JP2019131024A - Control device for man-power drive vehicle and brake system for man-power drive vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人力駆動車両用制御装置および人力駆動車両用制動システムに関する。 The present invention relates to a control device for a human-powered vehicle and a braking system for a human-powered vehicle.
特許文献1に開示される人力駆動車両用制御装置は、ブレーキレバーの操作量に応じて制動装置による制動力を変更し、人力駆動車両用の挙動を制御している。 The human-powered vehicle control device disclosed in Patent Document 1 controls the behavior of a human-powered vehicle by changing the braking force by the braking device in accordance with the amount of operation of the brake lever.
ブレーキレバーの操作量以外のパラメータを用いて人力駆動車両の挙動を制御した方が好ましい場合がある。上記人力駆動車両用制御装置では、この点について考慮されていない。 It may be preferable to control the behavior of a human-powered vehicle using parameters other than the operation amount of the brake lever. This point is not taken into consideration in the above-described human-powered vehicle control device.
本発明の目的は、人力駆動車両の挙動を好適に制御できる人力駆動車両用制御装置およびこの装置を含む人力駆動車両用制動システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a human-powered vehicle control device capable of suitably controlling the behavior of a human-powered vehicle and a human-powered vehicle braking system including the device.
本発明の第1側面に従う人力駆動車両用制御装置は、電動アクチュエータによって人力駆動車両の制動力を変更する制動装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力の仕事率に応じて前記電動アクチュエータを制御する。
上記第1側面に従えば、人力駆動力の仕事率に応じた人力駆動車両の制動を行うことができ、人力駆動車両の挙動を好適に制御できる。
A human-powered vehicle control device according to a first aspect of the present invention includes a control unit that controls a braking device that changes a braking force of a human-powered vehicle by an electric actuator, and the control unit is input to the human-powered vehicle. The electric actuator is controlled in accordance with the power of the human driving force.
According to the first aspect, the manually driven vehicle can be braked in accordance with the work rate of the manually driven power, and the behavior of the manually driven vehicle can be suitably controlled.
前記第1側面に従う第2側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力の仕事率が低下する場合、前記制動力を発生させるように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第2側面に従えば、搭乗者が人力駆動力の仕事率を低下させることによって、人力駆動車両を制動することができる。
In the human-powered vehicle control device according to the second aspect according to the first aspect, the control unit controls the electric actuator so as to generate the braking force when the power of the human-powered driving force decreases.
According to the second aspect, the passenger can brake the human-powered vehicle by reducing the work rate of the human-powered driving force.
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、前記制御部は、前記人力駆動力の仕事率の低下量が大きいほど、前記制動力を大きくする。
上記第3側面に従えば、人力駆動力の仕事率の低下量が大きいほど、人力駆動車両の走行速度を早期に低下させることができる。
In the human-powered vehicle control device according to the third aspect according to the second aspect, the control unit increases the braking force as the amount of reduction in the power of the human-powered driving force increases.
According to the third aspect, the traveling speed of the human-powered vehicle can be lowered earlier as the amount of reduction in the power of the human-powered driving force is larger.
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、前記人力駆動車両は、前記人力駆動力が入力されるクランクを含み、前記クランクを第1方向に回転させることによって前進し、前記制御部は、前記クランクが第1方向に回転する場合、かつ、前記人力駆動力の仕事率が低下する場合、前記制動力を発生させるように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第4側面に従えば、クランクが、人力駆動車両が前進する第1方向に回転している場合に、人力駆動力の仕事率が低下すれば人力駆動車両を制動することができる。
In the control device for a human-powered vehicle according to the fourth aspect according to the second or third aspect, the human-powered vehicle includes a crank to which the human-powered driving force is input, and moves forward by rotating the crank in a first direction. Then, the control unit controls the electric actuator to generate the braking force when the crank rotates in the first direction and when the power of the human driving force decreases.
According to the fourth aspect, when the crank rotates in the first direction in which the manpower driven vehicle moves forward, the manpower driven vehicle can be braked if the power of the manpower driving force decreases.
前記第1〜第4側面のいずれか1つに従う第5側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車両の前記人力駆動力が入力される入力回転体の回転速度に対する前記人力駆動車両の駆動輪の回転速度の比率が変化した場合、前記人力駆動力の仕事率に応じた前記制動装置による制動を行わないように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第5側面に従えば、入力回転体の回転速度に対する人力駆動車両の駆動輪の回転速度の比率の変化する場合に、制動装置によって制動が行われることが抑制される。
In the control device for a human-powered vehicle according to the fifth aspect according to any one of the first to fourth aspects, the control unit is adapted to a rotational speed of an input rotating body to which the human-powered driving force of the human-powered vehicle is input. When the ratio of the rotational speeds of the driving wheels of the human-powered vehicle changes, the electric actuator is controlled so as not to perform braking by the braking device according to the power of the human-powered driving force.
According to the fifth aspect, when the ratio of the rotational speed of the driving wheel of the human-powered vehicle to the rotational speed of the input rotating body changes, braking by the braking device is suppressed.
前記第1〜第4側面のいずれか1つに従う第6側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車両の前記人力駆動力が入力される入力回転体の回転速度に対する前記人力駆動車両の駆動輪の回転速度の比率が変化した場合、前記比率が変化する前と比較して前記制動力を低下させるように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第6側面に従えば、入力回転体の回転速度に対する人力駆動車両の駆動輪の回転速度の比率の変化によって人力駆動力の仕事率が低下した場合には、制動装置による制動が抑制される。
In the control device for a human-powered vehicle according to the sixth aspect according to any one of the first to fourth aspects, the control unit is adapted to a rotational speed of an input rotating body to which the human-powered driving force of the human-powered vehicle is input. When the ratio of the rotational speeds of the driving wheels of the human-powered vehicle changes, the electric actuator is controlled so as to reduce the braking force compared to before the ratio changes.
According to the sixth aspect described above, braking by the braking device is suppressed when the work rate of the manual driving force is reduced due to the change in the ratio of the rotational speed of the driving wheel of the human-powered vehicle to the rotational speed of the input rotating body. .
前記第1〜第6側面のいずれか1つに従う第7側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動力の仕事率が変化しない場合、前記人力駆動力の仕事率に応じた前記制動装置による制動を行わないように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第7側面に従えば、人力駆動力の仕事率が変化しない場合には、制動装置の制動によって人力駆動車両が減速されない。
In the control device for a human-powered vehicle according to the seventh aspect according to any one of the first to sixth aspects, when the power of the human-powered driving force does not change, the control unit increases the power of the human-powered driving power. The electric actuator is controlled so as not to perform braking by the corresponding braking device.
According to the seventh aspect, when the power of the human driving force does not change, the human driving vehicle is not decelerated by the braking of the braking device.
前記第1〜7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、前記制御部は、前記人力駆動力の仕事率が上昇する場合、前記人力駆動力の仕事率に応じた前記制動装置による制動を行わないように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第8側面に従えば、人力駆動力の仕事率が上昇する場合には、制動装置の制動によって人力駆動車両が減速されない。
In the control device for a human-powered vehicle according to any one of the first to seventh aspects, in the control device for a human-powered vehicle according to any one of the first to seventh aspects, when the power of the human-powered driving force increases, the control unit The electric actuator is controlled so as not to perform braking by the braking device.
According to the eighth aspect, when the power of the human driving force increases, the human driving vehicle is not decelerated by the braking of the braking device.
前記第1〜第7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、前記制御部は、前記人力駆動力の仕事率が上昇する場合、前記人力駆動力の仕事率が上昇する前の前記制動力と比較して、前記制動力が低下するように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第9側面に従えば、人力駆動力の仕事率が上昇する場合には、制動装置の制動によって人力駆動車両が減速されにくくなる。
In the control device for a human-powered vehicle according to the ninth aspect according to any one of the first to seventh aspects, when the power of the human-powered driving force increases, the control unit has a power of the human-powered driving power increased. The electric actuator is controlled so that the braking force is reduced as compared with the braking force before increasing.
According to the ninth aspect, when the power of the manpower driving force increases, the manpower driving vehicle is hardly decelerated by the braking of the braking device.
