DE102019107226A1

DE102019107226A1 - Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019107226A1
Application number: DE102019107226.3A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Takayama; Satoshi Shahana
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2019-10-02

Abstract

[Problem] Bereitstellung einer Steuervorrichtung für ein mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug, die einen Motor geeignet steuern kann.
[Lösung] Eine Steuervorrichtung für ein mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug umfasst einen Controller zum Steuern eines Motors, der den Vortrieb eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs mit einer Kurbel unterstützt, wobei der Controller eingerichtet ist, um: den Motor entsprechend einer menschlichen Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, und einer Drehgeschwindigkeit der Kurbel zu steuern; den Motor derart zu steuern, dass mindestens eines von einem Unterstützungsverhältnis einer Antriebskraft des Motors zu der menschlichen Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, und einem Maximalwert der Antriebskraft des Motors ein erster Wert wird, wenn die menschliche Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, ein erster vorgegebener Wert ist, eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel ein zweiter vorgegebener Wert ist und sich das mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug in einem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet; und den Motor derart zu steuern, dass mindestens eines von dem Unterstützungsverhältnis und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors ein zweiter Wert wird, wenn die menschliche Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, der erste vorgegebene Wert ist, die Drehgeschwindigkeit der Kurbel der zweite vorgegebene Wert ist, und sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug in einem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, der sich vom ersten Fahrgeschwindigkeitszustand unterscheidet, und sich der erste Wert vom zweiten Wert unterscheidet.

Description

QUERVERWEIS AUF ANDERE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung JP 2018-065724 , eingereicht am 29. März 2018, und der japanischen Patentanmeldung JP 2018-180116 , eingereicht am 26. September 2018. Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung JP 2018-065724 und JP 2018-180116 wird hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs.
Beispielsweise steuert eine Steuervorrichtung für ein mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-59260 offenbart ist, einen Motor derart, dass ein Verhältnis einer Ausgabe des Motors zu einer menschlichen Antriebskraft, die in ein mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug eingegeben wird, ein vorgegebenes Verhältnis wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung für ein mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug vorzusehen, die einen Motor geeignet steuern kann.
Eine Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Controller zum Steuern eines Motors, der den Vortrieb eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs mit einer Kurbel unterstützt, wobei der Controller eingerichtet ist um: den Motor entsprechend einer menschlichen Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, und einer Drehgeschwindigkeit der Kurbel zu steuern; den Motor derart zu steuern, dass mindestens eines von einem Unterstützungsverhältnis einer Antriebskraft des Motors zu der menschlichen Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, und einem Maximalwert der Antriebskraft des Motors ein erster Wert wird, wenn die menschliche Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, ein erster vorgegebener Wert ist, eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel ein zweiter vorgegebener Wert ist und sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug in einem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet; und den Motor derart zu steuern, dass mindestens eines von dem Unterstützungsverhältnis und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors ein zweiter Wert wird, wenn die menschliche Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel eingegeben wird, der erste vorgegebene Wert ist, die Drehgeschwindigkeit der Kurbel der zweite vorgegebene Wert ist, und sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug in einem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, der sich vom ersten Fahrgeschwindigkeitszustand unterscheidet, und sich der erste Wert vom zweiten Wert unterscheidet.
Entsprechend dem ersten Aspekt der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs ist es möglich, den Motor in geeigneter Weise entsprechend jedem von dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand und dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand zu steuern.
In einem zweiten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach dem ersten Aspekt fährt das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand mit einer ersten Geschwindigkeit, und fährt das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand mit einer zweiten Geschwindigkeit, und die erste Geschwindigkeit ist größer als die zweite Geschwindigkeit.
Nach dem zweiten Aspekt der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs ist es möglich, eine Steuerung auszuführen, die jeweils für einen Fall geeignet ist, in dem das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug mit der ersten Geschwindigkeit fährt, und für einen Fall, in dem das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug mit einer zweiten Geschwindigkeit fährt.
In einem dritten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach dem ersten oder dem zweiten Aspekt ist der erste Wert größer als der zweite Wert.
Entsprechend dem dritten Aspekt der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs ist es möglich, den ersten Wert im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand größer als den zweiten Wert im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand zu machen.
In einem vierten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem von dem ersten bis dritten Aspekt fährt das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand innerhalb eines ersten Geschwindigkeitsbereichs, das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug fährt in dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand innerhalb eines zweiten Geschwindigkeitsbereichs, und mindestens einer von dem ersten Geschwindigkeitsbereich, und dem zweiten Geschwindigkeitsbereich kann geändert werden.
Entsprechend dem vierten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs kann mindestens einer von dem ersten Geschwindigkeitsbereich und dem zweiten Geschwindigkeitsbereich geändert werden.
In einem fünften Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs entsprechend dem vierten Aspekt wird mindestens einer von dem ersten Geschwindigkeitsbereich und dem zweiten Geschwindigkeitsbereich entsprechend einer Fahrbedingung und/oder einem Fahrwiderstand geändert.
Nach dem fünften Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs ist es möglich, eine Steuerung auszuführen, die für die Fahrbedingung und/oder den Fahrwiderstand geeignet ist.
In einem sechsten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem von dem ersten bis fünften Aspekt erhöht der Controller mindestens eines von dem Unterstützungsverhältnis und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors entsprechend einer Zunahme der menschlichen Antriebskraft, wenn die menschliche Antriebskraft innerhalb eines vorgegebenen Antriebskraftbereichs liegt.
Nach dem sechsten Aspekt der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs können das Unterstützungsverhältnis und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors erhöht werden, wenn die menschliche Antriebskraft innerhalb eines vorgegebenen Antriebskraftbereichs liegt und die menschliche Antriebskraft zunimmt.
In einem siebten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach dem sechsten Aspekt erhöht der Controller mindestens eines von dem Unterstützungsverhältnis und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors entsprechend der Zunahme der menschlichen Antriebskraft, wenn die menschliche Antriebskraft im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand oder im zweiten Fahrzustand liegt.
Nach dem siebten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs können das Unterstützungsverhältnis und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors erhöht werden, wenn sich die menschliche Antriebskraft im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand oder im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet und die menschliche Antriebskraft zunimmt.
In einem achten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem von dem ersten bis siebten Aspekt ist der erste vorgegebene Wert ein Wert, der kleiner als oder gleich 10 Nm ist.
Entsprechend dem achten Aspekt der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs ist es möglich, den Motor in geeigneter Weise entsprechend jedem von dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand und dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand zu steuern, wenn die menschliche Antriebskraft kleiner als oder gleich 10 Nm ist.
In einem neunten Aspekt der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem von dem ersten bis achten Aspekt ist der zweite vorgegebene Wert ein Wert, der kleiner als oder gleich 50 U/min ist.
Entsprechend dem neunten Aspekt der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs ist es möglich, den Motor in geeigneter Weise entsprechend jedem von dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand und dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand zu steuern, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel kleiner als oder gleich 50 U/min ist.
Die Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs der vorliegenden Offenbarung ist in der Lage, den Motor geeignet zu steuern.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs, das eine Steuervorrichtung für ein mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug nach einer Ausführungsform enthält.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen elektrischen Aufbau der Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach der Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einer menschlichen Antriebskraft und einem Unterstützungsverhältnis zeigt, wenn eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbel ein zweiter vorgegebener Wert ist.
4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit der Kurbel und dem Unterstützungsverhältnis zeigt, wenn die menschliche Antriebskraft ein erster vorgegebener Wert ist.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Vorgangs zum Steuern eines Motors, der von einem in 2 gezeigten Controller ausgeführt wird.
