JP4364365B2

JP4364365B2 - 電動補助機能付車両の制御方法および装置

Info

Publication number: JP4364365B2
Application number: JP30311299A
Authority: JP
Inventors: 孝幸渥美
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: JP2001122186A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、予め記憶した補助率特性に基づいて人力駆動力に対する電気駆動力を制御する電動補助機能付車両に適用する制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
踏力（人力駆動力）を検出し、この踏力の大きさに応じて電動モータの駆動力（電力駆動力）を制御する電動補助機能付自転車において、踏力に対する電動モータの出力比（補助率、アシスト比）を、車速の増加に対して高車速域で漸減させて前記電動モータを駆動制御する制御方式（高車速域でのアシスト比漸減処理方式）が公知である（特許第２６２３４１９号）。
【０００３】
この方式は、高速走行時では、不必要なモータ駆動力を与えることを防ぎ、自転車として過大な車速とならないようにするために、アシスト比を車速の増加に対して漸減して制限を与えるものである。すなわち、設定車速未満ではアシスト比を一定とし、この設定車速以上ではアシスト比を減少させる補助率特性（アシスト比特性）を予めメモリしておき、マイクロコンピュータの演算処理サイクルごとにモータ駆動力を演算しながら、モータ駆動力を制御するものである。また、このようにアシスト比を高車速域で漸減することにより、電池の無駄な消耗を防ぐ効果もある。
【０００４】
この電動補助機能付自転車の駆動系の構造は、人力駆動系とモータ駆動系の２つの系を並列に設けたものであり、モータ駆動系には一方向クラッチが介在され、モータの無通電時あるいは人力走行による車速がモータの回転速度より速い時にモータが回されるのを防止する構造となっている。また、モータ駆動系の駆動力を伝えるときはクラッチが繋がってその駆動力を伝える構造となっている。
【０００５】
人力駆動系の駆動力（踏力）は、クランクペダルから入力されるためにクランク軸の半回転の周期をもって変化する。これはクランクペダルが上死点または下死点に来るときには踏力がほぼ零になるからである。モータはこの踏力がほぼ零になる度にその回転速度がほぼ零になるように、すなわちモータ駆動力が零になるように制御されるので、モータの駆動力はほぼ零の状態から、ペダルを踏み込んだときに得られる踏力に応じた所望の駆動力との間で周期的に変動することになる。
【０００６】
この時モータは速度がほぼ零の状態から車速に対応した回転速度に到達するまでの間に一方向クラッチが離れる状態が存在する。この一方向クラッチが切れた状態の時にはモータの駆動力は走行に寄与しないため、モータの加速に要する時間だけモータの駆動力が踏力に対して遅れることとなる。この遅れによりモータの加速に要するエネルギーが無駄に消費されることになる。また、この遅れによって、モータが実際に回り始めたときにクラッチが繋がるためそのショックが車体に伝わり、乗り心地を悪いものにしていた。
【０００７】
この問題を解決するために特許第２６３４１２１号では、車速が零でなくかつ人力駆動力（踏力）がほぼ零となる時には、その時の車速を発生させるために必要な回転速度でモータを駆動制御する方法がとられている。この方法によれば、一方向クラッチが接続開始する車速に対して、モータの回転速度がほぼ一致するようにモータを駆動するため、モータが回り始めてクラッチがつながる時に発生するショックを軽減することができ、またモータの加速に要するエネルギーが無駄に消費されることを防ぐことが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのような方法は、連続的に踏力が発生しているときに有効であるが、例えば車速が零ではないがペダル入力がなく惰性で車両が走行している場合においても、常にモータに電圧が印加されるため、電池が無駄に消耗するという不具合があった。