前記第1〜第9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、前記制御部は、前記人力駆動力の仕事率が所定値以下の場合、前記制動力を発生させるように前記電動アクチュエータを制御する。
上記第10側面に従えば、人力駆動力の仕事率が所定値以下の場合、制動装置の制動によって人力駆動車両を減速または停止させることができる。
In the control device for a human-powered vehicle according to the tenth aspect according to any one of the first to ninth aspects, the control unit generates the braking force when the power of the human-powered driving force is a predetermined value or less. The electric actuator is controlled as described above.
According to the tenth aspect, when the power of the human driving force is equal to or less than a predetermined value, the human driving vehicle can be decelerated or stopped by braking of the braking device.
前記第1〜第10側面のいずれか1つに従う第11側面の人力駆動車両用制御装置において、前記制御部は、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力の仕事率に応じて前記制動力を発生させるように前記電動アクチュエータを制御する第1制御状態と、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力の仕事率に応じて前記制動力を発生させないように前記電動アクチュエータを制御する第2制御状態と、を切替可能に構成される。
上記第11側面に従えば、ユーザの要求等によって第1制御状態と第2制御状態とを切り替えることができる。
In the control device for a human-powered vehicle according to the eleventh aspect according to any one of the first to tenth aspects, the control unit is configured to control the braking force according to a power of a human-powered driving force input to the human-powered vehicle. A first control state in which the electric actuator is controlled so as to generate an electric power, and a second state in which the electric actuator is controlled so as not to generate the braking force in accordance with a power of the human power driving force input to the human-powered vehicle. The control state can be switched.
According to the eleventh aspect, the first control state and the second control state can be switched according to a user request or the like.
本発明の第12側面に従う人力駆動車両用制動システムは、前記第1〜第11側面のいずれか1つの人力駆動車両用制御装置と、前記制動装置と含む。
上記第12側面に従えば、人力駆動車両用制動システムにおいて、人力駆動車両の挙動を好適に制御できる。
A braking system for a manpower driven vehicle according to a twelfth aspect of the present invention includes the manpower driven vehicle control device according to any one of the first to eleventh aspects and the braking device.
According to the twelfth aspect, the behavior of the manpower driven vehicle can be suitably controlled in the brake system for manpower driven vehicle.
前記第12側面に従う第13側面の人力駆動車両用制動システムにおいて、前記電動アクチュエータは、前記人力駆動車両の推進をアシストするモータを含み、前記制御部は、前記モータに制動動作または回生動作をさせることによって、前記制動力を発生させる。
上記第13側面に従えば、モータを用いて制動力を好適に発生させることができる。
In the braking system for a human-powered vehicle according to the thirteenth aspect according to the twelfth aspect, the electric actuator includes a motor that assists the propulsion of the human-powered vehicle, and the control unit causes the motor to perform a braking operation or a regenerative operation. Thus, the braking force is generated.
According to the thirteenth aspect, the braking force can be suitably generated using the motor.
前記第13側面に従う第14側面の人力駆動車両用制動システムにおいて、前記回生動作によって発生する電気エネルギによって充電可能なバッテリをさらに含む。
上記第14側面に従えば、制動によって電気エネルギを得ることができる。
The braking system for a human-powered vehicle according to the fourteenth aspect according to the thirteenth aspect further includes a battery that can be charged by electric energy generated by the regenerative operation.
According to the fourteenth aspect, electric energy can be obtained by braking.
前記第12側面に従う第15側面の人力駆動車両用制動システムにおいて、前記制動装置は、前記人力駆動車両の一部に接触して前記制動力を発生させる摩擦部を含み、前記摩擦部は、前記電動アクチュエータに連結される。
上記第15側面に従えば、摩擦部を含む制動装置によって制動力を好適に発生させることができる。
In the braking system for a human-powered vehicle according to the fifteenth aspect according to the twelfth aspect, the braking device includes a friction part that contacts the part of the human-powered vehicle to generate the braking force, and the friction part includes Connected to the electric actuator.
According to the fifteenth aspect, the braking force can be suitably generated by the braking device including the friction portion.
本発明の人力駆動車両用制御装置およびこの装置を含む人力駆動車両用制動システムは、人力駆動車両の挙動を好適に制御できる。 The human-powered vehicle control device of the present invention and the human-powered vehicle braking system including this device can suitably control the behavior of the human-powered vehicle.
図1〜図3を参照して、実施形態の人力駆動車両用制御装置60を含む人力駆動車両用制動システム40について説明する。以下、人力駆動車両用制御装置60を、単に制御装置60と記載する。人力駆動車両用制動システム40および制御装置60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。人力駆動車両は、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、実施の形態において、人力駆動車両10を、自転車として説明する。 With reference to FIGS. 1 to 3, a human-powered vehicle braking system 40 including the human-powered vehicle control device 60 according to the embodiment will be described. Hereinafter, the human-powered vehicle control device 60 is simply referred to as a control device 60. The manually driven vehicle braking system 40 and the control device 60 are provided in the manually driven vehicle 10. The human-powered vehicle 10 is a vehicle that can be driven by at least a human-powered driving force. Human-powered vehicle 10 includes, for example, a bicycle. The number of wheels is not limited, and the human-powered vehicle 10 includes, for example, a single-wheel vehicle and a vehicle having three or more wheels. Human-powered vehicles include, for example, mountain bikes, road bikes, city bikes, cargo bikes, and recumbents. Hereinafter, in the embodiment, the human-powered vehicle 10 will be described as a bicycle.
図1に示されるとおり人力駆動車両10は、クランク12を含む。人力駆動車両10は、駆動輪14、および、フレーム16をさらに含む。クランク12には、人力駆動力Hが入力される。クランク12は、フレーム16に対して回転可能なクランク軸12Aと、クランク軸12Aの軸方向の両端部にそれぞれ設けられるクランクアーム12Bとを含む。人力駆動車両10は、クランク12を第1方向A1に回転させることによって前進する。各クランクアーム12Bには、ペダル18が連結される。駆動輪14は、クランク12が回転することによって駆動される。駆動輪14は、フレーム16に支持される。クランク12と駆動輪14とは、駆動機構20によって連結される。駆動機構20は、クランク軸12Aに結合される第1回転体22を含む。クランク軸12Aと第1回転体22とは、第1ワンウェイクラッチ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12が前転した場合に、第1回転体22を前転させ、クランク12が後転した場合に、第1回転体22を後転させないように構成される。第1回転体22は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。駆動機構20は、連結部材26と、第2回転体24とをさらに含む。連結部材26は、第1回転体22の回転力を第2回転体24に伝達する。連結部材26は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。 As shown in FIG. 1, the human-powered vehicle 10 includes a crank 12. Human-powered vehicle 10 further includes drive wheels 14 and a frame 16. A manual driving force H is input to the crank 12. The crank 12 includes a crankshaft 12A that can rotate with respect to the frame 16, and crank arms 12B that are provided at both ends of the crankshaft 12A in the axial direction. The human-powered vehicle 10 moves forward by rotating the crank 12 in the first direction A1. A pedal 18 is connected to each crank arm 12B. The drive wheel 14 is driven by the rotation of the crank 12. The drive wheel 14 is supported by the frame 16. The crank 12 and the drive wheel 14 are connected by a drive mechanism 20. Drive mechanism 20 includes a first rotating body 22 coupled to crankshaft 12A. The crankshaft 12A and the first rotating body 22 may be coupled via a first one-way clutch. The first one-way clutch is configured to cause the first rotating body 22 to rotate forward when the crank 12 rotates forward and to prevent the first rotating body 22 from rotating backward when the crank 12 rotates backward. The first rotating body 22 includes a sprocket, a pulley, or a bevel gear. The drive mechanism 20 further includes a connecting member 26 and a second rotating body 24. The connecting member 26 transmits the rotational force of the first rotating body 22 to the second rotating body 24. The connecting member 26 includes, for example, a chain, a belt, or a shaft.
