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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug.
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Ein Beispiel für eine Steuerungsvorrichtung für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug ist in
JP 2000 - 38 187 A1 offenbart. Die Steuerungsvorrichtung ändert einen Schwellenwert, der zum Schalten einer Schaltvorrichtung verwendet wird, in Abhängigkeit von einem vom Benutzer gewählten Fahrmodus oder einem Durchschnittswert der menschlichen Antriebskraft.
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Bei der in
JP 2000 - 38 187 A1 offenbarten Steuerungsvorrichtung für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug muss der Benutzer einen Betriebsmodus auswählen oder den Durchschnittswert der menschlichen Antriebskraft ändern, um den Schwellenwert zu ändern, der für das Schalten der Schaltvorrichtung verwendet wird.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungsvorrichtung für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug bereitzustellen, die eine Schaltvorrichtung in einem Fall geeignet steuert, in dem eine Ausgabe eines Motors, der konfiguriert ist, um eine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug aufzubringen, abnimmt.
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Eine Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug vorgesehen. Das menschlich angetriebene Fahrzeug umfasst einen Motor, der Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug ausübt, und eine Schaltvorrichtung, die in einem Übertragungspfad der menschlichen Antriebskraft vorgesehen und so konfiguriert ist, dass sie ein Übersetzungsverhältnis ändert. Die Steuerungsvorrichtung umfasst eine Steuerung, die so konfiguriert ist, dass sie die Schaltvorrichtung so steuert, dass sie das Übersetzungsverhältnis in Übereinstimmung mit einem Vergleich eines ersten Parameters, der sich auf das menschlich angetriebene Fahrzeug bezieht, und einem vorbestimmten Schwellenwert ändert. Die Steuerungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem eine Ausgabe des Motors abnimmt, während eine Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zunimmt, den vorbestimmten Schwellenwert ändert.
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Die Steuerungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt steuert die Schaltvorrichtung in geeigneter Weise, indem sie den vorbestimmten Schwellenwert in einem Fall ändert, in dem die Ausgabe des Motors abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zunimmt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt so konfiguriert, dass der Fall, in dem eine Ausgabe des Motors abnimmt, einen Fall einschließt, in dem der Motor gestoppt ist. Die Steuerungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt stellt den vorbestimmten Schwellenwert für jeden Fall, in dem der Motor eine Antriebskraft aufbringt, und für den Fall, in dem der Motor keine Antriebskraft aufbringt, entsprechend ein.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt so ausgestaltet, dass der vorbestimmte Schwellenwert einen vorbestimmten ersten Schwellenwert umfasst. Die Steuerungsvorrichtung ist dazu konfiguriert, die Schaltvorrichtung so zu steuern, dass das Übersetzungsverhältnis verringert wird, wenn der erste Parameter kleiner als der vorbestimmte erste Schwellenwert ist, und dass der vorbestimmte erste Schwellenwert erhöht wird, wenn die Ausgabe des Motors bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs abnimmt. In einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zunimmt und die Ausgabe des Motors abnimmt, erhöht die Steuerungsvorrichtung nach dem dritten Aspekt den vorbestimmten ersten Schwellenwert, so dass das Übersetzungsverhältnis leicht verringert wird. Dadurch wird die Zunahme der Belastung des Fahrers begrenzt.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung nach einem des ersten bis dritten Aspekts so ausgestaltet, dass der vorbestimmte Schwellenwert einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert umfasst. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie die Schaltvorrichtung so steuert, dass das Übersetzungsverhältnis erhöht wird, wenn der erste Parameter größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert ist, und dass der vorbestimmte zweite Schwellenwert erhöht wird, wenn die Ausgabe des Motors bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs abnimmt. In einem Fall, in dem die Ausgabe des Motors bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs abnimmt, erhöht die Steuerungsvorrichtung nach dem vierten Aspekt den vorbestimmten zweiten Schwellenwert, so dass das Übersetzungsverhältnis nicht ohne weiteres erhöht wird. Dadurch wird die Zunahme der Belastung des Fahrers begrenzt.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung nach dem dritten oder vierten Aspekt so ausgestaltet, dass der erste Parameter mit mindestens einer der Drehzahl einer Kurbel des menschlich angetriebenen Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs in Beziehung steht. Die Steuerungsvorrichtung nach dem fünften Aspekt ändert das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von mindestens einer der Drehzahl der Kurbel und der Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs in geeigneter Weise.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt so konfiguriert, dass der vorbestimmte Schwellenwert einen vorbestimmten ersten Schwellenwert umfasst. Die Steuerung ist konfiguriert, die Schaltvorrichtung so zu steuern, dass das Übersetzungsverhältnis erhöht wird, wenn der erste Parameter kleiner als der vorbestimmte erste Schwellenwert ist, und dass der vorbestimmte erste Schwellenwert verringert wird, wenn die Ausgabe des Motors bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs abnimmt. In einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zunimmt und die Ausgabe des Motors abnimmt, verringert die Steuerungsvorrichtung gemäß dem sechsten Aspekt den vorbestimmten ersten Schwellenwert, so dass das Übersetzungsverhältnis nicht ohne weiteres erhöht wird. Dadurch wird die Erhöhung der Belastung des Fahrers begrenzt.
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Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß einem des ersten, zweiten und sechsten Aspekts so konfiguriert, dass der vorbestimmte Schwellenwert einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert umfasst. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, die Schaltvorrichtung zu steuern, um das Übersetzungsverhältnis zu verringern, wenn der erste Parameter größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert ist, und den vorbestimmten zweiten Schwellenwert zu verringern, wenn die Ausgabe des Motors bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs abnimmt. In einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zunimmt und die Ausgabe des Motors abnimmt, verringert die Steuerungsvorrichtung gemäß dem siebten Aspekt den vorbestimmten zweiten Schwellenwert, so dass das Übersetzungsverhältnis leicht verringert wird. Dadurch wird die Zunahme der Belastung des Fahrers begrenzt.
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Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß dem sechsten oder siebten Aspekt so konfiguriert, dass der erste Parameter mit mindestens einem der menschlichen Antriebskraft, die dem menschlichen angetriebenen Fahrzeug zugeführt wird, dem Neigungswinkel des menschlichen angetriebenen Fahrzeugs, und dem Neigungswinkel einer Fahrbahn des menschlichen angetriebenen Fahrzeugs in Beziehung steht. Die Steuerungsvorrichtung gemäß dem achten Aspekt ändert das Übersetzungsverhältnis in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit mindestens einem der Parameter der menschlichen Antriebskraft, die in das menschlich angetriebene Fahrzeug eingegeben wird, des Neigungswinkels des menschlich angetriebenen Fahrzeugs und des Neigungswinkels der Fahrbahn des menschlich angetriebenen Fahrzeugs.
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Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß einem des ersten bis achten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem ein zweiter Parameter, der sich auf einen Fahrwiderstand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs bezieht, kleiner ist als ein vorbestimmter dritter Schwellenwert, den vorbestimmten Schwellenwert nicht ändert, selbst wenn die Ausgabe des Motors abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zunimmt. Die Steuerungsvorrichtung gemäß dem neunten Aspekt ist so konfiguriert, dass sie den vorbestimmten Schwellenwert in Abhängigkeit von dem zweiten Parameter, der mit dem Fahrwiderstand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zusammenhängt, ändert oder nicht ändert. Somit wird das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit vom Fahrzustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs entsprechend verändert.
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Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß einem des ersten bis achten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung den vorbestimmten Schwellenwert ändert, einen Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwerts gemäß einem zweiten Parameter variiert, der sich auf einen Fahrwiderstand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs bezieht. Die Steuerungsvorrichtung gemäß dem zehnten Aspekt setzt den vorbestimmten Schwellenwert auf einen geeigneten Wert in Übereinstimmung mit dem zweiten Parameter, der sich auf den Fahrwiderstand bezieht.
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Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß dem neunten Aspekt so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung den vorbestimmten Schwellenwert ändert, einen Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwertes in Übereinstimmung mit dem zweiten Parameter variiert. Die Steuerungsvorrichtung gemäß dem elften Aspekt setzt den vorbestimmten Schwellenwert auf einen geeigneten Wert in Übereinstimmung mit dem zweiten Parameter, der sich auf den Fahrwiderstand bezieht.
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Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß dem zehnten oder elften Aspekt so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung den vorbestimmten Schwellenwert ändert, einen kleineren Änderungsbetrag für den vorbestimmten Schwellenwert in einem Fall einstellt, in dem der zweite Parameter kleiner als ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist, als in einem Fall, in dem der zweite Parameter größer oder gleich dem vorbestimmten dritten Schwellenwert ist. Bei der Steuerungsvorrichtung nach dem zwölften Aspekt wird in einem Fall, in dem der zweite Parameter kleiner als der vorbestimmte dritte Schwellenwert ist, entsprechend der Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs eine größere Belastung auf den Fahrer aufgebracht als in einem Fall, in dem der zweite Parameter größer oder gleich dem vorbestimmten dritten Schwellenwert ist. Somit wird der vorbestimmte Schwellenwert entsprechend der Belastung des Fahrers eingestellt.
