JP7514656B2 - Drive unit for human-powered vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、人力駆動車用のドライブユニットに関する。 The present invention relates to a drive unit for a human-powered vehicle.
例えば、特許文献1には、人力駆動車のモータ駆動装置において、保護回路によって電気モータのコイルを短絡することが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that in a motor drive device for a human-powered vehicle, a protection circuit shorts the coil of an electric motor.
特許文献1に開示されるモータ駆動装置では、電気モータのコイルを短絡させるために特別な保護回路が必要であるため、構成が複雑化してしまう。 The motor drive device disclosed in Patent Document 1 requires a special protection circuit to short-circuit the coils of the electric motor, which makes the configuration complicated.
本発明の目的の1つは、簡単な構成によって、必要に応じて電気モータのコイルを短絡できる人力駆動車用のドライブユニットを提供することである。 One of the objects of the present invention is to provide a drive unit for a human-powered vehicle that can short-circuit the coils of an electric motor as needed with a simple configuration.
本開示の第1側面に従うドライブユニットは、人力駆動車用のドライブユニットであって、コイルを有し、前記人力駆動車に推進力を付与するように構成される電気モータと、前記コイルに電気的に接続される複数のスイッチング素子と、前記コイルに電流が流れるように前記複数のスイッチング素子を制御して、前記電気モータを駆動するように構成される制御部と、を備え、前記制御部は、予め定める条件が満たされると、前記複数のスイッチング素子のうちの少なくとも1つを制御して前記コイルを短絡させる。
第1側面のドライブユニットによれば、予め定める条件が満たされると、電気モータを駆動するための複数のスイッチング素子のうちの少なくとも1つを制御してコイルを短絡するので、簡単な構成によって、必要に応じて電気モータのコイルを短絡できる。電気モータのコイルを短絡することによって、電気モータを制動でき、かつ、電気モータから電源への回生電流を抑制できる。
A drive unit according to a first aspect of the present disclosure is a drive unit for a human-powered vehicle, comprising: an electric motor having a coil and configured to provide propulsive force to the human-powered vehicle; a plurality of switching elements electrically connected to the coil; and a control unit configured to drive the electric motor by controlling the plurality of switching elements so that current flows through the coil, wherein when a predetermined condition is satisfied, the control unit controls at least one of the plurality of switching elements to short-circuit the coil.
According to the drive unit of the first aspect, when a predetermined condition is satisfied, at least one of a plurality of switching elements for driving the electric motor is controlled to short-circuit the coil, so that the coil of the electric motor can be short-circuited as necessary with a simple configuration. By shorting the coil of the electric motor, the electric motor can be braked and the regenerative current from the electric motor to the power source can be suppressed.
本開示の第1側面に従う第2側面のドライブユニットにおいて、前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記人力駆動車の車速が、第1速度以上であることを含む。
第2側面のドライブユニットによれば、電気モータが駆動されている状態において、人力駆動車の車速が、第1速度以上である場合にコイルを短絡できる。
In the drive unit of a second aspect according to the first aspect of the present disclosure, the predetermined condition includes a vehicle speed of the human-powered vehicle being equal to or greater than a first speed while the electric motor is being driven.
According to the drive unit of the second aspect, when the electric motor is driven, the coil can be short-circuited when the vehicle speed of the human-powered vehicle is equal to or higher than the first speed.
本開示の第2側面に従う第3側面のドライブユニットにおいて、前記第1速度に関する情報を変更可能に記憶する第1記憶部を備える。
第3側面のドライブユニットによれば、例えば、人力駆動車用のドライブユニットの使用環境などに応じて、第1速度に関する情報を変更できる。
A drive unit according to a third aspect of the second aspect of the present disclosure further comprises a first storage section that variably stores information about the first speed.
According to the drive unit of the third aspect, the information about the first speed can be changed depending on, for example, the usage environment of the drive unit for a human-powered vehicle.
本開示の第2または第3側面に従う第4側面のドライブユニットにおいて、前記第1速度は、時速20km以上、時速50km以下の範囲の値である。
第4側面のドライブユニットによれば、人力駆動車の車速が、時速20km以上、時速50km以下の範囲の値以上である場合にコイルを短絡できる。
In a fourth aspect of the drive unit according to the second or third aspect of the present disclosure, the first speed is a value in the range of 20 km/h or more and 50 km/h or less.
According to the drive unit of the fourth aspect, the coil can be short-circuited when the vehicle speed of the human-powered vehicle is equal to or greater than a value in the range of 20 km/h or more and 50 km/h or less.
本開示の第1から第4側面のいずれか1つに従う第5側面のドライブユニットにおいて、前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記人力駆動車のクランクに入力される人力駆動力が、第1値以下であることを含む。
第5側面のドライブユニットによれば、電気モータが駆動されている状態において、人力駆動車のクランクに入力される人力駆動力が、第1値以下である場合にコイルを短絡できる。
In a drive unit of a fifth aspect according to any one of the first to fourth aspects of the present disclosure, the predetermined condition includes that when the electric motor is driven, the human-powered driving force input to the crank of the human-powered vehicle is less than or equal to a first value.
According to the drive unit of the fifth aspect, when the electric motor is driven, the coil can be short-circuited if the human driving force input to the crank of the human-powered vehicle is equal to or smaller than a first value.
本開示の第1から第5側面のいずれか1つに従う第6側面のドライブユニットにおいて、前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記人力駆動車のクランクに入力される人力駆動力が、第2値以下である状態が、前記クランクが第1回転角度にわたって継続することを含む。
第6側面のドライブユニットによれば、電気モータが駆動されている状態において、人力駆動車のクランクに入力される人力駆動力が、第2値以下である状態が、クランクが第1回転角度にわたって継続する場合にコイルを短絡できる。
In a drive unit of a sixth aspect according to any one of the first to fifth aspects of the present disclosure, the predetermined condition includes a state in which, when the electric motor is driven, the human-powered driving force input to a crank of the human-powered vehicle is equal to or less than a second value, the state in which the crank rotates through a first rotation angle.
According to the drive unit of the sixth aspect, when the electric motor is driven, the coil can be short-circuited when the state in which the human-powered driving force input to the crank of the human-powered vehicle is less than or equal to a second value continues for the crank to rotate through a first angle.
本開示の第1から第6側面のいずれか1つに従う第7側面のドライブユニットにおいて、前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記人力駆動車のクランクに入力される人力駆動力が、第2値以下である状態が、予め定める時間にわたって継続することを含む。
第7側面のドライブユニットによれば、電気モータが駆動されている状態において、人力駆動車のクランクに入力される人力駆動力が、第2値以下である状態が、予め定める時間にわたって継続する場合にコイルを短絡できる。
In a drive unit of a seventh aspect according to any one of the first to sixth aspects of the present disclosure, the predetermined condition includes a state in which, while the electric motor is being driven, the human-powered driving force input to the crank of the human-powered vehicle continues to be equal to or less than a second value for a predetermined period of time.
According to the drive unit of the seventh aspect, when the electric motor is driven, the coil can be short-circuited when the state in which the human-powered driving force input to the crank of the human-powered vehicle is equal to or less than a second value continues for a predetermined period of time.
本開示の第1から第7側面のいずれか1つに従う第8側面のドライブユニットにおいて、前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記電気モータの制御に用いられる少なくとも1つのセンサにエラーが発生することを含む。
第8側面のドライブユニットによれば、電気モータが駆動されている状態において、電気モータの制御に用いられる少なくとも1つのセンサにエラーが発生する場合にコイルを短絡できる。
In a drive unit of an eighth aspect according to any one of the first to seventh aspects of the present disclosure, the predetermined condition includes the occurrence of an error in at least one sensor used to control the electric motor while the electric motor is being driven.
According to the drive unit of the eighth aspect, when an error occurs in at least one sensor used to control the electric motor while the electric motor is being driven, the coil can be short-circuited.
本開示の第1から第8側面のいずれか1つに従う第9側面のドライブユニットにおいて、前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記人力駆動車のクランクの回転速度が、第1回転速度以下であることを含む。
第9側面のドライブユニットによれば、電気モータが駆動されている状態において、人力駆動車のクランクの回転速度が、第1回転速度以下である場合にコイルを短絡できる。
In a drive unit of a ninth aspect according to any one of the first to eighth aspects of the present disclosure, the predetermined condition includes that, when the electric motor is driven, the rotational speed of a crank of the human-powered vehicle is equal to or less than a first rotational speed.
According to the drive unit of the ninth aspect, when the electric motor is driven, the coil can be short-circuited if the rotation speed of the crank of the human-powered vehicle is equal to or lower than the first rotation speed.
本開示の第1から第9側面のいずれか1つに従う第10側面のドライブユニットにおいて、前記予め定める条件は、前記電気モータの回転速度が、第2回転速度以上であることを含む。
第10側面のドライブユニットによれば、電気モータの回転速度が、第2回転速度以上である場合にコイルを短絡できる。
In the drive unit of a tenth aspect according to any one of the first to ninth aspects of the present disclosure, the predetermined condition includes that a rotation speed of the electric motor is equal to or greater than a second rotation speed.
According to the drive unit of the tenth aspect, the coil can be short-circuited when the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than the second rotational speed.
本開示の第10側面に従う第11側面のドライブユニットにおいて、前記第2回転速度は、前記電気モータが前記第2回転速度で回転し、かつ、前記電気モータが前記人力駆動車に推進力を付与している場合に、前記人力駆動車の車速が時速3km以上、かつ、時速7km以下になるように設定される。
第11側面のドライブユニットによれば、電気モータが人力駆動車に推進力を付与している場合に、電気モータの回転速度が、第2回転速度以上になることによって、人力駆動車の車速が時速3km以上、かつ、時速7km以下の範囲よりも大きくなる場合にコイルを短絡できる。
In the drive unit of an eleventh aspect according to the tenth aspect of the present disclosure, the second rotational speed is set so that when the electric motor rotates at the second rotational speed and the electric motor provides propulsive force to the human-powered vehicle, the vehicle speed of the human-powered vehicle is equal to or greater than 3 km/h and equal to or less than 7 km/h.
According to the drive unit of the eleventh aspect, when the electric motor is providing propulsive force to the human-powered vehicle, the rotational speed of the electric motor becomes equal to or greater than the second rotational speed, thereby short-circuiting the coil when the vehicle speed of the human-powered vehicle becomes greater than the range of 3 km/h or more and 7 km/h or less.
本開示の第10または第11側面に従う第12側面のドライブユニットにおいて、前記第2回転速度は、前記電気モータが前記第2回転速度で回転する場合に発生する電圧が、電源から前記電気モータに供給される電圧よりも小さくなるように設定される。
第12側面のドライブユニットによれば、電気モータの回転速度が、第2回転速度以上になることによって、電気モータに発生する電圧が、電源から前記電気モータに供給される電圧以上になる場合にコイルを短絡できる。
In the drive unit of aspect 12 according to the tenth or eleventh aspects of the present disclosure, the second rotational speed is set so that a voltage generated when the electric motor rotates at the second rotational speed is smaller than a voltage supplied to the electric motor from a power source.
According to the drive unit of the twelfth aspect, when the rotational speed of the electric motor becomes equal to or greater than the second rotational speed, the coil can be short-circuited when the voltage generated in the electric motor becomes equal to or greater than the voltage supplied to the electric motor from the power source.
本開示の第10から第12側面のいずれか1つに従う第13側面のドライブユニットにおいて、前記第2回転速度に関する情報を変更可能に記憶する第2記憶部を備える。
第13側面のドライブユニットによれば、第2回転速度に関する情報を人力駆動車用のドライブユニットに対して好適な情報に変更できる。
A drive unit according to a thirteenth aspect according to any one of the tenth to twelfth aspects of the present disclosure further comprises a second storage unit that variably stores information relating to the second rotation speed.
According to the drive unit of the thirteenth aspect, the information relating to the second rotational speed can be changed to information suitable for a drive unit for a human-powered vehicle.
本開示の第1から第13側面のいずれか1つに従う第14側面のドライブユニットにおいて、前記電気モータは、前記人力駆動車に推進力を付与する場合に、第1回転方向に回転し、前記予め定める条件は、前記電気モータが前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転することを含む。
第14側面のドライブユニットによれば、電気モータが第2回転方向に回転する場合にコイルを短絡できる。
In a drive unit of a fourteenth aspect according to any one of the first to thirteenth aspects of the present disclosure, the electric motor rotates in a first rotational direction when providing propulsive force to the human-powered vehicle, and the predetermined condition includes the electric motor rotating in a second rotational direction opposite to the first rotational direction.
According to the drive unit of the fourteenth aspect, the coil can be short-circuited when the electric motor rotates in the second rotational direction.
本開示の第1から第13側面のいずれか1つに従う第15側面のドライブユニットにおいて、前記電気モータは、前記人力駆動車に推進力を付与する場合に、第1回転方向に回転し、前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記電気モータが前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転することを含む。
第15側面のドライブユニットによれば、電気モータが駆動されている状態において、電気モータが第2回転方向に回転する場合にコイルを短絡できる。
In a drive unit of a fifteenth aspect according to any one of the first to thirteenth aspects of the present disclosure, the electric motor rotates in a first rotational direction when providing propulsive force to the human-powered vehicle, and the predetermined condition includes the electric motor rotating in a second rotational direction opposite to the first rotational direction when the electric motor is driven.
According to the drive unit of the fifteenth aspect, in a state in which the electric motor is driven, the coil can be short-circuited when the electric motor rotates in the second rotation direction.
本開示の第1から第15側面のいずれか1つに従う第16側面のドライブユニットにおいて、直流電源の正極に電気的に接続されるように構成される第1端子と、前記直流電源の負極に電気的に接続されるように構成される第2端子と、をさらに含み、前記コイルは、第1コイル、第2コイル、および、第3コイルを含み、前記複数のスイッチング素子は、第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、第3スイッチング素子、第4スイッチング素子、第5スイッチング素子、および、第6スイッチング素子を含み、前記第1コイルは、前記第1スイッチング素子を介して前記第1端子に電気的に接続され、かつ、前記第2スイッチング素子を介して前記第2端子に接続され、前記第2コイルは、前記第3スイッチング素子を介して前記第1端子に電気的に接続され、かつ、前記第4スイッチング素子を介して前記第2端子に接続され、前記第3コイルは、前記第5スイッチング素子を介して前記第1端子に電気的に接続され、かつ、前記第6スイッチング素子を介して前記第2端子に接続され、前記制御部は、前記予め定める条件が満たされると、前記第1スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、および、前記第5スイッチング素子を含む第1グループと、前記第2スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、および、前記第6スイッチング素子を含む第2グループと、の一方を導通状態とし、前記第1グループと、前記第2グループと、の他方を、非導通状態とする。
第16側面のドライブユニットによれば、予め定める条件が満たされると、第1グループと、第2グループと、の一方を導通状態とし、第1グループと、第2グループと、の他方を、非導通状態とすることによって、短絡ブレーキを作動できる。
A drive unit of a sixteenth aspect according to any one of the first to fifteenth aspects of the present disclosure, further comprising: a first terminal configured to be electrically connected to a positive electrode of a DC power supply; and a second terminal configured to be electrically connected to a negative electrode of the DC power supply, wherein the coil comprises a first coil, a second coil, and a third coil, the plurality of switching elements comprises a first switching element, a second switching element, a third switching element, a fourth switching element, a fifth switching element, and a sixth switching element, the first coil is electrically connected to the first terminal via the first switching element and to the second terminal via the second switching element, and the second coil the third coil is electrically connected to the first terminal via the third switching element and to the second terminal via the fourth switching element, the third coil is electrically connected to the first terminal via the fifth switching element and to the second terminal via the sixth switching element, and when the predetermined condition is satisfied, the control unit brings one of a first group including the first switching element, the third switching element, and the fifth switching element, and a second group including the second switching element, the fourth switching element, and the sixth switching element into a conductive state, and brings the other of the first group and the second group into a non-conductive state.