第2回転体24は、駆動輪14に連結される。第2回転体24は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを含む。第2回転体24と駆動輪14との間には、第2ワンウェイクラッチが設けられていることが好ましい。第2ワンウェイクラッチは、第2回転体24が前転した場合に、駆動輪14を前転させ、第2回転体24が後転した場合に、駆動輪14を後転させないように構成される。 The second rotating body 24 is connected to the drive wheel 14. The second rotating body 24 includes a sprocket, a pulley, or a bevel gear. A second one-way clutch is preferably provided between the second rotating body 24 and the drive wheel 14. The second one-way clutch is configured such that when the second rotating body 24 rotates forward, the driving wheel 14 rotates forward, and when the second rotating body 24 rotates backward, the driving wheel 14 does not rotate backward. .
人力駆動車両10は、車輪を含む。車輪は、前輪および後輪を含む。フレーム16には、フロントフォーク16Aを介して前輪が取り付けられている。フロントフォーク16Aには、ハンドルバー16Cがステム16Bを介して連結されている。以下の実施形態では、後輪を駆動輪14として説明するが、前輪が駆動輪14であってもよい。 Human-powered vehicle 10 includes wheels. The wheel includes a front wheel and a rear wheel. A front wheel is attached to the frame 16 via a front fork 16A. A handlebar 16C is connected to the front fork 16A via a stem 16B. In the following embodiment, the rear wheel is described as the drive wheel 14, but the front wheel may be the drive wheel 14.
変速機28は、アクチュエータ30とともに変速装置32を構成する。人力駆動車両10の人力駆動力Hが入力される入力回転体の回転速度に対する人力駆動車両10の駆動輪14の回転速度の比率Rを変更する。入力回転体は、クランク12を含む。変速機28は、比率Rを段階的に変更可能に構成される。変速機28は、比率Rを無段階に変更可能に構成されていてもよい。アクチュエータ30は、変速機28に変速動作を実行させる。変速機28は、制御部62によって制御される。アクチュエータ30は、制御部62と有線または無線によって通信可能に接続されている。アクチュエータ30は、例えば電力線通信(PLC;power line communication)によって制御部62と通信可能である。アクチュエータ30は、制御部62からの制御信号に応じて変速機28に変速動作を実行させる。変速機28は、内装変速機および外装変速機(ディレイラ)の少なくとも一方を含む。変速機28は、ケーブルによって動作する機械式の変速機28であってもよい。 The transmission 28 constitutes a transmission 32 together with the actuator 30. The ratio R of the rotational speed of the drive wheels 14 of the human-powered vehicle 10 to the rotational speed of the input rotating body to which the human-powered vehicle H is input is changed. The input rotator includes a crank 12. The transmission 28 is configured such that the ratio R can be changed in stages. The transmission 28 may be configured such that the ratio R can be changed steplessly. The actuator 30 causes the transmission 28 to perform a speed change operation. The transmission 28 is controlled by the control unit 62. The actuator 30 is communicably connected to the control unit 62 by wire or wireless. The actuator 30 can communicate with the control unit 62 by, for example, power line communication (PLC). The actuator 30 causes the transmission 28 to execute a shift operation in response to a control signal from the control unit 62. The transmission 28 includes at least one of an internal transmission and an external transmission (derailleur). The transmission 28 may be a mechanical transmission 28 that operates by a cable.
人力駆動車両10は、変速機28を操作するように構成される変速操作装置34をさらに含む。変速操作装置34は、例えばハンドルバーに設けられる。変速操作装置34は、ユーザが操作するように構成される操作部材と、操作部材の動きを検出する検出部とを含む。操作部材が操作されると、検出部が操作部材の動きを検出して、変速信号を出力する。変速信号は、シフトアップのための第1変速信号、および、シフトダウンのための第2変速信号を含む。操作部材は、例えば第1操作部材および第2操作部材を含む。第1操作部材が操作されると、変速操作装置34から第1変速信号が出力される。第2操作部材が操作されると、変速操作装置34から第2変速信号が出力される。第1操作部材および第2操作部材は、レバーおよびボタンなどを含む。検出部は、電気スイッチおよび磁気センサなどを含む。 Human-powered vehicle 10 further includes a shift operating device 34 configured to operate transmission 28. The speed change operation device 34 is provided on a handlebar, for example. The speed change operation device 34 includes an operation member configured to be operated by a user and a detection unit that detects movement of the operation member. When the operation member is operated, the detection unit detects the movement of the operation member and outputs a shift signal. The shift signal includes a first shift signal for upshifting and a second shift signal for downshifting. The operation member includes, for example, a first operation member and a second operation member. When the first operation member is operated, a first shift signal is output from the shift operation device 34. When the second operating member is operated, a second shift signal is output from the shift operation device 34. The first operation member and the second operation member include a lever and a button. The detection unit includes an electrical switch and a magnetic sensor.
人力駆動車両用制動システム40は、制御装置60と、制動装置42と含む。人力駆動車両用制動システム40は、バッテリ44をさらに含む。 The manually driven vehicle braking system 40 includes a control device 60 and a braking device 42. The manually driven vehicle braking system 40 further includes a battery 44.
バッテリ44は、1または複数のバッテリセルを含む。バッテリセルは、充電池を含む。バッテリ44は、人力駆動車両10に設けられ、バッテリ44と有線で電気的に接続されている他の電機部品、例えば、モータ48および制御装置60に電力を供給する。バッテリ44は、制御部62と有線または無線によって通信可能に接続されている。バッテリ44は、例えば電力線通信(PLC)によって制御部62と通信可能である。バッテリ44は、フレーム16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16の内部に収容されてもよい。 The battery 44 includes one or more battery cells. The battery cell includes a rechargeable battery. The battery 44 is provided in the human-powered vehicle 10 and supplies electric power to other electric parts, for example, the motor 48 and the control device 60, which are electrically connected to the battery 44 in a wired manner. The battery 44 is communicably connected to the control unit 62 by wire or wireless. The battery 44 can communicate with the control unit 62 by, for example, power line communication (PLC). The battery 44 may be attached to the outside of the frame 16, or at least a part of the battery 44 may be accommodated inside the frame 16.
制動装置42は、電動アクチュエータ46によって人力駆動車両10の制動力Bを変更する。電動アクチュエータ46は、モータ48を含む。モータ48は、駆動回路50とともにドライブユニットを構成する。モータ48および駆動回路50は、同一のハウジングに設けられることが好ましい。駆動回路50は、バッテリ44からモータ48に供給される電力を制御する。駆動回路50は、制御装置60の制御部62と有線または無線によって通信可能に接続されている。駆動回路50は、例えばシリアル通信によって制御部62と通信可能である。駆動回路50は、制御部62からの制御信号に応じてモータ48を駆動させる。モータ48は、人力駆動車両10の推進をアシストするように構成される。モータ48は、電気モータを含む。モータ48は、ペダル18から後輪までの人力駆動力Hの伝達経路、または、前輪に回転を伝達するように設けられる。モータ48は、人力駆動車両10のフレーム16、後輪、または、前輪に設けられる。モータ48が、人力駆動車両10の後輪、または、前輪に設けられる場合、モータ48はハブに設けられ、いわゆるハブモータを構成することが好ましい。ハブモータでは、モータ48とハブとの間の動力伝達経路にはワンウェイクラッチが設けられない。一例では、モータ48は、クランク軸12Aから第1回転体22までの動力伝達経路に結合される。この場合、モータ48から駆動輪14までの動力伝達経路には、ワンウェイクラッチが設けられない。これによって、駆動輪14の回転力をモータ48に伝達することができる。モータ48および駆動回路50が設けられるハウジングには、モータ48および駆動回路50以外の構成が設けられてもよく、例えばモータ48の回転を減速して出力する減速機が設けられてもよい。 The braking device 42 changes the braking force B of the human-powered vehicle 10 by the electric actuator 46. The electric actuator 46 includes a motor 48. The motor 48 forms a drive unit together with the drive circuit 50. The motor 48 and the drive circuit 50 are preferably provided in the same housing. The drive circuit 50 controls power supplied from the battery 44 to the motor 48. The drive circuit 50 is communicably connected to the control unit 62 of the control device 60 by wire or wireless. The drive circuit 50 can communicate with the control unit 62 by, for example, serial communication. The drive circuit 50 drives the motor 48 in accordance with a control signal from the control unit 62. The motor 48 is configured to assist the propulsion of the human-powered vehicle 10. The motor 48 includes an electric motor. The motor 48 is provided so as to transmit rotation to the transmission path of the human driving force H from the pedal 18 to the rear wheel, or to the front wheel. The motor 48 is provided on the frame 16, the rear wheel, or the front wheel of the human-powered vehicle 10. When the motor 48 is provided on the rear wheel or the front wheel of the human-powered vehicle 10, it is preferable that the motor 48 is provided on a hub and constitutes a so-called hub motor. In the hub motor, a one-way clutch is not provided in the power transmission path between the motor 48 and the hub. In one example, the motor 48 is coupled to a power transmission path from the crankshaft 12 </ b> A to the first rotating body 22. In this case, a one-way clutch is not provided in the power transmission path from the motor 48 to the drive wheel 14. As a result, the rotational force of the drive wheel 14 can be transmitted to the motor 48. The housing in which the motor 48 and the drive circuit 50 are provided may be provided with a configuration other than the motor 48 and the drive circuit 50. For example, a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the motor 48 may be provided.