【０００９】
またこのような方法を実現させるには、モータ駆動力がほぼ零のときの実車速を検出する必要がある。例えば、クランクや車輪の回転速度を検出するための回転速度センサーが必要となる。上記のようなコスト低減が求められている電動補助機能付自転車等の電動車両においては、モータを制御するために使用されている回転子の位置検出センサーを利用して、モータが回っているときの回転子の回転速度から車速を演算して求めることで、車速センサーをなくしてコストダウンを図ることが可能である。
【００１０】
しかしこのようなシステムではモータが止まると車速を得ることができないし、また、クラッチが離れた状態では実車速が検出できない。従って、上記特許で行っていた踏力がなくなってから車速に応じた電流をモータに流すことができないという不具合があった。
【００１１】
【発明の目的】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、モータ速度がほぼ零の状態から車速に対応した回転速度に到達するまでの間、一方向クラッチが離れることによりモータの駆動力は走行に寄与しないため、モータの加速に要する時間だけモータの駆動力が踏力に対して遅れることによりモータの加速に要するエネルギーが無駄に消費されることを防ぐと共に、車速が零ではないがペダル入力がなく惰性で車両が走行している場合には、電池が無駄に消耗されることがなく、さらに実車速を検出するセンサーを持たず、モータの回転速度から車速を演算するような電動補助機能付車両においても不都合が生じることがない電動補助機能付車両の制御方法を提供することを第１の目的とする。またこの方法の実施に直接使用する電動補助機能付車両の制御装置を提供することを第２の目的とする。
【００１２】
【発明の構成】
この発明によれば第１の目的は、人力駆動系と電動駆動系とを並列に設け、人力駆動力（Ｔ_P）に対する電力駆動力（Ｔ_M）の比を車速（Ｖ_SP）と共に変化させる所定の補助率特性に基づいて人力駆動力（Ｔ_P）に応じた電力駆動力（Ｔ_M）を発生させる電動補助機能付車両の制御方法において、前記電動駆動系の動力源を電動モータで構成し、前記人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下の状態ではその時の車速（Ｖ_SP）に対応するモータの回転速度（ｖ）に保つ連れ回り電流（ｉ_ID）を供給し、人力駆動力（Ｔ _P ）がその下限値（Ｔ _PL ）以下の状態を保つ間に、モータ回転速度（ｖ）がその下限値（ｖ _L ）以下になったことをアシスト停止条件として前記連れ回り電流（ｉ_ID）を遮断することを特徴とする電動補助機能付車両の制御方法、により達成される。
またこのアシスト停止条件を満たす時に、連れ回り電流（ｉ _ID ）を遮断するから、モータ回転速度（ｖ）が下限値（ｖ _L ）まで減速したら一定時間を待たずに連れ回り電流（ｉ _ID ）を切るものである。このためエネルギーの無駄な消費を防止できる。
【００１３】
ここにモータは直流無整流子モータ（ブラシレスＤＣモータ）とし、このモータの回転位置検出器で検出したロータの回転位置を示す信号を用いてモータ回転速度（ｖ）および車速（Ｖ_SP）を求めることができる。この場合車速（Ｖ_SP）は、モータ回転速度（ｖ）に電動駆動系の減速比を積算することにより求めることができる。
【００１４】
アシスト停止条件は、例えば人力駆動力（踏力Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下の状態が一定時間続いた後モータ回転速度（ｖ）がその下限値(ｖ _L )以下になったこととすることができる。すなわちこの状態（Ｔ_P≦Ｔ_PL）が一定時間以上続き、さらにｖ≦ｖ _L となったらアシストを停止して連れ回り電流（ｉ_ID）を遮断し、エネルギーの無駄な消費を防ぐものである。
【００１６】
連れ回り電流（ｉ_ID）を供給している状態からアシスト再開する条件としては、ｖ＞ｖ_LとなりかつＴ_P≧Ｔ_PLR（アシスト再開下限値）となることとすることができる。このアシスト再開時（再加速アシスト時）には、補助率（η_A）を最初は補助率特性から求める補助率（η）よりも小さく設定し、時間経過と共に漸増させて一定時間後に補助率特性から求める補助率（η）に一致させるように変化させるのがよい。このようにすることにより、アシスト再開時のショックを小さくして乗り心地を一層向上させることができる。