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Vorgangs zum Ändern eines Geschwindigkeitsbereichs, der von einem in 2 gezeigten Controller ausgeführt wird.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Eine Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einer Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Die Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs wird im Folgenden einfach als die Steuervorrichtung 50 bezeichnet. Die Steuervorrichtung 50 ist in einem mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeug 10 vorgesehen. Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 ist ein Fahrzeug, das zumindest durch die menschliche Antriebskraft H angetrieben werden kann. Die Anzahl der Räder ist nicht begrenzt, und das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 enthält ein Fahrzeug mit einem Rad oder drei oder mehr Rädern. Beispiele des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 enthalten verschiedene Arten von Fahrrädern, wie beispielsweise Mountainbikes, Rennräder, Stadtfahrräder, Lastenfahrräder und Liegeräder. Fahrräder enthalten elektrische Fahrräder (E-Bikes), denen eine Antriebskraft durch einen Elektromotor zugeführt wird. Elektrofahrräder enthalten elektrisch unterstützte Fahrräder, bei denen der Vortrieb des Fahrzeugs durch den Elektromotor unterstützt wird. Elektrofahrräder enthalten elektrisch unterstützte Fahrräder, bei denen der Vortrieb durch den Elektromotor unterstützt wird. In der Ausführungsform wird das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 nachstehend als Fahrrad mit zwei Rädern beschrieben.
Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 umfasst Räder 12, eine Kurbel 14 und einen Fahrzeugkörper 16. Der Fahrzeugkörper 16 enthält einen Rahmen 18 und eine Sattelstütze 20. Eine menschliche Antriebskraft H wird der Kurbel 14 zugeführt beziehungsweise in die Kurbel 14 eingegeben. Die Kurbel 14 enthält eine Kurbelwelle 14A, die relativ zum Rahmen 18 gedreht werden kann, und Kurbelarme 14B, die jeweils an den axialen Enden der Kurbelwelle 14A vorgesehen sind. Ein Paar Pedale 22 sind einzeln mit jedem der Kurbelarme 14B verbunden. Die Räder 12 enthalten ein angetriebenes Rad 12A und ein Antriebsrad 12B. Das Antriebsrad 12B wird mittels einer Drehung der Kurbel 14 angetrieben. Das Antriebsrad 12B wird von dem Rahmen 18 gestützt. Die Kurbel 14 und das Antriebsrad 12B sind durch einen Antriebsmechanismus 24 verbunden. Der Antriebsmechanismus 24 enthält einen ersten Drehkörper 26, der mit der Kurbelwelle 14A gekoppelt ist. Die Kurbelwelle 14A und der erste Drehkörper 26 können so gekoppelt sein, dass sie sich einstückig drehen, und können auch über eine erste Einwegkupplung gekoppelt sein. Die erste Einwegkupplung ist derart eingerichtet, dass der erste Drehkörper 26 vorwärts gedreht wird, wenn die Kurbel 14 vorwärts gedreht wird, und derart, dass eine Rückwärtsdrehung des ersten Drehkörpers 26 verhindert wird, wenn die Kurbel 14 rückwärts gedreht wird. Der erste Drehkörper 26 enthält ein Kettenrad, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad. Der Antriebsmechanismus 24 enthält ferner einen zweiten Drehkörper 28 und ein Verbindungselement 30. Das Verbindungselement 30 überträgt die Drehkraft des ersten Drehkörpers 26 auf den zweiten Drehkörper 28. Beispiele des Verbindungselements 30 enthalten eine Kette, einen Riemen und eine Welle.
Der zweite Drehkörper 28 ist mit dem Antriebsrad 12B verbunden. Der zweite Drehkörper 28 enthält ein Kettenrad, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad. Eine zweite Einwegkupplung ist vorzugsweise zwischen dem zweiten Drehkörper 28 und dem Antriebsrad 12B vorgesehen. Die zweite Einwegkupplung ist derart eingerichtet, dass das Antriebsrad 12B vorwärts gedreht wird, wenn der zweite Drehkörper 28 vorwärts gedreht wird, und derart, dass ein Rückwärtsdrehen des Antriebsrads 12B verhindert wird, wenn der zweite Drehkörper 28 rückwärts gedreht wird. Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 kann ein Getriebe 46 enthalten, das zum Ändern eines Übersetzungsverhältnisses B der Drehgeschwindigkeit des Antriebsrads 12B zur Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 14A verwendet wird. Das Getriebe 46 enthält mindestens eines von einem vorderen Umwerfer und einem hinteren Umwerfer und einem Innengetriebe. Das Getriebe 46 kann nur einen vorderen Umwerfer, nur einen hinteren Umwerfer, nur ein Innengetriebe oder eine beliebige Kombination aus einem vorderen Umwerfer, einem hinteren Umwerfer und einem Innengetriebe enthalten. In der vorliegenden Ausführungsform enthalten der erste Drehkörper 26 und/oder der zweite Drehkörper 28 mehrere Kettenräder. Nur der erste Drehkörper 26, nur der zweite Drehkörper 28 oder sowohl der erste Drehkörper 26 als auch der zweite Drehkörper 28 können mehrere Kettenräder enthalten. In der vorliegenden Ausführungsform enthält der erste Drehkörper 26 ein Kettenrad und der zweite Drehkörper 28 enthält mehrere Kettenräder. Wenn der erste Drehkörper 26 mehrere vordere Kettenräder enthält, enthält der Umwerfer den vorderen Umwerfer, und wenn der zweite Drehkörper 28 mehrere hintere Kettenräder enthält, enthält der Umwerfer den hinteren Umwerfer. Wenn das Getriebe 46 das Innengetriebe enthält, ist das Innengetriebe beispielsweise in einer Nabe des Antriebsrads 12B vorgesehen.
Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 umfasst ein Vorderrad und ein Hinterrad. Das Vorderrad ist an dem Rahmen 18 über die Vordergabel 32 befestigt. Ein Griffabschnitt 34 ist an der Vordergabel 32 befestigt. Der Griffabschnitt 34 enthält einen Schaft 36 und einen Lenker 38. Der Lenker 38 ist über einen Vorbau 36 mit der Vordergabel 32 verbunden. In der folgenden Ausführungsform wird das Hinterrad als das Antriebsrad 12B beschrieben, jedoch kann das Vorderrad das Antriebsrad 12B sein.
Die Sattelstütze 20 ist vorzugsweise so eingerichtet, dass es möglich ist, die Höhe der Sattelstütze 20 zu ändern. Die Sattelstütze 20 enthält vorzugsweise einen elektrischen Aktuator zum Ändern der Höhe der Sattelstütze 20. Der elektrische Aktuator kann ein Ventil der elektrischen Sattelstütze steuern, die unter Verwendung von Hydraulikdruck oder Luft ausfährt. Der elektrische Aktuator enthält einen Elektromotor und/oder einen Elektromagneten. Die Sattelstütze 20 kann auch so ausgestaltet sein, dass es möglich ist, die Höhe der Sattelstütze 20 mittels eines mechanischen Kabels bzw. Seils oder eines Hebels zu verändern.
Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 enthält vorzugsweise eine Federung 48. Die Federung 48 enthält eine hintere Federung 48A und/oder eine vordere Federung 48B. Die Federung 48 absorbiert Stöße, die auf das Rad einwirken.
Die hintere Federung 48A ist so eingerichtet, dass sie zwischen dem Hinterrad und dem Rahmen 18 des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen ist. Insbesondere ist die hintere Federung 48A zwischen dem Rahmen 18 und einem Schwenkarm vorgesehen, der das Hinterrad stützt. Die hintere Federung 48A absorbiert Stöße, die auf das Hinterrad einwirken. Die hintere Federung 48A kann eine hydraulische Federung oder eine Luftfederung sein.
Die hintere Federung 48A enthält einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der in den ersten Abschnitt eingepasst ist und der sich relativ zu dem ersten Abschnitt bewegen kann. Der Betriebszustand der hinteren Federung 48A enthält einen verriegelten Zustand, in dem eine Relativbewegung zwischen einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt eingeschränkt ist, und einen entriegelten Zustand, in dem die Relativbewegung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zulässig ist. Die hintere Federung 48A enthält ferner vorzugsweise einen Aktuator. Der Aktuator enthält beispielsweise einen Elektromotor. Der Aktuator schaltet den Betriebszustand der hinteren Federung 48A. Der verriegelte Zustand der hinteren Federung 48A kann einen Zustand umfassen, in dem sich der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt relativ zueinander geringfügig bewegen, wenn eine starke Kraft auf das Hinterrad ausgeübt wird.
Die vordere Federung 48B ist so eingerichtet, dass sie zwischen dem Vorderrad und dem Rahmen 18 des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen ist. Insbesondere ist die vordere Federung 48B an der Vordergabel 32 vorgesehen. Die vordere Federung 48B absorbiert Stöße, die auf das Vorderrad einwirken. Die vordere Federung 48B kann eine hydraulische Federung oder eine Luftfederung sein.