制御装置60は、制御部62を含む。制御装置60は、記憶部64、クランク回転センサ66、車速センサ68、および、トルクセンサ70をさらに含む。前記駆動回路50は、制御装置60に含まれていてもよい。 The control device 60 includes a control unit 62. Control device 60 further includes a storage unit 64, a crank rotation sensor 66, a vehicle speed sensor 68, and a torque sensor 70. The drive circuit 50 may be included in the control device 60.
制御部62は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばCPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro Processing Unit)を含む。制御部62は、1または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。記憶部64には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部64は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。制御部62および記憶部64は、例えばモータ48が設けられるハウジングに設けられることが好ましい。 Control unit 62 includes an arithmetic processing unit that executes a predetermined control program. The arithmetic processing unit includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit). The control unit 62 may include one or a plurality of microcomputers. The storage unit 64 stores various control programs and information used for various control processes. The storage unit 64 includes, for example, a nonvolatile memory and a volatile memory. The control unit 62 and the storage unit 64 are preferably provided, for example, in a housing in which the motor 48 is provided.
制御部62は、変速操作装置34からの変速信号に応じて、アクチュエータ30を駆動して、変速機28に変速を実行させる。制御部62は、変速操作装置34と無線または有線で接続される。制御部62が、変速操作装置34と無線で接続される場合、制御装置60および変速操作装置34は、それぞれ無線通信装置を含む。制御部62が、変速操作装置34と有線で接続される場合、制御装置60および変速操作装置34は、電力線通信を行うための通信装置を含んでいてもよい。制御部62が変速操作装置34から変速信号を受信できる構成であれば、制御部62と変速操作装置34との間の通信方式は限定されない。制御部62は、第1変速信号を受け取ると、シフトアップが可能であれば、シフトアップするように変速装置32を制御する。制御部62は、第2変速信号を受け取ると、シフトダウンが可能であれば、シフトダウンするように変速装置32を制御する。変速装置32は、アクチュエータ30および変速機28の状態を検出するための変速センサをさらに含む。制御部62は、変速センサからの信号を受信して、変速機28の変速状態を検出する。変速機28によって比率Rを段階的に変更する場合、制御部62は、変速機28の変速状態を検出することによって、現在の変速ステージを判定する。 The control unit 62 drives the actuator 30 in accordance with the shift signal from the shift operation device 34 to cause the transmission 28 to execute a shift. The control unit 62 is connected to the speed change operation device 34 wirelessly or by wire. When control unit 62 is wirelessly connected to shift operation device 34, control device 60 and shift operation device 34 each include a wireless communication device. When the control unit 62 is connected to the speed change operation device 34 by wire, the control device 60 and the speed change operation device 34 may include a communication device for performing power line communication. The communication method between the control unit 62 and the speed change operation device 34 is not limited as long as the control unit 62 can receive the speed change signal from the speed change operation device 34. When the control unit 62 receives the first shift signal, the control unit 62 controls the transmission 32 to shift up if it is possible to shift up. When the control unit 62 receives the second shift signal, the control unit 62 controls the transmission 32 to shift down if it is possible to shift down. Transmission 32 further includes a shift sensor for detecting the state of actuator 30 and transmission 28. The control unit 62 receives a signal from the shift sensor and detects the shift state of the transmission 28. When the ratio R is changed stepwise by the transmission 28, the control unit 62 determines the current shift stage by detecting the shift state of the transmission 28.
クランク回転センサ66は、クランク12の回転速度を検出する。クランク回転センサ66は、人力駆動車両10のフレーム16、モータ48が設けられるハウジングに取り付けられる。クランク回転センサ66は、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを含んで構成される。周方向に磁界の強度が変化する環状の磁石が、クランク軸12Aまたはクランク軸12Aから第1回転体22までの間の動力伝達経路に設けられる。クランク回転センサ66は、制御部62と有線または無線によって通信可能に接続されている。クランク回転センサ66は、クランク12の回転速度Nに応じた信号を制御部62に出力する。クランク回転センサ66は、クランク12の回転方向の検出を行うように構成される。 The crank rotation sensor 66 detects the rotation speed of the crank 12. The crank rotation sensor 66 is attached to a housing in which the frame 16 and the motor 48 of the human-powered vehicle 10 are provided. The crank rotation sensor 66 includes a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to the strength of the magnetic field. An annular magnet whose magnetic field strength changes in the circumferential direction is provided in the crankshaft 12A or the power transmission path between the crankshaft 12A and the first rotating body 22. The crank rotation sensor 66 is communicably connected to the control unit 62 by wire or wireless. The crank rotation sensor 66 outputs a signal corresponding to the rotational speed N of the crank 12 to the control unit 62. The crank rotation sensor 66 is configured to detect the rotation direction of the crank 12.
クランク回転センサ66は、クランク軸12Aから第1回転体22までの人力駆動力Hの伝達経路において、クランク軸12Aと一体に回転する部材に設けられてもよい。例えば、クランク回転センサ66は、クランク軸12Aと第1回転体22との間にワンウェイクラッチが設けられない場合、第1回転体22に設けられてもよい。 The crank rotation sensor 66 may be provided on a member that rotates integrally with the crankshaft 12 </ b> A in the transmission path of the manual driving force H from the crankshaft 12 </ b> A to the first rotating body 22. For example, the crank rotation sensor 66 may be provided on the first rotating body 22 when a one-way clutch is not provided between the crankshaft 12 </ b> A and the first rotating body 22.
車速センサ68は、車輪の回転速度を検出する。車速センサ68は、有線または無線によって制御部62と電気的に接続されている。車速センサ68は、制御部62と有線または無線によって通信可能に接続されている。車速センサ68は、車輪の回転速度に応じた信号を制御部62に出力する。制御部62は、車輪の回転速度に基づいて人力駆動車両10の車速Vを演算する。制御部62は、車速Vが所定値以上になると、モータ48による人力駆動車両10の推進のアシストを停止する。所定値は、例えば時速25Km、または、時速45Kmである。車速センサ68は、リードスイッチを構成する磁性体リード、または、ホール素子を含むことが好ましい。車速センサ68は、フレーム16のチェーンステイに取り付けられ、後輪に取り付けられる磁石を検出する構成としてもよく、フロントフォークに設けられ、前輪に取り付けられる磁石を検出する構成としてもよい。 The vehicle speed sensor 68 detects the rotational speed of the wheel. The vehicle speed sensor 68 is electrically connected to the control unit 62 by wire or wireless. The vehicle speed sensor 68 is communicably connected to the control unit 62 by wire or wireless. The vehicle speed sensor 68 outputs a signal corresponding to the rotational speed of the wheel to the control unit 62. The control unit 62 calculates the vehicle speed V of the human-powered vehicle 10 based on the rotational speed of the wheels. When the vehicle speed V becomes equal to or higher than a predetermined value, the controller 62 stops assisting the propulsion of the human-powered vehicle 10 by the motor 48. The predetermined value is, for example, 25 km / h or 45 km / h. The vehicle speed sensor 68 preferably includes a magnetic lead constituting a reed switch or a Hall element. The vehicle speed sensor 68 may be configured to detect a magnet attached to the chain stay of the frame 16 and attached to the rear wheel, or may be provided to a front fork and detect a magnet attached to the front wheel.