【００１７】
第２の目的は、人力駆動系と電動駆動系とを並列に設け、人力駆動力（Ｔ_P）に対する電力駆動力（Ｔ_M）の比を車速（Ｖ_SP）と共に変化させる所定の補助率特性に基づいて人力駆動力（Ｔ_P）に応じた電力駆動力（Ｔ_M）を発生させる電動補助機能付車両の制御装置において、電動駆動系の動力源となる電動モータと、人力駆動力（Ｔ_P）と前記モータの回転速度（ｖ）とに基づいて連れ回り電流（ｉ_ID）を求める連れ回り電流設定部と、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ _PL ）以下の状態を保つ間にモータの回転速度（ｖ）がその下限値（ｖ _L ）以下になったことをアシスト停止条件としてこのアシスト停止条件を判別するアシスト停止条件判別部と、を備え、前記アシスト停止条件判別部がアシスト停止条件を満たすと判別した時に前記連れ回り電流設定部は連れ回り電流（ｉ_ID）を遮断することを特徴とする電動補助機能付車両の制御装置、により達成される。
【００１８】
電動モータはベクトル制御される直流無整流子モータ（ブラシレスＤＣモータ）とすることができる。この場合には、補助率特性に基づき車速（Ｖ_SP）と人力駆動力（踏力Ｔ_P）に対応するモータの目標トルク（Ｔ_M＝Ｔ_P×η）を求める目標トルク演算部と、この目標トルク（Ｔ_M）に対応するモータの電流指令値（ｉ₀ ^*）をベクトル制御により求めるトルク電流演算部と、ｉ₀ ^*とｉ_IDとの和（ｉ₀ ^*＋ｉ_ID＝ｉ^*）を求める加算器と、を備えるものとすることができる。この和ｉ^*に基づいてモータ電流を制御する。例えばＰＷＭ（Pusle Width Modulation）制御する。
【００１９】
この場合には、電流指令値ｉ^*には速度電流（ｉ_SP）を追加してもよい。すなわち車速（Ｖ_SP）に対応したモータ回転速度（ｖ）を発生させるのに必要なモータ電流（速度電流ｉ_SP）を求める速度電流演算部と、この速度電流（ｉ_SP）を電流指令値ｉ^*に加えて最終的な電流指令値ｉ^*とする加算器とを付加すればよい。このようにすれば一層円滑なモータ速度制御が可能になる。
【００２０】
【実施態様】
図１は本発明を電動補助自転車に適用した場合の動力伝達系統を示す図、図２はモータの制御装置の説明図、図３はインバータの構成を説明する図、図４は制御装置の構成を説明するブロック図、図５は動作の概念図、図６はメインフローの動作流れ図、図７は本発明に係るアシスト停止およびアシスト再開時の動作流れ図である。
【００２１】
図１において、運転者の踏力は、ペダル（図示せず）により駆動されるクランク軸１と一方向クラッチ２とを介して合力軸３に伝えられる。また３相直流無整流子モータ４の出力は、減速部５および一方向クラッチ６を介して合力軸３に伝えられる。合力軸３の回転はフリーホイールクラッチ７を介して駆動輪である後輪８に伝えられる。
【００２２】
人力駆動系はクランク軸１から後輪８に至る伝動系であり、電動駆動系はモータ４から後輪８に至る伝動系である。人力駆動系の駆動力すなわち踏力Ｔ_Pは一方向クラッチ２と合力軸３の間から踏力センサ９により検出される。
【００２３】
１０はモータ４の制御装置である。この制御装置１０は踏力センサ９が検出する踏力Ｔ_Pと、車速センサ１１が検出する車速Ｖ_SPとに基づいてモータ４の出力トルクＴ_Mすなわちモータ電流を制御する。１２は電池などの直流電源である。ここに車速センサ１１は、後輪８や前輪（図示せず）や駆動系の回転部分などの回転速度を検出するセンサ（図示せず）で形成することができる。また車速センサ１１は、モータ４の電機子コイルに誘起される逆起電圧により回転速度を検出する回路で構成したり、後記する推定部１７で検出する回転速度ｖと減速比とを用いて計算により求めるもので構成することもできる。
【００２４】