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Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung nach einem des ersten bis zwölften Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem das menschlich angetriebene Fahrzeug bergab fährt, den vorbestimmten Schwellenwert nicht ändert, selbst wenn die Ausgabe des Motors abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs zunimmt. Die Steuerungsvorrichtung nach dem dreizehnten Aspekt begrenzt die Zunahme der Belastung des Fahrers und reduziert unnötige Schaltvorgänge bei einer Bergabfahrt des menschlich angetriebenen Fahrzeugs.
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Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung nach einem des ersten bis dreizehnten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung den vorbestimmten Schwellenwert ändert, den vorbestimmten Schwellenwert schrittweise ändert. Die Steuerungsvorrichtung nach dem vierzehnten Aspekt ändert den vorbestimmten Schwellenwert schrittweise. Auf diese Weise wird das Schalten in Abhängigkeit vom Fahrzustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs geeignet durchgeführt.
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Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung nach einem des ersten bis vierzehnten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung den vorbestimmten Schwellenwert ändert, den vorbestimmten Schwellenwert so ändert, dass ein Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwerts in einer vorbestimmten Zeitspanne kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Änderungsbetrag ist. Die Steuerungsvorrichtung nach dem fünfzehnten Aspekt begrenzt steile Änderungen des vorbestimmten Schwellenwertes. Somit wird das Schalten in Abhängigkeit vom Fahrzustand des menschlich angetriebenen Fahrzeugs geeignet durchgeführt.
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Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung nach einem des ersten bis fünfzehnten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie den Motor in einem ersten Steuerzustand und in einem zweiten Steuerzustand steuert, die sich in der Ausgabecharakteristik des Motors in Bezug auf die menschliche Antriebskrafteingabe in das menschlich betriebene Fahrzeug voneinander unterscheiden. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie einen Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwerts für einen Fall, in dem die Steuerung den vorbestimmten Schwellenwert in dem ersten Steuerzustand ändert, und einen Fall, in dem die Steuerungsvorrichtung den vorbestimmten Schwellenwert in dem zweiten Steuerzustand ändert, unterschiedlich einstellt. Die Steuerungsvorrichtung gemäß dem sechzehnten Aspekt stellt den vorbestimmten Schwellenwert für jeden des ersten Steuerzustands und des zweiten Steuerzustands geeignet ein.
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Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß einem des ersten bis sechzehnten Aspekts so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie den Motor in Übereinstimmung mit der menschlichen Antriebskraft steuert, die in das menschlich angetriebene Fahrzeug eingebracht wird. Bei der Steuerungsvorrichtung nach dem siebzehnten Aspekt wird die Belastung des Fahrers durch den Motor reduziert.
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Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung gemäß dem sechzehnten Aspekt so konfiguriert, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie den Motor gemäß einer menschlichen Antriebskraft, die in das menschlich angetriebene Fahrzeug eingebracht wird und gemäß einer Eingabe von einer Bedienungsvorrichtung zwischen dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand umschaltet. Die Steuerungsvorrichtung nach dem achtzehnten Aspekt ermöglicht es dem Benutzer, absichtlich zwischen dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand zu wechseln.
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Die Steuerungsvorrichtung für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung steuert in geeigneter Weise die Schaltvorrichtung in einem Fall, in dem eine Ausgabe des Motors, der zum Aufbringen der Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug konfiguriert ist, abnimmt.
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Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung und vieler damit verbundener Vorteile wird leicht erreicht, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verstanden wird, wobei:
- 1 eine Seitenansicht eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs mit einer ersten Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung für das menschlich angetriebene Fahrzeug ist;
- 2 ein Blockdiagramm ist, das die elektrische Konfiguration des menschlich angetriebenen Fahrzeugs einschließlich der Steuerungsvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
- 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Schaltvorrichtung ist, das von der in 2 dargestellten Steuerung ausgeführt wird;
- 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Änderung eines vorbestimmten Schwellenwerts ist, das von der in 2 dargestellten Steuerung ausgeführt wird;
- 5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Umschalten eines Steuerzustands eines Motors ist, der von der in 2 gezeigten Steuerung ausgeführt wird; und
- 6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Schaltvorrichtung ist, die von einer zweiten Ausführungsform einer Steuerung ausgeführt wird.
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Ausgewählte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen entsprechende oder identische Elemente in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen.
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Eine erste Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 70 für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Ein menschlich angetriebenes Fahrzeug 10 ist ein Fahrzeug mit mindestens einem Rad, das zumindest von menschlicher Antriebskraft H angetrieben wird. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst beispielsweise verschiedene Arten von Fahrrädern, wie ein Mountainbike, ein Rennrad, ein Citybike, ein Lastenrad, ein Handbike und ein Liegerad. Die Anzahl der Räder des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 ist nicht begrenzt. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst zum Beispiel ein Einrad und ein Fahrzeug mit drei oder mehr Rädern. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ist nicht auf ein Fahrzeug beschränkt, das nur durch die menschliche Antriebskraft H angetrieben wird. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst ein E-Bike, das zusätzlich zur menschlichen Antriebskraft H die Antriebskraft eines Elektromotors für den Vortrieb nutzt. Das E-Bike umfasst ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung, das den Vortrieb mit einem Elektromotor unterstützt. In den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen bezieht sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 auf ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung.
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Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst eine Kurbel 12, in welche die menschliche Antriebskraft H eingegeben wird. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst ferner Räder 14 und einen Fahrzeugkörper 16. Zu den Rädern 14 gehören ein Hinterrad 14A und ein Vorderrad 14B. Der Fahrzeugkörper 16 umfasst einen Rahmen 18. Die Kurbel 12 umfasst eine relativ zum Rahmen 18 drehbare Eingaberotationswelle 12A, einen ersten Kurbelarm 12B, der an einem ersten axialen Ende der Eingaberotationswelle 12A vorgesehen ist, und einen zweiten Kurbelarm 12C, der an einem zweiten axialen Ende der Eingaberotationswelle 12A vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Eingaberotationswelle 12A eine Kurbelachse. Ein erstes Pedal 20A ist mit dem ersten Kurbelarm 12B verbunden. Ein zweites Pedal 20B ist mit dem zweiten Kurbelarm 12C verbunden. Das Hinterrad 14A wird gemäß der Drehung der Kurbel 12 angetrieben. Das Hinterrad 14A wird von dem Rahmen 18 getragen. Die Kurbel 12 und das Hinterrad 14A sind durch einen Antriebsmechanismus 22 gekoppelt. Der Antriebsmechanismus 22 umfasst einen ersten Rotationskörper 24, der mit der Eingaberotationswelle 12A gekoppelt ist. Die Eingaberotationswelle 12A und der erste Rotationskörper 24 können so gekoppelt werden, dass sie sich zusammen miteinander drehen, oder sie können über eine erste Einwegkupplung gekoppelt sein. Die erste Einwegkupplung ist so konfiguriert, dass sie den ersten Rotationskörper 24 vorwärts dreht, wenn sich die Kurbel 12 vorwärts dreht, und dass sie dem ersten Rotationskörper 24 ermöglicht, sich relativ zur Kurbel 12 zu drehen, wenn sich die Kurbel 12 rückwärts dreht. Der erste Rotationskörper 24 umfasst ein Kettenrad, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad. Der Antriebsmechanismus 22 umfasst ferner einen zweiten Rotationskörper 26 und ein Verbindungselement 28. Das Verbindungselement 28 überträgt die Rotationskraft des ersten Rotationskörpers 24 auf den zweiten Rotationskörper 26. Das Verbindungselement 28 umfasst beispielsweise eine Kette, einen Riemen oder einen Schaft.
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Der zweite Rotationskörper 26 ist mit dem Hinterrad 14A gekoppelt. Der zweite Rotationskörper 26 umfasst ein Kettenrad, eine Riemenscheibe oder ein Kegelrad. Vorzugsweise ist eine zweite Einwegkupplung zwischen dem zweiten Rotationskörper 26 und dem Hinterrad 14A vorgesehen. Die zweite Einwegkupplung ist so konfiguriert, dass sie das Hinterrad 14A nach vorne dreht, wenn sich der zweite Rotationskörper 26 nach vorne dreht, und dass sie es dem Hinterrad 14A ermöglicht, sich relativ zu dem zweiten Rotationskörper 26 zu drehen, wenn sich der zweite Rotationskörper 26 nach hinten dreht.
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Das Vorderrad 14B ist über eine Vordergabel 30 mit dem Rahmen 18 verbunden. Ein Lenker 34 ist über einen Vorbau 32 mit der Vorderradgabel 30 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Hinterrad 14A über den Antriebsmechanismus 22 mit der Kurbel 12 verbunden. Das Hinterrad 14A oder das Vorderrad 14B kann jedoch über den Antriebsmechanismus 22 mit der Kurbel 12 gekoppelt werden.