According to the drive unit of the sixteenth aspect, when a predetermined condition is satisfied, a short-circuit brake can be activated by making one of the first group and the second group conductive and making the other of the first group and the second group non-conductive.
本開示の第1から第16側面のいずれか1つに従う第17側面のドライブユニットにおいて、前記制御部は、前記コイルを前記短絡させた後、時間に応じて、前記コイルの前記短絡を解除する。
第17側面のドライブユニットによれば、コイルの短絡を時間によって制御できる。
In the drive unit of a seventeenth aspect according to any one of the first to sixteenth aspects of the present disclosure, the control unit, after short-circuiting the coil, releases the short circuit of the coil depending on time.
According to the drive unit of the seventeenth aspect, the short circuit of the coil can be controlled by time.
本開示の第16側面に従う第18側面のドライブユニットにおいて、前記制御部は、前記第1グループと、前記第2グループと、の前記一方を前記導通状態にした後、時間に応じて、前記第1グループと、前記第2グループと、の前記一方を前記非導通状態にする。
第18側面のドライブユニットによれば、コイルの短絡を時間によって制御できる。
In the drive unit of the 18th aspect according to the 16th aspect of the present disclosure, the control unit sets one of the first group and the second group to the conductive state, and then sets one of the first group and the second group to the non-conductive state depending on time.
According to the drive unit of the eighteenth aspect, the short circuit of the coil can be controlled by time.
本開示の第16側面に従う第19側面のドライブユニットにおいて、電流検出部をさらに備え、前記電気モータは、3相の電気モータであり、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子と、第1コイルとに電気的に接続される第1接続部と、第3スイッチング素子および第4スイッチング素子と、第2コイルとに電気的に接続される第2接続部と、第5スイッチング素子および第6スイッチング素子と、第3コイルとに電気的に接続される第3接続部と、を含み、前記電流検出部は、前記第1接続部、前記第2接続部、および、前記第3接続部の電流を検出するように構成され、前記制御部は、前記第1グループと、前記第2グループと、の一方を前記導通状態にした後、前記電流検出部によって前記第1接続部に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子のうち前記導通状態となっている一方を、前記非導通状態にし、前記電流検出部によって前記第2接続部に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、前記第3スイッチング素子および前記第4スイッチング素子のうち前記導通状態となっている一方を、前記非導通状態にし、前記電流検出部によって前記第3接続部に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、前記第5スイッチング素子および前記第6スイッチング素子のうち前記導通状態となっている一方を、前記非導通状態にする。
第19側面のドライブユニットによれば、前記第1端子および前記第2端子の間の電圧の上昇を抑制できる。
A drive unit according to a nineteenth aspect of the present disclosure, further comprising a current detection unit, wherein the electric motor is a three-phase electric motor and includes a first connection portion electrically connected to a first switching element, a second switching element, and a first coil, a second connection portion electrically connected to a third switching element, a fourth switching element, and a second coil, and a third connection portion electrically connected to a fifth switching element, a sixth switching element, and a third coil, wherein the current detection unit is configured to detect currents in the first connection portion, the second connection portion, and the third connection portion, and the control unit is configured to control one of the first group and the second group. is turned on, and then when the current detection unit detects a zero crossing of the value of the current flowing through the first connection part, one of the first switching element and the second switching element that is in the conductive state is turned on, and when the current detection unit detects a zero crossing of the value of the current flowing through the second connection part, one of the third switching element and the fourth switching element that is in the conductive state is turned on, and when the current detection unit detects a zero crossing of the value of the current flowing through the third connection part, one of the fifth switching element and the sixth switching element that is in the conductive state is turned on, and
According to the drive unit of the nineteenth aspect, an increase in voltage between the first terminal and the second terminal can be suppressed.
本開示の第16、第18、および、第19側面のいずれか1つに従う第20側面のドライブユニットにおいて、前記第1コイル、前記第2コイル、および、前記第3コイルは、スター結線またはデルタ結線される。
第20側面のドライブユニットによれば、スター結線(Y結線)またはデルタ結線(Δ結線)される電気モータのコイルを簡単な構成によって、必要に応じて短絡できる。
In the drive unit of the twentieth aspect according to any one of the sixteenth, eighteenth, and nineteenth aspects of the present disclosure, the first coil, the second coil, and the third coil are star-connected or delta-connected.
According to the drive unit of the twentieth aspect, the coils of the electric motor that are star-connected (Y-connected) or delta-connected (Δ-connected) can be short-circuited as necessary with a simple configuration.
本開示の人力駆動車用のドライブユニットは、簡単な構成によって、必要に応じて電気モータのコイルを短絡できる。 The drive unit for a human-powered vehicle disclosed herein has a simple configuration that allows the coils of the electric motor to be short-circuited as needed.
<実施形態>
図1から図5を参照して、実施形態の人力駆動車用のドライブユニット40について説明する。人力駆動車10は、少なくとも1つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力Hによって駆動できる乗り物である。人力駆動車10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、ハンドバイク、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車10が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車10は、例えば1輪車および3輪以上の車輪を有する乗り物も含む。人力駆動車10は、人力駆動力Hのみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車10は、人力駆動力Hだけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するイーバイク(E-bike)を含む。イーバイクは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車10を、電動アシスト自転車として説明する。
<Embodiment>
A drive unit 40 for a human-powered vehicle according to an embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 5. The human-powered vehicle 10 is a vehicle that has at least one wheel and can be driven by at least a human-powered driving force H. The human-powered vehicle 10 includes various types of bicycles, such as mountain bikes, road bikes, city bikes, cargo bikes, hand bikes, and recumbents. The number of wheels that the human-powered vehicle 10 has is not limited. The human-powered vehicle 10 also includes, for example, one-wheeled vehicles and vehicles with three or more wheels. The human-powered vehicle 10 is not limited to vehicles that can be driven only by the human-powered driving force H. The human-powered vehicle 10 includes an E-bike that uses not only the human-powered driving force H but also the driving force of an electric motor for propulsion. The E-bike includes an electrically assisted bicycle whose propulsion is assisted by an electric motor. In the following embodiment, the human-powered vehicle 10 will be described as an electrically assisted bicycle.
人力駆動車10は、人力駆動力Hが入力されるクランク12を備える。人力駆動車10は、車輪14と、車体16と、を、さらに備える。車輪14は、後輪14Aと、前輪14Bと、を含む。車体16は、フレーム18を含む。クランク12は、フレーム18に対して回転可能な入力回転軸12Aと、入力回転軸12Aの軸方向の端部にそれぞれ設けられる一対のクランクアーム12Bとを含む。本実施形態において、入力回転軸12Aは、クランク軸である。各クランクアーム12Bには、一対のペダル20がそれぞれ連結される。後輪14Aは、クランク12が回転することによって駆動される。後輪14Aは、フレーム18に支持される。クランク12と後輪14Aとは、駆動機構22によって連結される。駆動機構22は、入力回転軸12Aに連結される第1回転体24を含む。入力回転軸12Aと第1回転体24とは、一体回転するように連結されてもよく、第1ワンウェイクラッチを介して連結されていてもよい。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24を前転させ、クランク12が後転した場合に、クランク12と第1回転体24との相対回転を許容するように構成される。第1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。駆動機構22は、第2回転体26と、連結部材28とをさらに含む。連結部材28は、第1回転体24の回転力を第2回転体26に伝達する。連結部材28は、例えば、チェーン、ベルト、または、シャフトを含む。 The human-powered vehicle 10 includes a crank 12 to which a human-powered driving force H is input. The human-powered vehicle 10 further includes wheels 14 and a vehicle body 16. The wheels 14 include a rear wheel 14A and a front wheel 14B. The vehicle body 16 includes a frame 18. The crank 12 includes an input rotating shaft 12A that can rotate relative to the frame 18, and a pair of crank arms 12B that are respectively provided at the axial ends of the input rotating shaft 12A. In this embodiment, the input rotating shaft 12A is a crank shaft. A pair of pedals 20 are respectively connected to each crank arm 12B. The rear wheel 14A is driven by the rotation of the crank 12. The rear wheel 14A is supported by the frame 18. The crank 12 and the rear wheel 14A are connected by a drive mechanism 22. The drive mechanism 22 includes a first rotating body 24 that is connected to the input rotating shaft 12A. The input rotating shaft 12A and the first rotating body 24 may be connected to rotate together, or may be connected via a first one-way clutch. The first one-way clutch is configured to rotate the first rotating body 24 forward when the crank 12 rotates forward, and to allow relative rotation between the crank 12 and the first rotating body 24 when the crank 12 rotates backward. The first rotating body 24 includes a sprocket, a pulley, or a bevel gear. The drive mechanism 22 further includes a second rotating body 26 and a connecting member 28. The connecting member 28 transmits the rotational force of the first rotating body 24 to the second rotating body 26. The connecting member 28 includes, for example, a chain, a belt, or a shaft.
第2回転体26は、後輪14Aに連結される。第2回転体26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26と後輪14Aとの間には、好ましくは、第2ワンウェイクラッチが設けられている。第2ワンウェイクラッチは、第2回転体26が前転した場合に、後輪14Aを前転させ、第2回転体26が後転した場合に、第2回転体26と後輪14Aとの相対回転を許容するように構成される。 The second rotating body 26 is connected to the rear wheel 14A. The second rotating body 26 includes a sprocket, a pulley, or a bevel gear. A second one-way clutch is preferably provided between the second rotating body 26 and the rear wheel 14A. The second one-way clutch is configured to rotate the rear wheel 14A forward when the second rotating body 26 rotates forward, and to allow relative rotation between the second rotating body 26 and the rear wheel 14A when the second rotating body 26 rotates backward.
フレーム18には、フロントフォーク30を介して前輪14Bが取り付けられている。フロントフォーク30には、ハンドルバー34がステム32を介して連結されている。本実施形態では、後輪14Aが駆動機構22によってクランク12に連結されるが、後輪14Aおよび前輪14Bの少なくとも1つが、駆動機構22によってクランク12に連結されてもよい。 A front wheel 14B is attached to the frame 18 via a front fork 30. A handlebar 34 is connected to the front fork 30 via a stem 32. In this embodiment, the rear wheel 14A is connected to the crank 12 by the drive mechanism 22, but at least one of the rear wheel 14A and the front wheel 14B may be connected to the crank 12 by the drive mechanism 22.
好ましくは、人力駆動車10は、電源36をさらに含む。電源36は、直流電源である。電源36は、バッテリを含む。バッテリは、1または複数のバッテリ素子を含む。バッテリ素子は、充電池を含む。電源36は、ドライブユニット40に電力を供給するように構成される。電源36は、好ましくは、ドライブユニット40の制御部46と有線または無線によって通信可能に接続される。電源36は、例えば電力線通信(PLC;power line communication)、CAN(Controller Area Network)、または、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)によって制御部46と通信可能である。 Preferably, the human-powered vehicle 10 further includes a power source 36. The power source 36 is a DC power source. The power source 36 includes a battery. The battery includes one or more battery elements. The battery element includes a rechargeable battery. The power source 36 is configured to supply power to the drive unit 40. The power source 36 is preferably connected to a control unit 46 of the drive unit 40 so as to be able to communicate with the control unit 46 by wired or wireless communication. The power source 36 can communicate with the control unit 46 by, for example, power line communication (PLC), a controller area network (CAN), or a universal asynchronous receiver/transmitter (UART).
好ましくは、人力駆動車10は、センサ38を含む。センサ38は、ドライブユニット40の電気モータ42の制御に用いられる。例えば、センサ38は、車速センサ38A、クランク回転センサ38B、および、人力駆動力検出部38Cの少なくとも1つを含む。 Preferably, the human-powered vehicle 10 includes a sensor 38. The sensor 38 is used to control the electric motor 42 of the drive unit 40. For example, the sensor 38 includes at least one of a vehicle speed sensor 38A, a crank rotation sensor 38B, and a human-powered driving force detection unit 38C.
車速センサ38Aは、人力駆動車10の車輪14の回転速度NWに応じた情報を検出するように構成される。車速センサ38Aは、例えば、人力駆動車10の車輪14に設けられる磁石を検出するように構成される。車速センサ38Aは、例えば、車輪14が1回転する間に、予め定める回数の検出信号を出力するように構成される。予め定める回数は、例えば、1である。車速センサ38Aは、車輪14の回転速度NWに応じた信号を出力する。制御部46は、車輪14の回転速度NWと、車輪14の周長に関する情報とに基づいて人力駆動車10の車速Vを算出できる。記憶部50には車輪14の周長に関する情報が記憶される。車速センサ38Aは、例えばリードスイッチを構成する磁性リード、または、ホール素子を含む。車速センサ38Aは、人力駆動車10のフレーム18のチェーンステイに取り付けられ、後輪14A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30に設けられ、前輪14Bに取り付けられる磁石を検出する構成としてもよい。本実施形態において、車速センサ38Aは、車輪14が一回転した場合に、リードスイッチが磁石を1回検出するように構成される。車速センサ38Aは、車輪14に設けられる磁石を検出する構成に限らず、例えば、光学センサまたはGPS(Global Positioning System)レシーバなどを含んで構成されてもよく、車速Vに関する情報を検出できる構成であれば、どのような構成であってもよい。車速センサ38Aは、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部46に接続される。 The vehicle speed sensor 38A is configured to detect information corresponding to the rotation speed NW of the wheel 14 of the human-powered vehicle 10. The vehicle speed sensor 38A is configured to detect, for example, a magnet provided on the wheel 14 of the human-powered vehicle 10. The vehicle speed sensor 38A is configured to output a predetermined number of detection signals during one rotation of the wheel 14. The predetermined number is, for example, 1. The vehicle speed sensor 38A outputs a signal corresponding to the rotation speed NW of the wheel 14. The control unit 46 can calculate the vehicle speed V of the human-powered vehicle 10 based on the rotation speed NW of the wheel 14 and information related to the circumference of the wheel 14. Information related to the circumference of the wheel 14 is stored in the memory unit 50. The vehicle speed sensor 38A includes, for example, a magnetic reed constituting a reed switch, or a Hall element. The vehicle speed sensor 38A may be attached to a chain stay of the frame 18 of the human-powered vehicle 10 and configured to detect a magnet attached to the rear wheel 14A, or may be attached to the front fork 30 and configured to detect a magnet attached to the front wheel 14B. In this embodiment, the vehicle speed sensor 38A is configured such that a reed switch detects the magnet once when the wheel 14 rotates once. The vehicle speed sensor 38A is not limited to a configuration that detects a magnet attached to the wheel 14, and may be configured to include, for example, an optical sensor or a GPS (Global Positioning System) receiver, and may be configured in any manner as long as it is capable of detecting information related to the vehicle speed V. The vehicle speed sensor 38A is connected to the control unit 46 via a wireless communication device or an electric cable.