Die vordere Federung 48B enthält einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der in den ersten Abschnitt eingepasst ist und der sich relativ zu dem ersten Abschnitt bewegen kann. Der Betriebszustand der vorderen Federung 48B enthält einen verriegelten Zustand, in dem die Relativbewegung zwischen einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt eingeschränkt ist, und einen entriegelten Zustand, in dem die Relativbewegung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zulässig ist. Die vordere Federung 48B enthält vorzugsweise ferner einen Aktuator. Der Aktuator enthält beispielsweise einen Elektromotor. Der Aktuator schaltet den Betriebszustand der vorderen Federung 48B. Der verriegelte Zustand der vorderen Federung 48B kann einen Zustand umfassen, in dem sich der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt relativ zueinander geringfügig bewegen, wenn eine starke Kraft auf das Vorderrad ausgeübt wird.
Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 enthält beispielsweise eine Batterie 40. Die Batterie 40 enthält eine oder mehrere Batteriezellen. Die Batteriezelle enthält eine aufladbare Batterie. Die Batterie 40 ist in dem mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeug 10 vorgesehen und führt elektrische Energie anderen elektrischen Komponenten zu, die elektrisch mit der Batterie 40 verbunden sind, wie beispielsweise der Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs. Die Batterie 40 ist so angeschlossen, dass sie mit der Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs durch eine drahtgebundene oder eine Drahtloskommunikation kommunizieren kann. Die Batterie 40 kann mit der Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs beispielsweise mittels Stromleitungskommunikation (PLC) kommunizieren. Die Batterie 40 kann an der Außenseite des Rahmens 18 angebracht sein, oder zumindest ein Abschnitt davon kann innerhalb des Rahmens 18 untergebracht sein.
Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 enthält einen Motor 42, der eingerichtet ist, um den Vortrieb des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 zu unterstützen. Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 enthält ferner eine Treiberschaltung 44. Die Treiberschaltung 44 enthält eine Wechselrichterschaltung. Der Motor 42 ist vorzugsweise in demselben Gehäuse wie die Treiberschaltung vorgesehen. Die Treiberschaltung 44 steuert die elektrische Energie, die von der Batterie 40 dem Motor 42 zugeführt wird. Die Treiberschaltung 44 ist so angeschlossen, dass sie mit der Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs mittels einer drahtgebundenen oder einer Drahtloskommunikation kommunizieren kann. Die Treiberschaltung 44 kann beispielsweise mittels serieller Kommunikation mit einem Controller 52 der Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs kommunizieren. Die Treiberschaltung 44 kann in der Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs enthalten sein. Die Treiberschaltung 44 treibt den Motor 42 entsprechend einem Steuersignal von dem Controller 52 an.
Der Motor 42 enthält einen Elektromotor. Der Motor 42 ist vorgesehen, um eine Drehung auf das Vorderrad oder auf einen Kraftübertragungsweg der menschlichen Antriebskraft H zu übertragen, der sich von den Pedalen 22 bis zum Hinterrad erstreckt. Der Motor 42 ist an dem Rahmen 18, dem Hinterrad oder dem Vorderrad des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 42 mit dem Kraftübertragungsweg gekoppelt, der sich von der Kurbelwelle 14A bis zum ersten Drehkörper 26 erstreckt. Eine Einwegkupplung ist vorzugsweise auf dem Kraftübertragungsweg zwischen dem Motor 42 und der Kurbelwelle 14A derart vorgesehen, dass der Motor 42 durch die Drehkraft der Kurbelwelle 14 nicht gedreht wird, wenn die Drehung der Kurbelwelle 14A in die Richtung erfolgt, die das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 zu einer Vorwärtsbewegung veranlasst. Andere Komponenten als der Motor 42 und die Treiberschaltung 44, beispielsweise ein Verzögerer, der die Drehung des Motors 42 verzögert und ausgibt, können in dem Gehäuse vorgesehen sein, in dem der Motor 42 und die Treiberschaltung 44 vorgesehen sind.
Die Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs umfasst einen Controller 52. Der Controller 52 enthält eine Berechnungsverarbeitungsvorrichtung, die ein voreingestelltes Steuerprogramm ausführt. Die Berechnungsverarbeitungseinrichtung umfasst beispielsweise eine CPU (Central Processing Unit) oder eine MPU (Micro Processing Unit). Der Controller 52 kann einen oder mehrere Mikrocomputer enthalten. Der Controller 52 kann mehrere Berechnungsverarbeitungsvorrichtungen enthalten, die an mehreren getrennten Orten angeordnet sind. Die Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs umfasst ferner eine Speichereinheit 54. Die Speichereinheit 54 speichert verschiedene Steuerprogramme und (eine) Information(en), die für verschiedene Steuerprozesse verwendet wird/werden. Die Speichereinheit 54 enthält beispielsweise einen nichtflüchtigen Speicher und einen flüchtigen Speicher. Der Controller 52 und die Speichereinheit 54 sind beispielsweise in einem Gehäuse vorgesehen, in dem der Motor 42 vorgesehen ist.
Die Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs umfasst vorzugsweise ferner einen Kurbeldrehsensor 56, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 und einen Drehmomentsensor 60. Der Kurbeldrehsensor 56, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 und der Drehmomentsensor 60 können innerhalb des Gehäuses vorgesehen sein, in dem der Motor 42 vorgesehen ist, oder können außerhalb vorgesehen sein. Mindestens einer von dem Kurbeldrehsensor 56, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 und dem Drehmomentsensor 60 ist möglicherweise nicht in der Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs enthalten.
Der Kurbeldrehsensor 56 wird zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 verwendet. Der Kurbeldrehsensor 56 ist beispielsweise an dem Rahmen 18 des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 oder an dem Gehäuse, in dem der Motor 42 vorgesehen ist, angebracht. Der Kurbeldrehsensor 56 ist so eingerichtet, dass er einen Magnetsensor enthält, der ein der Magnetfeldstärke entsprechendes Signal ausgibt. Ein ringförmiger Magnet, bei dem sich die Magnetfeldstärke in Umfangsrichtung ändert, ist an der Kurbelwelle 14A oder an dem Kraftübertragungsweg vorgesehen, der sich von der Kurbelwelle 14A bis zum ersten Drehkörper 26 erstreckt. Der Kurbeldrehsensor 56 ist so angeschlossen, dass er mit dem Controller 52 mittels drahtgebundener oder Drahtloskommunikation kommunizieren kann. Der Kurbeldrehsensor 56 gibt ein der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 entsprechendes Signal an den Controller 52 aus. Der Kurbeldrehsensor 56 kann an einem Element vorgesehen sein, das sich einstückig mit der Kurbelwelle 14A auf dem Kraftübertragungsweg der menschlichen Antriebskraft H dreht, der sich von der Kurbelwelle 14A bis zum ersten Drehkörper 26 erstreckt. In einem Fall, in dem beispielsweise die erste Einwegkupplung nicht zwischen der Kurbelwelle 14A und dem ersten Drehkörper 26 vorgesehen ist, kann der Kurbeldrehsensor 56 an dem ersten Drehkörper 26 vorgesehen sein. Der Kurbeldrehsensor 56 kann auch zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit V des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 verwendet werden. In diesem Fall berechnet der Controller 52 die Drehgeschwindigkeit des Antriebsrads 12B entsprechend dem Übersetzungsverhältnis B und der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14, die durch den Kurbeldrehsensor 56 erfasst werden, um die Fahrgeschwindigkeit V des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 zu erfassen. (Eine) Information(en) in Bezug auf das Übersetzungsverhältnis B wird/werden vorab in der Speichereinheit 54 gespeichert.