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Vorzugsweise umfasst das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ferner eine Batterie 36. Die Batterie 36 umfasst ein oder mehrere Batterieelemente. Zu den Batterieelementen gehört eine wiederaufladbare Batterie. Die Batterie 36 ist so konfiguriert, dass sie die Steuerungsvorrichtung 70 mit elektrischer Energie versorgt. Vorzugsweise ist die Batterie 36 mit einer Steuerung 72 der Steuerungsvorrichtung 70 verbunden, um über ein Kommunikationskabel oder ein drahtloses Kommunikationsgerät mit der Steuerung 72 zu kommunizieren. Die Batterie 36 ist so konfiguriert, dass sie mit der Steuerung 72 z. B. über Powerline-Kommunikation (PLC), ein Controller Area Network (CAN) oder einen universellen asynchronen Empfänger/Sender (UART) kommuniziert.
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Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst einen Motor 38 und eine Schaltvorrichtung 40. Der Motor 38 ist so konfiguriert, dass er eine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. Der Motor 38 umfasst einen oder mehrere Elektromotoren. Der Motor 38 ist so konfiguriert, dass er eine Drehbewegung auf mindestens eines des Vorderrads 14B und eines Kraftübertragungspfads der menschlichen Antriebskraft H, der sich von den Pedalen 20A und 20B zum Hinterrad 14A erstreckt, überträgt. Der Kraftübertragungspfad der menschlichen Antriebskraft H, der sich von den Pedalen 20A und 20B zum Hinterrad 14A erstreckt, schließt das Hinterrad 14A ein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 38 am Rahmen 18 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen und so konfiguriert, dass er eine Drehbewegung auf den ersten Rotationskörper 24 überträgt. Der Motor 38 ist an einem Gehäuse 42A angebracht. Das Gehäuse 42A ist an dem Rahmen 18 angebracht. Das Gehäuse 42A ist beispielsweise abnehmbar an dem Rahmen 18 befestigt. Vorzugsweise trägt das Gehäuse 42A drehbar die Eingaberotationswelle 12A. Eine Antriebseinheit 42 ist so ausgebildet, dass sie den Motor 38 und das Gehäuse 42A, an dem der Motor 38 vorgesehen ist, umfasst. Vorzugsweise ist eine dritte Einwegkupplung auf dem Kraftübertragungspfad zwischen dem Motor 38 und der Eingaberotationswelle 12A vorgesehen, so dass in einem Fall, in dem die Eingaberotationswelle 12A in einer Richtung gedreht wird, in der das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärtsfährt, die Drehkraft der Kurbel 12 nicht auf den Motor 38 übertragen wird. In einem Fall, in dem der Motor 38 an mindestens einem des Hinterrads 14A und des Vorderrads 14B vorgesehen ist, kann der Motor 38 einen Nabenmotor umfassen. Vorzugsweise umfasst die Antriebseinheit 42 ferner ein Untersetzungsgetriebe, das in dem Kraftübertragungspfad zwischen dem Motor 38 und dem ersten Rotationskörper 24 vorgesehen ist.
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Die Schaltvorrichtung 40 ist in einem Übertragungspfad der menschlichen Antriebskraft H vorgesehen und zum Ändern eines Übersetzungsverhältnisses R konfiguriert. Die Schaltvorrichtung 40 umfasst mehrere Schaltstufen. Jede Schaltstufe entspricht einem anderen Übersetzungsverhältnis R. Die Anzahl der Schaltstufen liegt beispielsweise in einem Bereich von drei bis dreißig. Das Übersetzungsverhältnis R ist ein Verhältnis der Drehzahl eines Antriebsrades zur Drehzahl NC der Kurbel 12. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Antriebsrad das Hinterrad 14A. Die Schaltvorrichtung 40 umfasst beispielsweise mindestens eines von einem vorderen Umwerfer, einem hinteren Umwerfer und einer internen Schaltvorrichtung. Wenn die Schaltvorrichtung 40 eine interne Schaltvorrichtung umfasst, ist die interne Schaltvorrichtung beispielsweise an einer Nabe des Hinterrads 14A vorgesehen. Die Schaltvorrichtung 40 umfasst eine elektrische Schaltvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie durch einen Aktuator 44 betätigt wird. In einem Fall, in dem die Schaltvorrichtung 40 einen vorderen Umwerfer umfasst, umfasst die Schaltvorrichtung 40 den ersten Rotationskörper 24, und der erste Rotationskörper 24 umfasst mehrere vordere Zahnkränze. Wenn die Schaltvorrichtung 40 eine hintere Umwerfer umfasst, umfasst die Schaltvorrichtung 40 den zweiten Rotationskörper 26, und der zweite Rotationskörper 26 umfasst mehrere hintere Zahnkränze. Der Aktuator 44 umfasst einen elektrischen Aktuator. Der Aktuator 44 umfasst beispielsweise einen Elektromotor. Die Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis R, der Drehzahl NW des Antriebsrades und der Drehzahl NC der Kurbel 12 wird durch Gleichung 1 ausgedrückt.
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Sowohl die Drehzahl NW des Antriebsrades als auch die Drehzahl NC der Kurbel 12 können die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit sein. Die Drehzahl NW des Antriebsrads ist austauschbar mit der Anzahl der Zähne eines vorderen Ritzels, und die Drehzahl NC der Kurbel 12 ist austauschbar mit der Anzahl der Zähne eines hinteren Ritzels. Vorzugsweise umfasst das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ferner eine Bedienungsvorrichtung 46. Die Bedienungsvorrichtung 46 ist so ausgebildet, dass sie beispielsweise von einer Hand oder einem Finger eines Benutzers betätigt werden kann. Die Bedienungsvorrichtung 46 ist beispielsweise an dem Lenker 34 vorgesehen. Die Bedienungsvorrichtung 46 umfasst beispielsweise einen Fahrradcomputer, ein tragbares Informationskommunikationsgerät oder ein Smartphone. Die Bedienungsvorrichtung 46 ist über ein elektrisches Kabel oder ein drahtloses Kommunikationsgerät mit der Steuerungsvorrichtung 70 verbunden, um mit der Steuerungsvorrichtung 70 zu kommunizieren.
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Die Steuerungsvorrichtung 70 umfasst die Steuerung 72. Die Steuerung 72 enthält eine arithmetische Verarbeitungseinheit, die ein vorbestimmtes Steuerprogramm ausführt. Die arithmetische Verarbeitungseinheit umfasst beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU). Die arithmetischen Verarbeitungseinheiten können an voneinander getrennten Positionen vorgesehen werden. Die Steuerung 72 kann einen oder mehrere Mikrocomputer umfassen. Vorzugsweise umfasst die Steuerung 70 ferner einen Speicher 74. Der Speicher 74 speichert verschiedene Steuerprogramme und Informationen, die für verschiedene Steuerprozesse verwendet werden. Der Speicher 74 umfasst beispielsweise einen nichtflüchtigen Speicher und einen flüchtigen Speicher. Der nichtflüchtige Speicher umfasst beispielsweise mindestens einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) oder einen Flash-Speicher. Der flüchtige Speicher umfasst zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher (RAM).
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Vorzugsweise umfasst die Steuerungsvorrichtung 70 ferner eine Antriebsschaltung 76 des Motors 38. Vorzugsweise sind die Antriebsschaltung 76 und die Steuerung 72 am Gehäuse 42A der Antriebseinheit 42 vorgesehen. Die Antriebsschaltung 76 und die Steuerung 72 können beispielsweise auf demselben Schaltungssubstrat vorgesehen sein. Die Antriebsschaltung 76 umfasst eine Wechselrichterschaltung. Die Antriebsschaltung 76 steuert die elektrische Energie, die dem Motor 38 von der Batterie 36 zugeführt wird. Die Antriebsschaltung 76 ist mit der Steuerung 72 verbunden, um über ein elektrisches Kabel oder ein drahtloses Kommunikationsgerät mit der Steuerung 72 zu kommunizieren. Die Antriebsschaltung 76 treibt den Motor 38 in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der Steuerung 72 an.
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Vorzugsweise umfasst das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 außerdem einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48. Vorzugsweise umfasst das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ferner mindestens einen Kurbelrotationssensor 50, einen Detektor für die menschliche Antriebskraft 52, einen Neigungsdetektor 54, einen Windgeschwindigkeitsdetektor 56, einen Reifenluftdruckdetektor 58 und einen Beschleunigungsdetektor 60.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 ist so konfiguriert, dass er Informationen erfasst, die der Drehzahl NW der Räder 14 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 entsprechen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 ist so konfiguriert, dass er z. B. einen Magneten erfasst, der an einem Rad 14 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 ist so konfiguriert, dass er beispielsweise ein Erfassungssignal eine vorbestimmte Anzahl von Malen während einer Umdrehung des Rades 14 ausgibt. Die vorbestimmte Anzahl von Malen ist zum Beispiel eins. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 gibt ein Signal aus, das der Drehzahl NW des Rades 14 entspricht. Die Steuerung 72 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 auf der Grundlage von Informationen, die der Drehzahl NW des Rades 14 entsprechen, und von Informationen, die sich auf den Umfang des Rades 14 beziehen. Der Speicher 74 speichert die Informationen über den Umfang des Rades 14.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 umfasst beispielsweise ein magnetisches Reed, das einen Reed-Schalter bildet, oder einen magnetischen Sensor wie ein Hall-Element. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 kann an einer Kettenstrebe des Rahmens 18 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 angebracht und so konfiguriert sein, dass er einen am Hinterrad 14A angebrachten Magneten erfasst, oder er kann an der Vordergabel 30 vorgesehen und so konfiguriert sein, dass er einen am Vorderrad 14B angebrachten Magneten erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 so konfiguriert, dass der Reed-Schalter den Magneten bei einer Umdrehung des Rades 14 einmal erfasst. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 kann eine beliebige Konfiguration haben, die Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 erfasst. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, die den Magneten am Rad 14 erfasst, sondern kann so konfiguriert werden, dass er beispielsweise einen Schlitz in einem Scheibenbremsrotor erfasst. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 kann anstelle eines Magnetsensors auch einen optischen Sensor enthalten. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 kann einen GPS-Empfänger (Global Positioning System) enthalten. Wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 einen GPS-Empfänger enthält, kann die Steuerung 72 die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage der Zeit und einer zurückgelegten Strecke berechnen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 ist über eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung oder ein elektrisches Kabel mit der Steuerung 72 verbunden.