クランク回転センサ38Bは、入力回転軸12Aの回転状態に応じた情報を検出するように構成される。入力回転軸12Aの回転状態は、入力回転軸12Aの回転速度Cおよび入力回転軸12Aの回転角度Dの少なくとも1つを含む。クランク回転センサ38Bは、例えば、人力駆動車10のフレーム18またはドライブユニット40に設けられる。クランク回転センサ38Bは、例えば、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、入力回転軸12A、入力回転軸12Aに連動して回転する部材、または、入力回転軸12Aから第1回転体24までの間の動力伝達経路に設けられる。入力回転軸12Aに連動して回転する部材は、電気モータ42の出力軸を含んでもよい。本実施形態では、クランク回転センサ38Bは、入力回転軸12Aの回転速度Cに応じた信号、および、入力回転軸12Aの回転角度Dに応じた信号を出力する。磁石は、入力回転軸12Aから第1回転体24までの人力駆動力Hの動力伝達経路において、入力回転軸12Aと一体に回転する部材に設けられてもよい。例えば、磁石は、入力回転軸12Aと第1回転体24との間に第1ワンウェイクラッチが設けられない場合、第1回転体24に設けられてもよい。クランク回転センサ38Bは、磁気センサに代えて光学センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、またはトルクセンサなどを含んでいてもよく、入力回転軸12Aの回転速度Cおよび入力回転軸12Aの回転角度Dの少なくとも1つを検出できれば、どのような構成であってもよい。クランク回転センサ38Bは、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部46に接続される。 The crank rotation sensor 38B is configured to detect information corresponding to the rotation state of the input rotating shaft 12A. The rotation state of the input rotating shaft 12A includes at least one of the rotation speed C of the input rotating shaft 12A and the rotation angle D of the input rotating shaft 12A. The crank rotation sensor 38B is provided, for example, on the frame 18 or the drive unit 40 of the human-powered vehicle 10. The crank rotation sensor 38B is configured, for example, to include a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to the strength of a magnetic field. An annular magnet whose magnetic field strength changes in the circumferential direction is provided on the input rotating shaft 12A, a member that rotates in conjunction with the input rotating shaft 12A, or a power transmission path between the input rotating shaft 12A and the first rotating body 24. The member that rotates in conjunction with the input rotating shaft 12A may include the output shaft of the electric motor 42. In this embodiment, the crank rotation sensor 38B outputs a signal corresponding to the rotation speed C of the input rotating shaft 12A and a signal corresponding to the rotation angle D of the input rotating shaft 12A. The magnet may be provided on a member that rotates integrally with the input rotating shaft 12A in the power transmission path of the human-powered driving force H from the input rotating shaft 12A to the first rotating body 24. For example, the magnet may be provided on the first rotating body 24 when a first one-way clutch is not provided between the input rotating shaft 12A and the first rotating body 24. The crank rotation sensor 38B may include an optical sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, or a torque sensor instead of a magnetic sensor, and may have any configuration as long as it can detect at least one of the rotation speed C of the input rotating shaft 12A and the rotation angle D of the input rotating shaft 12A. The crank rotation sensor 38B is connected to the control unit 46 via a wireless communication device or an electric cable.
人力駆動力検出部38Cは、例えば、トルクセンサを含む。トルクセンサは、人力駆動力Hによってクランク12に与えられるトルクに応じた信号を出力するように構成される。トルクセンサは、例えば、動力伝達経路に第1ワンウェイクラッチが設けられる場合、好ましくは、第1ワンウェイクラッチよりも動力伝達経路の上流側に設けられる。トルクセンサは、歪センサ、磁歪センサ、または、圧力センサなどを含む。歪センサは、歪ゲージを含む。トルクセンサは、動力伝達経路、または、動力伝達経路に含まれる部材の近傍に含まれる部材に設けられる。動力伝達経路に含まれる部材は、例えば、入力回転軸12A、入力回転軸12Aと第1回転体24との間において人力駆動力Hを伝達する部材、クランクアーム12B、または、ペダル20である。トルクセンサは、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部46に接続される。人力駆動力検出部38Cは、人力駆動力Hに関する情報を取得できればどのような構成であってもよく、例えば、ペダル20に与えられる圧力を検出するセンサ、または、チェーンの張力を検出するセンサなどを含んでいてもよい。 The human-powered driving force detection unit 38C includes, for example, a torque sensor. The torque sensor is configured to output a signal corresponding to the torque applied to the crank 12 by the human-powered driving force H. When, for example, a first one-way clutch is provided in the power transmission path, the torque sensor is preferably provided upstream of the first one-way clutch in the power transmission path. The torque sensor includes a strain sensor, a magnetostrictive sensor, or a pressure sensor. The strain sensor includes a strain gauge. The torque sensor is provided in the power transmission path or in a member included in the power transmission path or in the vicinity of a member included in the power transmission path. The member included in the power transmission path is, for example, the input rotating shaft 12A, a member that transmits the human-powered driving force H between the input rotating shaft 12A and the first rotating body 24, the crank arm 12B, or the pedal 20. The torque sensor is connected to the control unit 46 via a wireless communication device or an electric cable. The manual driving force detection unit 38C may have any configuration as long as it can acquire information about the manual driving force H, and may include, for example, a sensor that detects the pressure applied to the pedal 20 or a sensor that detects the tension of the chain.
ドライブユニット40は、電気モータ42と、複数のスイッチング素子44と、制御部46と、を備える。電気モータ42は、人力駆動車10に推進力を付与するように構成される。好ましくは、ドライブユニット40は、ハウジング40Aを備える。電気モータ42は、ハウジング40Aに設けられる。好ましくは、ハウジング40Aは、人力駆動車10の車体16に取り付けられる。ドライブユニット40は、1または複数の電気モータ42を含む。電気モータ42は、ペダル20から後輪14Aまでの人力駆動力Hの動力伝達経路、および、前輪14Bの少なくとも1つに回転を伝達するように構成される。ペダル20から後輪14Aまでの人力駆動力Hの動力伝達経路には、後輪14Aも含まれる。好ましくは、ドライブユニット40は減速機を含み、電気モータ42は減速機を介して、ペダル20から後輪14Aまでの人力駆動力Hの動力伝達経路、および、前輪14Bの少なくとも1つに回転を伝達するように構成される。本実施形態では、ドライブユニット40は、人力駆動車10のフレーム18に設けられ、第1回転体24に回転を伝達するように構成される。ハウジング40Aは、フレーム18に設けられる。ハウジング40Aは、例えばフレーム18に着脱可能に取り付けられる。電気モータ42と入力回転軸12Aとの間の動力伝達経路には、好ましくは、入力回転軸12Aを人力駆動車10が前進する方向に回転させた場合にクランク12の回転力が電気モータ42に伝達されないように第3ワンウェイクラッチが設けられる。後輪14Aおよび前輪14Bの少なくとも1つに電気モータ42を設ける場合、電気モータ42は、ハブモータを含んでもよい。 The drive unit 40 includes an electric motor 42, a plurality of switching elements 44, and a control unit 46. The electric motor 42 is configured to provide a propulsive force to the human-powered vehicle 10. Preferably, the drive unit 40 includes a housing 40A. The electric motor 42 is provided in the housing 40A. Preferably, the housing 40A is attached to the body 16 of the human-powered vehicle 10. The drive unit 40 includes one or more electric motors 42. The electric motor 42 is configured to transmit rotation to a power transmission path of the human-powered driving force H from the pedal 20 to the rear wheel 14A and at least one of the front wheels 14B. The power transmission path of the human-powered driving force H from the pedal 20 to the rear wheel 14A also includes the rear wheel 14A. Preferably, the drive unit 40 includes a reduction gear, and the electric motor 42 is configured to transmit rotation to at least one of the power transmission path of the human-powered driving force H from the pedal 20 to the rear wheel 14A and the front wheel 14B via the reduction gear. In this embodiment, the drive unit 40 is provided on the frame 18 of the human-powered vehicle 10 and configured to transmit rotation to the first rotating body 24. The housing 40A is provided on the frame 18. The housing 40A is detachably attached to the frame 18, for example. A third one-way clutch is preferably provided on the power transmission path between the electric motor 42 and the input rotating shaft 12A so that the rotational force of the crank 12 is not transmitted to the electric motor 42 when the input rotating shaft 12A is rotated in the forward direction of the human-powered vehicle 10. When the electric motor 42 is provided on at least one of the rear wheel 14A and the front wheel 14B, the electric motor 42 may include a hub motor.
好ましくは、制御部46は、電気モータ42を制御するように構成される。好ましくは、制御部46は、人力駆動車10に入力される人力駆動力Hに応じて電気モータ42を制御するように構成される。人力駆動力Hは、トルクHTで表されてもよく、仕事率HWで表されてもよい。人力駆動力Hが仕事率HWによって表される場合、人力駆動力Hは、人力駆動力検出部38Cによって検出されたトルクとクランク回転センサ38Bによって検出された入力回転軸12Aの回転速度NCとを乗算することによって得られる。 Preferably, the control unit 46 is configured to control the electric motor 42. Preferably, the control unit 46 is configured to control the electric motor 42 according to the human-powered driving force H input to the human-powered vehicle 10. The human-powered driving force H may be expressed by the torque HT or may be expressed by the power HW. When the human-powered driving force H is expressed by the power HW, the human-powered driving force H is obtained by multiplying the torque detected by the human-powered driving force detection unit 38C by the rotation speed NC of the input rotating shaft 12A detected by the crank rotation sensor 38B.
制御部46は、例えば、人力駆動力Hに対して、電気モータ42によるアシスト力Mが予め定める比率Aになるように、電気モータ42を制御するように構成される。予め定める比率Aは、一定ではなく、例えば、人力駆動力Hに応じて変化してもよく、車速Vに応じて変化してもよく、人力駆動力Hおよび車速Vの両方に応じて変化してもよい。人力駆動力Hおよびアシスト力Mは、トルクによって表されてもよく、仕事率によって表されてもよい。人力駆動力Hおよびアシスト力Mをトルクによって表わす場合、人力駆動力Hを人力トルクHTと記載し、アシスト力MをアシストトルクTMと記載する。人力駆動力Hおよびアシスト力Mを仕事率によって表わす場合、人力駆動力Hを人力仕事率WHと記載し、アシスト力Mをアシスト仕事率WMと記載する。人力駆動車10の人力トルクHTに対する出力トルクMTのトルク比率を、アシスト比率ATと記載する場合がある。人力仕事率WHに対する電気モータ42によるアシスト仕事率WMの比率を、アシスト比率AWと記載する場合がある。 The control unit 46 is configured to control the electric motor 42 so that the assist force M by the electric motor 42 is a predetermined ratio A relative to the human-powered driving force H. The predetermined ratio A is not constant, but may change, for example, according to the human-powered driving force H, the vehicle speed V, or both the human-powered driving force H and the vehicle speed V. The human-powered driving force H and the assist force M may be expressed by torque or by power. When the human-powered driving force H and the assist force M are expressed by torque, the human-powered driving force H is written as the human-powered torque HT, and the assist force M is written as the assist torque TM. When the human-powered driving force H and the assist force M are expressed by power, the human-powered driving force H is written as the human-powered power WH, and the assist force M is written as the assist power WM. The torque ratio of the output torque MT to the human-powered torque HT of the human-powered vehicle 10 may be written as the assist ratio AT. The ratio of the assist power WM by the electric motor 42 to the manual power WH may be referred to as the assist ratio AW.
好ましくは、ドライブユニット40は、制御部46に電気的に接続されるインタフェース86を含む。インタフェース86は、電気ケーブルのコネクタ、および、無線通信装置の少なくとも1つを含む。好ましくは、制御部46は、複数の動作モードに応じて、電気モータ42を制御するように構成される。好ましくは、複数の動作モードは、予め定める比率Aの特性が相互に異なる複数の動作モードを含む。好ましくは、人力駆動車10は、操作部37をさらに含む。操作部37は、例えば、人力駆動車10のユーザが手指で操作可能なスイッチを含む。操作部37は、例えば、スマートフォンによって構成されていてもよい。操作部37は、無線通信装置および電気ケーブルの少なくとも1つを介して、インタフェース86に接続するように構成される。制御部46は、操作部37の操作に応じて、複数の動作モードを切り替えるように構成される。好ましくは、複数の動作モードは、電気モータ42を駆動しないオフモードを含む。好ましくは、複数の動作モードは、操作部37に操作に応じて、電気モータ42を駆動する押し歩きモードを含む。押し歩きモードでは、例えば、操作部37を操作している間、制御部46は、人力駆動車10が予め定める範囲の速度になるように、電気モータ42を駆動するように構成される。予め定める範囲は、例えば時速3kmから時速6kmまでである。 Preferably, the drive unit 40 includes an interface 86 electrically connected to the control unit 46. The interface 86 includes at least one of a connector for an electric cable and a wireless communication device. Preferably, the control unit 46 is configured to control the electric motor 42 in accordance with a plurality of operation modes. Preferably, the plurality of operation modes include a plurality of operation modes in which the characteristics of the predetermined ratio A are different from each other. Preferably, the human-powered vehicle 10 further includes an operation unit 37. The operation unit 37 includes, for example, a switch that can be operated by the user of the human-powered vehicle 10 with the fingers. The operation unit 37 may be, for example, a smartphone. The operation unit 37 is configured to connect to the interface 86 via at least one of the wireless communication device and the electric cable. The control unit 46 is configured to switch between a plurality of operation modes in accordance with the operation of the operation unit 37. Preferably, the plurality of operation modes includes an off mode in which the electric motor 42 is not driven. Preferably, the plurality of operation modes includes a push-walk mode in which the electric motor 42 is driven in accordance with the operation of the operation unit 37. In the push-walk mode, for example, while the operating unit 37 is being operated, the control unit 46 is configured to drive the electric motor 42 so that the human-powered vehicle 10 moves at a speed within a predetermined range. The predetermined range is, for example, from 3 km/h to 6 km/h.
