６側面の人力駆動車両用制御装置において、前記外部装置は、数値情報を入力可能であり、前記記憶部は、前記外部装置によって入力された数値情報を、前記第１の値として記憶する。
上記第６側面に従えば、外部装置を用いて数値情報を入力することによって、記憶部に記憶されているデータ量を抑制することができる。

前記第５側面に従う第７側面の人力駆動車両用制御装置において、前記記憶部は、複数の数値情報を記憶し、前記外部装置は、前記複数の数値情報のうちの１つを選択可能であり、前記記憶部は、前記外部装置によって選択された数値情報を、前記第１の値として記憶する。
上記第７側面に従えば、数値情報が入力できない場合であっても外部装置によって第１の値を適切に変更できる。

前記第１～第７側面のいずれか１つに従う第８側面の人力駆動車両用制御装置において、前記第１の値は、５０Ｗである。
上記第８側面に従えば、モータの駆動に必要な電力を抑制できる。

前記第１～第８側面のいずれか１つに従う第９側面の人力駆動車両用制御装置において、前記人力駆動力は、クランクに与えられる回転トルクと、クランクの回転速度とに基づいて算出される仕事率である。
上記第９側面に従えば、モータを駆動するために参照される人力駆動力として適切な値が用いられるため、モータを適切に制御できる。

前記第１～第７側面のいずれか１つに従う第１０側面の人力駆動車両用制御装置において、前記第１の値は、１０Ｎｍである。
上記第１０側面に従えば、モータの駆動に必要な電力を抑制できる。

前記第１～第７側面のいずれか１つ、または、前記第１０側面に従う第１１側面の人力駆動車両用制御装置において、前記人力駆動力は、クランクに与えられる回転トルクである。
上記第１１側面に従えば、モータを駆動するために参照される人力駆動力として適切な値が用いられるため、モータを適切に制御できる。

本発明の第１２側面に従う人力駆動車両用制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを、人力駆動力に応じて制御する制御部と、記憶部と、を含み、前記制御部は、前記モータの出力が第３の値以下になるように前記モータを駆動し、前記記憶部は、前記第３の値を変更可能に記憶する。
上記第１２側面に従えば、第３の値が変更可能であるため、第３の値が従来よりも小さい値に設定される場合にモータの駆動に必要な電力を抑制できる。また、人力駆動車両に搭乗する搭乗者の人力駆動力に応じてモータを制御できる。

前記第１２側面に従う第１３側面の人力駆動車両用制御装置において、前記モータの出力は、仕事率または回転トルクである。
上記第１３側面に従えば、モータを駆動するために参照されるモータの出力として適切な値が用いられるため、モータを適切に制御できる。

前記第１２または第１３側面に従う第１４側面の人力駆動車両用制御装置において、前記記憶部は、外部装置から前記制御部に入力される入力信号に応じて前記第３の値を変更可能に構成される。
上記第１４側面に従えば、外部装置を用いて第３の値を適宜変更できる。

前記第１４側面に従う第１５側面の人力駆動車両用制御装置において、前記外部装置は、数値情報を入力可能であり、前記記憶部は、前記外部装置によって入力された数値情報を、前記第３の値として記憶する。
上記第１５側面に従えば、外部装置を用いて数値情報を入力することによって、記憶部に記憶されているデータ量を抑制することができる。

前記第１４側面に従う第１６側面の人力駆動車両用制御装置において、前記記憶部は、複数の数値情報を記憶し、前記外部装置は、前記複数の数値情報のうちの１つを選択可能であり、前記記憶部は、前記外部装置によって選択された数値情報を、前記第３の値として記憶する。
上記第１６側面に従えば、数値情報が入力できない場合であっても外部装置によって第３の値を適切に変更できる。

本発明の第１７側面に従う人力駆動車両用制御装置は、人力駆動車両の推進をアシストするモータを、人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、前記制御部は、前記人力駆動力が５０Ｗ以上または１０Ｎｍ以上になると前記モータを駆動する。
上記第１７側面に従えば、モータの駆動に必要な電力を抑制できる。

本発明の人力駆動車両用制御装置によれば、モータの駆動に必要な電力を抑制することができる。

第１実施形態の人力駆動車両用制御装置を含む人力駆動車両の側面図。 図１の人力駆動車両の電気的な接続関係を示すブロック図。 人力駆動力とモータの出力との関係の一例を示すグラフ。 第２実施形態における人力駆動力とモータ出力との関係を示すグラフ。 第３実施形態における人力駆動力とモータ出力との関係を示すグラフ。 第４実施形態における人力駆動力とモータ出力との関係を示すグラフ。