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Der Kurbelrotationssensor 50 ist so konfiguriert, dass er Informationen über die Drehzahl NC der Kurbel 12 erfasst. Der Kurbelrotationssensor 50 ist beispielsweise am Rahmen 18 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 oder an der Antriebseinheit 42 vorgesehen. Der Kurbelrotationssensor 50 ist so konfiguriert, dass er einen Magnetsensor enthält, der ein Signal ausgibt, das der Stärke des Magnetfeldes entspricht. Ein Ringmagnet mit einem Magnetfeld, dessen Stärke sich in Umfangsrichtung ändert, ist auf der Eingaberotationswelle 12A, einem Element, das sich zusammen mit der Eingaberotationswelle 12A dreht, oder in einem Kraftübertragungspfad, der sich zwischen der Eingaberotationswelle 12A und dem ersten Rotationskörper 24 erstreckt, vorgesehen. Das Element, das sich zusammen mit der Eingaberotationswelle 12A dreht, kann eine Ausgabewelle des Motors 38 umfassen.
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Der Kurbelrotationssensor 50 gibt ein Signal aus, das der Drehzahl NC der Kurbel 12 entspricht. Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem die erste Einwegkupplung nicht zwischen der Eingaberotationswelle 12A und dem ersten Rotationskörper 24 vorgesehen ist, der Magnet auf dem ersten Rotationskörper 24 vorgesehen sein. Der Kurbelrotationssensor 50 kann eine beliebige Konfiguration haben, die Informationen in Bezug auf die Drehzahl NC der Kurbel 12 erfasst. Der Kurbelrotationssensor 50 kann einen magnetischen Sensor umfassen, der in der gleichen Weise konfiguriert ist wie der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48. Der Kurbelrotationssensor 50 kann anstelle des Magnetsensors beispielsweise einen optischen Sensor, einen Beschleunigungssensor, einen Gyrosensor oder einen Drehmomentsensor enthalten. Der Kurbelrotationssensor 50 ist über ein drahtloses Kommunikationsgerät oder ein elektrisches Kabel mit der Steuerung 72 verbunden.
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Der Detektor für die menschliche Antriebskraft 52 umfasst zum Beispiel einen Drehmomentsensor. Der Drehmomentsensor ist so konfiguriert, dass er ein Signal ausgibt, das dem von der menschlichen Antriebskraft H auf die Kurbel 12 ausgeübten Drehmoment entspricht. Beispielsweise ist es in einem Fall, in dem die erste Einwegkupplung im Kraftübertragungspfad vorgesehen ist, bevorzugt, dass der Drehmomentsensor an der stromaufwärts gelegenen Seite der ersten Einwegkupplung im Kraftübertragungspfad vorgesehen ist. Der Drehmomentsensor umfasst beispielsweise einen Dehnungssensor, einen magnetostriktiven Sensor oder einen Drucksensor. Der Dehnungssensor umfasst einen Dehnungsmessstreifen.
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Der Drehmomentsensor ist an einem Element im Kraftübertragungspfad oder an einem Element in der Nähe des Elements im Kraftübertragungspfad angebracht. Das im Kraftübertragungspfad enthaltene Element umfasst beispielsweise die Eingaberotationswelle 12A, ein Element, das die menschliche Antriebskraft H zwischen der Eingaberotationswelle 12A und dem ersten Rotationskörper 24 überträgt, die Kurbelarme 12B und 12C und die Pedale 20A und 20B. Der Detektor für die menschliche Antriebskraft 52 ist über ein drahtloses Kommunikationsgerät oder ein elektrisches Kabel mit der Steuerung 72 verbunden. Der Detektor für die menschliche Antriebskraft 52 kann eine beliebige Konfiguration haben, die Informationen in Bezug auf die menschliche Antriebskraft H erhält, und kann beispielsweise einen Sensor umfassen, der den auf die Pedale 20A und 20B ausgeübten Druck erfasst, oder einen Sensor, der die Spannung einer Kette erfasst.
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Der Neigungsdetektor 54 ist so konfiguriert, dass er einen Neigungswinkel D einer Fahrbahnoberfläche erfasst, auf der das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 fährt. Der Neigungswinkel der Fahrbahn, auf der das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 fährt, kann durch den Neigungswinkel D in einer Fahrtrichtung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 erfasst werden. Der Neigungswinkel D der Fahrbahnoberfläche, auf der das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 fährt, entspricht dem Neigungswinkel des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10. In einem Beispiel umfasst der Neigungsdetektor 54 einen Neigungssensor. Der Neigungssensor umfasst mindestens einen Kreiselsensor oder einen Beschleunigungssensor. In einem anderen Beispiel umfasst der Neigungsdetektor 54 einen GPS-Empfänger (Global Positioning System). Die Steuerung 72 kann den Neigungswinkel D der Fahrbahnoberfläche, auf der sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 bewegt, auf der Grundlage von GPS-Informationen, die vom GPS-Empfänger erhalten werden, und von Informationen über die Neigung von Fahrbahnoberflächen berechnen, die in Karteninformationen enthalten sind, die im Voraus im Speicher 74 gespeichert wurden. Der Neigungsdetektor 54 ist über ein drahtloses Kommunikationsgerät oder ein elektrisches Kabel mit der Steuerung 72 verbunden.
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Der Windgeschwindigkeitsdetektor 56 ist so konfiguriert, dass er eine Windgeschwindigkeit erfasst. Der Windgeschwindigkeitsdetektor 56 umfasst mindestens einen Windgeschwindigkeitssensor und einen Winddrucksensor. Der Windgeschwindigkeitsdetektor 56 ist beispielsweise an dem Lenker 34 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen. Vorzugsweise ist der Windgeschwindigkeitsdetektor 56 so konfiguriert, dass er in einem Fall, in dem das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärtsfährt, mindestens einen von Gegenwind oder Rückenwind erkennt. Der Windgeschwindigkeitsdetektor 56 ist über ein drahtloses Kommunikationsgerät oder ein elektrisches Kabel mit der Steuerung 72 verbunden.
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Der Reifenluftdruckdetektor 58 ist so konfiguriert, dass er den Luftdruck eines Reifens 15 des Rades 14 erfasst. Der Reifenluftdruckdetektor 58 ist so konfiguriert, dass er den Luftdruck auf der Innenseite des Reifens 15 erfasst. Der Reifenluftdruckdetektor 58 ist über ein drahtloses Kommunikationsgerät oder ein elektrisches Kabel mit der Steuerung 72 verbunden. Der Reifenluftdruckdetektor 58 erfasst den Luftdruck des Reifens 15B des Vorderrades 14B und/oder den Luftdruck des Reifens 15A des Hinterrades 14A. Vorzugsweise erfasst der Reifenluftdruckdetektor 58 sowohl den Luftdruck des Reifens 15B des Vorderrads 14B als auch den Luftdruck des Reifens 15A des Hinterrads 14A.
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Der Beschleunigungsdetektor 60 ist so konfiguriert, dass er ein Signal erfasst, das der Beschleunigung in einer Richtung entspricht, in der sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärtsbewegt. Der Beschleunigungsdetektor 60 kann einen Beschleunigungssensor oder den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 umfassen. Der Beschleunigungsdetektor 60 ist über ein drahtloses Kommunikationsgerät oder ein elektrisches Kabel mit der Steuerung 72 verbunden. In einem Fall, in dem der Beschleunigungsdetektor 60 den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 umfasst, differenziert die Steuerung 72 die Fahrzeuggeschwindigkeit V, um Informationen bezüglich der Beschleunigung in der Richtung zu erhalten, in der das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärtsfährt.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den Motor 38 steuert. Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den Motor 38 in Abhängigkeit von der menschlichen Antriebskraft H steuert, die in das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 eingegeben wird. Die menschliche Antriebskraft H kann als Drehmoment oder Leistung ausgedrückt werden. In einem Fall, in dem die menschliche Antriebskraft H in Leistung ausgedrückt wird, wird die menschliche Antriebskraft H durch Multiplizieren des Drehmoments, das durch den Detektor für menschliche Antriebskraft 52 erfasst wird, mit der Drehzahl NC der Kurbel 12, die durch den Kurbelrotationssensor 50 erfasst wird, erhalten.