制御部46は、アシスト力Mが上限値MX以下になるように電気モータ42を制御するように構成される。アシスト力Mがトルクによって表される場合、制御部46は、出力トルクMTが上限値MTX以下になるように電気モータ42を制御するように構成される。好ましくは、上限値MTXは、30Nm以上90Nm以下の範囲の値である。上限値MTXは、例えば、80Nmである。上限値MTXは、例えば、電気モータ42の出力特性によって決定される。アシスト力Mが仕事率によって表される場合、制御部46は、アシスト仕事率WMが上限値WMX以下になるように電気モータ42を制御するように構成される。 The control unit 46 is configured to control the electric motor 42 so that the assist force M is equal to or less than the upper limit value MX. When the assist force M is expressed by torque, the control unit 46 is configured to control the electric motor 42 so that the output torque MT is equal to or less than the upper limit value MTX. Preferably, the upper limit value MTX is a value in the range of 30 Nm to 90 Nm. The upper limit value MTX is, for example, 80 Nm. The upper limit value MTX is determined, for example, by the output characteristics of the electric motor 42. When the assist force M is expressed by power, the control unit 46 is configured to control the electric motor 42 so that the assist power WM is equal to or less than the upper limit value WMX.
好ましくは、制御部46は、人力駆動車10に入力される人力駆動力H、人力駆動車10の車速V、入力回転軸12Aの回転速度C、および、入力回転軸12Aの回転角度Dの少なくとも1つに応じて電気モータ42を制御するように構成される。 Preferably, the control unit 46 is configured to control the electric motor 42 in response to at least one of the human-powered driving force H input to the human-powered vehicle 10, the vehicle speed V of the human-powered vehicle 10, the rotation speed C of the input rotating shaft 12A, and the rotation angle D of the input rotating shaft 12A.
好ましくは、ドライブユニット40は、モータ回転センサ84を備える。モータ回転センサ84は、電気モータ42が備えていてもよい。モータ回転センサ84は、電気モータ42の回転状態を検出するように構成される。モータ回転センサ84は、例えば、電気モータ42のロータおよび出力軸の少なくとも1つに設けられる。モータ回転センサ84は、ロータおよび出力軸の回転速度および回転角度の少なくとも1つに関する情報を出力する。モータ回転センサ84は、例えば、磁気センサまたは光学センサを含む。磁気センサは、例えばホール素子を含む。モータ回転センサ84は、レゾルバを含んでいてもよい。モータ回転センサ84は、制御部46に電気的に接続される。制御部46は、モータ回転センサ84から出力される情報に応じて、駆動回路44Xを制御して、電気モータ42を駆動する。 Preferably, the drive unit 40 includes a motor rotation sensor 84. The motor rotation sensor 84 may be included in the electric motor 42. The motor rotation sensor 84 is configured to detect the rotation state of the electric motor 42. The motor rotation sensor 84 is provided, for example, on at least one of the rotor and the output shaft of the electric motor 42. The motor rotation sensor 84 outputs information regarding at least one of the rotation speed and the rotation angle of the rotor and the output shaft. The motor rotation sensor 84 includes, for example, a magnetic sensor or an optical sensor. The magnetic sensor includes, for example, a Hall element. The motor rotation sensor 84 may include a resolver. The motor rotation sensor 84 is electrically connected to the control unit 46. The control unit 46 controls the drive circuit 44X according to the information output from the motor rotation sensor 84 to drive the electric motor 42.
電気モータ42は、コイル48を有する。電気モータ42は、ステータおよびロータを含む。ステータおよびロータの一方は、コイル48を含み、ステータおよびロータの他方は、永久磁石を含む。電気モータ42は、インナーロータ型、アウターロータ型、または、アキシャルギャプ型のいずれの形式のモータであってもよい。本実施形態では、コイル48は、ステータに含まれる。複数のスイッチング素子44は、コイル48に電気的に接続される。複数のスイッチング素子44は、それぞれが導通状態と非導通状態とが選択的に切り替わるように構成される。複数のスイッチング素子44のそれぞれは、制御部46に制御されて、導通状態と非導通状態とが選択的に切り替わる。好ましくは、複数のスイッチング素子44は、MOSFETまたはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)をそれぞれ含む。好ましくは、複数のスイッチング素子44のそれぞれには、ダイオード45が並列に接続される。ダイオード45のカソードは、電源36の正極に電気的に接続され、ダイオード45のアノードは、電源36の負極に電気的に接続されるように、複数のスイッチング素子44のそれぞれに並列に電気的に接続される。電気モータ42は、人力駆動車10に推進力を付与する場合に、第1回転方向R1に回転する。制御部46は、コイル48に電流が流れるように複数のスイッチング素子44を制御して、電気モータ42を駆動するように構成される。電気モータ42が人力駆動車10に推進力を付与する場合に、制御部46は、コイル48に電流が流れるように複数のスイッチング素子44を制御して、電気モータ42のロータを第1回転方向R1に回転させる。制御部46は、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御によって、複数のスイッチング素子44に流れる電流を制御する。制御部46は、ドライバ回路を含み、ドライバ回路を介してスイッチング素子44を制御してもよい。 The electric motor 42 has a coil 48. The electric motor 42 includes a stator and a rotor. One of the stator and the rotor includes the coil 48, and the other of the stator and the rotor includes a permanent magnet. The electric motor 42 may be any of an inner rotor type, an outer rotor type, and an axial gap type motor. In this embodiment, the coil 48 is included in the stator. The multiple switching elements 44 are electrically connected to the coil 48. Each of the multiple switching elements 44 is configured to selectively switch between a conductive state and a non-conductive state. Each of the multiple switching elements 44 is controlled by the control unit 46 to selectively switch between a conductive state and a non-conductive state. Preferably, each of the multiple switching elements 44 includes a MOSFET or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Preferably, a diode 45 is connected in parallel to each of the multiple switching elements 44. The cathode of the diode 45 is electrically connected to the positive electrode of the power source 36, and the anode of the diode 45 is electrically connected to the negative electrode of the power source 36. The electric motor 42 rotates in a first rotation direction R1 when providing a propulsive force to the human-powered vehicle 10. The control unit 46 is configured to drive the electric motor 42 by controlling the multiple switching elements 44 so that a current flows through the coil 48. When the electric motor 42 provides a propulsive force to the human-powered vehicle 10, the control unit 46 controls the multiple switching elements 44 so that a current flows through the coil 48, thereby rotating the rotor of the electric motor 42 in the first rotation direction R1. The control unit 46 controls the current flowing through the multiple switching elements 44, for example, by PWM (Pulse Width Modulation) control. The control unit 46 may include a driver circuit and control the switching elements 44 via the driver circuit.
制御部46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。演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。制御部46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。好ましくは、ドライブユニット40は、記憶部50をさらに含む。記憶部50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50は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、例えば、ROM(Read-Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、および、フラッシュメモリの少なくとも1つを含む。揮発性メモリは、例えば、RAM(Random access memory)を含む。好ましくは、制御部46は、時間計測をする機能を有する。制御部46は、例えば、CPUまたはMPUによって時間を計測してもよく、時計を有していてもよい。 The control unit 46 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 arithmetic processing unit may be provided in a plurality of locations that are separate from each other. The control unit 46 may include one or a plurality of microcomputers. Preferably, the drive unit 40 further includes a storage unit 50. The storage unit 50 stores various control programs and information used in various control processes. The storage unit 50 includes, for example, a non-volatile memory and a volatile memory. The non-volatile memory includes, for example, at least one of a ROM (Read-Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), and a flash memory. The volatile memory includes, for example, a RAM (Random access memory). Preferably, the control unit 46 has a function of measuring time. The control unit 46 may measure time using, for example, a CPU or an MPU, and may have a clock.
好ましくは、ドライブユニット40は、駆動回路44Xを含む。駆動回路44Xは、複数のスイッチング素子44を含む。駆動回路44Xは、ダイオード45をさらに含んでいてもよい。駆動回路44Xと、制御部46とは、好ましくは、ドライブユニット40のハウジング40Aに設けられる。駆動回路44Xと、制御部46とは、例えば同一の回路基板に設けられてもよい。駆動回路44Xは、インバータ回路を含む。駆動回路44Xは、電源36から電気モータ42に供給される電力を制御する。駆動回路44Xは、制御部46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44Xは、制御部46からの制御信号に応じて電気モータ42を駆動させる。 Preferably, the drive unit 40 includes a drive circuit 44X. The drive circuit 44X includes a plurality of switching elements 44. The drive circuit 44X may further include a diode 45. The drive circuit 44X and the control unit 46 are preferably provided in the housing 40A of the drive unit 40. The drive circuit 44X and the control unit 46 may be provided, for example, on the same circuit board. The drive circuit 44X includes an inverter circuit. The drive circuit 44X controls the power supplied from the power source 36 to the electric motor 42. The drive circuit 44X is connected to the control unit 46 by wire or wirelessly so as to be able to communicate with each other. The drive circuit 44X drives the electric motor 42 in response to a control signal from the control unit 46.
制御部46は、予め定める条件が満たされると、複数のスイッチング素子44の少なくとも1つを制御してコイル48を短絡させる。制御部46は、複数のスイッチング素子44のうちの少なくとも1つの状態を導通状態および非導通状態のいずれかにすることによってコイル48を短絡させる。 When a predetermined condition is satisfied, the control unit 46 controls at least one of the multiple switching elements 44 to short-circuit the coil 48. The control unit 46 shorts the coil 48 by setting the state of at least one of the multiple switching elements 44 to either a conductive state or a non-conductive state.
好ましくは、ドライブユニット40は、直流電源の正極に電気的に接続されるように構成される第1端子52と、直流電源の負極に電気的に接続されるように構成される第2端子54と、をさらに含む。コイル48は、第1コイル56、第2コイル58、および、第3コイル60を含む。例えば、第1コイル56は、U相を構成し、第2コイル58は、V相を構成し、第3コイル60は、W相を構成する。図3では、第1コイル56、第2コイル58、および、第3コイル60を、それぞれ1本のコイル48によって示しているが、第1コイル56は、並列に接続される複数本のコイル48を含んでいてもよく、第2コイル58は、並列に接続される複数本のコイル48を含んでいてもよく、第3コイル60は、並列に接続される複数本のコイル48を含んでいてもよい。第1コイル56、第2コイル58、および、第3コイル60が、それぞれ並列に接続される複数本のコイル48を含む場合、好ましくは、第1コイル56に含まれるコイル48の数は、第2コイル58に含まれるコイル48の数および、第3コイル60に含まれるコイル48の数と等しい。第1コイル56、第2コイル58、および、第3コイル60に含まれるコイル48の数は、電気モータ42のステータのスロットの数に応じて決定される。本発明において、ステータのスロットの数は特に限定されない。 Preferably, the drive unit 40 further includes a first terminal 52 configured to be electrically connected to the positive pole of the DC power supply, and a second terminal 54 configured to be electrically connected to the negative pole of the DC power supply. The coil 48 includes a first coil 56, a second coil 58, and a third coil 60. For example, the first coil 56 constitutes a U phase, the second coil 58 constitutes a V phase, and the third coil 60 constitutes a W phase. In FIG. 3, the first coil 56, the second coil 58, and the third coil 60 are each shown by one coil 48, but the first coil 56 may include multiple coils 48 connected in parallel, the second coil 58 may include multiple coils 48 connected in parallel, and the third coil 60 may include multiple coils 48 connected in parallel. When the first coil 56, the second coil 58, and the third coil 60 each include a plurality of coils 48 connected in parallel, the number of coils 48 included in the first coil 56 is preferably equal to the number of coils 48 included in the second coil 58 and the number of coils 48 included in the third coil 60. The number of coils 48 included in the first coil 56, the second coil 58, and the third coil 60 is determined according to the number of slots in the stator of the electric motor 42. In the present invention, the number of slots in the stator is not particularly limited.
複数のスイッチング素子44は、第1スイッチング素子62、第2スイッチング素子64、第3スイッチング素子66、第4スイッチング素子68、第5スイッチング素子70、および、第6スイッチング素子72を含む。第1スイッチング素子62、第3スイッチング素子66、および、第5スイッチング素子70は、第1グループ44Aを形成する。第2スイッチング素子64、第4スイッチング素子68、および、第6スイッチング素子72は、第2グループ44Bを形成する。第1スイッチング素子62、第3スイッチング素子66、および、第5スイッチング素子70は、例えば、Pチャンネル型MOSFETである。第2スイッチング素子64、第4スイッチング素子68、および、第6スイッチング素子72は、Nチャンネル型MOSFETである。第1コイル56は、第1スイッチング素子62を介して第1端子52に電気的に接続され、かつ、第2スイッチング素子64を介して第2端子54に接続される。第2コイル58は、第3スイッチング素子66を介して第1端子52に電気的に接続され、かつ、第4スイッチング素子68を介して第2端子54に接続される。第3コイル60は、第5スイッチング素子70を介して第1端子52に電気的に接続され、かつ、第6スイッチング素子72を介して第2端子54に接続される。 The multiple switching elements 44 include a first switching element 62, a second switching element 64, a third switching element 66, a fourth switching element 68, a fifth switching element 70, and a sixth switching element 72. The first switching element 62, the third switching element 66, and the fifth switching element 70 form a first group 44A. The second switching element 64, the fourth switching element 68, and the sixth switching element 72 form a second group 44B. The first switching element 62, the third switching element 66, and the fifth switching element 70 are, for example, P-channel MOSFETs. The second switching element 64, the fourth switching element 68, and the sixth switching element 72 are N-channel MOSFETs. The first coil 56 is electrically connected to the first terminal 52 via the first switching element 62, and is connected to the second terminal 54 via the second switching element 64. The second coil 58 is electrically connected to the first terminal 52 via a third switching element 66, and is connected to the second terminal 54 via a fourth switching element 68. The third coil 60 is electrically connected to the first terminal 52 via a fifth switching element 70, and is connected to the second terminal 54 via a sixth switching element 72.
好ましくは、電気モータ42は、3相の電気モータ42である。電気モータ42の極数は、特に限定されない。好ましくは、第1コイル56、第2コイル58、および、第3コイル60は、スター結線またはデルタ結線される。本実施形態では、第1コイル56、第2コイル58、および、第3コイル60は、スター結線される。本実施形態では、電気モータ42は、ブラシレスDCモータである。好ましくはドライブユニット40は、第1接続部73と、第2接続部74と、第3接続部75と、を備える。第1接続部73は、第1スイッチング素子62および第2スイッチング素子64と、第1コイル56とに電気的に接続される。第2接続部74は、第3スイッチング素子66および第4スイッチング素子68と、第2コイル58とに電気的に接続される。第3接続部75は、第5スイッチング素子70および第6スイッチング素子72と、第3コイル60とに電気的に接続される。好ましくは、駆動回路44Xは、第1端子52および第2端子54に電気的に接続され、電源36に並列に接続される。駆動回路44Xは、好ましくは、コンデンサ76を含む。コンデンサ76は、複数のスイッチング素子44よりも電源36に近い位置において、直流電源の正極と負極との間に設けられる。好ましくは、コンデンサ76は、第1端子52および第2端子54と、複数のスイッチング素子44と、の間において、直流電源の正極と負極との間に設けられる。コンデンサ76によって、複数のスイッチング素子44に直流電圧を安定して供給できる。 Preferably, the electric motor 42 is a three-phase electric motor 42. The number of poles of the electric motor 42 is not particularly limited. Preferably, the first coil 56, the second coil 58, and the third coil 60 are star-connected or delta-connected. In this embodiment, the first coil 56, the second coil 58, and the third coil 60 are star-connected. In this embodiment, the electric motor 42 is a brushless DC motor. Preferably, the drive unit 40 includes a first connection portion 73, a second connection portion 74, and a third connection portion 75. The first connection portion 73 is electrically connected to the first switching element 62, the second switching element 64, and the first coil 56. The second connection portion 74 is electrically connected to the third switching element 66, the fourth switching element 68, and the second coil 58. The third connection portion 75 is electrically connected to the fifth switching element 70, the sixth switching element 72, and the third coil 60. Preferably, the drive circuit 44X is electrically connected to the first terminal 52 and the second terminal 54, and is connected in parallel to the power source 36. The drive circuit 44X preferably includes a capacitor 76. The capacitor 76 is provided between the positive and negative poles of the DC power source at a position closer to the power source 36 than the multiple switching elements 44. Preferably, the capacitor 76 is provided between the positive and negative poles of the DC power source, between the first terminal 52 and the second terminal 54, and the multiple switching elements 44. The capacitor 76 allows a stable supply of DC voltage to the multiple switching elements 44.