トルクセンサ70は、クランク軸12Aから第1回転体22の間の動力伝達経路に設けられることが好ましい。モータ48の出力が、クランク軸12Aから第1回転体22までの動力伝達経路に結合される場合には、トルクセンサ70は、例えば、モータ48が設けられるハウジングに設けられる。トルクセンサ70は、クランク12に入力される人力駆動力HのトルクHTを検出する。トルクセンサ70は、例えば、動力伝達経路のうちの第1ワンウェイクラッチよりも上流側に設けられる。トルクセンサ70は、歪センサまたは磁歪センサなどを含む。歪センサは、歪ゲージを含む。トルクセンサ70が歪センサを含む場合、歪センサは、動力伝達経路に含まれる回転体の外周部に設けられる。トルクセンサ70は、無線または有線の通信部を含んでいてもよい。トルクセンサ70の通信部は、制御部62と通信可能に構成される。 The torque sensor 70 is preferably provided in a power transmission path between the crankshaft 12 </ b> A and the first rotating body 22. When the output of the motor 48 is coupled to the power transmission path from the crankshaft 12A to the first rotating body 22, the torque sensor 70 is provided, for example, in a housing in which the motor 48 is provided. The torque sensor 70 detects the torque HT of the human driving force H input to the crank 12. For example, the torque sensor 70 is provided on the upstream side of the first one-way clutch in the power transmission path. The torque sensor 70 includes a strain sensor or a magnetostrictive sensor. The strain sensor includes a strain gauge. When the torque sensor 70 includes a strain sensor, the strain sensor is provided on the outer peripheral portion of the rotating body included in the power transmission path. The torque sensor 70 may include a wireless or wired communication unit. The communication unit of the torque sensor 70 is configured to be able to communicate with the control unit 62.
制御部62は、人力駆動力Hに応じて、人力駆動車両10の推進をアシストするようにモータ48を制御する。制御部62は、クランク12が第1方向A1に回転する場合に、モータ48の出力トルクが予め定める上限値になるか、または、車速Vが予め定める第1の速度になるまでは、人力駆動力Hが大きくなると、モータ48によるアシスト力が大きくなるようにモータ48を制御する。制御部62は、クランク12が第1方向A1に回転する場合に、車速Vが予め定める第1の速度になると、人力駆動力Hに対するモータ48のアシスト力の比率が徐々に小さくなるようにモータ48を制御することが好ましい。制御部62は、車速Vが予め定める第1の速度よりも高い予め定める第2の速度になると、モータ48による人力駆動車両10の推進のアシストを停止させることが好ましい。制御部62は、制動装置42によって人力駆動車両10の制動を行う場合、モータ48による人力駆動車両10の推進のアシストを停止させる。人力駆動力Hに対するモータ48のアシスト力の比率は、予め定められている。制御部62は、人力駆動力Hに対するモータ48のアシスト力の比率が異なる複数のモード、および、モータ48にアシスト力を発生させないアシスト停止モードの少なくとも1つのモードでモータ48を制御するように構成されていてもよい。 The control unit 62 controls the motor 48 so as to assist the propulsion of the human-powered vehicle 10 according to the human-powered driving force H. When the crank 12 rotates in the first direction A1, the control unit 62 performs manual driving until the output torque of the motor 48 reaches a predetermined upper limit value or until the vehicle speed V reaches a predetermined first speed. When the force H increases, the motor 48 is controlled so that the assist force by the motor 48 increases. When the crank 12 rotates in the first direction A1, when the vehicle speed V reaches a predetermined first speed, the control unit 62 controls the motor 48 so that the ratio of the assist force of the motor 48 to the human power driving force H gradually decreases. 48 is preferably controlled. The controller 62 preferably stops assisting the propulsion of the human-powered vehicle 10 by the motor 48 when the vehicle speed V reaches a predetermined second speed higher than the predetermined first speed. When the braking device 42 brakes the human-powered vehicle 10, the control unit 62 stops assisting the propulsion of the human-powered vehicle 10 by the motor 48. The ratio of the assist force of the motor 48 to the manpower driving force H is determined in advance. The control unit 62 is configured to control the motor 48 in at least one of a plurality of modes in which the ratio of the assist force of the motor 48 to the human driving force H is different and an assist stop mode in which the motor 48 does not generate an assist force. May be.
制御部62は、制動装置42を制御する。制御部62は、人力駆動車両10に入力される人力駆動力Hの仕事率WHに応じて電動アクチュエータ46を制御する。人力駆動力Hの仕事率WHは、人力駆動力HのトルクHTとクランク12の回転速度Nとの乗算によって算出される。より詳細には、人力駆動力Hの仕事率WHは、以下の(1)式で求めることができる。 The control unit 62 controls the braking device 42. The control unit 62 controls the electric actuator 46 according to the power WH of the human driving force H input to the human driving vehicle 10. The power WH of the human driving force H is calculated by multiplying the torque HT of the human driving force H by the rotational speed N of the crank 12. More specifically, the power WH of the human driving force H can be obtained by the following equation (1).
WH=(2π/60)×HT×N×η …(1)
WH:人力駆動力Hの仕事率
HT:人力駆動力Hのトルク
N:クランク12の回転速度=1分間にクランク12が回転する回数
η:効率(予め定める定数)
WH = (2π / 60) × HT × N × η (1)
WH: Power of human driving force H HT: Torque of human driving force H N: Rotational speed of crank 12 = number of rotations of crank 12 per minute η: Efficiency (predetermined constant)
制御部62は、モータ48に制動動作または回生動作をさせることによって、制動力Bを発生させる。制御部62がモータ48に回生動作をさせることによって、制動力Bを発生させる場合、バッテリ44は、モータ48の回生動作によって発生する電気エネルギによって充電可能に構成される。制御部62は、駆動回路50を制御して、モータ48に回生動作をさせる。制御部62がモータ48に回生動作をさせないで、制動力Bを発生させる場合、例えば制御部62はモータ48に直流制動させる。制御部62は、モータ48に抵抗器を電気的に接続させることによって、電気エネルギを熱エネルギに変換させてもよい。 The control unit 62 generates the braking force B by causing the motor 48 to perform a braking operation or a regenerative operation. When the control unit 62 causes the motor 48 to perform a regenerative operation to generate the braking force B, the battery 44 is configured to be able to be charged by electric energy generated by the regenerative operation of the motor 48. The control unit 62 controls the drive circuit 50 to cause the motor 48 to perform a regenerative operation. When the control unit 62 does not cause the motor 48 to perform a regenerative operation and generates the braking force B, for example, the control unit 62 causes the motor 48 to perform DC braking. The controller 62 may convert electrical energy into thermal energy by electrically connecting a resistor to the motor 48.
制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが低下する場合、制動力Bを発生させるように電動アクチュエータ46を制御する。制御部62は、クランク12が第1方向A1に回転する場合、かつ、人力駆動力Hの仕事率WHが低下する場合、制動力Bを発生させるように電動アクチュエータ46を制御する。制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHの低下量が大きいほど、制動力Bを大きくすることが好ましい。 The control unit 62 controls the electric actuator 46 so as to generate the braking force B when the power WH of the human driving force H decreases. The control unit 62 controls the electric actuator 46 to generate the braking force B when the crank 12 rotates in the first direction A1 and when the work rate WH of the human driving force H decreases. It is preferable that the control unit 62 increases the braking force B as the reduction amount of the power WH of the human driving force H increases.
制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが変化しない場合、人力駆動力Hの仕事率WHに応じた制動装置42による制動を行わないように電動アクチュエータ46を制御する。制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇する場合、人力駆動力Hの仕事率WHに応じた制動装置42による制動を行わないように電動アクチュエータ46を制御する。 When the power WH of the human power driving force H does not change, the control unit 62 controls the electric actuator 46 so that the braking device 42 does not perform braking according to the power WH of the human power driving force H. When the power WH of the human power driving force H increases, the control unit 62 controls the electric actuator 46 so that the braking device 42 does not perform braking according to the power WH of the human power driving power H.
制御部62は、比率Rが変化した場合、人力駆動力Hの仕事率WHに応じた制動装置42による制動を行わないように電動アクチュエータ46を制御する。 When the ratio R changes, the control unit 62 controls the electric actuator 46 so as not to perform braking by the braking device 42 according to the work rate WH of the human driving force H.