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Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie den Motor 38 beispielsweise so steuert, dass das Verhältnis der Unterstützungskraft M des Motors 38 zur menschlichen Antriebskraft H einem vorbestimmten Verhältnis A entspricht. Das vorbestimmte Verhältnis A muss nicht fest sein und kann sich beispielsweise in Abhängigkeit von der menschlichen Antriebskraft H, der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder sowohl der menschlichen Antriebskraft H als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändern. Die menschliche Antriebskraft H und die Unterstützungskraft M können als Drehmoment oder Leistung ausgedrückt werden. Wenn die menschliche Antriebskraft H und die Unterstützungskraft M als Drehmoment ausgedrückt werden, wird in der Beschreibung die menschliche Antriebskraft H als menschliches Drehmoment HT und die Unterstützungskraft M als Unterstützungsdrehmoment MT bezeichnet. Wenn die menschliche Antriebskraft H und die Unterstützungskraft M in Leistung ausgedrückt werden, wird in der Beschreibung die menschliche Antriebskraft H als menschliche Leistung HW und die Unterstützungskraft M als Unterstützungsleistung MW bezeichnet.
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In der Beschreibung kann das Verhältnis zwischen dem Unterstützungsdrehmoment MT und dem menschlichen Drehmoment HT des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 als Unterstützungsverhältnis AT bezeichnet werden. In der Beschreibung kann das Verhältnis der Unterstützungsleistung MW zur menschlichen Leistung HW als Unterstützungsverhältnis AW bezeichnet werden. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie in Abhängigkeit vom menschlichen Drehmoment HT oder der menschlichen Leistung HW einen Steuerbefehl an die Antriebsschaltung 76 des Motors 38 ausgibt. Der Steuerbefehl umfasst zum Beispiel einen Drehmomentanweisungswert.
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Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie den Motor 38 so steuert, dass die Unterstützungskraft M kleiner als oder gleich einem oberen Grenzwert MX ist. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Unterstützungskraft M als Drehmoment ausgedrückt wird, den Motor 38 so steuert, dass das Unterstützungsdrehmoment MT kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert MTX ist. Vorzugsweise liegt der obere Grenzwert MTX in einem Bereich von 30 Nm oder mehr bis 90 Nm oder weniger. Der obere Grenzwert MTX beträgt z. B. 85 Nm. Der obere Grenzwert MTX wird z. B. durch eine Ausgabekennlinie des Motors 38 vorbestimmt. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Unterstützungskraft M in Leistung ausgedrückt wird, den Motor 38 so steuert, dass die Unterstützungsleistung MW kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert MWX ist.
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Die Steuerung 72 kann so konfiguriert werden, dass sie den Motor 38 zusätzlich zur menschlichen Antriebskraft H in Abhängigkeit von der Drehzahl NC der Kurbel 12 steuert. Beispielsweise stoppt die Steuerung 72 in einem Fall, in dem die Drehzahl NC der Eingaberotationswelle 12A kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl NCX ist, den Antrieb des Motors 38 in Abhängigkeit von der Drehzahl NC der Kurbel 12 und/oder der menschlichen Antriebskraft H. Die vorbestimmte Drehzahl NCX hat beispielsweise einen Wert in einem Bereich von 0 U/min oder mehr bis 5 U/min oder weniger.
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Wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeit V1 wird, stoppt die Steuerung 72 den Motor 38. Die erste Fahrzeuggeschwindigkeit V1 beträgt z. B. 25 km/h. Die erste Fahrzeuggeschwindigkeit V1 kann kleiner als 25 km/h sein und z. B. 24 km/h betragen. Die erste Fahrzeuggeschwindigkeit V1 kann größer als 25 km/h sein und beispielsweise 45 km/h betragen. Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass es den Motor 38 so steuert, dass der obere Grenzwert MX und/oder das Verhältnis A abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem Bereich von einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit V2, die niedriger ist als die erste Fahrzeuggeschwindigkeit V1, bis zur ersten Fahrzeuggeschwindigkeit V1 zunimmt.
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Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie die Schaltvorrichtung 40 steuert. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie die Schaltvorrichtung 40 so steuert, dass sie das Übersetzungsverhältnis R in Übereinstimmung mit einem Vergleich eines ersten Parameters P1, der sich auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 bezieht, und einem vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem eine Ausgabe des Motors 38 abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zunimmt, den vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert. Vorzugsweise wird der vorbestimmte Schwellenwert P1X im Voraus in dem Speicher 74 gespeichert. Der Benutzer kann einen Anfangswert für den vorbestimmten Schwellenwert P1X einstellen. Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt, den vorbestimmten Schwellenwert P1X, der in dem Speicher 74 gespeichert ist, von dem Anfangswert des vorbestimmten Schwellenwerts P1X auf einen anderen Wert ändert.
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Vorzugsweise schließt der Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 abnimmt, den Fall ein, dass der Motor 38 stillsteht. Vorzugsweise umfasst der Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, einen Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich der zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit V2 ist und zunimmt. Vorzugsweise schließt der Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, einen Fall ein, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich der ersten Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist. Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung 72 den vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert, den vorbestimmten Schwellenwert P1X schrittweise ändert. Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung 72 den vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert, den vorbestimmten Schwellenwert P1X so ändert, dass ein Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwerts P1X in einer vorbestimmten Zeitspanne kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Änderungsbetrag ist. In einem Fall, in dem die Steuerung 72 den vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert, ändert die Steuerung 72 den vorbestimmten Schwellenwert P1X so, dass sie den vorbestimmten Schwellenwert P1X nicht steil ändert. Die vorbestimmte Zeitspanne ist beispielsweise eine Zeitspanne, die größer als oder gleich 1 Sekunde und kleiner als oder gleich 5 Sekunden ist. In einem Fall der Drehzahl der Kurbel liegt der vorbestimmte Änderungsbetrag in einem Bereich von 1 U/min oder mehr bis 10 U/min oder weniger.
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Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie das Übersetzungsverhältnis R in Abhängigkeit von einem Vergleich des ersten Parameters P1 mit dem vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert. Der erste Parameter P1 bezieht sich auf die Drehzahl NC der Kurbel 12 und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10. Bezieht sich der erste Parameter P1 auf die Drehzahl NC der Kurbel 12, so ist der erste Parameter P1 beispielsweise die Drehzahl NC der Kurbel 12. Bezieht sich der erste Parameter P1 auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V, so ist der erste Parameter P1 z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit V.
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Vorzugsweise enthält der vorbestimmte Schwellenwert P1X einen vorbestimmten ersten Schwellenwert P11. In einem Fall, in dem der erste Parameter P1 kleiner als der vorbestimmte erste Schwellenwert P11 ist, steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern. Vorzugsweise umfasst der vorbestimmte Schwellenwert P1X einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12. Ist der erste Parameter P1 größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert P12, so steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40 zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses R. Vorzugsweise ist der zweite Schwellenwert P12 größer als der erste Schwellenwert P11. Der Benutzer kann Anfangswerte für den ersten Schwellenwert P11 und den zweiten Schwellenwert P12 einstellen. Wenn der erste Parameter P1 die Drehzahl NC der Kurbel 12 ist, liegt der erste Schwellenwert P11 in einem Bereich von z.B. 30 U/min oder mehr bis 70 U/min oder weniger. Wenn es sich um die Drehzahl der Kurbel handelt, liegt der zweite Schwellenwert P12 in einem Bereich von beispielsweise 55 U/min oder mehr bis 100 U/min oder weniger.
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Ein Verfahren zur Steuerung der Schaltvorrichtung 40 wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn die Steuerung 72 mit elektrischer Energie versorgt wird, startet die Steuerung 72 den Prozess und fährt mit Schritt S11 des in 3 dargestellten Flussdiagramms fort. Wenn das in 3 gezeigte Flussdiagramm endet, wiederholt die Steuerung 72 den Prozess ab Schritt S11 nach einem vorbestimmten Zeitraum, bis die Zufuhr von elektrischer Energie gestoppt wird.
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In Schritt S11 bestimmt die Steuerung 72, ob der erste Parameter P1 kleiner ist als der vorbestimmte erste Schwellenwert P11. Wenn der erste Parameter P1 kleiner als der vorbestimmte erste Schwellenwert P11 ist, geht die Steuerung 72 zu Schritt S12 über. In Schritt S12 bestimmt die Steuerung 72, ob das aktuelle Übersetzungsverhältnis R größer als das minimale Übersetzungsverhältnis Rmin der Schaltvorrichtung 40 ist. Wenn das aktuelle Übersetzungsverhältnis R kleiner oder gleich dem minimalen Übersetzungsverhältnis Rmin ist, beendet die Steuerung 72 den Vorgang. Ist das Übersetzungsverhältnis R größer als das minimale Übersetzungsverhältnis Rmin, geht die Steuerung 72 zu Schritt S13 über. In Schritt S13 steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern, und beendet dann den Vorgang. In Schritt S13 ändert die Steuerung 72 die Schaltstufe um eine Stufe.