予め定める条件は、電気モータ42のアシスト停止条件を含む。アシスト停止条件は、少なくとも1つの条件を含む。本実施形態では、アシスト停止条件は、第1アシスト停止条件、第2アシスト停止条件、第3アシスト停止条件、第4アシスト停止条件、第5アシスト停止条件、第6アシスト停止条件、第7アシスト停止条件、および、第8アシスト停止条件のうちの少なくとも1つを含む。アシスト停止条件は、第1アシスト停止条件、第2アシスト停止条件、第3アシスト停止条件、第4アシスト停止条件、第5アシスト停止条件、第6アシスト停止条件、第7アシスト停止条件、および、第8アシスト停止条件のうちのいずれか2つ以上を含んでいてもよい。 The predetermined conditions include an assist stop condition for the electric motor 42. The assist stop condition includes at least one condition. In this embodiment, the assist stop condition includes at least one of the first assist stop condition, the second assist stop condition, the third assist stop condition, the fourth assist stop condition, the fifth assist stop condition, the sixth assist stop condition, the seventh assist stop condition, and the eighth assist stop condition. The assist stop condition may include any two or more of the first assist stop condition, the second assist stop condition, the third assist stop condition, the fourth assist stop condition, the fifth assist stop condition, the sixth assist stop condition, the seventh assist stop condition, and the eighth assist stop condition.
第1アシスト停止条件は、人力駆動車の車速Vが、第1速度VX以上であることを含む。第1アシスト停止条件は、人力駆動車の車速Vが、第1速度VX以上である場合に満たされる。第2アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第1値HX以下であることを含む。第2アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第1値HX以下である場合に満たされる。第3アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、クランク12が第1回転角度AXにわたって継続することを含む。第3アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、クランク12が第1回転角度AXにわたって継続する場合に満たされる。第4アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、予め定める時間TAにわたって継続することを含む。第4アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、予め定める時間TAにわたって継続する場合に満たされる。第5アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12の回転速度Cが、第1回転速度CX以下であることを含む。第5アシスト停止条件は、人力駆動車10のクランク12の回転速度Cが、第1回転速度CX以下である場合に満たされる。第6アシスト停止条件は、ドライブユニット40の予め定める部分の温度が、予め定める温度以上であることを含む。第6アシスト停止条件は、ドライブユニット40の予め定める部分の温度が、予め定める温度以上である場合に満たされる。第7アシスト停止条件は、動作モードがオフモードに変更されることを含む。第7アシスト停止条件は、動作モードがオフモードに変更される場合に満たされる。第8アシスト停止条件は、人力駆動力検出部38Cとの通信が不安定であることを含む。第8アシスト停止条件は、人力駆動力検出部38Cとの通信が不安定である場合に満たされる。 The first assist stop condition includes that the vehicle speed V of the human-powered vehicle is equal to or greater than the first speed VX. The first assist stop condition is satisfied when the vehicle speed V of the human-powered vehicle is equal to or greater than the first speed VX. The second assist stop condition includes that the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the first value HX. The second assist stop condition is satisfied when the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the first value HX. The third assist stop condition includes that the state in which the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY continues throughout the first rotation angle AX of the crank 12. The third assist stop condition is satisfied when the state in which the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY continues throughout the first rotation angle AX of the crank 12. The fourth assist stop condition includes a state in which the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY for a predetermined time TA. The fourth assist stop condition is satisfied when the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY for a predetermined time TA. The fifth assist stop condition includes a rotation speed C of the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the first rotation speed CX. The fifth assist stop condition is satisfied when the rotation speed C of the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the first rotation speed CX. The sixth assist stop condition includes a temperature of a predetermined portion of the drive unit 40 being equal to or greater than a predetermined temperature. The sixth assist stop condition is satisfied when the temperature of a predetermined portion of the drive unit 40 is equal to or greater than a predetermined temperature. The seventh assist stop condition includes a change of the operation mode to the off mode. The seventh assist stop condition is satisfied when the operation mode is changed to the off mode. The eighth assist stop condition includes unstable communication with the manual driving force detection unit 38C. The eighth assist stop condition is satisfied when unstable communication with the manual driving force detection unit 38C.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車の車速Vが、第1速度VX以上であることを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車の車速Vが、第1速度VX以上であることは、第1条件である。電気モータ42が駆動されている状態は、ロータが回転している状態を含む。制御部46は、モータ回転センサ84から出力される信号に応じて、電気モータ42が駆動されているか否かを判定してもよく、制御部46が駆動回路44Xを駆動しているか否かによって、電気モータ42が駆動されているか否かを判定してもよい。第1条件は、第1アシスト停止条件を含む。好ましくは、第1速度VXは、時速20km以上、時速50km以下の範囲の値である。例えば、第1速度VXは、時速24km、または、時速45kmである。 The predetermined condition may include that the vehicle speed V of the human-powered vehicle is equal to or greater than the first speed VX when the electric motor 42 is being driven. The first condition is that the vehicle speed V of the human-powered vehicle is equal to or greater than the first speed VX when the electric motor 42 is being driven. The state in which the electric motor 42 is being driven includes a state in which the rotor is rotating. The control unit 46 may determine whether the electric motor 42 is being driven in response to a signal output from the motor rotation sensor 84, or may determine whether the electric motor 42 is being driven depending on whether the control unit 46 is driving the drive circuit 44X. The first condition includes a first assist stop condition. Preferably, the first speed VX is a value in a range of 20 km/h or more and 50 km/h or less. For example, the first speed VX is 24 km/h or 45 km/h.
好ましくは、ドライブユニット40は、第1速度VXに関する情報を変更可能に記憶する第1記憶部78を備える。第1記憶部78は、例えば不揮発性メモリを含む。好ましくは、第1記憶部78は、記憶部50に含まれるが、記憶部50とは別体に形成されてもよい。好ましくは、制御部46は、ドライブユニット40の外部装置からの信号に応じて第1記憶部78に記憶される第1速度VXを更新可能に構成される。外部装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、または、スマートフォンなどの情報処理装置を含む。第1速度VXは、例えば、ドライブユニット40の製造時、ドライブユニット40の製造者からの出荷時、または、人力駆動車10の組み立て時などにおいて、第1記憶部78に記憶される。第1速度VXは、例えば、ドライブユニット40の出荷先の地域、または、人力駆動車10の出荷先の地域に対応する好適な値に設定される。 The drive unit 40 preferably includes a first storage unit 78 that stores information about the first speed VX in a changeable manner. The first storage unit 78 includes, for example, a non-volatile memory. The first storage unit 78 is preferably included in the storage unit 50, but may be formed separately from the storage unit 50. The control unit 46 is preferably configured to be able to update the first speed VX stored in the first storage unit 78 in response to a signal from an external device of the drive unit 40. The external device includes, for example, an information processing device such as a personal computer, a tablet computer, or a smartphone. The first speed VX is stored in the first storage unit 78, for example, when the drive unit 40 is manufactured, when the drive unit 40 is shipped from the manufacturer, or when the human-powered vehicle 10 is assembled. The first speed VX is set to a suitable value corresponding to, for example, the region to which the drive unit 40 is shipped or the region to which the human-powered vehicle 10 is shipped.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第1値HX以下であることを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第1値HX以下であることは、第2条件である。第2条件は、第2アシスト停止条件を含む。 The predetermined condition may include the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 being equal to or less than a first value HX when the electric motor 42 is being driven. The second condition is that the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 being equal to or less than a first value HX when the electric motor 42 is being driven. The second condition includes a second assist stop condition.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、クランク12が第1回転角度AXにわたって継続することを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、クランク12が第1回転角度AXにわたって継続することは、第3条件である。第1回転角度AXは、例えば、90度から720度の範囲の角度である。第1回転角度AXは、例えば、180度である。第3条件は、第3アシスト停止条件を含む。 The predetermined condition may include a state in which the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY while the electric motor 42 is being driven, and the state in which the crank 12 is equal to or less than the second value HY continues throughout the first rotation angle AX of the crank 12. A third condition is that the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY while the electric motor 42 is being driven, and the state in which the crank 12 is equal to or less than the first rotation angle AX continues throughout the first rotation angle AX of the crank 12. The first rotation angle AX is, for example, an angle in the range from 90 degrees to 720 degrees. The first rotation angle AX is, for example, 180 degrees. The third condition includes a third assist stop condition.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、予め定める時間TAにわたって継続することを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12に入力される人力駆動力Hが、第2値HY以下である状態が、予め定める時間TAにわたって継続することは、第4条件である。第4条件は、第4アシスト停止条件を含む。 The predetermined condition may include a state in which the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY for a predetermined time TA while the electric motor 42 is being driven. A fourth condition is that the human-powered driving force H input to the crank 12 of the human-powered vehicle 10 is equal to or less than the second value HY for a predetermined time TA while the electric motor 42 is being driven. The fourth condition includes a fourth assist stop condition.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12の回転速度Cが、第1回転速度CX以下であることを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車10のクランク12の回転速度Cが、第1回転速度CX以下であることは、第5条件である。第1回転速度CXは、例えば、3rpmから7rpmの範囲の値である。第1回転速度CXは、例えば、5rpmである。第5条件は、第5アシスト停止条件を含む。 The predetermined conditions may include the rotation speed C of the crank 12 of the human-powered vehicle 10 being equal to or less than the first rotation speed CX when the electric motor 42 is being driven. The fifth condition is that the rotation speed C of the crank 12 of the human-powered vehicle 10 being equal to or less than the first rotation speed CX when the electric motor 42 is being driven. The first rotation speed CX is, for example, a value in the range of 3 rpm to 7 rpm. The first rotation speed CX is, for example, 5 rpm. The fifth condition includes a fifth assist stop condition.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、ドライブユニット40の予め定める部分の温度が、予め定める温度以上であることを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、ドライブユニット40の予め定める部分の温度が、予め定める温度以上であることは、第6条件である。第6条件は、第6アシスト停止条件を含む。予め定める条件が第6条件を含む場合、ドライブユニット40は、温度センサ83を備える。ドライブユニット40の予め定める部分の温度は、電気モータ42の温度であってもよく、電気モータ42の一部の温度であってもよく、制御部46の温度であってもよく、駆動回路44Xの温度であってもよく、減速機の温度であってもよい。制御部46の温度は、例えば、制御部46のCPUおよびMPUの少なくとも1つが設けられる回路基板の温度である。駆動回路44Xの温度は、例えば、駆動回路44Xが設けられる回路基板の温度、または、駆動回路44Xの一部を構成する回路基板の温度である。減速機の一部の温度は、例えば減速機に含まれる歯車の温度である。 The predetermined condition may include that the temperature of the predetermined part of the drive unit 40 is equal to or higher than a predetermined temperature when the electric motor 42 is driven. The sixth condition is that the temperature of the predetermined part of the drive unit 40 is equal to or higher than a predetermined temperature when the electric motor 42 is driven. The sixth condition includes a sixth assist stop condition. When the predetermined condition includes the sixth condition, the drive unit 40 includes a temperature sensor 83. The temperature of the predetermined part of the drive unit 40 may be the temperature of the electric motor 42, the temperature of a part of the electric motor 42, the temperature of the control unit 46, the temperature of the drive circuit 44X, or the temperature of the reducer. The temperature of the control unit 46 is , for example, the temperature of a circuit board on which at least one of the CPU and MPU of the control unit 46 is provided. The temperature of the drive circuit 44X is, for example, the temperature of a circuit board on which the drive circuit 44X is provided, or the temperature of a circuit board constituting a part of the drive circuit 44X. The temperature of a part of the reducer is, for example, the temperature of a gear included in the reducer.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、動作モードがオフモードに変更されることを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、動作モードがオフモードに変更されることは、第7条件である。第7条件は、第7アシスト停止条件を含む。 The predetermined condition may include changing the operation mode to the off mode while the electric motor 42 is being driven. Changing the operation mode to the off mode while the electric motor 42 is being driven is a seventh condition. The seventh condition includes a seventh assist stop condition.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動力検出部38Cとの通信が不安定であることを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動力検出部38Cとの通信が不安定であることは、第8条件である。第8条件は、第8アシスト停止条件を含む。例えば、制御部46は、人力駆動力検出部38Cから周期的に信号を取得するように構成される。例えば、制御部46は、人力駆動力検出部38Cから取得する信号の周期が、予め定める周期からずれる場合に、通信が不安定であると判定する。 The predetermined condition may include a state in which communication with the manual driving force detection unit 38C is unstable when the electric motor 42 is being driven. An eighth condition is that communication with the manual driving force detection unit 38C is unstable when the electric motor 42 is being driven. The eighth condition includes an eighth assist stop condition. For example, the control unit 46 is configured to periodically acquire a signal from the manual driving force detection unit 38C. For example, the control unit 46 determines that communication is unstable when the period of the signal acquired from the manual driving force detection unit 38C deviates from a predetermined period.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、電気モータ42が第1回転方向R1とは反対の第2回転方向R2に回転することを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、電気モータ42が第2回転方向R2に回転することは、第9条件である。制御部46は、モータ回転センサ84から出力される情報に応じて、電気モータ42の回転方向を判定する。 The predetermined conditions may include that the electric motor 42 rotates in a second rotation direction R2 opposite to the first rotation direction R1 when the electric motor 42 is driven. The ninth condition is that the electric motor 42 rotates in the second rotation direction R2 when the electric motor 42 is driven. The control unit 46 determines the rotation direction of the electric motor 42 according to the information output from the motor rotation sensor 84.