（第１実施形態）
図１を参照して、人力駆動車両用制御装置４０を含む人力駆動車両１０について説明する。人力駆動車両用制御装置４０は、人力駆動車両１０に設けられる。人力駆動車両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。人力駆動車両１０は、例えば自転車を含む。人力駆動車両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。自転車は、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、リカンベントを含む。以下の実施形態では、人力駆動車両１０を自転車として説明する。

人力駆動車両１０は、フレーム１２、クランク１４、および、駆動輪２２を含む。クランク１４には、人力駆動力ＨＰが入力される。クランク１４は、フレーム１２に回転可能に支持されるクランク軸１６と、クランク軸１６の両端部にそれぞれ設けられるクランクアーム１８とを含む。各クランクアーム１８には、ペダル２０がそれぞれ連結される。駆動輪２２は、フレーム１２に支持される。クランク１４と駆動輪２２とは、駆動機構２４によって連結される。人力駆動車両１０は、前輪２２Ａおよび後輪２２Ｂをさらに含む。以下の実施形態では、後輪２２Ｂを駆動輪２２として説明するが、前輪２２Ａが駆動輪２２であってもよい。

駆動機構２４は、クランク軸１６に連結される第１回転体２６を含む。クランク軸１６と第１回転体２６とは、第１ワンウェイクラッチ（図示略）を介して結合されていてもよい。第１ワンウェイクラッチは、クランク１４が前転した場合に第１回転体２６を前転させ、クランク１４が後転した場合に第１回転体２６を後転させないように構成される。第１回転体２６は、フロントスプロケット２６Ａ、プーリ、または、ベベルギアを含む。駆動機構２４は、連結部材２８と、第２回転体３０とをさらに含む。連結部材２８は、第１回転体２６の回転力を第２回転体３０に伝達する。連結部材２８は、例えばチェーン２８Ａ、ベルト、または、シャフトを含む。

第２回転体３０は、後輪２２Ｂに連結される。第２回転体３０は、リアスプロケット３０Ａ、プーリ、または、ベベルギアを含む。第２回転体３０と後輪２２Ｂとの間には、第２ワンウェイクラッチ（図示略）が設けられることが好ましい。第２ワンウェイクラッチは、第２回転体３０が前転した場合に後輪２２Ｂを前転させ、第２回転体３０が後転した場合に後輪２２Ｂを後転させないように構成される。

人力駆動車両１０は、ドライブユニット３２をさらに含む。ドライブユニット３２は、人力駆動車両１０の推進がアシストされるように動作する。ドライブユニット３２は、例えばクランク１４に加えられる人力駆動力ＨＰに応じて動作する。ドライブユニット３２は、モータ３２Ａを含む。モータ３２Ａは、電気モータを含む。ドライブユニット３２は、人力駆動車両１０に搭載されるバッテリＢＴから供給される電力によって駆動される。

バッテリＢＴは、１または複数のバッテリセル（図示略）を含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリＢＴは、バッテリＢＴと電気的に接続される他の電機部品として、例えばモータ３２Ａおよび人力駆動車両用制御装置４０に電力を供給する。バッテリＢＴは、フレーム１２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１２の内部に収容されてもよい。

図２に示されるように、人力駆動車両用制御装置４０は、制御部４２と、記憶部４４と、を含む。制御部４２は、人力駆動車両１０の推進をアシストするモータ３２Ａを、人力駆動力ＨＰに応じて制御する。制御部４２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４２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。記憶部４４には、各種の制御プログラムおよび各種の演算処理に用いられる情報が記憶される。記憶部４４は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。一例では、人力駆動車両用制御装置４０は、モータ３２Ａが収容されるドライブユニット３２のハウジング３２Ｂに設けられる（図１参照）。

制御部４２は、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、複数の制御モードを含み、操作部３４の操作によって選択された制御モードに応じてモータ３２Ａを制御するように構成される。操作部３４は、例えば人力駆動車両１０のハンドル３６に設けられる（図１参照）。操作部３４は、制御部４２と通信可能である。操作部３４は、制御部４２と有線または無線によって通信可能に接続される。操作部３４は、例えばＰＬＣ（Power Line Communication）によって制御部４２と通信可能である。操作部３４が操作されることによって、操作部３４は、制御部４２に出力信号を送信する。操作部３４は、プッシュスイッチ、レバー式スイッチ、または、タッチパネル等によって構成される。人力駆動車両１０は、好ましくは表示装置４８を含む。表示装置４８は、例えば人力駆動車両１０のハンドル３６に設けられる。表示装置４８は、操作部３４の操作によって選択されている制御モードに関する情報を表示するように構成される。