In dem Fall, in dem ein Getriebe 46 zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses B an dem mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeug 10 vorgesehen ist, kann der Controller 52 auch das Übersetzungsverhältnis B entsprechend der Fahrgeschwindigkeit V des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 und der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 berechnen. In diesem Fall wird/werden (eine) Information(en) bezüglich der Umfangslänge des Antriebsrades 12B, des Durchmessers des Antriebsrades 12B oder des Radius des Antriebsrades 12B in der Speichereinheit 54 im Voraus gespeichert. Die Steuervorrichtung 50 eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs kann auch einen Schaltsensor enthalten. Der Schaltsensor ist beispielsweise in dem Getriebe 46 vorgesehen. Der Schaltsensor erfasst eine aktuelle Gangschaltstufe des Getriebes 46. Der Schaltsensor ist elektrisch mit dem Controller 52 verbunden. Die Beziehung zwischen der Gangschaltstufe und dem Übersetzungsverhältnis B wird vorab in der Speichereinheit 54 gespeichert. Der Controller 52 kann das aktuelle Übersetzungsverhältnis B aus dem Erfassungsergebnis des Schaltsensors erfassen. Der Controller 52 kann die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 durch Teilen der Drehgeschwindigkeit des Antriebsrads 12B durch das Übersetzungsverhältnis B berechnen. In diesem Fall können der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 und der Schaltsensor als der Kurbeldrehsensor 56 verwendet werden. Der Schaltsensor kann anstelle des Getriebes 46 in einer Gangschaltbetätigungseinheit oder an einem Gangschaltdraht bzw. Gangschaltseil vorgesehen sein.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 wird zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit des Rads 12 verwendet. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 ist drahtgebunden oder drahtlos elektrisch mit dem Controller 52 verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 ist so verbunden, dass er mit dem Controller 52 über eine drahtgebundene oder eine Drahtloskommunikation kommunizieren kann. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 gibt ein der Drehgeschwindigkeit des Rads 12 entsprechendes Signal an den Controller 52 aus. Der Controller 52 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit V des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit des Rads 12. Der Controller 52 stoppt den Motor 42, wenn die Fahrgeschwindigkeit V größer als oder gleich einem vorgegebenen Wert wird. Der vorgegebene Wert beträgt beispielsweise 25 km/h oder 45 km/h. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor enthält beispielsweise ein magnetisches Reed, das einen Reedschalter oder ein Hall-Element bildet. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 kann an einer Kettenstrebe am Rahmen 18 angebracht sein und eingerichtet sein, um einen am Hinterrad angebrachten Magneten zu erfassen, oder kann an der Vordergabel 32 angebracht sein und eingerichtet sein, um einen am Vorderrad angebrachten Magneten zu erfassen. In einem anderen Beispiel enthält der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 einen GPS-Empfänger (Global Positioning System). Der Controller 52 kann die Fahrgeschwindigkeit V des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 entsprechend der/den von dem GPS-Empfänger erfassten GPS-Information(en), der/den Karteninformation(en), die in der Speichereinheit 54 vorgespeichert wird/werden, und der Zeit erfassen. Der Controller 52 enthält vorzugsweise einen Zeitgeber zum Berechnen der Zeit.
Der Drehmomentsensor 60 dient zum Erfassen des Drehmoments TH der menschlichen Antriebskraft H. Der Drehmomentsensor 60 ist beispielsweise in einem Gehäuse vorgesehen, in dem der Motor 42 vorgesehen ist. Der Drehmomentsensor 60 erfasst das Drehmoment TH der menschlichen Antriebskraft H, die in die Kurbel 14 eingegeben wird. Beispielsweise ist in dem Fall, in dem die erste Einwegkupplung in dem Kraftübertragungsweg vorgesehen ist, der Drehmomentsensor 60 an der stromaufwärtigen Seite der ersten Einwegkupplung vorgesehen. Der Drehmomentsensor 60 enthält einen Dehnungssensor, einen magnetostriktiven Sensor oder dergleichen. Der Dehnungssensor enthält einen Dehnungsmesser. Wenn der Drehmomentsensor 60 den Dehnungssensor enthält, ist der Dehnungssensor vorzugsweise an einem Außenumfangsabschnitt eines Drehkörpers vorgesehen, der in dem Kraftübertragungsweg angeordnet ist. Der Drehmomentsensor 60 kann eine Drahtlos- oder eine drahtgebundene Kommunikationseinheit enthalten. Die Kommunikationseinheit des Drehmomentsensors 60 ist eingerichtet, um mit dem Controller 52 kommunizieren zu können.
Der Controller 52 steuert den Motor 42 derart, dass beispielsweise das Verhältnis der Antriebskraft des Motors 42 zu der menschlichen Antriebskraft H ein vorgegebenes Unterstützungsverhältnis A wird. Der Controller 52 kann auch den Motor 42 derart steuern, dass zum Beispiel das Verhältnis eines Ausgabedrehmoments TM der Antriebskraft des Motors 42 zu dem Drehmoment TH der menschlichen Antriebskraft H des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 ein vorgegebenes Unterstützungsverhältnis A wird. Der Controller 52 steuert den Motor 42 beispielsweise in einem Steuermodus aus mehreren Steuermodi mit unterschiedlichen Unterstützungsverhältnissen A der Antriebskraft des Motors 42 zur menschlichen Antriebskraft H. Es gibt Fälle, in denen ein Drehmomentverhältnis AT des Ausgabedrehmoments TM des Motors 42 in Bezug auf das Drehmoment TH der menschlichen Antriebskraft H des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 als das Unterstützungsverhältnis A bezeichnet wird. Der Controller 52 kann den Motor 42 derart steuern, dass beispielsweise das Verhältnis einer Arbeitsrate WX (Watt) des Motors 42 zu der Arbeitsrate WH (Watt) der menschlichen Antriebskraft H ein vorgegebenes Unterstützungsverhältnis A wird. Es gibt Fälle, in denen ein Verhältnis AW der Arbeitsrate WX der Antriebskraft des Motors 42 zu der Arbeitsrate WH der menschlichen Antriebskraft H des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 als Unterstützungsverhältnis A bezeichnet wird. Die Arbeitsrate WH der menschlichen Antriebskraft H wird durch Multiplizieren der menschlichen Antriebskraft H mit der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 berechnet. In dem Fall, in dem die Ausgabe des Motors 42 über einen Verzögerer in den Kraftübertragungsweg der menschlichen Antriebskraft H eingegeben wird, wird die Ausgabe des Verzögerers als die Antriebskraft des Motors 42 verwendet. Der Controller 52 gibt einen Steuerbefehl an die Antriebsschaltung 44 des Motors 42 entsprechend der Arbeitsrate WH oder dem Drehmoment TH der menschlichen Antriebskraft H aus. Der Steuerbefehl enthält beispielsweise einen Drehmomentbefehlswert.
Der Controller 52 steuert den Motor 42 derart, dass ein Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 kleiner als oder gleich einem vorgegebenen Wert wird. Der Controller 52 steuert den Motor 42 beispielsweise in einem Steuermodus, der aus mehreren Steuermodi mit unterschiedlichen Maximalwerten ausgewählt ist. Die Antriebskraft des Motors 42 enthält das Ausgabedrehmoment TM des Motors 42. Die Antriebskraft des Motors 42 kann die Arbeitsrate WX des Motors 42 enthalten. In diesem Fall steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass ein Maximalwert der Arbeitsrate WX des Motors 42 kleiner als oder gleich einem vorgegebenen Wert WX1 wird. Der vorgegebene Wert WX1 beträgt in einem Beispiel 500 Watt. Der vorgegebene Wert WX1 beträgt in einem anderen Beispiel 300 Watt. Der Controller 52 kann den Motor 42 derart steuern, dass das Drehmomentverhältnis AT kleiner als oder gleich einem vorgegebenen Drehmomentverhältnis AT1 wird. Das vorgegebene Drehmomentverhältnis ATI beträgt in einem Beispiel 300%. Das vorgegebene Drehmomentverhältnis ATI beträgt in einem anderen Beispiel 200%.
Das Unterstützungsverhältnis A und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 können für jeden der mehreren Steuermodi unterschiedlich sein. Nur das Unterstützungsverhältnis A, nur der Maximalwert oder sowohl das Unterstützungsverhältnis A als auch der Maximalwert können für jeden der mehreren Steuermodi unterschiedlich sein. In diesem Fall steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass die Antriebskraft des Motors 42 kleiner als oder gleich dem in dem Steuermodus des Motors 42 definierten Unterstützungsverhältnis A wird, das ausgewählt wird, und derart, dass der maximale Wert kleiner als oder gleich einem vorgegebenen Wert wird.