予め定める条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、電気モータ42の制御に用いられる少なくとも1つのセンサ38にエラーが発生することを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、電気モータ42の制御に用いられる少なくとも1つセンサ38にエラーが発生することが、第10条件である。少なくとも1つセンサ38のエラーは、例えば、少なくとも1つセンサ38の出力の異常、および、少なくとも1つセンサ38と制御部46との通信状態の異常の少なくとも1つを含む。少なくとも1つセンサ38は、自身の状態が異常の状態の場合に、自身の異常に関する情報を制御部46に送信してもよい。制御部46は、少なくとも1つセンサ38から入力される信号に異常な信号が含まれる場合、少なくとも1つセンサ38にエラーが発生することを判定してもよい。少なくとも1つセンサ38は、車速センサ38A、クランク回転センサ38B、電流検出部82、温度センサ83、モータ回転センサ84、の少なくとも1つを含む。少なくとも1つセンサ38は、人力駆動力検出部38Cを含んでいてもよい。 The predetermined condition may include an error occurring in at least one sensor 38 used to control the electric motor 42 when the electric motor 42 is being driven. The tenth condition is that an error occurs in at least one sensor 38 used to control the electric motor 42 when the electric motor 42 is being driven. The error in the at least one sensor 38 includes, for example, at least one of an abnormality in the output of the at least one sensor 38 and an abnormality in the communication state between the at least one sensor 38 and the control unit 46. When the at least one sensor 38 is in an abnormal state, the at least one sensor 38 may transmit information about its own abnormality to the control unit 46. When an abnormal signal is included in the signal input from the at least one sensor 38, the control unit 46 may determine that an error occurs in the at least one sensor 38. The at least one sensor 38 includes at least one of the vehicle speed sensor 38A, the crank rotation sensor 38B, the current detection unit 82, the temperature sensor 83, and the motor rotation sensor 84. At least one sensor 38 may include a manual driving force detection unit 38C.
予め定める条件は、制御部46は、電気モータ42が駆動されている状態において、電気モータ42の過電流を検出することを含んでいてもよい。電気モータ42が駆動されている状態において、電気モータ42の過電流を検出することが、第11条件である。好ましくは、ドライブユニット40は、電流検出部82をさらに備える。電流検出部82は、第1接続部73、第2接続部74、および、第3接続部75の電流を検出するように構成される。第1接続部73、第2接続部74、および、第3接続部75は、それぞれ抵抗を含む。電流検出部82は、抵抗の両端部間の電圧を検出することによって、第1接続部73、第2接続部74、および、第3接続部75の電流を検出する。制御部46は、第1接続部73、第2接続部74、および、第3接続部75の少なくとも1つの電流が、予め定める値を超えると、過電流であると判定する。予め定める値は、電気モータ42に応じて適宜設定される。予め定める値に関する情報は、記憶部50に記憶される。 The predetermined condition may include that the control unit 46 detects an overcurrent of the electric motor 42 when the electric motor 42 is driven. The eleventh condition is that the control unit 46 detects an overcurrent of the electric motor 42 when the electric motor 42 is driven. Preferably, the drive unit 40 further includes a current detection unit 82. The current detection unit 82 is configured to detect the current of the first connection unit 73, the second connection unit 74, and the third connection unit 75. The first connection unit 73, the second connection unit 74, and the third connection unit 75 each include a resistor. The current detection unit 82 detects the current of the first connection unit 73, the second connection unit 74, and the third connection unit 75 by detecting the voltage between both ends of the resistor. The control unit 46 determines that an overcurrent exists when the current of at least one of the first connection unit 73, the second connection unit 74, and the third connection unit 75 exceeds a predetermined value. The predetermined value is appropriately set according to the electric motor 42. Information regarding the predetermined values is stored in the memory unit 50.
予め定める条件は、電気モータ42の回転速度Sが、第2回転速度SX以上であることを含んでいてもよい。電気モータ42の回転速度Sが、第2回転速度SX以上であることは、第12条件である。好ましくは、予め定める条件は、電気モータ42の回転速度Sが、第2回転速度SX以上であることを含み、第2回転速度SXは、電気モータ42が第2回転速度SXで回転し、かつ、電気モータ42が人力駆動車10に推進力を付与している場合に、人力駆動車10の車速Vが時速3km以上、かつ、時速7km以下になるように設定される。好ましくは、第2回転速度SXは、電気モータ42が第2回転速度SXで回転する場合に発生する電圧が、電源36から電気モータ42に供給される電圧よりも小さくなるように設定される。 The predetermined condition may include that the rotation speed S of the electric motor 42 is equal to or greater than the second rotation speed SX. The rotation speed S of the electric motor 42 being equal to or greater than the second rotation speed SX is the twelfth condition. Preferably, the predetermined condition includes that the rotation speed S of the electric motor 42 is equal to or greater than the second rotation speed SX, and the second rotation speed SX is set so that the vehicle speed V of the human-powered vehicle 10 is equal to or greater than 3 km/h and equal to or less than 7 km/h when the electric motor 42 rotates at the second rotation speed SX and the electric motor 42 provides a propulsive force to the human-powered vehicle 10. Preferably, the second rotation speed SX is set so that the voltage generated when the electric motor 42 rotates at the second rotation speed SX is smaller than the voltage supplied from the power source 36 to the electric motor 42.
予め定める条件が第12条件を含む場合、好ましくは、ドライブユニット40は、第2回転速度SXに関する情報を変更可能に記憶する第2記憶部80を備える。第2記憶部80は、例えば不揮発性メモリを含む。好ましくは、第2記憶部80は、記憶部50に含まれるが、記憶部50とは別体に形成されてもよい。好ましくは、制御部46は、ドライブユニット40の外部装置からの信号に応じて第2記憶部80に記憶される第2回転速度SXを更新可能に構成される。例えば、第2回転速度SXは、例えば、ドライブユニット40の製造時、ドライブユニット40の製造者からの出荷時、または、人力駆動車10の組み立て時などにおいて、第2記憶部80に記憶される。第2回転速度SXは、例えば、接続される電源36の直流電圧に応じて設定されてもよい。 When the predetermined condition includes the twelfth condition, the drive unit 40 preferably includes a second storage unit 80 that stores information about the second rotation speed SX in a changeable manner. The second storage unit 80 includes, for example, a non-volatile memory. Preferably, the second storage unit 80 is included in the storage unit 50, but may be formed separately from the storage unit 50. Preferably, the control unit 46 is configured to be able to update the second rotation speed SX stored in the second storage unit 80 in response to a signal from an external device of the drive unit 40. For example, the second rotation speed SX is stored in the second storage unit 80, for example, when the drive unit 40 is manufactured, when the drive unit 40 is shipped from the manufacturer, or when the human-powered vehicle 10 is assembled. The second rotation speed SX may be set, for example, in response to the DC voltage of the connected power source 36.
好ましくは、制御部46は、コイル48を短絡させた後、時間に応じて、コイル48の短絡を解除する。好ましくは、制御部46は、コイル48を短絡させて、短絡ブレーキを作動させた後、予め定める時間TXが経過すると、コイル48の短絡を解除して、短絡ブレーキを解除する。予め定める時間TXは、例えば、0.5ミリ秒以上100ミリ秒以下である。好ましくは、予め定める時間TXは、短絡ブレーキが作動した後に電気モータ42の回転エネルギが十分に低減されるまでの時間に応じて設定される。予め定める時間TXは、第1条件から第12条件ごとに異なる値が設定されていてもよく、第1条件から第12条件のうち少なくとも一部の条件において同一であってもよい。例えば、第9条件が満たされてコイル48を短絡させた場合における予め定める時間TX1は、第9条件以外の条件が満たされてコイル48を短絡させた場合における予め定める時間TX2よりも長い。例えば、予め定める時間TX1は、予め定める時間TX2の3倍以上であり、10倍以下である。 Preferably, the control unit 46 releases the short circuit of the coil 48 depending on the time after shorting the coil 48. Preferably, the control unit 46 releases the short circuit of the coil 48 depending on the time after a predetermined time TX has elapsed after shorting the coil 48 and activating the short circuit brake, and releases the short circuit brake. The predetermined time TX is, for example, 0.5 milliseconds or more and 100 milliseconds or less. Preferably, the predetermined time TX is set depending on the time until the rotational energy of the electric motor 42 is sufficiently reduced after the short circuit brake is activated. The predetermined time TX may be set to a different value for each of the first condition to the twelfth condition, or may be the same for at least some of the first condition to the twelfth condition. For example, the predetermined time TX1 when the ninth condition is satisfied and the coil 48 is short circuited is longer than the predetermined time TX2 when a condition other than the ninth condition is satisfied and the coil 48 is short circuited. For example, the predetermined time TX1 is three times or more and ten times or less than the predetermined time TX2.
予め定める条件は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件の少なくとも1つを含む。予め定める条件は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件のうちのいずれか2つ以上を含んでいてもよい。予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、および、第10条件、の少なくとも1つを含む場合、好ましくは、予め定める条件は、第12条件も含む。本実施形態では、予め定める条件は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、第11条件、および、第12条件の全てを含む。 The predetermined conditions include at least one of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, the ninth condition, the tenth condition, and the eleventh condition. The predetermined conditions may include any two or more of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, the ninth condition, the tenth condition, and the eleventh condition. When the predetermined conditions include at least one of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, and the tenth condition, preferably, the predetermined conditions also include the twelfth condition. In this embodiment, the predetermined conditions include all of the first condition, second condition, third condition, fourth condition, fifth condition, sixth condition, seventh condition, eighth condition, ninth condition, tenth condition, eleventh condition, and twelfth condition.
予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件のうちの1つの条件のみを含み、かつ、第12条件を含まない場合、予め定める条件に含まれる1つの条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。 If the predetermined conditions include only one of the first condition, second condition, third condition, fourth condition, fifth condition, sixth condition, seventh condition, eighth condition, ninth condition, tenth condition, and eleventh condition, and do not include the twelfth condition, the predetermined condition is satisfied when one of the conditions included in the predetermined conditions is satisfied.
予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件のうちのいずれか2つ以上の条件を含み、かつ、第12条件を含まない場合、予め定める条件に含まれる2つ以上の条件のうちの少なくとも1つの条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。 If the predetermined conditions include two or more of the first condition, second condition, third condition, fourth condition, fifth condition, sixth condition, seventh condition, eighth condition, ninth condition, tenth condition, and eleventh condition, but do not include the twelfth condition, the predetermined conditions are satisfied when at least one of the two or more conditions included in the predetermined conditions is satisfied.
予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、および、第10条件のうちの1つの条件と、第12条件とを含む場合、予め定める条件に含まれる第12条件以外の1つの条件が満たされた後、第12条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。 If the predetermined conditions include one of the first condition, second condition, third condition, fourth condition, fifth condition, sixth condition, seventh condition, eighth condition, and tenth condition, and the twelfth condition, the predetermined conditions are satisfied when the twelfth condition is satisfied after one of the predetermined conditions other than the twelfth condition is satisfied.
予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、および、第10条件のうちのいずれか2つ以上の条件と、第12条件とを含む場合、予め定める条件に含まれる第12条件以外の2つ以上の条件のうちの少なくとも1つの条件が満たされた後、第12条件の条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。予め定める条件が、第9条件を含む場合、第9条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。予め定める条件が、第11条件を含む場合、第11条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。 If the predetermined conditions include two or more of the first condition, second condition, third condition, fourth condition, fifth condition, sixth condition, seventh condition, eighth condition, and tenth condition, and the twelfth condition, the predetermined conditions are satisfied when the twelfth condition is satisfied after at least one of the two or more conditions other than the twelfth condition included in the predetermined conditions is satisfied. If the predetermined conditions include the ninth condition, the predetermined conditions are satisfied when the ninth condition is satisfied. If the predetermined conditions include the eleventh condition, the predetermined conditions are satisfied when the eleventh condition is satisfied.
制御部46は、予め定める条件が満たされると、第1スイッチング素子62、第3スイッチング素子66、および、第5スイッチング素子70を含む第1グループ44Aと、第2スイッチング素子64、第4スイッチング素子68、および、第6スイッチング素子72を含む第2グループ44Bと、の一方を導通状態とし、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の他方を、非導通状態とする。 When a predetermined condition is satisfied, the control unit 46 sets one of the first group 44A including the first switching element 62, the third switching element 66, and the fifth switching element 70, and the second group 44B including the second switching element 64, the fourth switching element 68, and the sixth switching element 72 to a conductive state, and sets the other of the first group 44A and the second group 44B to a non-conductive state.
制御部46は、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の一方を導通状態にした後、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の一方を非導通状態にする。例えば、制御部46は、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の一方を導通状態にした後、時間に応じて、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の一方を非導通状態にする。例えば、制御部46は、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の一方を導通状態にした後、予め定める時間TXが経過すると、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の一方を非導通状態にする。制御部46は、第1グループ44Aと、第2グループ44Bの一方を導通状態にした後、時間に応じて非導通状態にすることによって、電気モータ42を徐々に停止させる。制御部46は、第1グループ44Aと、第2グループ44Bとの両方を非導通状態にすることによって、駆動回路44Xを停止させる。 The control unit 46 sets one of the first group 44A and the second group 44B in a conductive state, and then sets one of the first group 44A and the second group 44B in a non-conductive state. For example, the control unit 46 sets one of the first group 44A and the second group 44B in a conductive state, and then sets one of the first group 44A and the second group 44B in a non-conductive state depending on time. For example, the control unit 46 sets one of the first group 44A and the second group 44B in a conductive state, and then sets one of the first group 44A and the second group 44B in a non-conductive state after a predetermined time TX has elapsed. The control unit 46 gradually stops the electric motor 42 by setting one of the first group 44A and the second group 44B in a conductive state, and then sets one of the first group 44A and the second group 44B in a non-conductive state depending on time. The control unit 46 stops the drive circuit 44X by putting both the first group 44A and the second group 44B into a non-conductive state.
例えば、制御部46は、第1グループ44Aと、第2グループ44Bと、の一方を導通状態にした後、電流検出部82によって第1端子52に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、第1スイッチング素子62および第2スイッチング素子64のうち導通状態となっている一方を、非導通状態にし、電流検出部82によって第2端子54に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、第3スイッチング素子66および第4スイッチング素子68のうち導通状態となっている一方を、非導通状態にし、電流検出部82によって第3接続部75に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、第5スイッチング素子70および第6スイッチング素子72のうち導通状態となっている一方を、非導通状態にしてもよい。 For example, the control unit 46 may set one of the first group 44A and the second group 44B to a conductive state, and then set one of the first switching element 62 and the second switching element 64 that is in a conductive state to a non-conductive state when the current detection unit 82 detects a zero cross of the current value flowing through the first terminal 52; set one of the third switching element 66 and the fourth switching element 68 that is in a conductive state to a non-conductive state when the current detection unit 82 detects a zero cross of the current value flowing through the second terminal 54; and set one of the fifth switching element 70 and the sixth switching element 72 that is in a conductive state to a non-conductive state when the current detection unit 82 detects a zero cross of the current value flowing through the third connection unit 75.