複数の制御モードは、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａを駆動する第１制御モードＭＡ１、および、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１とは異なる第２の値Ｖ２以上になるとモータ３２Ａを駆動する第２制御モードＭＡ２を含む。第１の値Ｖ１は、第２の値Ｖ２よりも大きい。第１制御モードＭＡ１および第２制御モードＭＡ２に関する情報は、記憶部４４に記憶される。制御部４２は、以下の第１例～第３例のいずれかに従ってモータ３２Ａを駆動する。本実施形態では、制御部４２は、第１例に従ってモータ３２Ａを駆動する。

第１例では、人力駆動力ＨＰは、クランク１４に与えられる回転トルクＲＴと、クランク１４の回転速度ＲＳとに基づいて算出される仕事率ＷＲである。仕事率ＷＲは、回転トルクＲＴと回転速度ＲＳとの積である。第１の値Ｖ１は、３０Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲に含まれることが好ましい。第１の値Ｖ１は、５０Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲に含まれることがさらに好ましい。一例では、第１の値Ｖ１は、５０Ｗである。第１の値Ｖ１は、１００Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲に含まれることがさらに好ましい。第２の値Ｖ２は、１Ｗ以上３０Ｗ以下の範囲に含まれることが好ましい。一例では、第２の値Ｖ２は、１Ｗである。第１例によれば、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において人力駆動力ＨＰが５０Ｗ以上になるとモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２において人力駆動力ＨＰが１Ｗ以上になるとモータ３２Ａを駆動する。

第２例では、人力駆動力ＨＰは、クランク１４に与えられる回転トルクＲＴである。第１の値Ｖ１は、５Ｎｍ以上５０Ｎｍ以下の範囲に含まれることが好ましい。第１の値Ｖ１は、１０Ｎｍ以上５０Ｎｍ以下の範囲に含まれることがさらに好ましい。一例では、第１の値Ｖ１は、１０Ｎｍである。第１の値Ｖ１は、２０Ｎｍ以上５０Ｎｍ以下の範囲に含まれることがさらに好ましい。第２の値Ｖ２は、１Ｎｍ以上５Ｎｍ以下の範囲に含まれることが好ましい。一例では、第２の値Ｖ２は、３Ｎｍである。第２例によれば、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において人力駆動力ＨＰが１０Ｎｍ以上になるとモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２において人力駆動力ＨＰが３Ｎｍ以上になるとモータ３２Ａを駆動する。

第３例では、人力駆動力ＨＰは、仕事率ＷＲおよび回転トルクＲＴである。第１の値Ｖ１は、第１例および第２例において参照される第１の値Ｖ１と実質的に同じである。第２の値Ｖ２は、第１例および第２例において参照される第２の値Ｖ２と実質的に同じである。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において人力駆動力ＨＰが５０Ｗ以上または１０Ｎｍ以上になるとモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２において人力駆動力ＨＰが１Ｗ以上または３Ｎｍ以上になるとモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において人力駆動力ＨＰが５０Ｗ以上かつ１０Ｎｍ以上になるとモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２において人力駆動力ＨＰが１Ｗ以上かつ３Ｎｍ以上になるとモータ３２Ａを駆動してもよい。

記憶部４４は、第１の値Ｖ１を変更可能に記憶する。記憶部４４は、外部装置５０から制御部４２に入力される入力信号に応じて第１の値Ｖ１を変更可能に構成される。外部装置５０は、数値情報を入力可能である。記憶部４４は、外部装置５０によって入力された数値情報を、第１の値Ｖ１として記憶する。一例では、外部装置５０および制御部４２を第１の値Ｖ１を変更するモードに設定し、外部装置５０に数値情報を入力すると、記憶部４４が入力された数値情報を第１の値Ｖ１として記憶する。

外部装置５０は、パーソナルコンピュータ、ダブレット型コンピュータ、サイクルコンピュータ、および、スマートフォンなどの携帯情報機器を含む。人力駆動車両用制御装置４０は、インタフェース部４６を含む。インタフェース部４６は、外部装置５０に接続される電気ケーブルを接続するための有線通信部、および、外部装置５０と無線で通信するための無線通信部の少なくとも一方を含む。制御部４２は、インタフェース部４６と電気的に接続され、インタフェース部４６を介して受信した外部装置５０からの入力信号に応じて、記憶部４４に記憶されている情報を変更する。記憶部４４に記憶されている情報を変更することによって、制御部４２が実行する制御モードが同じ場合であっても、人力駆動力ＨＰに対するモータ３２Ａの出力特性を変更することができる。