Die Steuervorrichtung 50 enthält den Controller 52, der den Motor 42 steuert, der den Vortrieb des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 mit der Kurbel 14 unterstützt. Der Controller 52 steuert den Motor 42 entsprechend der menschlichen Antriebskraft H, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel 14 eingegeben wird, und der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14. Der Controller 52 steuert den Motor 42 derart, dass das Unterstützungsverhältnis A der Antriebskraft des Motors 42 zu der menschlichen Antriebskraft H, die in die Kurbel 14 eingegeben wird, und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 ein erster Wert A1 wird, wenn die menschliche Antriebskraft H, die in die Kurbel 14 eingegeben wird, ein erster vorgegebener Wert HX ist, die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 ein zweiter vorgegebener Wert NX ist und das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 in einem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand ist. Der Controller 52 steuert den Motor 42 derart, dass das Unterstützungsverhältnis A und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 ein zweiter Wert A2 wird, wenn die menschliche Antriebskraft H, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel 14 eingegeben wird, der erste vorgegebene Wert HX ist, die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist und das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand ist, der sich von dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand unterscheidet. Der erste Wert A1 unterscheidet sich vom zweiten Wert A2.
Der erste Wert A1 ist vorzugsweise größer als der zweite Wert A2. In einem Beispiel unterscheiden sich sowohl der erste Wert A1 als auch der zweite Wert A2 von dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder dem Unterstützungsverhältnis A, das für jeden Steuermodus voreingestellt wird. Wenn weder der erste Fahrgeschwindigkeitszustand noch der zweite Fahrgeschwindigkeitszustand vorliegt, steuert der Controller 52 den anzutreibenden Motor 42 mit dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder dem Unterstützungsverhältnis A, das für jeden Steuermodus voreingestellt wird. In diesem Fall werden der erste Wert A1 und der zweite Wert A2 beide vorzugsweise so eingestellt, dass sie kleiner als der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder das Unterstützungsverhältnis A sind, das für jeden Steuermodus eingestellt wird. Zusätzlich kann der erste Wert A1 größer als der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder das Unterstützungsverhältnis A eingestellt werden, das für jeden Steuermodus voreingestellt wird, und der zweite Wert A2 kann kleiner als der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder das Unterstützungsverhältnis A eingestellt werden, das für jeden Steuermodus voreingestellt wird. In einem anderen Beispiel ist der erste Wert A1 der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder das Unterstützungsverhältnis A, das dem Steuermodus entspricht, der eine Stufe höher als der Steuermodus ist, der dem zweiten Wert A2 entspricht. In diesem Fall ändert der Controller 52 den Steuermodus, wenn die in die Kurbel 14 eingegebene menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist, die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist und der Zustand zwischen dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand und dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand umgeschaltet wird. In einem anderen Beispiel ist entweder der erste Wert A1 oder der zweite Wert A2 der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder das Unterstützungsverhältnis A, das für jeden Steuermodus voreingestellt wird, und der andere Wert, das heißt der zweite Wert A2 oder der erste Wert A1 ist ein Wert, der sich von dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder dem Unterstützungsverhältnis A, das für jeden Steuermodus voreingestellt wird, unterscheidet. In diesem Fall ändert der Controller 52 vorzugsweise den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 oder das Unterstützungsverhältnis A zwischen dem ersten Wert A1 und dem zweiten Wert A2, ohne den Steuermodus zu ändern, wenn die menschliche Antriebskraft H, die der Kurbel zugeführt beziehungsweise in die Kurbel 14 eingegeben wird, der erste vorgegebene Wert HX ist, die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist und der Zustand zwischen dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand und dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand umgeschaltet wird.
Der erste vorgegebene Wert HX ist vorzugsweise ein Wert, der kleiner als oder gleich 10 Nm ist. Insbesondere ist der erste vorgegebene Wert HX vorzugsweise gleich/bei/in allen Werten, kleiner als oder gleich 10 Nm. Der zweite vorgegebene Wert NX ist vorzugsweise ein Wert, der kleiner als oder gleich 50 U/min ist. Insbesondere ist der zweite vorgegebene Wert NX vorzugsweise gleich/bei/in allen Werten, kleiner als oder gleich 50 U/min. Der Controller 52 steuert den Motor 42 derart, dass das Unterstützungsverhältnis A und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 der erste Wert A1 wird, wenn die menschliche Antriebskraft H größer als oder gleich 0 Nm und kleiner als oder gleich 10 Nm ist, die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 größer als oder gleich 0 U/min und kleiner als oder gleich 50 U/min ist und das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 in dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand ist. Der Controller 52 steuert den Motor 42 derart, dass das Unterstützungsverhältnis A und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 der zweite Wert A2 wird, wenn die menschliche Antriebskraft H größer als oder gleich 0 Nm und kleiner als oder gleich 10 Nm ist, die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 größer als oder gleich 0 U/min und kleiner als oder gleich 50 U/min ist und das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 in dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand ist.
In einem Beispiel fährt das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand mit einer ersten Geschwindigkeit VI, das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 fährt im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand mit einer zweiten Geschwindigkeit V2, und die erste Geschwindigkeit V1 ist größer als die zweite Geschwindigkeit V2. Die erste Geschwindigkeit V1 beträgt vorzugsweise weniger als oder gleich 25 km pro Stunde. Die erste Geschwindigkeit V1 ist bevorzugter kleiner als oder gleich 12 km pro Stunde. Die erste Geschwindigkeit V1 kann kleiner als oder gleich 8 km/h oder kleiner als oder gleich 5 km/h sein. Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 fährt in einem ersten Geschwindigkeitsbereich DV1, wenn es sich in dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, und das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 fährt in einem zweiten Geschwindigkeitsbereich DV2, wenn es sich in dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet. Die erste Geschwindigkeit V1 enthält alle Werte im ersten Geschwindigkeitsbereich DV1. Die zweite Geschwindigkeit V2 enthält alle Werte im zweiten Geschwindigkeitsbereich DV2. Der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 überlappen sich vorzugsweise nicht. Der untere Grenzwert des ersten Drehgeschwindigkeitsbereichs DV1 ist größer als der obere Grenzwert des zweiten Drehgeschwindigkeitsbereichs DV2. Es ist nicht erforderlich, dass der erste Drehgeschwindigkeitsbereich DV1 einen oberen Grenzwert aufweist. Der zweite Drehgeschwindigkeitsbereich DV2 weist vorzugsweise einen unteren Grenzwert von 0 oder keinen unteren Grenzwert auf. Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 kontinuierlich sind und die Fahrgeschwindigkeit V des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 entweder im ersten Geschwindigkeitsbereich DV1 oder im zweiten Geschwindigkeitsbereich DV2 enthalten ist, fährt das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 entweder in dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand oder in dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand, wenn die der Kurbel 14 eingegebene menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist und die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist.
3 zeigt die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und dem Unterstützungsverhältnis A, wenn die Drehgeschwindigkeit N einer Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist. Die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42, wenn die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist, entspricht der Beziehung, in der das Unterstützungsverhältnis A von 3 durch den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 ersetzt wird.
Der Controller 52 ändert vorzugsweise das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 entsprechend der menschlichen Antriebskraft H. Wenn die menschliche Antriebskraft H in einem vorgegebenen Antriebskraftbereich DH enthalten ist, erhöht der Controller 52 vorzugsweise das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 entsprechend einer Zunahme der menschlichen Antriebskraft H. Wenn sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 in dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand oder dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, erhöht der Controller 52 vorzugsweise das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 entsprechend einer Zunahme der menschlichen Antriebskraft H. Die durchgezogene Linie von 3 zeigt die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und dem ersten Wert A1, wenn die Drehgeschwindigkeit N einer Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist. Die doppelt gestrichelte Linie der 3 zeigt die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und dem zweiten Wert A2, wenn die Drehgeschwindigkeit N einer Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist. Wenn sich die menschliche Antriebskraft H in dem vorgegebenen Antriebskraftbereich DH befindet, steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass der erste Wert A1 zunimmt, wenn die menschliche Antriebskraft H zunimmt. Wenn sich die menschliche Antriebskraft H in dem vorgegebenen Antriebskraftbereich DH befindet, steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass der zweite Wert A2 zunimmt, wenn die menschliche Antriebskraft H zunimmt.