図4および図5を参照して、スイッチング素子44を制御する処理について説明する。制御部46は、制御部46に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46は、図4のフローチャートが終了すると、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップS11からの処理を繰り返す。 The process of controlling the switching element 44 will be described with reference to Figures 4 and 5. When power is supplied to the control unit 46, the control unit 46 starts the process and proceeds to step S11 of the flowchart shown in Figure 4. When the flowchart in Figure 4 ends, the control unit 46 repeats the process from step S11 after a predetermined period until the supply of power is stopped.
制御部46は、ステップS11において、電気モータ42が駆動しているか否かを判定する。制御部46は、電気モータ42が駆動していない場合、処理を終了する。制御部46は、電気モータ42が駆動している場合、ステップS12に移行する。 In step S11, the control unit 46 determines whether the electric motor 42 is driving. If the electric motor 42 is not driving, the control unit 46 ends the process. If the electric motor 42 is driving, the control unit 46 proceeds to step S12.
制御部46は、ステップS12において、短絡ブレーキが作動中か否かを判定する。制御部46は、短絡ブレーキが作動中の場合、ステップS13に移行する。制御部46は、ステップS13において、予め定める時間TXが経過したか否かを判定する。制御部46は、例えば、短絡ブレーキの作動を開始してから予め定める時間TXが経過した場合、予め定める時間TXが経過したと判定する。制御部46は、予め定める時間TXが経過していない場合、処理を終了する。制御部46は、予め定める時間TXが経過している場合、ステップS14に移行する。制御部46は、ステップS14において、短絡ブレーキを解除して処理を終了する。 In step S12, the control unit 46 determines whether the short circuit brake is operating. If the short circuit brake is operating, the control unit 46 proceeds to step S13. In step S13, the control unit 46 determines whether a predetermined time TX has elapsed. For example, if the predetermined time TX has elapsed since the start of operation of the short circuit brake, the control unit 46 determines that the predetermined time TX has elapsed. If the predetermined time TX has not elapsed, the control unit 46 ends the process. If the predetermined time TX has elapsed, the control unit 46 proceeds to step S14. In step S14, the control unit 46 releases the short circuit brake and ends the process.
制御部46は、ステップS12において、短絡ブレーキが作動中ではない場合、ステップS15に移行する。制御部46は、ステップS15において、電気モータ42が第2回転方向R2に回転しているか否かを判定する。制御部46は、電気モータ42が第2回転方向R2に回転している場合、ステップS16に移行する。制御部46は、ステップS16において、短絡ブレーキを作動させ、処理を終了する。 If the short circuit brake is not activated in step S12, the control unit 46 proceeds to step S15. In step S15, the control unit 46 determines whether the electric motor 42 is rotating in the second rotation direction R2 . If the electric motor 42 is rotating in the second rotation direction R2, the control unit 46 proceeds to step S16. In step S16, the control unit 46 activates the short circuit brake and ends the process.
制御部46は、ステップS15において、電気モータ42が第2回転方向R2に回転していない場合、ステップS17に移行する。制御部46は、ステップS17において、電気モータ42の過電流を検出するか否かを判定する。制御部46は、電気モータ42の過電流を検出する場合、ステップS16に移行する。制御部46は、ステップS16において、短絡ブレーキを作動させ、処理を終了する。 If the control unit 46 determines in step S15 that the electric motor 42 is not rotating in the second rotation direction R2, the process proceeds to step S17. In step S17, the control unit 46 determines whether or not an overcurrent in the electric motor 42 is detected. If the control unit 46 detects an overcurrent in the electric motor 42, the process proceeds to step S16. In step S16, the control unit 46 activates the short circuit brake and ends the process.
制御部46は、ステップS17において、電気モータ42の過電流を検出しない場合、ステップS18に移行する。制御部46は、ステップS18において、センサ38にエラーが発生しているか否かを判定する。制御部46は、センサ38にエラーが発生している場合、ステップS19に移行する。 If the control unit 46 does not detect an overcurrent in the electric motor 42 in step S17, the control unit 46 proceeds to step S18. In step S18, the control unit 46 determines whether an error has occurred in the sensor 38. If an error has occurred in the sensor 38, the control unit 46 proceeds to step S19.
制御部46は、ステップS18において、センサ38にエラーが発生していない場合、ステップS20に移行する。制御部46は、ステップS20において、アシスト停止条件が満たされるか否かを判定する。制御部46は、アシスト停止条件が満たされない場合、処理を終了する。制御部46は、アシスト停止条件が満たされる場合、ステップS21に移行する。ステップS20において、制御部46は、例えば、アシスト停止条件に含まれる第1アシスト停止条件、第2アシスト停止条件、第3アシスト停止条件、第4アシスト停止条件、第5アシスト停止条件、第6アシスト停止条件、第7アシスト停止条件、および、第8アシスト停止条件のいずれか1つが満たされると、アシスト停止条件が満たされると判定する。制御部46は、ステップS21において、駆動回路44Xの停止処理を実行し、ステップS22に移行する。制御部46は、ステップS21において、例えば、時間が経過するにつれて電気モータ42に供給する電流値が小さくなるように駆動回路44Xを制御する。 If no error has occurred in the sensor 38 in step S18, the control unit 46 proceeds to step S20. In step S20, the control unit 46 determines whether the assist stop condition is satisfied. If the assist stop condition is not satisfied, the control unit 46 ends the process. If the assist stop condition is satisfied, the control unit 46 proceeds to step S21. In step S20, the control unit 46 determines that the assist stop condition is satisfied when, for example, any one of the first assist stop condition, the second assist stop condition, the third assist stop condition, the fourth assist stop condition, the fifth assist stop condition, the sixth assist stop condition, the seventh assist stop condition, and the eighth assist stop condition included in the assist stop condition is satisfied. In step S21, the control unit 46 executes a stop process for the drive circuit 44X and proceeds to step S22. In step S21, the control unit 46 controls the drive circuit 44X so that, for example, the current value supplied to the electric motor 42 decreases as time passes.
制御部46は、ステップS22において、第1時間T1が経過したか否かを判定する。制御部46は、例えば、ステップS21において、駆動回路44Xの停止処理を実行してから第1時間T1が経過した場合、第1時間T1が経過したと判定する。制御部46は、第1時間T1が経過していない場合、再びステップS22の判定処理を実行する。制御部46は、第1時間T1が経過した場合、ステップS19に移行する。制御部46は、第1時間T1が経過するまで、時間が経過するにつれて電気モータ42に供給する電流値を小さくする。 In step S22, the control unit 46 determines whether or not the first time T1 has elapsed. For example, if the first time T1 has elapsed since the stop process of the drive circuit 44X was executed in step S21, the control unit 46 determines that the first time T1 has elapsed. If the first time T1 has not elapsed, the control unit 46 executes the determination process of step S22 again. If the first time T1 has elapsed, the control unit 46 proceeds to step S19. The control unit 46 reduces the current value supplied to the electric motor 42 as time elapses until the first time T1 has elapsed.
制御部46は、ステップS19において、電気モータ42の回転速度Sが第2回転速度SX以下か否かを判定する。制御部46は、電気モータ42の回転速度Sが第2回転速度SX以下ではない場合、ステップS16に移行する。制御部46は、ステップS16において、短絡ブレーキを作動させ、処理を終了する。制御部46は、ステップS19において、電気モータ42の回転速度Sが第2回転速度SX以下の場合ステップS23に移行する。制御部46は、ステップS23において、駆動回路44Xの停止処理を実行し、処理を終了する。ステップS23における駆動回路44Xの停止処理は、ステップS21における駆動回路44Xの停止処理と同様である。ステップS23における駆動回路44Xの停止処理は、ステップS21における駆動回路44Xの停止処理とは異なっていてもよい。例えば、制御部46は、ステップS23において、電気モータ42に供給する電流値を0mAにする。 In step S19, the control unit 46 determines whether the rotation speed S of the electric motor 42 is equal to or lower than the second rotation speed SX. If the rotation speed S of the electric motor 42 is not equal to or lower than the second rotation speed SX, the control unit 46 proceeds to step S16. In step S16, the control unit 46 activates the short circuit brake and ends the process. If the rotation speed S of the electric motor 42 is equal to or lower than the second rotation speed SX in step S19, the control unit 46 proceeds to step S23. In step S23, the control unit 46 executes a stop process of the drive circuit 44X and ends the process. The stop process of the drive circuit 44X in step S23 is the same as the stop process of the drive circuit 44X in step S21. The stop process of the drive circuit 44X in step S23 may be different from the stop process of the drive circuit 44X in step S21. For example, in step S23, the control unit 46 sets the current value supplied to the electric motor 42 to 0 mA.
制御部46は、予め定める条件が満たされる場合、短絡ブレーキを用いて電気モータ42の駆動を停止する。このため、電気モータ42のコイル48を短絡することによって、電気モータ42を制動でき、かつ、電気モータ42の停止にともなう回生電流が電源36に流入することを抑制できる。短絡ブレーキは、電気モータ42の駆動に用いられるスイッチング素子44によって構成できるため、部品点数の増大を抑制できる。図4および図5のフローチャートに示す処理では、制御部46は、アシスト停止条件が満たされても、すぐに短絡ブレーキを作動させず、駆動回路44Xの停止処理を実行して、第12条件が満たされる場合にのみ短絡ブレーキを作動させる。このため、電気モータ42を急停止させる必要がある場合にのみ短絡ブレーキが選択的に作動され、アシスト停止条件が満たされるとすぐに短絡ブレーキを作動させる場合と比較して、人力駆動車10の乗り心地を向上できる。 When a predetermined condition is satisfied, the control unit 46 uses the short-circuit brake to stop the drive of the electric motor 42. Therefore, by short-circuiting the coil 48 of the electric motor 42, the electric motor 42 can be braked, and the regenerative current accompanying the stopping of the electric motor 42 can be prevented from flowing into the power source 36. The short-circuit brake can be configured by the switching element 44 used to drive the electric motor 42, so that an increase in the number of parts can be suppressed. In the process shown in the flowcharts of Figures 4 and 5, even if the assist stop condition is satisfied, the control unit 46 does not immediately activate the short-circuit brake, but executes the stop process of the drive circuit 44X and activates the short-circuit brake only when the twelfth condition is satisfied. Therefore, the short-circuit brake is selectively activated only when it is necessary to suddenly stop the electric motor 42, and the ride comfort of the human-powered vehicle 10 can be improved compared to the case where the short-circuit brake is activated immediately when the assist stop condition is satisfied.
<変形例>
実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用のドライブユニット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。本開示に従う人力駆動車用のドライブユニットは、例えば以下に示される実施形態の変形例、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 of the embodiments is merely an example of possible forms of a drive unit for a human-powered vehicle according to the present disclosure, and is not intended to limit the forms. A drive unit for a human-powered vehicle according to the present disclosure may take the form of, for example, a modified version of the embodiment shown below, or a combination of at least two mutually compatible modified versions. In the following modified versions, parts common to the embodiment will be given the same reference numerals as in the embodiment, and descriptions thereof will be omitted.
・図6に示すように、電気モータ42は、ブラシ付きDCモータ42Aであってもよい。ブラシ付きDCモータ42Aは、複数のスイッチング素子44を備える。複数のスイッチング素子44は、第1スイッチング素子62A、第2スイッチング素子64A、第3スイッチング素子66A、および、第4スイッチング素子68Aを備える。第1スイッチング素子62A、第2スイッチング素子64A、第3スイッチング素子66A、および、第4スイッチング素子68Aは、駆動回路44Yを構成する。第1グループ44Aは、第1スイッチング素子62Aと、第3スイッチング素子66Aとを含む。第2グループ44Bは、第2スイッチング素子64Aと、第4スイッチング素子68Aとを含む。第1スイッチング素子62Aと、第4スイッチング素子68Aとを、導通状態とし、第2スイッチング素子64Aと、第3スイッチング素子66Aとを、非導通状態とすることによって、電気モータ42Aが第1回転方向R1に回転する。第1グループ44Aおよび第2グループ44Bの一方を導通状態とし、他方を非導通状態とすることによって、コイル48が短絡する。 6, the electric motor 42 may be a brushed DC motor 42A. The brushed DC motor 42A includes a plurality of switching elements 44. The plurality of switching elements 44 includes a first switching element 62A, a second switching element 64A, a third switching element 66A, and a fourth switching element 68A. The first switching element 62A, the second switching element 64A, the third switching element 66A, and the fourth switching element 68A constitute a drive circuit 44Y. The first group 44A includes the first switching element 62A and the third switching element 66A. The second group 44B includes the second switching element 64A and the fourth switching element 68A. The electric motor 42A rotates in the first rotation direction R1 by setting the first switching element 62A and the fourth switching element 68A to a conductive state and setting the second switching element 64A and the third switching element 66A to a non-conductive state. By making one of the first group 44A and the second group 44B conductive and the other non-conductive, the coil 48 is short-circuited.
・第1コイル56、第2コイル58、および、第3コイル60は、図7に示すようにデルタ結線されてもよい。 - The first coil 56, the second coil 58, and the third coil 60 may be delta connected as shown in FIG. 7.
・制御部46は、図4および図5の処理に代えて図8の処理を実行してもよい。図8を参照して、スイッチング素子44を制御する処理の変形例について説明する。制御部46は、制御部46に電力が供給されると、処理を開始して図8に示すフローチャートのステップS31に移行する。制御部46は、図8のフローチャートが終了すると、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップS31からの処理を繰り返す。
制御部46は、ステップS31において、予め定める条件が満たされるか否かを判定する。制御部46は、予め定める条件が満たされない場合、処理を終了する。制御部46は、予め定める条件が満たされる場合、ステップS32に移行する。制御部46は、ステップS32において、コイル48を短絡させるようにスイッチング素子44を制御し、ステップS33に移行する。制御部46は、ステップS33において、予め定める時間TXが経過したか否かを判定する。制御部46は、予め定める時間TXが経過していない場合、再びステップS33の処理を実行する。制御部46は、予め定める時間TXが経過した場合、ステップS34に移行する。制御部46は、ステップS34において、コイル48の短絡を解除するようにスイッチング素子44を制御し、処理を終了する。
The control unit 46 may execute the process of Fig. 8 instead of the processes of Fig. 4 and Fig. 5. A modified example of the process for controlling the switching element 44 will be described with reference to Fig. 8. When power is supplied to the control unit 46, the control unit 46 starts the process and proceeds to step S31 of the flowchart shown in Fig. 8. When the flowchart of Fig. 8 ends, the control unit 46 repeats the process from step S31 after a predetermined period until the supply of power is stopped.
In step S31, the control unit 46 determines whether or not a predetermined condition is satisfied. If the predetermined condition is not satisfied, the control unit 46 ends the process. If the predetermined condition is satisfied, the control unit 46 proceeds to step S32. In step S32, the control unit 46 controls the switching element 44 to short-circuit the coil 48, and proceeds to step S33. In step S33, the control unit 46 determines whether or not a predetermined time TX has elapsed. If the predetermined time TX has not elapsed, the control unit 46 executes the process of step S33 again. If the predetermined time TX has elapsed, the control unit 46 proceeds to step S34. In step S34, the control unit 46 controls the switching element 44 to release the short circuit of the coil 48, and ends the process.