この制御装置１０は図２，４に示すようにインバータ部１３とゲート駆動部１４と演算処理部１５とを有する。インバータ部１３は図３に示すように公知の３相ブリッジ回路で構成される。すなわちＭＯＳ−ＦＥＴやバイポーラトランジスタなどのスイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₆を２個ずつ直列接続した各組を電源１２に並列接続する一方、各組のスイッチング素子Ｑ₁とＱ₂、Ｑ₃とＱ₄、Ｑ₅とＱ₆の間をモータ４の各相の電機子コイルに接続したものである。ゲート駆動部１４はスイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₆を選択的にオン・オフするためのゲート信号を各スイッチング素子Ｑ₁〜Ｑ₆のゲートに送る。
【００２５】
演算処理部１５は図４に示すように構成され、マイクロコンピュータ（Micro Processor Unit ,MPU）や種々のメモリなどによって構成される。この実施態様では、モータ４の回転子（ロータ）の回転角θと回転速度ｖとに基づいて、電機子（ステータ）に供給する電機子電流ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wの大きさと位相とを示す電流指令値ｉ^*を計算で求める。すなわちベクトル制御を行うものである。
【００２６】
回転子の回転角θと速度ｖは、電機子の３つの相についてそれぞれ設けた回転位置検出器としてのホールＩＣ１６（１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗ）が出力する位置信号Ｐ（Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_W）に基づいて、算出部１７で推定する。すなわちホールＩＣ１６は電気角で６０°ごとに設けられ、回転子が６０°回転する度にいずれかの位置信号Ｐがオン・オフ変化する。
【００２７】
算出部１７では、この位置信号Ｐの変化から回転子が電気角６０°回ったことを検出し、位置信号Ｐが変化せずに一定に保たれる時間間隔から回転速度ｖを検出する。またこの回転速度ｖを用いて位置信号Ｐが変化しない時間間隔内における回転角θを演算により求める。この結果回転子の回転中における回転角θを高い分解能で求めることができる。またこの算出部１７は、電動駆動系の減速比と駆動輪の径とを用いて車両の速度（車速Ｖ_SP）を求める。
【００２８】
この算出部１７で求めた回転角θと回転速度ｖと車速Ｖ_SPの推定値は、トルク電流演算部１８に入力される。この電流演算部１８は目標トルク演算部１９で求めたトルク目標値Ｔ_Mと、回転角θおよび回転速度ｖとに基づいて、電流指令値ｉ₀ ^*の大きさと位相とを計算する（図５参照）。
【００２９】
目標トルク演算部１９は、車速Ｖ_SPと踏力Ｔ_Pとに基づいて目標とするモータトルクＴ_Mを求める。例えば図４に示すように、設定車速（例えば１５ｋｍ／ｈ）未満の車速Ｖ_SPに対しては補助率（アシスト比）η（＝Ｔ_M／Ｔ_P）を１．０とし、この設定車速（例えば１５ｋｍ／ｈ）以上の高速域では車速Ｖ_SPの増加に伴って補助率ηが直線的に漸減する補助率特性に従って、モータトルクＴ_Mの目標値をＴ_M＝Ｔ_P・ηとして求める。なおこの補助率ηは他の設定車速（例えば２４ｋｍ／ｈ）で０になる。
【００３０】
このモータ４ではトルクＴ_Mは実際の電機子電流ｉ_R（ｉ_U、ｉ_V、ｉ_W）に対応する。電流演算部１８はこの目標トルク値Ｔ_Mを発生させるために必要となる電機子電流ｉ_Rの大きさと位相とをベクトル計算により求め、電流指令値ｉ₀ ^*として出力する。
【００３１】
なおこの電流指令値ｉ₀ ^*は、実際にはＵ、Ｖ、Ｗの各相に対して別々に出力される。すなわち電流演算部１８は、メモリ２０に記憶した正弦波パターンデータを用いて各相の互いに電気角で１２０°位相がずれた電流指令値ｉ₀ ^*（ｉ₀ ^* _U、ｉ₀ ^* _V、ｉ₀ ^* _W）を出力する。各相の電流指令値ｉ₀ ^*は目標トルク値Ｔ_Mの大きさによって振幅が変化する正弦波であり、その振幅と位相は回転角θと回転速度ｖと回転部の慣性などに基づいて演算されたものである。
【００３２】