Der Controller 52 berechnet vorzugsweise den ersten Wert A1 und den zweiten Wert A2 entsprechend der/den Information(en), die die Beziehung zwischen beispielsweise der in der Speichereinheit 54 gespeicherten menschlichen Antriebskraft H, der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und einem Korrekturkoeffizienten definiert/definieren. Die Information(en), die die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H, der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und dem Korrekturkoeffizienten definiert/definieren, enthält/enthalten mindestens eines von einem Kennfeld, einem Beziehungsausdruck und einer Tabelle. Die Speichereinheit 54 speichert beispielsweise zur Berechnung des ersten Wertes A1 (eine) Information(en), die die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und einem ersten Koeffizienten zum Berechnen des ersten Werts A1 definiert/definieren, und (eine) Information(en), die die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und einem zweiten Koeffizienten definiert/definieren. Wenn er sich beispielsweise im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, berechnet der Controller 52 den ersten Wert A1 durch Multiplizieren des Maximalwerts oder des Unterstützungsverhältnisses A, das für jeden Steuermodus eingestellt ist/wird, mit dem ersten Koeffizienten und dem zweiten Koeffizienten. Die Speichereinheit 54 speichert zur Berechnung des ersten Wertes A1 zum Beispiel (eine) Information(en), die die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und einem dritten Koeffizienten zum Berechnen des zweiten Werts A2 definiert/definieren, und (eine) Information(en), die die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und einem vierten Koeffizienten definiert/definieren. Der Controller 52 berechnet beispielsweise im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand den zweiten Wert A2 durch Multiplizieren des Maximalwerts oder des Unterstützungsverhältnisses A, das für jeden Steuermodus eingestellt ist/wird, mit dem dritten Koeffizienten und dem vierten Koeffizienten.
4 zeigt die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und dem Unterstützungsverhältnis A, wenn die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist. Die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42, wenn die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist, entspricht der Beziehung, in der das Unterstützungsverhältnis A von 4 durch den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 ersetzt wird.
Der Controller 52 ändert vorzugsweise das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 entsprechend der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14. Wenn die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 in einem vorgegebenen Drehgeschwindigkeitsbereich DN ist, verringert der Controller 52 vorzugsweise das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 entsprechend einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14. Wenn sich das mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug 10 im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand oder im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, verringert der Controller 52 vorzugsweise das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 entsprechend einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14. Die durchgezogene Linie von 4 zeigt die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel und dem ersten Wert A1, wenn die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist. Die doppelt gestrichelte Kettenlinie der 4 zeigt die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und dem zweiten Wert A2, wenn die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 in dem vorgegebenen Drehgeschwindigkeitsbereich DN liegt, steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass der erste Wert A1 abnimmt, wenn die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 zunimmt. Wenn die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 in dem vorgegebenen Drehgeschwindigkeitsbereich DN liegt, steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass der zweite Wert A2 abnimmt, wenn die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 zunimmt.
Wenn die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist und die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist, stellt der Controller 52 das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42, wenn die Fahrgeschwindigkeit in dem zweiten Geschwindigkeitsbereich DV2 enthalten ist, ein, um kleiner als das Unterstützungsverhältnis A und/oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 zu sein, wenn die Fahrgeschwindigkeit V in dem ersten Geschwindigkeitsbereich DV1 enthalten ist. Wenn der Fahrer mit einer langsamen Geschwindigkeit fahren möchte, ist es dementsprechend möglich, zu verhindern, dass die Antriebskraft des Motors 42 groß wird.
Ein Vorgang zum Steuern des Motors 42 wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wenn dem Controller 52 elektrische Energie zugeführt wird, leitet der Controller 52 den Vorgang ein und fährt mit Schritt S11 des in 5 gezeigten Ablaufdiagramms fort. Wenn das Ablaufdiagramm von 5 beendet ist, wiederholt der Controller 52 den Vorgang vom Schritt S11 nach jedem vorgegebenen Zyklus, bis die Zufuhr der elektrischen Energie gestoppt ist.
Im Schritt S11 bestimmt der Controller 52, ob die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist und die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist oder nicht. Wenn die menschliche Antriebskraft H nicht der erste vorgegebene Wert HX ist und/oder wenn die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 nicht der zweite vorgegebene Wert NX ist, beendet der Controller 52 den Vorgang. Wenn die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist und die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist, fährt der Controller 52 mit Schritt S12 fort.
Im Schritt S12 bestimmt der Controller 52, ob der Zustand der erste Fahrgeschwindigkeitszustand ist oder nicht. Wenn der Zustand der erste Fahrgeschwindigkeitszustand ist, fährt der Controller 52 mit Schritt S13 fort. Im Schritt S13 steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass das Unterstützungsverhältnis A und/oder die Antriebskraft des Motors 42 den ersten Wert A1 annimmt/annehmen, und beendet den Vorgang.
Wenn der Zustand im Schritt S12 nicht der erste Fahrgeschwindigkeitszustand ist, fährt der Controller 52 mit Schritt S14 fort. Wenn der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand nicht mit dem ersten Geschwindigkeitsbereich DV1 im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand überlappt, geht der Controller 52 zum Schritt S14 über, wenn der Zustand im Schritt 12 der zweite Fahrgeschwindigkeitszustand ist. Im Schritt S14 steuert der Controller 52 den Motor 42 derart, dass das Unterstützungsverhältnis A und/oder die Antriebskraft des Motors 42 den zweiten Wert A2 erreichen, und beendet den Vorgang.
Wenn die Bestimmung im Schritt S11 negativ ist, steuert der Controller 52 den Motor 42 vorzugsweise entsprechend mindestens eines von der menschlichen Antriebskraft H, der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel und einem anderen Parameter. Wenn der erste Wert A1 und der zweite Wert A2 nicht das Unterstützungsverhältnis A, als einer von jedem Steuermodus eingestellt, oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42, als einer von jedem Steuermodus eingestellt wird, ist/sind und die Bestimmung im Schritt S11 negativ ist, steuert der Controller 52 den Motor 42 vorzugsweise so, dass das Unterstützungsverhältnis A oder der Maximalwert der Antriebskraft des Motors 42 für den ausgewählten Steuermodus eingestellt wird.
Das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 fährt im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand in einem ersten Geschwindigkeitsbereich DV1, das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 fährt im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand in einem zweiten Geschwindigkeitsbereich DV2, und der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 können vorzugsweise geändert werden. Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 geändert werden kann, können vorzugsweise der obere Grenzwert und/oder der untere Grenzwert des ersten Geschwindigkeitsbereichs DV1 geändert werden. Wenn der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 geändert werden kann, können vorzugsweise der obere Grenzwert und/oder der untere Grenzwert des zweiten Geschwindigkeitsbereichs DV2 geändert werden. Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 kontinuierlich sind, werden der untere Grenzwert des ersten Geschwindigkeitsbereichs DV1 und der obere Grenzwert des zweiten Geschwindigkeitsbereichs DV2 vorzugsweise gleichzeitig geändert.
Der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 werden vorzugsweise entsprechend der Fahrbedingung und/oder dem Fahrwiderstand geändert. Die Fahrbedingung enthält zumindest eines von einer Neigung des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10, den Zustand der Federung 48 und den Zustand der Sattelstütze 20. Die Neigung des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 enthält vorzugsweise einen Steigungswinkel des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10. Der Fahrwiderstand enthält mindestens einen von einem Fahrbahnwiderstand eines Fahrwegs, auf dem das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 fährt, einem Neigungswiderstand der Fahrbahn und einem Wind.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend der Fahrbedingung geändert wird, umfasst die Steuervorrichtung 50 vorzugsweise eine erste Erfassungseinheit 62 zum Erfassen der Fahrbedingung.