・図8に示す変形例において、予め定める条件は、電気モータ42が第1回転方向R1とは反対の第2回転方向R2に回転することを含んでいてもよい。制御部46は、電気モータ42が第1回転方向R1とは反対の第2回転方向R2に回転する場合、スイッチング素子44を制御してコイル48を短絡させる。この変形例において、例えば、クランク12を後転させる場合に、短絡ブレーキを作動できる。図8に示す変形例において、予め定める条件は、電気モータ42が第1回転方向R1とは反対の第2回転方向R2に回転することに加えて、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件の少なくとも1つを含んでいてもよい。図8に示す変形例において、予め定める条件は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、および、第10条件、の少なくとも1つを含む場合、好ましくは、予め定める条件は、第12条件も含む。 - In the modified example shown in FIG. 8, the predetermined conditions may include that the electric motor 42 rotates in a second rotation direction R2 opposite to the first rotation direction R1. When the electric motor 42 rotates in the second rotation direction R2 opposite to the first rotation direction R1, the control unit 46 controls the switching element 44 to short-circuit the coil 48. In this modified example, for example, when the crank 12 is rotated backward, the short-circuit brake can be activated. In the modified example shown in FIG. 8, the predetermined conditions may include at least one of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, the ninth condition, the tenth condition, and the eleventh condition, in addition to the electric motor 42 rotating in the second rotation direction R2 opposite to the first rotation direction R1. In the modified example shown in FIG. 8, if the predetermined conditions include at least one of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, and the tenth condition, the predetermined conditions preferably also include the twelfth condition.
・制御部46は、押し歩きモードにおいて電気モータ42を制御する場合は、予め定める条件は、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件のうちの少なくとも1つを含む。制御部46が押し歩きモードにおいて電気モータ42を制御する場合、予め定める条件は、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件に加えて、または、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、および、第11条件の少なくとも1つに代えて、第13条件を含んでいてもよい。第13条件は、電気モータ42が駆動されている状態において、人力駆動車の車速Vが、予め定める速度VAよりも大きいことを含む。予め定める速度VAは、例えば時速6kmから時速10kmの範囲の値である。この場合、例えば下り坂において人力駆動車10の車速Vを抑制できる。 When the control unit 46 controls the electric motor 42 in the push-walking mode, the predetermined conditions include at least one of the sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, and eleventh conditions. When the control unit 46 controls the electric motor 42 in the push-walking mode, the predetermined conditions may include a thirteenth condition in addition to the sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, and eleventh conditions, or instead of at least one of the sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, and eleventh conditions. The thirteenth condition includes that the vehicle speed V of the human-powered vehicle is greater than a predetermined speed VA when the electric motor 42 is driven. The predetermined speed VA is, for example, a value in the range of 6 km/h to 10 km/h. In this case, the vehicle speed V of the human-powered vehicle 10 can be suppressed, for example, on a downhill slope.
・実施形態および実施形態の変形例において、予め定める条件は、電気モータ42の回転速度Sが、第3回転速度SY以上であることを含んでいてもよい。電気モータ42の回転速度Sが、第3回転速度SY以上であることは、第14条件である。第3回転速度SYは、電気モータ42が第3回転速度SYで回転し、かつ、電気モータ42が人力駆動車10に推進力を付与している場合に、人力駆動車10の車速Vが第1速度VXになるように設定される。予め定める条件が第14条件を含む場合、好ましくは、記憶部50は、第3回転速度SYに関する情報を変更可能に記憶する。好ましくは、制御部46は、ドライブユニット40の外部装置からの信号に応じて記憶部50に記憶される第3回転速度SYを更新可能に構成される。外部装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、または、スマートフォンなどの情報処理装置を含む。第3回転速度SYは、例えば、ドライブユニット40の製造時、ドライブユニット40の製造者からの出荷時、または、人力駆動車10の組み立て時などにおいて、記憶部50に記憶される。第3回転速度SYは、例えば、ドライブユニット40の出荷先の地域、または、人力駆動車10の出荷先の地域に対応する好適な値に設定される。予め定める条件が第14条件を含む場合、アシスト停止条件は、第9アシスト停止条件を含む。第9アシスト停止条件は、電気モータ42の回転速度Sが、第3回転速度SY以上であることを含む。 In the embodiment and the modified example of the embodiment, the predetermined condition may include that the rotation speed S of the electric motor 42 is equal to or greater than the third rotation speed SY. The rotation speed S of the electric motor 42 being equal to or greater than the third rotation speed SY is the fourteenth condition. The third rotation speed SY is set so that the vehicle speed V of the human-powered vehicle 10 becomes the first speed VX when the electric motor 42 rotates at the third rotation speed SY and the electric motor 42 applies a propulsive force to the human-powered vehicle 10. When the predetermined condition includes the fourteenth condition, preferably, the storage unit 50 stores information about the third rotation speed SY in a changeable manner. Preferably, the control unit 46 is configured to be able to update the third rotation speed SY stored in the storage unit 50 in response to a signal from an external device of the drive unit 40. The external device includes, for example, an information processing device such as a personal computer, a tablet computer, or a smartphone. The third rotation speed SY is stored in the storage unit 50, for example, when the drive unit 40 is manufactured, when the drive unit 40 is shipped from the manufacturer, or when the human-powered vehicle 10 is assembled. The third rotation speed SY is set to a suitable value corresponding to, for example, the region to which the drive unit 40 is shipped or the region to which the human-powered vehicle 10 is shipped. When the predetermined conditions include the fourteenth condition, the assist stop condition includes the ninth assist stop condition. The ninth assist stop condition includes that the rotation speed S of the electric motor 42 is equal to or greater than the third rotation speed SY.
・各実施形態およびその変形例において、予め定める条件は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、第11条件、および、第14条件の少なくとも1つを含んでいてもよい。予め定める条件は、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第9条件、第10条件、第11条件、および、第14条件のうちのいずれか2つ以上を含んでいてもよい。予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第10条件、および、第14条件の少なくとも1つを含む場合、好ましくは、予め定める条件は、第12条件も含む。予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第10条件、および、第14条件のうちの1つの条件と、第12条件とを含む場合、予め定める条件に含まれる第12条件以外の1つの条件が満たされた後、第12条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。予め定める条件が、第1条件、第2条件、第3条件、第4条件、第5条件、第6条件、第7条件、第8条件、第10条件、および、第14条件のうちのいずれか2つ以上の条件と、第12条件とを含む場合、予め定める条件に含まれる第12条件以外の2つ以上の条件のうちの少なくとも1つの条件が満たされた後、第12条件の条件が満たされると、予め定める条件が満たされる。 In each embodiment and its modified example, the predetermined conditions may include at least one of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, the ninth condition, the tenth condition, the eleventh condition, and the fourteenth condition. The predetermined conditions may include any two or more of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, the ninth condition, the tenth condition, the eleventh condition, and the fourteenth condition. When the predetermined conditions include at least one of the first condition, the second condition, the third condition, the fourth condition, the fifth condition, the sixth condition, the seventh condition, the eighth condition, the tenth condition, and the fourteenth condition, preferably, the predetermined conditions also include the twelfth condition. If the predetermined conditions include one of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, tenth, and fourteenth conditions, and the twelfth condition, the predetermined condition is satisfied when the twelfth condition is satisfied after one of the predetermined conditions other than the twelfth condition is satisfied. If the predetermined conditions include two or more of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, tenth, and fourteenth conditions, and the twelfth condition, the predetermined condition is satisfied when the twelfth condition is satisfied after at least one of the two or more conditions other than the twelfth condition is satisfied.
本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」または「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」または「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。 The term "at least one" as used herein means "one or more" of the desired options. As an example, the term "at least one" as used herein means "only one option" or "both of two options" if the number of options is two. As another example, the term "at least one" as used herein means "only one option" or "any combination of two or more options" if the number of options is three or more.
10…人力駆動車、12…クランク、36…電源、38…センサ、40…ドライブユニット、42…電気モータ、48…コイル、56…第1コイル、58…第2コイル、60…第3コイル、44…スイッチング素子、44A…第1グループ、44B…第2グループ、52…第1端子、54…第2端子、62…第1スイッチング素子、64…第2スイッチング素子、66…第3スイッチング素子、68…第4スイッチング素子、70…第5スイッチング素子、72…第6スイッチング素子、73…第1接続部、74…第2接続部、75…第3接続部、46…制御部、78…第1記憶部、80…第2記憶部、82…電流検出部。 10...human-powered vehicle, 12...crank, 36...power source, 38...sensor, 40...drive unit, 42...electric motor, 48...coil, 56...first coil, 58...second coil, 60...third coil, 44...switching element, 44A...first group, 44B...second group, 52...first terminal, 54...second terminal, 62...first switching element, 64...second switching element, 66...third switching element, 68...fourth switching element, 70...fifth switching element, 72...sixth switching element, 73...first connection portion, 74...second connection portion, 75...third connection portion, 46...control portion, 78...first memory portion, 80...second memory portion, 82...current detection portion.
Claims (20)
コイルを有し、前記人力駆動車に推進力を付与するように構成される電気モータと、
前記コイルに電気的に接続される複数のスイッチング素子と、
前記コイルに電流が流れるように前記複数のスイッチング素子を制御して、前記電気モータを駆動するように構成される制御部と、を備え、
前記電気モータは、前記人力駆動車の車輪側から回転力が伝達されないように構成され、
前記制御部は、予め定める条件が満たされると、前記複数のスイッチング素子のうちの少なくとも1つを制御して前記コイルを短絡させる、ドライブユニット。 A drive unit for a human-powered vehicle,
an electric motor having a coil and configured to provide propulsive force to the human powered vehicle;
A plurality of switching elements electrically connected to the coil;
a control unit configured to control the plurality of switching elements so that a current flows through the coil to drive the electric motor;
the electric motor is configured so that rotational force is not transmitted from a wheel side of the human-powered vehicle;
The control unit controls at least one of the plurality of switching elements to short-circuit the coil when a predetermined condition is satisfied.
前記予め定める条件は、前記電気モータが前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転することを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載のドライブユニット。 the electric motor rotates in a first rotational direction when providing a propulsive force to the human-powered vehicle;
14. The drive unit of claim 1, wherein the predetermined condition includes the electric motor rotating in a second rotational direction opposite to the first rotational direction.
前記予め定める条件は、前記電気モータが駆動されている状態において、前記電気モータが前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転することを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載のドライブユニット。 the electric motor rotates in a first rotational direction when providing a propulsive force to the human-powered vehicle;
14. The drive unit according to claim 1, wherein the predetermined condition includes that the electric motor rotates in a second rotation direction opposite to the first rotation direction when the electric motor is driven.
前記直流電源の負極に電気的に接続されるように構成される第2端子と、をさらに含み、
前記コイルは、第1コイル、第2コイル、および、第3コイルを含み、
前記複数のスイッチング素子は、第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、第3スイッチング素子、第4スイッチング素子、第5スイッチング素子、および、第6スイッチング素子を含み、
前記第1コイルは、
前記第1スイッチング素子を介して前記第1端子に電気的に接続され、かつ、
前記第2スイッチング素子を介して前記第2端子に接続され、
前記第2コイルは、
前記第3スイッチング素子を介して前記第1端子に電気的に接続され、かつ、
前記第4スイッチング素子を介して前記第2端子に接続され、
前記第3コイルは、
前記第5スイッチング素子を介して前記第1端子に電気的に接続され、かつ、
前記第6スイッチング素子を介して前記第2端子に接続され、
前記制御部は、前記予め定める条件が満たされると、前記第1スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、および、前記第5スイッチング素子を含む第1グループと、前記第2スイッチング素子、前記第4スイッチング素子、および、前記第6スイッチング素子を含む第2グループと、の一方を導通状態とし、前記第1グループと、前記第2グループと、の他方を、非導通状態とする、請求項1から15のいずれか一項に記載のドライブユニット。 A first terminal configured to be electrically connected to a positive electrode of a DC power source;
a second terminal configured to be electrically connected to a negative electrode of the DC power source;
the coils include a first coil, a second coil, and a third coil;
the plurality of switching elements include a first switching element, a second switching element, a third switching element, a fourth switching element, a fifth switching element, and a sixth switching element;
The first coil is
electrically connected to the first terminal via the first switching element; and
connected to the second terminal via the second switching element,
The second coil is
electrically connected to the first terminal via the third switching element; and
connected to the second terminal via the fourth switching element,
The third coil is
electrically connected to the first terminal via the fifth switching element; and
connected to the second terminal via the sixth switching element,
16. The drive unit of claim 1, wherein, when the predetermined condition is satisfied, the control unit brings one of a first group including the first switching element, the third switching element, and the fifth switching element, and a second group including the second switching element, the fourth switching element, and the sixth switching element, into a conductive state, and brings the other of the first group and the second group into a non-conductive state.
前記電気モータは、3相の電気モータであり、
前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子と、前記第1コイルとに電気的に接続される第1接続部と、
前記第3スイッチング素子および前記第4スイッチング素子と、前記第2コイルとに電気的に接続される第2接続部と、
前記第5スイッチング素子および前記第6スイッチング素子と、前記第3コイルとに電気的に接続される第3接続部と、を含み、
前記電流検出部は、前記第1接続部、前記第2接続部、および、前記第3接続部の電流を検出するように構成され、
前記制御部は、前記第1グループと、前記第2グループと、の一方を前記導通状態にした後、
前記電流検出部によって前記第1接続部に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子のうち前記導通状態となっている一方を、前記非導通状態にし、
前記電流検出部によって前記第2接続部に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、前記第3スイッチング素子および前記第4スイッチング素子のうち前記導通状態となっている一方を、前記非導通状態にし、
前記電流検出部によって前記第3接続部に流れる電流値のゼロクロスを検出すると、前記第5スイッチング素子および前記第6スイッチング素子のうち前記導通状態となっている一方を、前記非導通状態にする、請求項16に記載のドライブユニット。 A current detection unit is further provided,
the electric motor is a three-phase electric motor;
a first connection portion electrically connected to the first switching element, the second switching element, and the first coil;
a second connection portion electrically connected to the third switching element, the fourth switching element, and the second coil;
a third connection portion electrically connected to the fifth switching element, the sixth switching element, and the third coil;
the current detection unit is configured to detect currents in the first connection portion, the second connection portion, and the third connection portion;
The control unit, after putting one of the first group and the second group into the conductive state,
when the current detection unit detects a zero cross of a current value flowing through the first connection unit, one of the first switching element and the second switching element that is in the conductive state is brought into the non-conductive state;
when the current detection unit detects a zero cross of a current value flowing through the second connection portion, one of the third switching element and the fourth switching element that is in the conductive state is brought into the non-conductive state;
17. The drive unit according to claim 16, wherein when the current detection unit detects a zero crossing of the current value flowing through the third connection portion, one of the fifth switching element and the sixth switching element that is in the conductive state is brought into the non-conductive state.
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