制御部４２は、モータ３２Ａの出力が第３の値Ｖ３以下になるようにモータ３２Ａを駆動する。以下、モータ３２Ａの出力をモータ出力ＭＯと記載する。一例では、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１においてモータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３以下になるようにモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２においてモータ出力ＭＯが第４の値Ｖ４以下になるようにモータ３２Ａを駆動する。第３の値Ｖ３および第４の値Ｖ４は、各制御モードＭＡ１、ＭＡ２におけるモータ出力ＭＯの上限値を規定している。第３の値Ｖ３および第４の値Ｖ４は、第１の値Ｖ１および第２の値Ｖ２よりも大きい。モータ出力ＭＯは、仕事率ＷＲまたは回転トルクＲＴである。制御部４２は、以下の第４例～第６例のいずれかに従ってモータ３２Ａを駆動する。本実施形態では、制御部４２は、第４例に従ってモータ３２Ａを駆動する。

第４例では、モータ出力ＭＯは仕事率ＷＲである。第３の値Ｖ３は、１００Ｗ以上５００Ｗ以下の範囲に含まれることが好ましい。一例では、第３の値Ｖ３は、２５０Ｗである。第４の値Ｖ４は、１００Ｗ以上５００Ｗ以下の範囲に含まれることが好ましい。一例では、第４の値Ｖ４は、２５０Ｗである。第１例によれば、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１においてモータ出力ＭＯが２５０Ｗ以下になるようにモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２においてモータ出力ＭＯが２５０Ｗ以下になるようにモータ３２Ａを駆動する。

第５例では、モータ出力ＭＯは回転トルクＲＴである。第３の値Ｖ３は、３０Ｎｍ以上１００Ｎｍ以下の範囲に含まれることが好ましい。一例では、第３の値Ｖ３は、７０Ｎｍである。第４の値Ｖ４は、３０Ｎｍ以上１００Ｎｍ以下の範囲に含まれることが好ましい。一例では、第４の値Ｖ４は、７０Ｎｍである。第２例によれば、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１においてモータ出力ＭＯが７０Ｎｍ以下になるようにモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２においてモータ出力ＭＯが７０Ｎｍ以下になるようにモータ３２Ａを駆動する。

第６例では、モータ出力ＭＯは、仕事率ＷＲおよび回転トルクＲＴである。第３の値Ｖ３は、第１例および第２例において参照される第３の値Ｖ３と実質的に同じである。第４の値Ｖ４は、第１例および第２例において参照される第４の値Ｖ４と実質的に同じである。第３例によれば、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１においてモータ出力ＭＯが２５０Ｗ以下または７０Ｎｍ以下になるようにモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２においてモータ出力ＭＯが２５０Ｗ以下または７０Ｎｍ以下になるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１においてモータ出力ＭＯが２５０Ｗ以下かつ７０Ｎｍ以下になるようにモータ３２Ａを駆動し、第２制御モードＭＡ２においてモータ出力ＭＯが２５０Ｗ以下かつ７０Ｎｍ以下になるようにモータ３２Ａを駆動してもよい。

記憶部４４は、第３の値Ｖ３を変更可能に記憶する。記憶部４４は、外部装置５０から制御部４２に入力される入力信号に応じて第３の値Ｖ３を変更可能に構成される。外部装置５０は、数値情報を入力可能である。記憶部４４は、外部装置５０によって入力された数値情報を、第３の値Ｖ３として記憶する。一例では、外部装置５０および制御部４２を第３の値Ｖ３を変更するモードに設定し、外部装置５０に数値情報を入力すると、記憶部４４が入力された数値情報を第３の値Ｖ３として記憶する。

人力駆動車両１０は、検出装置３８をさらに含む。検出装置３８は、人力駆動力ＨＰを検出する。検出装置３８は、人力駆動力ＨＰに応じた信号を出力する。検出装置３８は、クランク１４に与えられる回転トルクＲＴを検出する第１検出部３８Ａ、および、クランク１４の回転速度ＲＳを検出する第２検出部３８Ｂを含む。第１検出部３８Ａは、例えばクランク軸１６に作用する回転トルクＲＴを検出するトルクセンサ（図示略）を含む。第１検出部３８Ａは、ペダル２０から駆動輪２２までの間の人力駆動力ＨＰの伝達経路に設けられる。第１検出部３８Ａは、ペダル２０から第１回転体２６までの間の人力駆動力ＨＰの伝達経路に設けられることが好ましい。一例では、第１検出部３８Ａは、ペダル２０、クランクアーム１８、クランク軸１６、第１回転体２６、または、クランク軸１６と第１回転体２６とを連結する連結部材に設けられる。

トルクセンサは、例えば歪センサ、光学センサ、および、圧力センサ等を用いて実現することができる。歪センサは、歪ゲージ、磁歪センサ、および、圧電センサのうちの少なくとも１つを含む。クランク軸１６まわりの回転トルクＲＴに応じた信号を出力するセンサであれば、トルクセンサとして採用することができる。本実施形態では、クランク軸１６と第１回転体２６とを連結する連結部材、または、その周囲に、トルクセンサが設けられる。トルクセンサがクランク１４と共に回転する場合、検出装置３８は、無線通信部（図示略）を含む。無線通信部は、トルクセンサによって検出された信号を、制御部４２に無線で送信する。第１検出部３８Ａは、例えばフレーム１２、連結部材２８、第２回転体３０、または、駆動輪２２のハブに設けられてもよい。