図４において２１は速度電流演算部である。この速度電流演算部２１は、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）より大の時に車速Ｖ_SPに相当するモータ回転速度（ｖ）とするために必要なモータ電流ｉ_SPを計算する（図５参照）。なお人力駆動力（Ｔ_P）が下限値（Ｔ_PL）より大の時はモータ４は回転しているから、車速（Ｖ_SP）の信号が一定レベル以上ならこの条件Ｔ_P＞Ｔ_PLを満たすと考えられる。
【００３３】
２２は連れ回り電流設定部であり、モータ回転速度（ｖ）と人力駆動力（Ｔ_P）に基づいて、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下になった時に（Ｔ_P≦Ｔ_PL）、この時の回転速度（ｖ）でモータを駆動するために必要な電流すなわち連れ回り電流（ｉ_ID）を計算する。
【００３４】
この連れ回り電流（ｉ_ID）は加算器２３で電流指令値（ｉ₀ ^*）に加算される。この加算値（ｉ₀ ^*＋ｉ_ID）には、さらに加算器２４において速度電流（ｉ_SP）が加算されて、最終電流指令値ｉ^*（＝ｉ₀ ^*＋ｉ_ID＋ｉ_SP）とされる。図５から解るように、電流指令値ｉ₀ ^*は踏力（Ｔ_P）に相当する成分であり、速度電流（ｉ_SP）は車速（Ｖ_SP）に相当する成分であり、連れ回り電流（ｉ_ID）は踏力（Ｔ_P）が零（厳密には下限値Ｔ_PL以下）の時にその時の回転速度（ｖ）（すなわち無負荷回転速度）にするための成分である。
【００３５】
図４で２５はアシスト停止条件判別部である。このアシスト停止条件判別部２５は、人力駆動力（踏力Ｔ_P）とモータ回転速度（ｖ）とに基づいてアシスト停止条件を満たすか否かを判定し、この条件を満たす場合に連れ回り電流ｉ_IDを遮断する。また速度電流ｉ_SPも遮断してアシストを停止する。一方連れ回り電流ｉ_IDを供給している間に踏力（Ｔ_P）がアシスト再開下限値（Ｔ_PLR）（ただしＴ_PLR＞Ｔ_PL）以上に増加した時には、踏力（Ｔ_P）を増やして走行を再開したものと考えられるから、アシストを再開する。
【００３６】
このアシストの再開（再加速アシスト開始）時には、例えば特開平９−２６７７９１号に示された方法を使うことができる。すなわち目標トルク演算部１９で補助率（η_A）を補助率特性から求めた正規の補助率（η）よりも小さく設定し、時間経過と共にこの補助率（η_A）を漸増させて一定時間後に正規の補助率（η）に一致させるように制御する。このようにすれば走行中にアシストを再開するときにモータ回転速度が上昇して一方向クラッチが繋がる際のショックを弱め、乗り心地を向上させることができる。
【００３７】
加算器２３，２４で速度電流（ｉ_SP）および連れ回り電流（ｉ_ID）が加算された最終電流指令値ｉ^*は減算器２５に入力され、ここで電機子の実際の電流値ｉ_Rとの差（ｉ^*−ｉ_R）が各相ごとに別々に求められる。この電流値ｉ_Rは、電機子のＵＶ相巻線の電流（ｉ_U、ｉ_V）をホールＣＴ（Current Transformer、変流器）（ＣＴ_U、ＣＴ_V）などで検出し、Ｗ相の電流を計算で求めることができる。この差（ｉ^*−ｉ_R）は電機子電流誤差信号となり、指示電流制御部２６に入力される。電流制御部２６ではインバータ１３のゲートをＰＷＭ方式により駆動するゲート駆動信号が作られ、ゲート駆動部１４に送られる。この結果モータ４がＰＷＭ制御されて目標トルク値Ｔ_Mを発生し、このモータ出力Ｔ_Mと踏力Ｔ_Pとによって自転車は走行することができる。
【００３８】
次に図６，７を用いて動作を説明する。まず図６によってメインフロー動作を説明する。演算処理部１５（図２，３）には各センサーの出力が入力される（図６のステップＳ１００）。すなわち、回転位置検出器１６の位置信号Ｐ、踏力（Ｔ_P）を検出すトルクセンサ（図示せず）の出力信号（Ｔ_P）、電池１２（図２，３）のバッテリ電圧検出信号などが入力インターフェースを介してデジタル化されて入力される。
【００３９】
演算処理部１５はこのバッテリ電圧検出信号に基づいてバッテリの充電状態を監視し、電池容量の残量をＬＥＤなどの残量表示手段に表示させる（ステップＳ１０２）。演算処理部１５は入力情報により種々の動作状態を判断し、それぞれの状態に対応する動作モードを決定してその処理を行う（ステップＳ１０４）。この処理モードは、停止モード、発信モード、補助モード、再発進モードなどである。また演算処理部１５は、各センサーの出力信号から異常の発生を検出すると、電池保護（例えば過放電防止）などの異常時の所定の処理を行う（ステップＳ１０６）。そして以上の動作を繰り返す。