一例では、制御部62は、第1制御状態と第2制御状態とを切替可能に構成される。制御部62は、第1制御状態では、人力駆動車両10に入力される人力駆動力Hの仕事率WHに応じて制動力Bを発生させるように電動アクチュエータ46を制御する。制御部62は、第2制御状態では、人力駆動車両10に入力される人力駆動力Hの仕事率WHに応じて制動力Bを発生させないように電動アクチュエータ46を制御する。第1制御状態と第2制御状態とは、例えば、ユーザが操作可能な操作部の操作によって切り替えられる。操作部は、人力駆動車両10に含まれてもよく、制御部62に接続可能な外部装置に含まれていてもよい。 In one example, the control unit 62 is configured to be switchable between a first control state and a second control state. In the first control state, the control unit 62 controls the electric actuator 46 to generate the braking force B according to the power WH of the human power driving force H input to the human power driving vehicle 10. In the second control state, the control unit 62 controls the electric actuator 46 so as not to generate the braking force B according to the power WH of the human power driving force H input to the human power driving vehicle 10. The first control state and the second control state are switched by, for example, operation of an operation unit that can be operated by the user. The operation unit may be included in the human-powered vehicle 10 or may be included in an external device that can be connected to the control unit 62.
図3を参照して、電動アクチュエータ46によって制動する処理について説明する。制御部62は、制御部62にバッテリ44から電力が供給されると、処理を開始して図4に示すフローチャートのステップS11に移行する。制御部62は、電力が供給されている限り、所定周期ごとにステップS11からの処理を実行する。 With reference to FIG. 3, the process which brakes with the electric actuator 46 is demonstrated. When power is supplied from the battery 44 to the control unit 62, the control unit 62 starts processing and proceeds to step S11 of the flowchart shown in FIG. As long as power is supplied, the control unit 62 executes the processing from step S11 every predetermined period.
制御部62は、ステップS11において、クランク12が第1方向A1に回転しているか否かを判定する。制御部62は、クランク12が第1方向A1に回転していない場合、処理を終了する。制御部62は、クランク12が第1方向A1に回転していると判定した場合、ステップS12に移行する。 In step S11, the controller 62 determines whether or not the crank 12 is rotating in the first direction A1. When the crank 12 is not rotating in the first direction A1, the control unit 62 ends the process. When determining that the crank 12 is rotating in the first direction A1, the control unit 62 proceeds to step S12.
制御部62は、ステップS12において、人力駆動力Hの仕事率WHが低下しているか否かを判定する。制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが低下していないと判定した場合、処理を終了する。このため、制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇している場合、および、人力駆動力Hの仕事率WHが変化していない場合、電動アクチュエータ46による制動を行わない。制御部62は、ステップS12において、人力駆動力Hの仕事率WHの低下量が所定値DW以上の場合に人力駆動力Hの仕事率WHが低下していると判定してもよい。この場合、人力駆動力Hの仕事率WHの微小な変動によって電動アクチュエータ46による制動が行われることが抑制される。制御部62は、ステップS12において、人力駆動力Hの仕事率WHが低下していると判定すると、ステップS13に移行する。 In step S12, the control unit 62 determines whether or not the work rate WH of the human power driving force H is reduced. When the control unit 62 determines that the power WH of the human driving force H has not decreased, the process ends. For this reason, the control unit 62 does not perform braking by the electric actuator 46 when the power WH of the human power driving force H is increasing and when the power WH of the human power driving force H is not changed. In step S12, the control unit 62 may determine that the power WH of the human power driving force H is decreased when the amount of decrease in the power WH of the human power driving force H is equal to or greater than the predetermined value DW. In this case, braking by the electric actuator 46 due to minute fluctuations in the work rate WH of the human driving force H is suppressed. If the control part 62 determines in step S12 that the work rate WH of the human power driving force H is decreasing, the control part 62 proceeds to step S13.
制御部62は、ステップS13において、比率Rが変化したか否かを判定する。具体的には、制御部62は、ステップS13による判定よりも所定時間前までに比率Rが変化したと判定した場合、比率Rが変化したと判定する。制御部62は、クランク回転センサ66および車速センサ68によって検出されたクランク12の回転速度Nと、車速Vとの比率が変化した場合、比率Rが変化したと判定する。制御部62は、比率Rを変更するように変速機28を制御した場合、比率Rが変化したと判定してもよい。制御部62は、変速機28の動作状態が変化した場合の変速センサからの信号に応じて、比率Rが変化したと判定してもよい。制御部62は、変速操作装置34が操作された場合、例えば変速信号を受信すると比率Rが変化したと判定してもよい。制御部62は、比率Rが変化したと判定すると、処理を終了する。制御部62は、比率Rが変化していないと判定すると、ステップS14に移行する。 In step S13, the controller 62 determines whether the ratio R has changed. Specifically, when it is determined that the ratio R has changed a predetermined time before the determination in step S13, the control unit 62 determines that the ratio R has changed. When the ratio between the rotational speed N of the crank 12 detected by the crank rotation sensor 66 and the vehicle speed sensor 68 and the vehicle speed V changes, the control unit 62 determines that the ratio R has changed. The control unit 62 may determine that the ratio R has changed when the transmission 28 is controlled to change the ratio R. The control unit 62 may determine that the ratio R has changed according to a signal from the shift sensor when the operating state of the transmission 28 has changed. For example, when the shift operation device 34 is operated, the control unit 62 may determine that the ratio R has changed when a shift signal is received. If the control unit 62 determines that the ratio R has changed, the process ends. If the controller 62 determines that the ratio R has not changed, the controller 62 proceeds to step S14.
制御部62は、ステップS14において、電動アクチュエータ46を制御し、モータ48に制動動作または回生動作をさせて処理を終了する。ステップS14において、制御部62がモータ48に回生動作させる場合、バッテリ44の充電レベルが第1レベル以下の場合、電気エネルギをバッテリ44に充電し、バッテリ44の充電レベルが第1レベルを超える場合、電気エネルギを抵抗器に消費させることが好ましい。制御部62は、ステップS14において、人力駆動力Hの仕事率WHの低下量が大きくなるほど制動力Bが大きくなるように電動アクチュエータ46を制御することが好ましい。制御部62は、ステップS14において、予め定められる一定の制動力Bが発生するように電動アクチュエータ46を制御してもよい。 In step S14, the control unit 62 controls the electric actuator 46, causes the motor 48 to perform a braking operation or a regenerative operation, and ends the process. In step S14, when the control unit 62 causes the motor 48 to perform a regenerative operation, when the charge level of the battery 44 is equal to or lower than the first level, the electric energy is charged into the battery 44, and the charge level of the battery 44 exceeds the first level. It is preferred that electrical energy be consumed by the resistor. In step S14, the control unit 62 preferably controls the electric actuator 46 so that the braking force B increases as the amount of decrease in the power WH of the human driving force H increases. In step S14, the controller 62 may control the electric actuator 46 so that a predetermined braking force B is generated.
(変形例)
上記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および人力駆動車両用制動システム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および人力駆動車両用制動システムは、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、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、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Modification)
The description related to the above embodiment is an example of a form that can be taken by the control device for manpowered vehicle and the braking system for manpowered vehicle according to the present invention, and is not intended to limit the form. The control device for human-powered vehicles and the braking system for human-powered vehicles according to the present invention may take a form in which, for example, the following modified example of the above-described embodiment and at least two modified examples not contradicting each other are combined. In the following modified examples, the same reference numerals as those in the embodiment are given to portions common to the embodiment, and the description thereof is omitted.
・制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが所定値以下W1の場合、制動力Bを発生させるように電動アクチュエータ46を制御するようにしてもよい。例えば、図3に示すステップS12の処理を、図4のステップS21の処理に変更する。制御部62は、ステップS11において、クランク12が第1方向A1に回転していると判定すると、ステップS21の処理に移行する。制御部62は、ステップS21において、人力駆動力Hの仕事率WHが所定値W1以下か否かを判定する。制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが所定値W1よりも大きい場合、処理を終了する。制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが所定値W1よりも以下の場合、ステップS13に移行する。 The control unit 62 may control the electric actuator 46 to generate the braking force B when the power WH of the human driving force H is equal to or less than a predetermined value W1. For example, the process in step S12 shown in FIG. 3 is changed to the process in step S21 in FIG. If the control unit 62 determines in step S11 that the crank 12 is rotating in the first direction A1, the process proceeds to step S21. In step S21, the controller 62 determines whether or not the power WH of the human driving force H is equal to or less than a predetermined value W1. When the power WH of the human driving force H is greater than the predetermined value W1, the control unit 62 ends the process. When the power WH of the human driving force H is less than the predetermined value W1, the control unit 62 proceeds to step S13.