第２検出部３８Ｂは、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサ（図示略）を含む。磁気センサは、フレーム１２、または、ドライブユニット３２のハウジング３２Ｂに設けられる。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１６、クランク軸１６の回転に応じて回転する部材、または、クランク軸１６から第１回転体２６までの間の人力駆動力ＨＰの伝達経路で、クランク軸１６と一体で回転する部材に設けられる。第２検出部３８Ｂは、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、クランク１４の回転速度ＲＳを検出できる。

制御部４２は、第１検出部３８Ａから回転トルクＲＴを表す信号を取得し、第２検出部３８Ｂから回転速度ＲＳを表す信号を取得する。制御部４２は、取得した回転トルクＲＴを表す信号および回転速度ＲＳを表す信号に基づいて、仕事率ＷＲを算出する。

図３を参照して、第１制御モードＭＡ１および第２制御モードＭＡ２の一例について説明する。図３に示される実線は、第１制御モードＭＡ１の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。図３に示される二点鎖線は、第２制御モードＭＡ２の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。

制御部４２は、操作部３４の操作によって第１制御モードＭＡ１が選択された場合、第１制御モードＭＡ１でモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、例えば人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａを駆動し始め、人力駆動力ＨＰが大きくなるにつれてモータ出力ＭＯが比例して大きくなるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、例えば人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１よりも大きい第１人力駆動力ＶＲ１に到達するまでは、人力駆動力ＨＰに対するモータ出力ＭＯが第１の比率となるように、モータ３２Ａを制御する。

制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、例えば人力駆動力ＨＰが第１人力駆動力ＶＲ１に到達した場合、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３となるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、人力駆動力ＨＰが第１人力駆動力ＶＲ１以上になると、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３を維持するようにモータ３２Ａを制御する。このように、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上である場合に、人力駆動力ＨＰに応じてモータ３２Ａを制御する。

制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上から第１の値Ｖ１未満になると、モータ３２Ａの駆動を停止する。人力駆動車両用制御装置４０では、第１制御モードＭＡ１でモータ３２Ａが制御される場合、モータ３２Ａの駆動に必要な電力を抑制できる。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上から第１の値Ｖ１よりも予め定める値Ｖｔだけ小さい値になると、モータ３２Ａの駆動を停止する構成としてもよい。これによって、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１付近のとき、モータ３２Ａの駆動と停止とが頻繁に繰り返されることを抑制することができる。予め定める値Ｖｔは、例えば１Ｗ以上５Ｗ以下の範囲の値、または１Ｎｍ以上５Ｎｍ以下の範囲の値であることが好ましい。

制御部４２は、操作部３４の操作によって第２制御モードＭＡ２が選択された場合、第２制御モードＭＡ２でモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２以上になるとモータ３２Ａを駆動し始め、人力駆動力ＨＰが大きくなるにつれてモータ出力ＭＯが比例して大きくなるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２よりも大きい第２人力駆動力ＶＲ２に到達するまでは、人力駆動力ＨＰに対するモータ出力ＭＯが第２の比率となるように、モータ３２Ａを制御する。第２の比率は、第１の比率よりも小さい。

制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第１人力駆動力ＶＲ１よりも大きい第２人力駆動力ＶＲ２に到達した場合、モータ出力ＭＯが第４の値Ｖ４となるようにモータ３２Ａを駆動する。本実施形態では、第４の値Ｖ４は、第３の値Ｖ３よりも大きい。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第２人力駆動力ＶＲ２以上になると、モータ出力ＭＯが第４の値Ｖ４を維持するようにモータ３２Ａを制御する。このように、制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２以上である場合に、人力駆動力ＨＰに応じてモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２以上から第２の値Ｖ２未満になると、モータ３２Ａの駆動を停止する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２以上から第２の値Ｖ２よりも予め定める値Ｖｔだけ小さい値になると、モータ３２Ａの駆動を停止する構成としてもよい。

（第２実施形態）
図４を参照して、第２実施形態の人力駆動車両用制御装置４０が実行する各制御モードＭＡ１、ＭＡ２の一例について説明する。第２実施形態の人力駆動車両用制御装置４０において、第２制御モードＭＡ２の制御内容以外は第１実施形態の人力駆動車両用制御装置４０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。図４に示される実線は、第１制御モードＭＡ１の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。図４に示される二点鎖線は、第２制御モードＭＡ２の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。