【００４０】
アシスト停止およびアシスト再開の動作は図７に従って行われる。まず踏力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）と比較され（ステップＳ１５０）、Ｔ_P≦Ｔ_PLの時には連れ回り制御を行う（ステップＳ１５２）。すなわち。連れ回り電流設定部２２がその時の回転速度（ｖ）から連れ回り電流（ｉ_ID）をモータ４に供給する。この状態で一定時間（例えば０．８秒）経過すると（ステップＳ１５４）、モータ回転速度（ｖ）が下限値（ｖ_L、例えば１５０ｒｐｍ）以下か否か判断される（ステップＳ１５６）。下限値以下（ｖ≦ｖ_L）なら停車するものと考えられるから直ちにアシストを停止する（ステップＳ１５８）。
【００４１】
ｖ＞ｖ_Lなら未だ停車せずに走行中であると考えられるから（ステップＳ１５６）、連れ回り電流（ｉ_ID）を流し続ける（ステップＳ１６０）。そして踏力（Ｔ_P）が下限値（Ｔ_PL）以下で（Ｔ_P≦Ｔ_PL、ステップＳ１６２）、かつ回転速度（ｖ）が下限値（ｖ_L）以下なら（ｖ≦ｖ_L、ステップＳ１６４）、停車するものと考えられるからアシストを停止する（ステップＳ１５８）。回転速度（ｖ）が下限値（ｖ_L）より大であれば（ステップＳ１６４）。未だ惰性走行中と考えられるので、一定時間（例えば４．２秒）この状態を続けた後（ステップ１６６）、アシストを停止する（ステップＳ１５８）。
【００４２】
踏力（Ｔ_P）が下限値（Ｔ_PL）より大で（Ｔ_P＞Ｔ_PL、ステップＳ１６２）、かつアシスト再開下限値（Ｔ_PLR、ただしＴ_PLR＞Ｔ_PL）より小（Ｔ_P＜Ｔ_PLR、ステップＳ１６８）なら、再加速するほど踏力（Ｔ_P）が大きくないと考えられ、一定時間（例えば４．２秒）の経過後にアシストを停止する（ステップＳ１６６，Ｓ１５８）。踏力（Ｔ_P）が再開下限値（Ｔ_PLR）より大なら（ステップＳ１６８）、惰性走行中に踏力（Ｔ_P）が増大し始めたと考えられ、再加速アシストを開始する（ステップＳ１７０）。
【００４３】
この再加速アシストは、前記したように補助率（η_A）を最初に正規の補助率（η）よりも小さく設定し、時間経過に伴って漸増させて正規の補助率（η）に一致させるように制御するものである。また前記ステップＳ１５０において踏力（Ｔ_P）が下限値（Ｔ_PL）より大ならば正規のアシストを続ける（ステップＳ１７２）。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は以上のように、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下の時には連れ回り電流（ｉ_ID）を供給するから、再加速時にモータ回転速度の加速に要する時間が短くなり、モータの加速に要するエネルギーを減らすことができる。また人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ _PL ）以下の状態を保つ間に、モータ回転速度（ｖ）がその下限値（ｖ _L ）以下になったことをアシスト停止条件としてこのアシスト停止条件を満たす時には連れ回り電流（ｉ_ID）を遮断するから、惰性走行中に電池の無駄な消耗を防ぐことができる。
【００４５】
この場合にアシスト停止条件は車速（Ｖ_SP）を用いずにモータ回転速度（ｖ）を用いて設定するから、実車速を検出するためのセンサを別途設けることなくモータ回転速度（ｖ）から車速（Ｖ_SP）演算するような車両に適用することができ、部品点数の増加を招くことがない。請求項４の発明によれば請求項１の方法の実施に直接使用する装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動補助自転車に適用した動力伝達系統を示す図
【図２】モータの制御装置の説明図
【図３】インバータを示す図
【図４】制御装置の構成を示す図
【図５】動作の概念図
【図６】メインフローの動作流れ図
【図７】アシスト停止・再開処理の動作流れ図