Wenn die Fahrbedingung die Neigung des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 enthält, enthält die erste Erfassungseinheit 62 beispielsweise einen Neigungssensor. Der Neigungssensor erfasst den Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers. Der Neigungssensor enthält beispielsweise einen Kreiselsensor. Der Kreiselsensor enthält beispielsweise einen dreiachsigen Kreiselsensor. Vorzugsweise ist der Kreiselsensor so eingerichtet, dass er den Gierwinkel des Fahrzeugkörpers 16, den Rollwinkel des Fahrzeugkörpers 16 und den Steigungswinkel des Fahrzeugkörpers 16 erfassen kann. Die drei Achsen des Kreiselsensors sind vorzugsweise in dem mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeug 10 entlang einer Vorne-Hinten-Richtung, einer Links-Rechts-Richtung und einer Vertikalrichtung des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 in einem Zustand vorgesehen, in dem das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 mit dem Vorderrad aufrecht steht und das Hinterrad auf einer horizontalen Ebene geerdet ist. Der Kreiselsensor kann auch einen einachsigen Kreiselsensor oder einen zweiachsigen Kreiselsensor enthalten. Die erste Erfassungseinheit 62 kann einen Beschleunigungssensor enthalten. Der Beschleunigungssensor erfasst die Beschleunigung mindestens einer von der Vorne-Hinten-Richtung, der Links-Rechts-Richtung und der Vertikalrichtung des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 in einem Zustand, in dem das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 aufrecht auf einer horizontalen Ebene steht.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend der Neigung des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 geändert wird, beispielsweise wenn der Steigungswinkel des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 größer als oder gleich einem vorgegebenen Winkel ist, der einer Steigung entspricht, stellt der Controller 52 den unteren Grenzwert des ersten Geschwindigkeitsbereichs DV1 niedriger und stellt den oberen Grenzwert des zweiten Geschwindigkeitsbereichs DV2 niedriger als wenn der Steigungswinkel kleiner als der vorgegebene Winkel ist. In diesem Fall ist es möglich zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn die Fahrgeschwindigkeit V an einer Steigung mit einem vorgegebenen Winkel oder mehr niedrig ist.
Wenn die Fahrbedingung den Zustand der Federung 48 enthält, erfasst die erste Erfassungseinheit 62 beispielsweise den Betriebszustand und/oder eine Hublänge der Federung 48. In diesem Fall kann die erste Erfassungseinheit 62 an der Federung 48 vorgesehen sein und den Zustand der Federung 48 erfassen, oder an einer Betätigungsvorrichtung zum Betätigen der Federung 48 vorgesehen sein und den Zustand der Federung 48 entsprechend dem Betätigungszustand der Betätigungsvorrichtung erfassen.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend dem Betriebszustand der Federung 48 geändert werden, beispielsweise wenn sie sich in einem entriegelten Zustand befinden, stellt der Controller 52 den unteren Grenzwert des ersten Drehgeschwindigkeitsbereichs DV1 niedriger ein und stellt den oberen Grenzwert des zweiten Drehgeschwindigkeitsbereichs DV2 niedriger als im verriegelten Zustand ein. In diesem Fall ist es möglich zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn die Fahrgeschwindigkeit V niedrig ist, wenn sich die Federung 48 im entriegelten Zustand befindet. Dementsprechend ist es möglich, die Federung 48 in den entriegelten Zustand zu bringen, um es zu erleichtern, Hindernisse zu überwinden, wenn auf einer Straßenoberfläche mit großen Unebenheiten gefahren wird.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend der Hublänge der Federung 48 geändert wird, beispielsweise wenn die Schwankung der Hublänge groß ist, stellt der Controller 52 den unteren Grenzwert des ersten Drehgeschwindigkeitsbereichs DV1 niedriger ein und stellt den oberen Grenzwert des zweiten Drehgeschwindigkeitsbereichs DV2 niedriger ein, als wenn die Schwankung der Hublänge gering ist. In diesem Fall ist es möglich, zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn die Fahrgeschwindigkeit V auf einer Fahrbahn mit großen Unebenheiten niedrig ist, bei denen die Schwankung der Hublänge der Federung 48 groß ist. Dementsprechend wird es einfacher, Hindernisse zu überwinden, wenn auf einer Straßenoberfläche mit großen Unebenheiten gefahren wird.
Wenn die Fahrbedingung den Zustand der Sattelstütze 20 enthält, erfasst die erste Erfassungseinheit 62 beispielsweise die Höhe der Sattelstütze 20. In diesem Fall kann die erste Erfassungseinheit 62 an der Sattelstütze 20 vorgesehen sein und den Zustand der Sattelstütze 20 erfassen oder kann an einer Betätigungsvorrichtung zum Betätigen der Sattelstütze 20 vorgesehen sein und den Zustand der Sattelstütze 20 entsprechend dem Betätigungszustand der Betätigungsvorrichtung erfassen.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend der Höhe der Sattelstütze 20 geändert wird/werden, beispielsweise wenn die Höhe der Sattelstütze 20 kleiner als oder gleich einer vorgegebenen Höhe ist, stellt der Controller 52, verglichen mit dem Fall, wenn die Höhe höher als die vorgegebene Höhe ist, den unteren Grenzwert des ersten Geschwindigkeitsbereichs DV1 niedriger ein und stellt den oberen Grenzwert des zweiten Geschwindigkeitsbereichs DV2 niedriger ein. In diesem Fall ist es möglich zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn die Fahrgeschwindigkeit V in einem Zustand niedrig ist, in dem der Fahrer die Sattelstütze 20 abgesenkt hat. Dementsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn der Fahrer die Sattelstütze 20 absenkt und aus dem Sattel fährt.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend dem Fahrwiderstand geändert wird, umfasst die Steuervorrichtung 50 vorzugsweise eine zweite Erfassungseinheit 64 zum Erfassen des Fahrwiderstands.
Wenn der Fahrwiderstand den Straßenoberflächenwiderstand des Fahrwegs enthält, enthält die zweite Erfassungseinheit 64 beispielsweise mindestens eines von einer Kamera zum Erfassen des Straßenoberflächenzustands, einem Hygrometer zum Erfassen des Trockenzustands der Straßenoberfläche und einem Vibrationssensor zum Erfassen der Unebenheiten der Straßenoberfläche. Der Vibrationssensor ist ähnlich wie der Neigungssensor der ersten Erfassungseinheit 62 eingerichtet. Der Neigungssensor der ersten Erfassungseinheit 62 kann als der Vibrationssensor verwendet werden, oder der Vibrationssensor kann getrennt von dem Neigungssensor der ersten Erfassungseinheit 62 eingerichtet sein.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend dem Straßenoberflächenwiderstand des Fahrwegs des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 geändert wird, beispielsweise wenn der Straßenoberflächenwiderstand größer als oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, stellt der Controller 52 den unteren Grenzwert des ersten Geschwindigkeitsbereichs DV1 niedriger ein und stellt den oberen Grenzwert des zweiten Geschwindigkeitsbereichs DV2 niedriger ein, als wenn der Straßenoberflächenwiderstand geringer als der vorgegebene Wert ist. In diesem Fall ist es möglich, zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn die Fahrgeschwindigkeit V in einem Zustand niedrig ist, in dem der Straßenoberflächenwiderstand hoch ist.
Wenn der Fahrwiderstand einen Neigungswiderstand der Straßenoberfläche enthält, enthält die zweite Erfassungseinheit 64 beispielsweise einen Neigungssensor. Der Neigungssensor der zweiten Erfassungseinheit 64 ist ähnlich dem Neigungssensor der ersten Erfassungseinheit 62 eingerichtet. Der Neigungssensor der ersten Erfassungseinheit 62 kann als der Neigungssensor der zweiten Erfassungseinheit 64 verwendet werden oder der Neigungssensor der zweiten Erfassungseinheit 64 kann getrennt von dem Neigungssensor der ersten Erfassungseinheit 62 eingerichtet sein.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend dem Neigungswiderstand der Straßenoberfläche des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 geändert wird, beispielsweise wenn der Steigungswinkel des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 größer als oder gleich einem vorgegebenen Winkel ist, der einer Steigung entspricht, stellt der Controller 52 den unteren Grenzwert des ersten Geschwindigkeitsbereichs DV1 niedriger ein und stellt den oberen Grenzwert des zweiten Geschwindigkeitsbereichs DV2 niedriger ein, wenn der Steigungswinkel kleiner als der vorgegebene Winkel ist. In diesem Fall ist es möglich, zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn die Fahrgeschwindigkeit V an einer Steigung mit einem vorgegebenen Winkel oder mehr niedrig ist.