制御部４２は、操作部３４の操作によって第２制御モードＭＡ２が選択された場合、第２制御モードＭＡ２でモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２以上になるとモータ３２Ａを駆動し始め、人力駆動力ＨＰが大きくなるにつれてモータ出力ＭＯが比例して大きくなるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２よりも大きい第２人力駆動力ＶＲ２に到達するまでは、人力駆動力ＨＰに対するモータ出力ＭＯが第１の比率となるように、モータ３２Ａを制御する。

制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３以下になるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第１人力駆動力ＶＲ１に到達した場合、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３となるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第１人力駆動力ＶＲ１以上になると、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３を維持するようにモータ３２Ａを制御する。人力駆動車両用制御装置４０では、第２制御モードＭＡ２でモータ３２Ａが制御される場合、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３以下になるようにモータ３２Ａが駆動されるため、モータ３２Ａの駆動に必要な電力を抑制できる。

（第３実施形態）
図５を参照して、第３実施形態の人力駆動車両用制御装置４０が実行する各制御モードＭＡ１、ＭＡ２の一例について説明する。第３実施形態の人力駆動車両用制御装置４０において、第２制御モードＭＡ２の制御内容以外は第１実施形態の人力駆動車両用制御装置４０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。図５に示される実線は、第１制御モードＭＡ１の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。図５に示される二点鎖線は、第２制御モードＭＡ２の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。

制御部４２は、操作部３４の操作によって第２制御モードＭＡ２が選択された場合、第２制御モードＭＡ２でモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａを駆動し始め、人力駆動力ＨＰが大きくなるにつれてモータ出力ＭＯが比例して大きくなるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２よりも大きい第３人力駆動力ＶＲ３に到達するまでは、人力駆動力ＨＰに対するモータ出力ＭＯが第１の比率となるように、モータ３２Ａを制御する。

制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、例えば人力駆動力ＨＰが第１人力駆動力ＶＲ１よりも大きい第３人力駆動力ＶＲ３に到達した場合、モータ出力ＭＯが第４の値Ｖ４となるようにモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第３人力駆動力ＶＲ３以上になると、モータ出力ＭＯが第４の値Ｖ４を維持するようにモータ３２Ａを制御する。このように、制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上である場合に、人力駆動力ＨＰに応じてモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１未満になると、モータ３２Ａの駆動を停止する。制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上から第１の値Ｖ１よりも予め定める値Ｖｔだけ小さい値になると、モータ３２Ａの駆動を停止する構成としてもよい。人力駆動車両用制御装置４０では、第２制御モードＭＡ２でモータ３２Ａが制御される場合、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａが駆動し始めるため、モータ３２Ａの駆動に必要な電力を抑制できる。

（第４実施形態）
図６を参照して、第４実施形態の人力駆動車両用制御装置４０が実行する各制御モードＭＡ１、ＭＡ２の一例について説明する。第４実施形態の人力駆動車両用制御装置４０において、第１制御モードＭＡ１の制御内容以外は第１実施形態の人力駆動車両用制御装置４０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。図６に示される実線は、第１制御モードＭＡ１の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。図６に示される二点鎖線は、第２制御モードＭＡ２の場合における、人力駆動力ＨＰとモータ出力ＭＯとの関係を示す。

制御部４２は、操作部３４の操作によって第１制御モードＭＡ１が選択された場合、第１制御モードＭＡ１でモータ３２Ａを制御する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、例えば人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａを駆動し始め、人力駆動力ＨＰが大きくなるにつれてモータ出力ＭＯが比例して大きくなるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、例えば人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１よりも大きい第４人力駆動力ＶＲ４に到達するまでは、人力駆動力ＨＰに対するモータ出力ＭＯが第２の比率となるように、モータ３２Ａを制御する。

制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、例えば人力駆動力ＨＰが第１人力駆動力ＶＲ１よりも大きい第４人力駆動力ＶＲ４に到達した場合、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３となるようにモータ３２Ａを駆動する。制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、人力駆動力ＨＰが第４人力駆動力ＶＲ４以上になると、モータ出力ＭＯが第３の値Ｖ３を維持するようにモータ３２Ａを制御する。人力駆動車両用制御装置４０では、第１制御モードＭＡ１でモータ３２Ａが制御される場合、モータ３２Ａの駆動に必要な電力を抑制できる。

（変形例）
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車両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。本発明に従う人力駆動車両用制御装置は、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。

・各実施形態およびその変形例において、記憶部４４は、複数の数値情報を記憶する。外部装置５０は、複数の数値情報のうちの１つを選択可能である。記憶部４４は、外部装置５０によって選択された数値情報を、第１の値Ｖ１として記憶する。一例では、外部装置５０および制御部４２を第１の値Ｖ１を変更するモードに設定し、外部装置５０によって１つの数値情報を選択すると、記憶部４４が選択された数値情報を第１の値Ｖ１として記憶する。