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In Schritt S11 geht die Steuerung 72 zu Schritt S14 über, wenn der erste Parameter P1 größer oder gleich dem vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 ist. In Schritt S14 bestimmt die Steuerung 72, ob der erste Parameter P1 größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert P12 ist. Wenn der erste Parameter P1 kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 ist, beendet die Steuerung 72 den Prozess. Ist der erste Parameter P1 größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert P12, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S15 fort.
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In Schritt S15 ermittelt die Steuerung 72, ob das aktuelle Übersetzungsverhältnis R kleiner ist als das maximale Übersetzungsverhältnis Rmax der Schaltvorrichtung 40. Ist das aktuelle Übersetzungsverhältnis R größer oder gleich dem maximalen Übersetzungsverhältnis Rmax, beendet die Steuerung 72 den Vorgang. Ist das aktuelle Übersetzungsverhältnis R kleiner als das maximale Übersetzungsverhältnis Rmax, geht die Steuerung 72 zu Schritt S16 über. In Schritt S16 steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen, und beendet dann den Vorgang. In Schritt S16 ändert die Steuerung 72 die Schaltstufe um eine Stufe.
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In Schritt S12 kann die Steuerung 72 anstelle des Vergleichs des aktuellen Übersetzungsverhältnisses R und des minimalen Übersetzungsverhältnisses Rmin auch die aktuelle Schaltstufe mit der minimalen Schaltstufe vergleichen. In einem Fall, in dem die aktuelle Schaltstufe mit der minimalen Schaltstufe verglichen wird, wird beispielsweise jeder Schaltstufe eine Ziffer zugeordnet, und die der aktuellen Schaltstufe entsprechende Ziffer wird mit der der minimalen Schaltstufe entsprechenden Ziffer verglichen. Die Zahl, die der minimalen Schaltstufe entspricht, ist z.B. 1.
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In Schritt S15 kann die Steuerung 72 anstelle des Vergleichs des aktuellen Übersetzungsverhältnisses R und des maximalen Übersetzungsverhältnisses Rmax auch die aktuelle Schaltstufe und die maximale Schaltstufe vergleichen. In einem Fall, in dem die aktuelle Schaltstufe mit der maximalen Schaltstufe verglichen wird, wird beispielsweise jeder Schaltstufe eine Zahl zugeordnet, und die Zahl, die der aktuellen Schaltstufe entspricht, wird mit der Zahl verglichen, die der maximalen Schaltstufe entspricht.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 erhöht, wenn die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt. Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 erhöht, wenn die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt. In einem Fall, in dem der erste Parameter P1 die Drehzahl NC der Kurbel 12 ist, kann der vorbestimmte Schwellenwert P1X beispielsweise in einem Bereich von 1 Umdrehung pro Minute bis 5 Umdrehungen pro Minute geändert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Bereich von 1 km/h bis 5 km/h ansteigt.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den vorbestimmten Schwellenwert P1X in Übereinstimmung mit einem zweiten Parameter P2, der auf einen Fahrwiderstand X des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 bezogen ist, einstellt. Vorzugsweise ist der zweite Parameter P2, der sich auf den Fahrwiderstand X des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 bezieht, ein Parameter, der mit steigendem Fahrwiderstand X zunimmt. Der zweite Parameter P2 in Bezug auf den Fahrwiderstand X des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 ist beispielsweise der Fahrwiderstand X. Der Fahrwiderstand X umfasst mindestens einen des Neigungswiderstands, Luftwiderstands, Rollwiderstands des Reifens 15 und Beschleunigungswiderstands. Der Neigungswiderstand nimmt mit zunehmendem Neigungswinkel D zu. Der Rollwiderstand des Reifens 15 nimmt zu, wenn der Luftdruck des Reifens 15 sinkt. Der Luftwiderstand nimmt zu, wenn die Geschwindigkeit des Windes von der stromabwärts gelegenen Seite in Fahrtrichtung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zunimmt. Der Beschleunigungswiderstand nimmt zu, wenn die Beschleunigung in Fahrtrichtung des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zunimmt.
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Die Steuerung 72 stellt den vorbestimmten Schwellenwert P1X in Übereinstimmung mit mindestens einem des Neigungswinkels D, der von dem Neigungsdetektor 54 erfasst wird, der Windgeschwindigkeit, die von dem Windgeschwindigkeitsdetektor 56 erfasst wird, des Luftdrucks des Reifens 15, der von dem Reifenluftdruckdetektor 58 erfasst wird, und der Beschleunigung, die von dem Beschleunigungsdetektor 60 erfasst wird, ein. Vorzugsweise werden Informationen bezüglich der Beziehung zwischen dem zweiten Parameter P2 und dem Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwertes P1X im Voraus im Speicher 74 gespeichert. Die Informationen, die sich auf die Beziehung zwischen dem zweiten Parameter P2 und dem Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwerts P1X beziehen, umfassen mindestens eine Tabelle, eine Karte oder einen relationalen Ausdruck.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den vorbestimmten Schwellenwert P1X nicht ändert, selbst wenn die Ausgabe des Motors 38 abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zunimmt, wenn der zweite Parameter P2, der sich auf den Fahrwiderstand X des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 bezieht, kleiner ist als ein vorbestimmter dritter Schwellenwert P2X.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Steuerung 72 den vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert, in einem Fall, in dem der zweite Parameter P2 kleiner als der vorbestimmte dritte Schwellenwert P2X ist, einen kleineren Änderungsbetrag für den vorbestimmten Schwellenwert P1X einstellt als in einem Fall, in dem der zweite Parameter P2 größer als oder gleich dem vorbestimmten dritten Schwellenwert P2X ist.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem sie den vorbestimmten Schwellenwert P1X ändert, den Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwerts P1X in Übereinstimmung mit dem zweiten Parameter P2, der mit dem Fahrwiderstand X des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zusammenhängt, ändert.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den vorbestimmten Schwellenwert P1X auch dann nicht ändert, wenn die Ausgabe des Motors 38 abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zunimmt, wenn das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 bergab fährt.
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Ein Verfahren zur Steuerung des vorbestimmten Schwellenwerts P1X wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wird der Steuerung 72 elektrische Energie zugeführt, startet die Steuerung 72 den Prozess und fährt mit Schritt S31 des in 4 dargestellten Flussdiagramms fort. Wenn das in 4 gezeigte Flussdiagramm endet, wiederholt die Steuerung 72 den Prozess ab Schritt S31 nach einem vorbestimmten Zeitraum, bis die Zufuhr von elektrischer Energie endet.
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In Schritt S31 bestimmt die Steuerung 72, ob die Ausgabe des Motors 38 in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit V abgenommen hat. Beispielsweise bestimmt die Steuerung 72 in einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich der ersten Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist und der Motor 38 gestoppt hat, dass die Ausgabe des Motors 38 in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit V abgenommen hat. Wenn die Ausgabe des Motors 38 entsprechend einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V abgenommen hat, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S32 fort.
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In Schritt S32 ermittelt die Steuerung 72, ob das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 bergab fährt. Wenn das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 bergab fährt, beendet die Steuerung 72 den Vorgang. Wenn das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 nicht bergab fährt, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S33 fort.
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In Schritt S33 bestimmt die Steuerung 72, ob der zweite Parameter P2 kleiner als der dritte Schwellenwert P2X ist. Wenn der zweite Parameter P2 größer oder gleich dem dritten Schwellenwert P2X ist, geht die Steuerung 72 zu Schritt S34 über. In Schritt S34 ändert die Steuerung 72 den vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 auf einen ersten Wert P1A, ändert den vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 auf einen zweiten Wert P1 B und beendet dann den Prozess.
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In Schritt S33 geht die Steuerung 72 zu Schritt S35 über, wenn der zweite Parameter P2 kleiner als der dritte Schwellenwert P2X ist. In Schritt S35 ändert die Steuerung 72 den vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 auf einen dritten Wert P1C, ändert den vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 auf einen vierten Wert P1D und beendet dann den Prozess.
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Der erste Wert P1A und der dritte Wert P1C sind größer als der Anfangswert des vorbestimmten ersten Schwellenwerts P11, der in dem Speicher 74 gespeichert ist. Der zweite Wert P1 B und der vierte Wert P1D sind größer als der Anfangswert des in dem Speicher 74 gespeicherten vorbestimmten zweiten Schwellenwertes P12. Vorzugsweise ist der dritte Wert P1C kleiner als der erste Wert P1A. Vorzugsweise ist der vierte Wert P1D kleiner als der zweite Wert P1B.