・制御部62は、比率Rが変化した場合、比率Rが変化する前と比較して制動力Bを低下させるように電動アクチュエータ46を制御するようにしてもよい。例えば、図3の処理に図5に示すステップS31およびステップS32を追加する。制御部62は、ステップS13において、比率Rが変化したと判定した場合、ステップS31に移行する。制御部62は、ステップS31において、制動力Bを発生させているか否かを判定する。制御部62は、制動力Bを発生させていないと判定した場合、処理を終了する。制御部62は、制動力Bを発生させていると判定した場合、ステップS32に移行する。制御部62は、ステップS32において、制動力Bが低下するように電動アクチュエータ46を制御して処理を終了する。図5の処理では、比率Rが変化した場合、制動力Bが制御周期ごとに小さくなるように、制御部62が電動アクチュエータ46を制御してもよく、最初にステップS32の処理を実行するときに、制動力が0になるように電動アクチュエータ46を制御してもよい。 The control unit 62 may control the electric actuator 46 so that the braking force B is reduced when the ratio R changes compared to before the ratio R changes. For example, step S31 and step S32 shown in FIG. 5 are added to the process of FIG. If the controller 62 determines in step S13 that the ratio R has changed, the controller 62 proceeds to step S31. In step S31, the controller 62 determines whether or not the braking force B is generated. When the control unit 62 determines that the braking force B is not generated, the process ends. When determining that the braking force B is being generated, the control unit 62 proceeds to step S32. In step S <b> 32, the control unit 62 controls the electric actuator 46 so that the braking force B decreases, and ends the process. In the process of FIG. 5, when the ratio R changes, the control unit 62 may control the electric actuator 46 so that the braking force B becomes smaller every control cycle, and when the process of step S32 is executed for the first time. In addition, the electric actuator 46 may be controlled so that the braking force becomes zero.
・制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇する場合、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇する前の制動力Bと比較して、制動力Bが低下するように電動アクチュエータ46を制御するようにしてもよい。例えば、図3の処理に図6に示すステップS40、ステップS41、および、ステップS42を追加する。制御部62は、ステップS12において、人力駆動力Hの仕事率WHが低下していないと判定した場合、ステップS40に移行する。制御部62は、ステップS40において、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇しているか否かを判定する。制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇していないと判定した場合、処理を終了する。制御部62は、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇していると判定した場合、ステップS41に移行する。制御部62は、ステップS41において、制動力Bを発生させているか否かを判定する。制御部62は、制動力Bを発生させていないと判定した場合、処理を終了する。制御部62は、制動力Bを発生させていると判定した場合、ステップS42に移行する。制御部62は、ステップS42において、制動力Bが低下するように電動アクチュエータ46を制御して処理を終了する。図6の処理では、人力駆動力Hの仕事率WHが上昇した場合、制動力Bが制御周期ごとに小さくなるように、制御部62が電動アクチュエータ46を制御してもよく、最初にステップS42の処理を実行するときに、制動力が0になるように電動アクチュエータ46を制御してもよい。 -When the work rate WH of the human power driving force H is increased, the control unit 62 is an electric actuator so that the braking force B is decreased as compared with the braking force B before the power rate WH of the human power driving force H is increased. 46 may be controlled. For example, step S40, step S41, and step S42 shown in FIG. 6 are added to the process of FIG. If the control unit 62 determines in step S12 that the power WH of the human driving force H has not decreased, the control unit 62 proceeds to step S40. In step S40, the controller 62 determines whether or not the work rate WH of the human driving force H is increasing. If the control unit 62 determines that the power WH of the human driving force H has not increased, the process ends. When the control unit 62 determines that the power WH of the human driving force H is increasing, the control unit 62 proceeds to step S41. In step S41, the controller 62 determines whether or not the braking force B is generated. When the control unit 62 determines that the braking force B is not generated, the process ends. When determining that the braking force B is generated, the control unit 62 proceeds to step S42. In step S42, the control unit 62 controls the electric actuator 46 so that the braking force B decreases, and ends the process. In the process of FIG. 6, when the work rate WH of the human driving force H increases, the control unit 62 may control the electric actuator 46 so that the braking force B decreases for each control cycle. When the process is executed, the electric actuator 46 may be controlled so that the braking force becomes zero.
・図6の処理に図5に示すステップS31およびステップS32を追加してもよい。
・図3〜図6の処理およびその変形例の処理において、ステップS11の処理を省略することもできる。
・図3、図4、および、図6の処理において、ステップS13の処理を省略することもできる。
-Step S31 and step S32 shown in FIG. 5 may be added to the processing of FIG.
-The process of step S11 can also be abbreviate | omitted in the process of FIGS. 3-6 and the process of the modification.
In the processes of FIGS. 3, 4, and 6, the process of step S13 can be omitted.
・図7に示すように、制動装置42を、人力駆動車両10の一部に接触して制動力Bを発生させる摩擦部80Aを含む制動装置80に変更してもよい。摩擦部80Aは、電動アクチュエータ82に連結される。図7の制動装置80は、ディスクブレーキであるが、制動装置80は、リムブレーキ、ドラムブレーキ、および、ローラブレーキ等であってもよい。制動装置80は、車輪と一体回転可能に車輪に設けられるディスクブレーキロータ80Bに摩擦部80Aを接触させることによって車輪を制動する。制動装置80がリムブレーキである場合には、制動装置80は、車輪のリムに摩擦部80Aを接触させることによって車輪を制動する。摩擦部80Aは、ブレーキパットまたはブレーキシューを含んで構成される。電動アクチュエータ82は、制動装置80を動作させるケーブルを牽引可能に設けられてもよく、制動装置80を動作させる油圧ケーブルの油圧を制御するように構成されていてもよく、摩擦部80Aを直接動作させるように制動装置80に設けられてもよい。 As shown in FIG. 7, the braking device 42 may be changed to a braking device 80 including a friction part 80 </ b> A that generates a braking force B by contacting a part of the human-powered vehicle 10. The friction part 80A is connected to the electric actuator 82. The braking device 80 in FIG. 7 is a disc brake, but the braking device 80 may be a rim brake, a drum brake, a roller brake, or the like. The braking device 80 brakes the wheel by bringing the friction portion 80A into contact with a disc brake rotor 80B provided on the wheel so as to rotate integrally with the wheel. When the braking device 80 is a rim brake, the braking device 80 brakes the wheel by bringing the friction portion 80A into contact with the rim of the wheel. The friction portion 80A includes a brake pad or a brake shoe. The electric actuator 82 may be provided so that the cable for operating the braking device 80 can be pulled, or may be configured to control the hydraulic pressure of the hydraulic cable for operating the braking device 80, and directly operates the friction portion 80A. You may provide in the braking device 80 so that it may make.
・第1実施形態およびその変形例において、制動装置42に加えて、制動装置80を含む構成としてもよい。 -In 1st Embodiment and its modification, it is good also as a structure containing the braking device 80 in addition to the braking device 42. FIG.
・制御部62は、人力駆動車両10の推進をアシストしないようにモータ48を制御してもよい。この場合、モータ48は、人力駆動車両10の制動のみを行うようにしてもよい。 The control unit 62 may control the motor 48 so as not to assist the propulsion of the human-powered vehicle 10. In this case, the motor 48 may perform only braking of the human-powered vehicle 10.
・制御部62は、予め定めるパラメータに応じて変速機28を自動で変速するように制御してもよい。予め定めるパラメータは、クランク12の回転速度N、車速V、および、人力駆動力Hの少なくとも1つを含む。 The control unit 62 may control the transmission 28 to automatically shift according to a predetermined parameter. The predetermined parameter includes at least one of the rotational speed N of the crank 12, the vehicle speed V, and the human power driving force H.