・各実施形態およびその変形例において、記憶部４４は、複数の数値情報を記憶する。外部装置５０は、複数の記憶情報のうちの１つを選択可能である。記憶部４４は、外部装置５０によって選択された数値情報を、第３の値Ｖ３として記憶する。一例では、外部装置５０および制御部４２を第３の値Ｖ３を変更するモードに設定し、外部装置５０によって１つの数値情報を選択すると、記憶部４４が選択された数値情報を第３の値Ｖ３として記憶する。

・各実施形態およびその変形例において、記憶部４４は、第２の値Ｖ２を変更可能に記憶してもよい。この場合、記憶部４４は、外部装置５０から制御部４２に入力される入力信号に応じて第２の値Ｖ２を変更可能に構成される。記憶部４４は、外部装置５０によって入力された数値情報を、第２の値Ｖ２として記憶する。一例では、外部装置５０および制御部４２を第２の値Ｖ２を変更するモードに設定し、外部装置５０に数値情報を入力すると、記憶部４４が入力された数値情報を第２の値Ｖ２として記憶する。この例では、記憶部４４が複数の数値情報を記憶し、外部装置５０が複数の数値情報のうちの１つを選択可能に構成されてもよい。

・各実施形態およびその変形例において、記憶部４４は、第４の値Ｖ４を変更可能に記憶してもよい。この場合、記憶部４４は、外部装置５０から制御部４２に入力される入力信号に応じて第４の値Ｖ４を変更可能に構成される。記憶部４４は、外部装置５０によって入力された数値情報を、第４の値Ｖ４として記憶する。一例では、外部装置５０および制御部４２を第４の値Ｖ４を変更するモードに設定し、外部装置５０に数値情報を入力すると、記憶部４４が入力された数値情報を第４の値Ｖ４として記憶する。この例では、記憶部４４が複数の数値情報を記憶し、外部装置５０が複数の数値情報のうちの１つを選択可能に構成されてもよい。

・各実施形態およびその変形例において、記憶部４４は、第１の値Ｖ１、第２の値Ｖ２、第３の値Ｖ３、および、第４の値Ｖ４のうちの少なくとも１つのみを変更可能に記憶してもよい。

・各実施形態およびその変形例において、記憶部４４は、操作部３４から制御部４２に入力される入力信号に応じて第１の値Ｖ１および第３の値の少なくとも一方を変更可能に構成されてよい。この場合、外部装置５０が不要になるため、インタフェース部４６を省略してもよい。

・各実施形態およびその変形例において、第１の値Ｖ１は、第２の値Ｖ２よりも小さい値としてもよい。
・各実施形態およびその変形例において、第３の値Ｖ３は、第４の値Ｖ４よりも大きい値としてもよい。

・各実施形態およびその変形例において、制御部４２は、第１制御モードＭＡ１において、人力駆動力ＨＰが第１の値Ｖ１以上になるとモータ３２Ａを駆動し始め、人力駆動力ＨＰが大きくなるにつれてモータ出力ＭＯが凸曲線状または凹曲線状に比例して大きくなるようにモータ３２Ａを駆動してもよい。また、各実施形態およびその変形例において、制御部４２は、第２制御モードＭＡ２において、人力駆動力ＨＰが第２の値Ｖ２以上になるとモータ３２Ａを駆動し始め、人力駆動力ＨＰが大きくなるにつれてモータ出力ＭＯが凸曲線状または凹曲線状に比例して大きくなるようにモータ３２Ａを駆動してもよい。

・各実施形態およびその変形例において、第１制御モードＭＡ１および第２制御モードＭＡ２の一方を省略してもよい。この場合、人力駆動車両１０から操作部３４を省略してもよい。

・各実施形態およびその変形例において、複数の制御モードは、第１制御モードＭＡ１および第２制御モードＭＡ２に加えて、第３制御モードＭＡ３を含んでいてもよい。制御部４２は、第３制御モードＭＡ３において、例えば人力駆動力ＨＰが第５の値Ｖ５以上になるとモータ３２Ａを駆動し、モータ出力ＭＯが第６の値Ｖ６以下になるようにモータ３２Ａを駆動する。第５の値Ｖ５は、第１の値Ｖ１の範囲または第２の値Ｖ２の範囲と同じ範囲の値である。第６の値Ｖ６は、第３の値Ｖ３の範囲または第４の値Ｖ４の範囲と同じ範囲の値である。制御部４２は、第３制御モードＭＡ３において、例えばモータ出力ＭＯが第６の値Ｖ６に到達するまでは、人力駆動力ＨＰに対するモータ出力ＭＯが第３の比率となるように、モータ３２Ａを制御する。第３の比率は、第１の比率または第２の比率と等しくてもよく、第１の比率および第２の比率とは異なっていてもよい。記憶部４４は、第５の値Ｖ５および第６の値Ｖ６の少なくとも一方を変更可能に記憶する。第５の値Ｖ５および第６の値Ｖ６を変更する方法は、第１の値Ｖ１を変更する方法と同様である。