Wenn der Fahrwiderstand Wind enthält, enthält die zweite Erfassungseinheit 64 beispielsweise einen Windsensor zum Erfassen der Windgeschwindigkeit und/oder des Winddrucks. Der Windsensor enthält einen Windgeschwindigkeitssensor und/oder einen Winddrucksensor. Der Windsensor ist beispielsweise an dem Lenker 38 des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen. Der Windsensor ist vorzugsweise so eingerichtet, dass er einen Gegenwind und/oder einen Rückenwind erfassen kann, wenn das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 vorwärts fährt.
Wenn der erste Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder der zweite Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend der Windgeschwindigkeit und/oder dem Winddruck des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 geändert wird/werden, beispielsweise wenn die Windgeschwindigkeit und/oder der Winddruck des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs 10 größer als oder gleich einem vorgegebenen Wert wird/werden, stellt der Controller 52 den unteren Grenzwert des ersten Geschwindigkeitsbereichs DV1 niedriger ein und stellt den oberen Grenzwert des zweiten Geschwindigkeitsbereichs DV2 niedriger als die Windgeschwindigkeit ein, und/oder Winddruck ist niedriger als der vorgegebene Wert. In diesem Fall ist es möglich zu verhindern, dass es schwierig wird, die Antriebskraft des Motors 42 zu erhöhen, wenn die Fahrgeschwindigkeit V in einem Zustand niedrig ist, in dem die Windgeschwindigkeit und/oder der Winddruck hoch ist/sind.
Der Vorgang des Änderns des Geschwindigkeitsbereichs wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Wenn dem Controller 52 elektrische Energie zugeführt wird, leitet der Controller 52 den Vorgang ein und fährt mit Schritt S21 des in 6 gezeigten Ablaufdiagramms fort. Wenn der Vorgang des Ablaufdiagramms von 6 abgeschlossen ist, wiederholt der Controller 52 den Vorgang vom Schritt S21 nach jedem vorgegebenen Zyklus, bis die Zufuhr der elektrischen Energie gestoppt ist.
Im Schritt S21 bestimmt der Controller 52, ob eine Bedingung zum Ändern des Geschwindigkeitsbereichs erfüllt ist. Der Controller 52 bestimmt, ob eine Bedingung zum Ändern des Geschwindigkeitsbereichs entsprechend den Änderungen der Fahrbedingung und des Fahrwiderstands des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10 erfüllt wurde. Wenn die Bedingung zum Ändern des Geschwindigkeitsbereichs nicht erfüllt ist, beendet der Controller 52 der Vorgang. Wenn die Bedingung zum Ändern des Geschwindigkeitsbereichs erfüllt ist, fährt der Controller 52 mit Schritt S22 fort.
Im Schritt S22 ändert der Controller 52 den Geschwindigkeitsbereich und beendet den Vorgang. Der Controller 52 ändert den ersten Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder den zweiten Geschwindigkeitsbereich DV2 entsprechend der Fahrbedingung und/oder dem Fahrwiderstand des mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs 10.
(Modifikationen)
Die Beschreibungen, die sich auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beziehen, sind Beispiele von Formen, die die Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung annehmen kann, und sollen deren Formen nicht einschränken. Die Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung kann die Formen der modifizierten Beispiele der nachstehend gezeigten Ausführungsform annehmen sowie Formen, die mindestens zwei modifizierte Beispiele, die sich nicht widersprechen, kombinieren. In den folgenden modifizierten Beispielen wurden den Abschnitten, die der Ausführungsform gemeinsam sind, die gleichen Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform zugewiesen, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Eine Betätigungsvorrichtung kann so eingerichtet sein, dass sie den ersten Geschwindigkeitsbereich DV1 und/oder den zweiten Geschwindigkeitsbereich DV2 ändern kann. Die Betätigungsvorrichtung kann an dem mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeug 10 vorgesehen sein oder kann eine externe Vorrichtung sein.
Die menschliche Antriebskraft H und/oder die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 können sich zwischen dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand und dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand unterscheiden.
In dem Vorgang von 5 kann der Vorgang aus dem Schritt S11 weggelassen werden. In diesem Fall steuert der Controller 52 unabhängig von der menschlichen Antriebskraft H und der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel den Motor 42 im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand derart, dass das Unterstützungsverhältnis A und/oder der Maximalwert der erste Wert A1 werden, und steuert den Motor 42 in dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand derart, dass das Unterstützungsverhältnis A und/oder der Maximalwert der zweite Wert A2 wird. In diesem Fall unterscheidet/unterscheiden sich beispielsweise die Information(en), die die Beziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und dem Korrekturkoeffizienten zum Berechnen des ersten Werts A1 definiert/definieren, von der/den Information(en), die die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 und der menschlichen Antriebskraft H und dem Korrekturkoeffizient zur Berechnung des zweiten Wertes A2 definiert/definieren. Dadurch ist es möglich, das Unterstützungsverhältnis A und/oder den Maximalwert unterschiedlich für einen Fall zu gestalten, in dem die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist und die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist und sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 in dem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, und in einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft H der erste vorgegebene Wert HX ist, die Drehgeschwindigkeit N der Kurbel 14 der zweite vorgegebene Wert NX ist und sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug 10 in dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet.
Bezugszeichenliste

10: mit Menschenkraft angetriebenes Fahrzeug,
14: Kurbel,
42: Motor,
50: Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs,
52: Controller

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018065724 [0001]
JP 2018180116 [0001]

Claims

Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs, umfassend: einen Controller zum Steuern eines Motors, der den Vortrieb eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs mit einer Kurbel unterstützt, wobei der Controller eingerichtet ist, um: den Motor entsprechend einer menschlichen Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt wird, und einer Drehgeschwindigkeit der Kurbel zu steuern; den Motor derart zu steuern, dass mindestens eines von einem Unterstützungsverhältnis einer Antriebskraft des Motors zu der menschlichen Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt wird, und einem Maximalwert der Antriebskraft des Motors ein erster Wert wird, wenn die menschliche Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt/in diese eingegeben wird, ein erster vorgegebener Wert ist, eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel ein zweiter vorgegebener Wert ist und sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug in einem ersten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet; und den Motor derart zu steuern, dass mindestens eines von dem Unterstützungsverhältnis und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors ein zweiter Wert wird, wenn die menschliche Antriebskraft, die der Kurbel zugeführt wird, der erste vorgegebene Wert ist, die Drehgeschwindigkeit der Kurbel der zweite vorgegebene Wert ist, und sich das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug in einem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet, der sich vom ersten Fahrgeschwindigkeitszustand unterscheidet, und sich der erste Wert vom zweiten Wert unterscheidet.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand mit einer ersten Geschwindigkeit fährt, das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug im zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand mit einer zweiten Geschwindigkeit fährt und die erste Geschwindigkeit größer als die zweite Geschwindigkeit ist.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Wert größer als der zweite Wert ist.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand innerhalb eines ersten Geschwindigkeitsbereichs fährt, das mit Menschenkraft angetriebene Fahrzeug in dem zweiten Fahrgeschwindigkeitszustand innerhalb eines zweiten Geschwindigkeitsbereichs fährt und mindestens einer von dem ersten Geschwindigkeitsbereich und dem zweiten Geschwindigkeitsbereich geändert werden kann.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach Anspruch 4, wobei mindestens einer von dem ersten Geschwindigkeitsbereich und dem zweiten Geschwindigkeitsbereich entsprechend einer Fahrbedingung und/oder einem Fahrwiderstand geändert wird.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Controller mindestens eines von dem Unterstützungsverhältnis und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors entsprechend einer Zunahme der menschlichen Antriebskraft erhöht, wenn die menschliche Antriebskraft innerhalb eines vorgegebenen Antriebskraftbereichs liegt.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach Anspruch 6, wobei der Controller mindestens eines von dem Unterstützungsverhältnis und dem Maximalwert der Antriebskraft des Motors entsprechend der Zunahme der menschlichen Antriebskraft erhöht, wenn die menschliche Antriebskraft im ersten Fahrgeschwindigkeitszustand oder im zweiten Fahrzustand liegt.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste vorgegebene Wert ein Wert ist, der kleiner als oder gleich 10 Nm ist.
Steuervorrichtung eines mit Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite vorgegebene Wert ein Wert ist, der kleiner als oder gleich 50 U/min ist.