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Vorzugsweise ändert die Steuerung 72 in einem Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, den geänderten vorbestimmten Schwellenwert P1X zurück auf einen vorbestimmten Schwellenwert P1X, wenn der vorbestimmte Schwellenwert P1X geändert wird und eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Beispielsweise ändert die Steuerung 72 in einem Fall, in dem die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, den vorbestimmten Schwellenwert P1X auf den Anfangswert des vorbestimmten Schwellenwertes P1X, der in dem Speicher 74 gespeichert ist. Die vorbestimmte Bedingung umfasst zum Beispiel zumindest einen von einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V abgenommen hat, einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als die erste Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist, und einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit V2 ist.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den Motor 38 in einem ersten Steuerzustand und einem zweiten Steuerzustand steuert, die sich in der Ausgabescharakteristik des Motors 38 in Bezug auf die menschliche Antriebskraft H, die in das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 eingegeben wird, voneinander unterscheiden. Die Steuerung 72 ist so konfiguriert, dass sie den Motor 38 beispielsweise in einem Steuerzustand steuert, der aus Steuerzuständen ausgewählt ist, die sich zumindest teilweise in der Zuordnungsbeziehung zwischen der menschlichen Antriebskraft H und dem vorbestimmten Verhältnis A voneinander unterscheiden. Die Steuerzustände können mindestens einen weiteren Steuerzustand umfassen, der von dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand verschieden ist. Die Steuerzustände können einen Steuerzustand einschließen, in dem der Motor 38 nicht angetrieben wird.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie zwischen dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand in Übereinstimmung mit einer Eingabe von der Bedienungsvorrichtung 46 umschaltet. In einem Fall, in dem der Benutzer eine Betätigung an der Bedienungsvorrichtung 46 zum Umschalten des Steuerzustands durchführt, überträgt die Bedienungsvorrichtung 46 ein Signal, das sich auf eine Umschaltanforderung des Steuerzustands bezieht, an die Steuerung 72. In einem Fall, in dem die Steuerung 72 das Signal bezüglich der Umschaltanforderung des Steuerzustands von der Bedienungsvorrichtung 46 empfängt, schaltet die Steuerung 72 beispielsweise in den zweiten Steuerzustand, wenn der Steuerzustand der erste Steuerzustand ist, und schaltet in den ersten Steuerzustand, wenn der Steuerzustand der zweite Steuerzustand ist. In einem Fall, in dem die Steuerung 72 das Signal bezüglich der Umschaltanforderung des Steuerzustands von der Bedienungsvorrichtung 46 empfängt, kann die Steuerung 72 in Übereinstimmung mit der Anzahl der Male, welche die Umschaltanforderung des Steuerzustands von der Bedienungsvorrichtung 46 empfangen wird, zwischen den Steuerzuständen umschalten.
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Die Bedienungsvorrichtung 46 kann eine beliebige Konfiguration haben, die zwischen dem ersten Steuerzustand und dem zweiten Steuerzustand umschaltet. Die Bedienungsvorrichtung 46 kann ein Signal übertragen, das sich auf eine Umschaltanforderung zum Umschalten in den ersten Steuerzustand bezieht. In einem Fall, in dem die Steuerung 72 das Signal bezüglich der Umschaltanforderung zum Umschalten in den ersten Steuerzustand empfängt, schaltet die Steuerung 72 in den ersten Steuerzustand, wenn der Steuerzustand der zweite Steuerzustand oder der mindestens eine weitere Steuerzustand ist. Die Bedienungsvorrichtung 46 kann ein Signal senden, das sich auf eine Schaltanforderung zum Umschalten in den zweiten Steuerzustand bezieht. In einem Fall, in dem die Steuerung 72 das Signal in Bezug auf die Umschaltanforderung zum Umschalten in den zweiten Steuerzustand empfängt, schaltet die Steuerung 72 in den zweiten Steuerzustand, wenn der Steuerzustand der erste Steuerzustand oder der mindestens eine weitere Steuerzustand ist.
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Ein Verfahren zum Umschalten des Steuerzustands wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wird die Steuerung 72 mit elektrischer Energie versorgt, startet die Steuerung 72 den Prozess und fährt mit Schritt S41 des in 5 dargestellten Flussdiagramms fort. Wenn das in 5 gezeigte Flussdiagramm endet, wiederholt die Steuerung 72 den Prozess ab Schritt S41 nach einem vorbestimmten Zeitraum, bis die Zufuhr von elektrischem Strom endet.
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In Schritt S41 bestimmt die Steuerung 72, ob der Steuerzustand der erste Steuerzustand ist. Wenn der Steuerzustand der erste Steuerzustand ist, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S42 fort. In Schritt S42 bestimmt die Steuerung 72, ob das Umschalten des Steuerzustands von der Bedienungsvorrichtung 46 angefordert wird. Wenn das Umschalten des Steuerzustands nicht von der Bedienungsvorrichtung 46 angefordert wird, beendet die Steuerung 72 den Prozess. Wenn die Umschaltung des Steuerzustands von der Bedienungsvorrichtung 46 angefordert wird, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S43 fort. In Schritt S43 schaltet die Steuerung 72 in den zweiten Steuerzustand und beendet dann den Prozess.
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In Schritt S41 geht die Steuerung 72 zu Schritt S44 über, wenn der Steuerzustand nicht der erste Steuerzustand ist. In Schritt S44 bestimmt die Steuerung 72, ob das Umschalten des Steuerzustands von der Bedienungsvorrichtung 46 angefordert wird. Falls das Umschalten des Steuerzustands nicht von der Bedienungsvorrichtung 46 angefordert wird, beendet die Steuerung 72 den Prozess. Wenn die Umschaltung des Steuerzustands von der Bedienungsvorrichtung 46 angefordert wird, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S45 fort. In Schritt S45 schaltet die Steuerung 72 in den ersten Steuerzustand und beendet dann den Prozess.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie einen Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwerts P1X für einen Fall, in dem die Steuerung 72 den vorbestimmten Schwellenwert P1X im ersten Steuerzustand ändert, und einen Fall, in dem die Steuerung 72 den vorbestimmten Schwellenwert P1X im zweiten Steuerzustand ändert, unterschiedlich einstellt. Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem der Maximalwert des vorbestimmten Verhältnisses A im ersten Steuerzustand kleiner ist als der Maximalwert des vorbestimmten Verhältnisses A im zweiten Steuerzustand, der Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwertes P1X, der durch den Prozess der Schritte S34 und S35, die im Flussdiagramm von 4 gezeigt sind, im ersten Steuerzustand geändert wird, so eingestellt, dass er kleiner ist als der Änderungsbetrag des vorbestimmten Schwellenwertes P1X, der durch den Prozess der Schritte S34 und S35, die im Flussdiagramm von 4 gezeigt sind, im zweiten Steuerzustand geändert wird.
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Eine zweite Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 70 und die erste Ausführungsform der Steuerungsvorrichtung 70 haben die gleiche Konfiguration mit Ausnahme des Prozesses der Steuerung 72. Die Unterschiede werden im Folgenden beschrieben.
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Der erste Parameter P1 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem ersten Parameter P1 der ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform bezieht sich der erste Parameter P1 auf mindestens eines von der menschlichen Antriebskraft H, die dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 10 zugeführt wird, dem Neigungswinkel D des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 und dem Neigungswinkel der Fahrbahn des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10. In einem Fall, in dem sich der erste Parameter P1 auf die menschliche Antriebskraft H bezieht, ist der erste Parameter P1 zum Beispiel die menschliche Antriebskraft H. In einem Fall, in dem sich der erste Parameter P1 auf den Neigungswinkel D des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 bezieht, ist der erste Parameter P1 zum Beispiel der Neigungswinkel D des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10. In einem Fall, in dem sich der erste Parameter P1 auf den Neigungswinkel der Fahrbahn des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 bezieht, ist der erste Parameter P1 beispielsweise der Neigungswinkel der Fahrbahn des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10. Die Steuerung 72 erhält von dem Neigungsdetektor 54 Informationen über den Neigungswinkel des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 oder den Neigungswinkel der Fahrbahn des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10.
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Vorzugsweise enthält der vorbestimmte Schwellenwert P1X den vorbestimmten ersten Schwellenwert P11. In einem Fall, in dem der erste Parameter P1 kleiner als der vorbestimmte erste Schwellenwert P11 ist, steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen. Vorzugsweise umfasst der vorbestimmte Schwellenwert P1X einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12. In einem Fall, in dem der erste Parameter P1 größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert P12 ist, steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern. Vorzugsweise ist der vorbestimmte zweite Schwellenwert R12 größer als der vorbestimmte erste Schwellenwert P11. Im Falle eines menschlichen Drehmoments liegt der erste Schwellenwert P11 in einem Bereich von beispielsweise 20 Nm oder mehr bis 60 Nm oder weniger. Bei einem menschlichen Drehmoment liegt der zweite Schwellenwert P12 in einem Bereich von z. B. 40 Nm oder mehr bis 80 Nm oder weniger.
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Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie den vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 verringert, wenn die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt. Vorzugsweise ist die Steuerung 72 so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt, den vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 verringert.
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Ein Verfahren zur Steuerung der Schaltvorrichtung 40 wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In einem Fall, in dem die Steuerung 72 mit elektrischer Energie versorgt wird, startet die Steuerung 72 den Prozess und fährt mit Schritt S21 des in 6 dargestellten Flussdiagramms fort. Wenn das in 6 dargestellte Flussdiagramm endet, wiederholt die Steuerung 72 den Prozess ab Schritt S21 nach einem vorbestimmten Zeitraum, bis die Zufuhr von elektrischer Energie endet.