・人力駆動力Hの仕事率WHは、人力駆動車両10の走行抵抗RRから算出されてもよい。人力駆動車両10の走行抵抗RRは、空気抵抗RRa、人力駆動車両10の車輪の転がり抵抗RRr、人力駆動車両10の走行路の勾配抵抗RRe、および、人力駆動車両10の加速抵抗RRcの少なくとも1つを含む。この場合、制御装置60は、空気抵抗RRa、人力駆動車両10の車輪の転がり抵抗RRr、人力駆動車両10の走行路の勾配抵抗RRe、および、人力駆動車両10の加速抵抗RRcを検出するための走行抵抗検出部を含むことが好ましい。走行抵抗検出部は、例えば、風速センサ、加速度センサ、および、傾斜センサなどを含む。制御部62は、人力駆動車両10の走行抵抗RRに、人力駆動車両10の車速Vを乗算し、かつ、人力駆動力Hの伝達効率で除算することによって仕事率WHを算出する。より詳細には、人力駆動力Hの仕事率WHは、以下の(2)式で求めることができる。走行抵抗RRを、空気抵抗RRa、人力駆動車両10の車輪の転がり抵抗RRr、人力駆動車両10の走行路の勾配抵抗RRe、および、人力駆動車両10の加速抵抗RRcによって求める場合、走行抵抗RRは、以下の(3)式で求めることができる。空気抵抗RRaは、例えば、以下の(4)式で求めることができる。人力駆動車両10の車輪の転がり抵抗RRrは、例えば、以下の(5)式で求めることができる。人力駆動車両10の走行路の勾配抵抗RReは、例えば、以下の(6)式で求めることができる。人力駆動車両10の加速抵抗RRcは、例えば、以下の(7)式で求めることができる。 The work rate WH of the human power driving force H may be calculated from the running resistance RR of the human power driving vehicle 10. The travel resistance RR of the human-powered vehicle 10 is at least one of the air resistance RRa, the rolling resistance RRr of the wheels of the human-powered vehicle 10, the gradient resistance RRe of the travel path of the human-powered vehicle 10, and the acceleration resistance RRc of the human-powered vehicle 10. Including one. In this case, control device 60 detects air resistance RRa, wheel rolling resistance RRr of manpower driven vehicle 10, gradient resistance RRe of the travel path of manpower driven vehicle 10, and acceleration resistance RRc of manpower driven vehicle 10. It is preferable that a running resistance detection unit is included. The running resistance detection unit includes, for example, a wind speed sensor, an acceleration sensor, and an inclination sensor. The control unit 62 calculates the work rate WH by multiplying the running resistance RR of the human-powered vehicle 10 by the vehicle speed V of the human-powered vehicle 10 and dividing by the transmission efficiency of the human-powered vehicle H. More specifically, the power WH of the human driving force H can be obtained by the following equation (2). When the travel resistance RR is determined by the air resistance RRa, the wheel rolling resistance RRr of the human-powered vehicle 10, the gradient resistance RRe of the travel path of the human-powered vehicle 10, and the acceleration resistance RRc of the human-powered vehicle 10, the travel resistance RR is The following equation (3) can be obtained. The air resistance RRa can be obtained by the following equation (4), for example. The wheel rolling resistance RRr of the human-powered vehicle 10 can be obtained, for example, by the following equation (5). The gradient resistance RRe of the travel path of the human-powered vehicle 10 can be obtained by the following equation (6), for example. The acceleration resistance RRc of the human-powered vehicle 10 can be obtained by, for example, the following expression (7).
仕事率WH=RR×V/η …(2)
RR:走行抵抗
V:速度
η:伝達効率(予め定める定数)
Power WH = RR × V / η (2)
RR: running resistance V: speed η: transmission efficiency (predetermined constant)
RR=RRa+RRr+RRe+RRc …(3)
RRa:空気抵抗
RRr:人力駆動車両10の車輪の転がり抵抗
RRe:人力駆動車両10の走行路の勾配抵抗
RRc:人力駆動車両10の加速抵抗
RR = RRa + RRr + RRe + RRc (3)
RRa: Air resistance RRr: Rolling resistance of wheels of human-powered vehicle 10 RRe: Gradient resistance of travel path of human-powered vehicle 10 RRc: Acceleration resistance of human-powered vehicle 10
RRa=CA(V−Va)2 …(4)
C:空気抵抗係数(予め定める定数)
A:前面投影面積(予め定める定数)
Va:風速
RRa = CA (V−Va) 2 (4)
C: Air resistance coefficient (predetermined constant)
A: Front projection area (predetermined constant)
Va: Wind speed
RRr=μmg …(5)
μ:転がり抵抗係数(予め定める定数)
m:総重量(予め定める定数)
g:重力加速度
RRr = μmg (5)
μ: Rolling resistance coefficient (predetermined constant)
m: gross weight (predetermined constant)
g: Gravity acceleration
RRe=mg・sinθ …(6)
θ:傾斜角度
RRe = mg · sinθ (6)
θ: Inclination angle
RRc=ma …(7)
a:加速度
RRc = ma (7)
a: Acceleration
10…人力駆動車両、12…クランク、14…駆動輪、40…人力駆動車両用制動システム、42,80…制動装置、44…バッテリ、46,82…電動アクチュエータ、48…モータ、60…人力駆動車両用制御装置、62…制御部、80A…摩擦部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Human drive vehicle, 12 ... Crank, 14 ... Drive wheel, 40 ... Braking system for human drive vehicle, 42, 80 ... Braking device, 44 ... Battery, 46, 82 ... Electric actuator, 48 ... Motor, 60 ... Human drive Control device for vehicle, 62... Control unit, 80A... Friction unit.
Claims (15)
前記制御部は、前記人力駆動車両に入力される人力駆動力の仕事率に応じて前記電動アクチュエータを制御する、人力駆動車両用制御装置。 A control unit that controls a braking device that changes the braking force of the human-powered vehicle by an electric actuator;
The said control part is a control apparatus for manpower drive vehicles which controls the said electric actuator according to the work rate of the manpower drive force input into the said manpower drive vehicle.
前記制御部は、前記クランクが第1方向に回転する場合、かつ、前記人力駆動力の仕事率が低下する場合、前記制動力を発生させるように前記電動アクチュエータを制御する、請求項2または3に記載の人力駆動車両用制御装置。 The human-powered vehicle includes a crank to which the human-powered driving force is input, and moves forward by rotating the crank in a first direction,
The said control part controls the said electric actuator so that the said braking force may be generated when the said crank rotates in a 1st direction and the work rate of the said human power driving force falls. The control apparatus for human-powered vehicles described in 1.
前記人力駆動車両に入力される人力駆動力の仕事率に応じて前記制動力を発生させるように前記電動アクチュエータを制御する第1制御状態と、
前記人力駆動車両に入力される人力駆動力の仕事率に応じて前記制動力を発生させないように前記電動アクチュエータを制御する第2制御状態と、を切替可能に構成される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の人力駆動車両用制御装置。 The controller is
A first control state for controlling the electric actuator so as to generate the braking force in accordance with a power of a human driving force input to the human driving vehicle;
11. The second control state in which the electric actuator is controlled so as not to generate the braking force according to the power of human power driving force input to the human power driving vehicle is configured to be switchable. The control apparatus for human-powered vehicles as described in any one of these.
前記制動装置と含む、人力駆動車両用制動システム。 A human-powered vehicle control device according to any one of claims 1 to 11,
A braking system for a human-powered vehicle including the braking device.
前記制御部は、前記モータに制動動作または回生動作をさせることによって、前記制動力を発生させる、請求項12に記載の人力駆動車両用制動システム。 The electric actuator includes a motor that assists the propulsion of the human-powered vehicle,
The braking system for a human-powered vehicle according to claim 12, wherein the controller generates the braking force by causing the motor to perform a braking operation or a regenerative operation.
前記摩擦部は、前記電動アクチュエータに連結される、請求項12に記載の人力駆動車両用制動システム。 The braking device includes a friction part that contacts the part of the human-powered vehicle and generates the braking force,
The braking system for a human-powered vehicle according to claim 12, wherein the friction portion is coupled to the electric actuator.
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