・各実施形態およびその変形例において、制御部４２は、第１例および第４例に従ってモータ３２Ａを駆動しているが、第１例および第４例の組合せ以外に、第１例、第２例、および、第３例のうちのいずれか１つと、第４例、第５例、および、第６例のうちのいずれか１つとに従ってモータ３２Ａを駆動することができる。

１０…人力駆動車両、１４…クランク、３２Ａ…モータ、３４…操作部、４０…人力駆動車両用制御装置、４２…制御部、４４…記憶部、５０…外部装置、ＨＰ…人力駆動力、ＭＡ１…第１制御モード、ＭＡ２…第２制御モード、ＲＳ…回転速度、ＲＴ…回転トルク、Ｖ１…第１の値、Ｖ２…第２の値、Ｖ３…第３の値、ＷＲ…仕事率。

Claims (9)

1. 人力駆動車両の推進をアシストするモータを、人力駆動力に応じて制御する制御部を含み、
   前記制御部は、複数の制御モードを含み、操作部の操作によって選択された前記制御モードに応じて前記モータを制御するように構成され、
   前記複数の制御モードは、前記人力駆動力が第１の値以上になると前記モータを駆動する第１制御モード、および、前記人力駆動力が前記第１の値とは異なる第２の値以上になると前記モータを駆動する第２制御モードを含み、前記操作部の操作によって前記第１制御モードまたは前記第２制御モードが選択され、
   前記第１の値は、前記第２の値よりも大きく、
   前記第１制御モードにおけるモータ出力の第１上限値は、前記第２制御モードにおけるモータ出力の第２上限値よりも小さく、
   前記第２制御モードにおいて、前記人力駆動力が前記第２の値以上である場合の、前記モータ出力が０から前記第２上限値に達するまでの前記人力駆動力に対するモータ出力の第２の比率は、前記第１制御モードにおいて、前記人力駆動力が前記第１の値以上である場合の、前記モータ出力が０から前記第１上限値に達するまでの前記人力駆動力に対するモータ出力の第１の比率と同じであり、
   記憶部をさらに含み、
   前記記憶部は、前記第１の値および前記第２の値を変更可能に記憶し、
   前記記憶部は、外部装置から前記制御部に入力される入力信号に応じて前記第１の値および前記第２の値を変更可能に構成され、
   前記記憶部は、複数の数値情報を記憶し、
   前記外部装置は、前記第１の値として、第１範囲内の前記複数の数値情報のうちの１つを選択可能であり、
   前記外部装置は、前記第２の値として、第２範囲内の前記複数の数値情報のうちの１つを選択可能であり、
   前記第１範囲の最小値は、前記第２範囲の最大値よりも大きい、または、前記第２範囲の最大値と等しく、
   前記記憶部は、前記外部装置によって前記第１の値として選択された数値情報を、前記第１の値として記憶し、
   前記記憶部は、前記外部装置によって前記第２の値として選択された数値情報を、前記第２の値として記憶する、人力駆動車両用制御装置。
2. 前記人力駆動力は、クランクに与えられる回転トルクと、クランクの回転速度とに基づいて算出される仕事率である、請求項１に記載の人力駆動車両用制御装置。
3. 前記第１範囲は、３０Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲、５０Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲、または、１００Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲であり、
   前記第２範囲は、１Ｗ以上３０Ｗ以下の範囲である、請求項２に記載の人力駆動車両用制御装置。
4. 前記第１の値は、５０Ｗである、請求項２または３に記載の人力駆動車両用制御装置。
5. 前記制御部は、前記人力駆動力が５０Ｗ以上になると前記モータを駆動する、請求項２から４のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。
6. 前記人力駆動力は、クランクに与えられる回転トルクである、請求項１に記載の人力駆動車両用制御装置。
7. 前記第１範囲は、５Ｎｍ以上５０Ｎｍ以下の範囲、１０Ｎｍ以上５０Ｎｍ以下の範囲、または、２０Ｎｍ以上５０Ｎｍ以下の範囲であり、
   前記第２範囲は、１Ｎｍ以上５Ｎｍ以下の範囲である、請求項６に記載の人力駆動車両用制御装置。
8. 前記第１の値は、１０Ｎｍである、請求項６または７に記載の人力駆動車両用制御装置。
9. 前記制御部は、前記人力駆動力が１０Ｎｍ以上になると前記モータを駆動する、請求項６から８のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。

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