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In Schritt S21 bestimmt die Steuerung 72, ob der erste Parameter P1 kleiner ist als der vorbestimmte erste Schwellenwert P11. Wenn der erste Parameter P1 kleiner als der vorbestimmte erste Schwellenwert P11 ist, geht die Steuerung 72 zu Schritt S22 über. In Schritt S22 bestimmt die Steuerung 72, ob das aktuelle Übersetzungsverhältnis R kleiner ist als das maximale Übersetzungsverhältnis Rmax. Wenn das aktuelle Übersetzungsverhältnis R größer oder gleich dem maximalen Übersetzungsverhältnis Rmax ist, beendet die Steuerung 72 das Verfahren. Ist das aktuelle Übersetzungsverhältnis R kleiner als das maximale Übersetzungsverhältnis Rmax, geht die Steuerung 72 zu Schritt S23 über. In Schritt S23 steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40, um das Übersetzungsverhältnis R zu erhöhen, und beendet dann den Vorgang.
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In Schritt S21 geht die Steuerung 72 zu Schritt S24 über, wenn der erste Parameter P1 größer oder gleich dem vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 ist. In Schritt S24 bestimmt die Steuerung 72, ob der erste Parameter P1 größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert P12 ist. Wenn der erste Parameter P1 kleiner oder gleich dem vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 ist, beendet die Steuerung 72 den Prozess. Ist der erste Parameter P1 größer als der vorbestimmte zweite Schwellenwert P12, geht die Steuerung 72 zu Schritt S25 über. In Schritt S25 bestimmt die Steuerung 72, ob das aktuelle Übersetzungsverhältnis R größer als das minimale Übersetzungsverhältnis Rmin ist. Wenn das aktuelle Übersetzungsverhältnis R kleiner oder gleich dem minimalen Übersetzungsverhältnis Rmin ist, beendet die Steuerung 72 den Prozess. Ist das aktuelle Übersetzungsverhältnis R größer als das minimale Übersetzungsverhältnis Rmin, geht die Steuerung 72 zu Schritt S26 über. In Schritt S26 steuert die Steuerung 72 die Schaltvorrichtung 40, um das Übersetzungsverhältnis R zu verringern, und beendet dann den Vorgang.
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Der erste Wert P1A und der dritte Wert P1C sind kleiner als der Anfangswert des vorbestimmten ersten Schwellenwerts P11, der in dem Speicher 74 gespeichert ist. Der zweite Wert P1B und der vierte Wert P1D sind kleiner als der Anfangswert des in dem Speicher 74 gespeicherten vorbestimmten zweiten Schwellenwertes P12. Vorzugsweise ist der dritte Wert P1C größer als der erste Wert P1A. Vorzugsweise ist der vierte Wert P1D größer als der zweite Wert P1B.
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Die Beschreibung der obigen Ausführungsbeispiele zeigt beispielhaft, ohne die Absicht, diese einzuschränken, anwendbare Formen einer Steuerungsvorrichtung für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Steuerungsvorrichtung für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise auf modifizierte Beispiele der Ausführungsformen, die im Folgenden beschrieben werden, und Kombinationen von mindestens zwei der modifizierten Beispiele, die sich nicht widersprechen, angewendet werden. In den nachfolgend beschriebenen abgewandelten Ausführungsbeispielen sind die Elemente, die mit den entsprechenden Elementen der obigen Ausführungsform identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Solche Elemente werden nicht im Detail beschrieben.
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Mindestens einer der Schritte S32, S33 und S35 können in dem in 4 gezeigten Flussdiagramm weggelassen werden. Wenn die Schritte S32, S33 und S35 ausgelassen werden und die Bestimmung von Schritt S31 JA ist, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S34 fort. Wenn nur Schritt S32 ausgelassen wird und die Bestimmung von Schritt S31 JA ist, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S33 fort. In einem Fall, in dem die Schritte S33 und S35 ausgelassen werden und die Bestimmung von Schritt S32 NEIN ist, fährt die Steuerung 72 mit Schritt S34 fort. Solange die Steuerung 72 so konfiguriert ist, dass sie die Schaltvorrichtung 40 steuert, um das Übersetzungsverhältnis R in Übereinstimmung mit einem Vergleich eines ersten Parameters P1, der sich auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 bezieht, und einem vorbestimmten Schwellenwert P1X zu ändern, und so konfiguriert ist, dass sie den vorbestimmten Schwellenwert P1X in einem Fall ändert, in dem eine Ausgabe des Motors 38 abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zunimmt, kann die verbleibende Konfiguration weggelassen werden.
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In der ersten Ausführungsform kann die Steuerung 72 so konfiguriert werden, dass sie den vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 in einem Fall verringert, in dem die Ausgabe des Motors 38 abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 steigt. Eine Verringerung des vorbestimmten ersten Schwellenwerts P11 behindert eine Verringerung des Übersetzungsverhältnisses R, so dass die Belastung des Fahrers nicht ohne weiteres verringert wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V kann jedoch leicht beibehalten werden, während der Anstieg der Drehzahl der Kurbel 12 begrenzt wird.
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In der ersten Ausführungsform kann die Steuerung 72 so konfiguriert werden, dass sie den vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 in einem Fall verringert, in dem die Ausgabe des Motors 38 abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 steigt. Durch eine Verringerung des vorbestimmten zweiten Schwellenwerts P12 kann das Übersetzungsverhältnis R leicht erhöht werden, so dass die Belastung des Fahrers leicht erhöht wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V kann jedoch leicht erhöht werden, während der Anstieg der Drehzahl der Kurbel 12 begrenzt wird.
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In der ersten Ausführungsform kann die Steuerung 72 in einem Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt, so konfiguriert werden, dass sie nur einen des vorbestimmten ersten Schwellenwerts P11 und des vorbestimmten zweiten Schwellenwerts P12 ändert.
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In der zweiten Ausführungsform kann die Steuerung 72 so konfiguriert werden, dass sie den vorbestimmten ersten Schwellenwert P11 in einem Fall erhöht, in dem die Ausgabe des Motors 38 mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt. In diesem Fall wird das Übersetzungsverhältnis R leicht verringert.
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In der zweiten Ausführungsform kann die Steuerung 72 so konfiguriert werden, dass sie den vorbestimmten zweiten Schwellenwert P12 in einem Fall erhöht, in dem die Ausgabe des Motors 38 abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 zunimmt. In diesem Fall lässt sich das Übersetzungsverhältnis R nicht ohne weiteres erhöhen.
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In der zweiten Ausführungsform kann die Steuerung 72 so konfiguriert werden, dass sie in einem Fall, in dem die Ausgabe des Motors 38 bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 abnimmt, nur einen des vorbestimmten ersten Schwellenwerts P11 und des vorbestimmten zweiten Schwellenwerts P12 ändert.
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In dieser Beschreibung bedeutet die Formulierung „mindestens eines von“, wie sie in dieser Offenbarung verwendet wird, „eine oder mehrere“ einer gewünschten Auswahl. Zum Beispiel bedeutet der Ausdruck „mindestens eines von“, wie er in dieser Offenbarung verwendet wird, „nur eine Auswahl“ oder „beide von zwei Auswahlmöglichkeiten“ in einem Fall, in dem die Anzahl der Auswahlmöglichkeiten zwei beträgt. In einem anderen Beispiel bedeutet der Ausdruck „mindestens eines von“, wie er in dieser Offenbarung verwendet wird, „nur eine einzige Auswahl“ oder „eine beliebige Kombination von gleich oder mehr als zwei Auswahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl der Auswahlmöglichkeiten gleich oder mehr als drei ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- menschlich angetriebenes Fahrzeug
- 12
- Kurbel
- 12A
- Eingaberotationswelle
- 12B
- erster Kurbelarm
- 12C
- zweiter Kurbelarm
- 14
- Räder
- 14A
- Hinterrad
- 14B
- Vorderrad
- 15
- Reifen
- 15A
- Reifen des Hinterrads
- 15B
- Reifen des Vorderrads
- 16
- Fahrzeugkörper
- 18
- Rahmen
- 20A
- erstes Pedal
- 20B
- zweites Pedal
- 22
- Antriebsmechanismus
- 24
- erster Rotationskörper
- 26
- zweiter Rotationskörper
- 28
- Verbindungselement
- 30
- Vorderradgabel
- 32
- Vorbau
- 34
- Lenker
- 36
- Batterie
- 38
- Motor
- 40
- Schaltvorrichtung
- 42
- Antriebseinheit
- 42A
- Gehäuse
- 44
- Aktuator
- 46
- Bedienungsvorrichtung
- 48
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 50
- Kurbelrotationssensor
- 52
- Detektor für die menschliche Antriebskraft
- 54
- Neigungsdetektor
- 56
- Windgeschwindigkeitsdetektor
- 58
- Reifenluftdruckdetektor
- 60
- Beschleunigungsdetektor
- 70
- Steuerungsvorrichtung
- 72
- Steuerung
- 74
- Speicher
- 76
- Antriebsschaltung
- S11 - S45
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 200038187 A1 [0002, 0003]