【符号の説明】
１クランク軸
４３相直流無整流子モータ
８後輪（駆動輪）
１０制御装置
１３インバータ部
１４ゲート駆動部
１５演算処理部
１８トルク電流演算部
１９目標トルク演算部
２１車速電流演算部
２２連れ回り電流設定部
２３、２４加算器
２５アシスト停止条件判別部
ｉ_R（ｉ_U、ｉ_V、ｉ_W）電機子電流
Ｐ（Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_W）位置信号
θ 回転角度
Ｖ_SP 車速
Ｔ_P 人力駆動力（踏力）
Ｔ_PL 人力駆動力の下限値
Ｔ_PLR 人力駆動力のアシスト再開下限値
ｖモータ回転速度
ｖ_L モータ回転速度の下限値
Ｔ_M 電力駆動力（モータ駆動力）

Claims

人力駆動系と電動駆動系とを並列に設け、人力駆動力（Ｔ_P）に対する電力駆動力（Ｔ_M）の比を車速（Ｖ_SP）と共に変化させる所定の補助率特性に基づいて人力駆動力（Ｔ_P）に応じた電力駆動力（Ｔ_M）を発生させる電動補助機能付車両の制御方法において、
前記電動駆動系の動力源を電動モータで構成し、前記人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下の状態ではその時の車速（Ｖ_SP）に対応するモータの回転速度（ｖ）に保つ連れ回り電流（ｉ_ID）を供給し、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下の状態を保つ間に、モータ回転速度（ｖ）がその下限値（ｖ_L）以下になったことをアシスト停止条件として前記連れ回り電流（ｉ_ID）を遮断することを特徴とする電動補助機能付車両の制御方法。
電動モータを直流無整流子モータで構成し、モータ回転速度（ｖ）および車速（Ｖ_SP）は、モータの回転位置検出器の出力信号に基づいて求める請求項１の電動補助機能付車両の制御方法。
アシスト停止条件を、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下の状態が一定時間継続した後モータ回転速度（ｖ）がその下限値(ｖ_L)以下になったこととする請求項１または２の電動補助機能付車両の制御方法。
人力駆動系と電動駆動系とを並列に設け、人力駆動力（Ｔ_P）に対する電力駆動力（Ｔ_M）の比を車速（Ｖ_SP）と共に変化させる所定の補助率特性に基づいて人力駆動力（Ｔ_P）に応じた電力駆動力（Ｔ_M）を発生させる電動補助機能付車両の制御装置において、
電動駆動系の動力源となる電動モータと、人力駆動力（Ｔ_P）と前記モータの回転速度（ｖ）とに基づいて連れ回り電流（ｉ_ID）を求める連れ回り電流設定部と、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）以下の状態を保つ間にモータの回転速度（ｖ）がその下限値（ｖ_L）以下になったことをアシスト停止条件としてこのアシスト停止条件を判別するアシスト停止条件判別部と、を備え、
前記アシスト停止条件判別部がアシスト停止条件を満たすと判別した時に前記連れ回り電流設定部は連れ回り電流（ｉ_ID）を遮断することを特徴とする電動補助機能付車両の制御装置。
請求項４において、電動モータはベクトル制御される直流無整流子モータであり、モータ回転速度（ｖ）および車速（Ｖ_SP）はこのモータの回転位置検出器の出力信号に基づいて求められる一方、補助率特性に基づいて車速（Ｖ_SP）および人力駆動力（Ｔ_P）に対応するモータの目標トルク（Ｔ_M）を求める目標トルク演算部と、この目標トルク（Ｔ_M）に対応したモータの電流指令値（ｉ₀ ^*）をベクトル制御により求めるトルク電流演算部と、前記電流指令値（ｉ₀ ^*）と連れ回り電流（ｉ_ID）との和を最終電流指令値（ｉ^*）とする加算器と、を備える電動補助機能付車両の制御装置。
請求項５において、人力駆動力（Ｔ_P）がその下限値（Ｔ_PL）より大の時に車速（Ｖ_SP）に対応したモータ回転速度（ｖ）を発生させるのに必要な速度電流（ｉ_SP）を求める速度電流演算部と、
電流指令値（ｉ₀ ^*）と連れ回り電流（ｉ_ID）と前記速度電流（ｉ_SP）の和を求めて最終電流指令値（ｉ^*）とする加算器と、を備える電動補助機能付車両の制御装置。