TWI733136B - 馬達控制裝置、方法及電動輔助車 - Google Patents

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Abstract

本發明之馬達控制裝置具有：(A)驅動部，其驅動馬達；及(B)控制部，其根據檢測推定為無加速意圖之特定之行駛或踏板操作之狀態，特定出基於踏板旋轉與馬達之旋轉之至少任一者移動之車輛之速度，且基於該特定出之速度決定再生量，按照該再生量控制驅動部。上述特定之行駛或踏板操作之狀態例如為未達第1閾值之踏板扭矩輸入持續固定時間以上之狀態、未達第2閾值之踏板扭矩輸入及未達第3閾值之踏板旋轉角度持續固定時間以上之狀態、或根據基於車輪旋轉之第1值與基於踏板旋轉之第2值之一致度或背離度判斷為第1值與第2值具有特定程度以上差異之狀態。

Description

馬達控制裝置、方法及電動輔助車
本發明係關於一種電動輔助車之再生控制技術。
對於何種情形時進行再生控制，存在各種方法。例如，存在根據加速度自動地動作之方法(例如專利文獻1)。
根據該方法，即便使用者不進行操作亦自動地開始再生，故而，期待於至此未進行再生之行駛狀態下亦進行再生，增加再生量。另一方面，存在使用者未意圖減速時因自動地開始再生，導致使用者感到不適感之情形。
又，於其他文獻(例如專利文獻2)中，揭示有一種馬達驅動控制裝置，其具有：(a)檢測部，其檢測由搭乘者發出之再生控制之開始指示或停止指示；(b)控制係數運算部，其於藉由檢測部檢測再生控制之開始指示後，特定出該檢測時之第1車速，並於對於再生目標量之控制係數中設定特定之值，且於藉由檢測部檢測到再生控制之停止指示前，在當前車速快於第1車速之情形時增加控制係數之值，在當前車速慢於第1車速之情形時減少控制係數之值；及(c)控制部，其根據來自控制係數運算部之控制係數之值與再生目標量控制馬達之驅動。於該文獻中，再生控制之開始指示藉由踏板之特定相位角以上之反向旋轉、用於再生控制之開始指示之指示開關之接通、或刹車開關於特定時間內持續成為接通狀態而檢測。
根據該文獻之技術，算上搭乘者之意圖在內再生制動力進行作用，且以儘可能維持第1車速之方式進行再生控制，但前提為搭乘者掌握用於以指定第1車速之意圖進行再生控制之開始指示之操作。又，雖欲維持再生控制之開始指示時之車速，但對搭乘者而言較佳之車速未必為再生控制之開始指示時之車速。進而，於使用指示開關之情形時，雖搭乘者之意圖明確，但要耗費用以設置指示開關之成本，並且作為通常不進行之操作而於行駛中按下指示開關較為費事。進而，於設置刹車開關之情形時，亦花費用以設置刹車開關之成本，並且再生控制變得依賴刹車操作，藉由再生所獲得之能量亦不充分。又，亦於採用踏板之特定相位角以上之反向旋轉之情形時，將使用能夠檢測反向旋轉之感測器，從而成本增加，並且當以指定第1車速之意圖進行踏板之反向旋轉時，存在於正向旋轉之中途突然進行反向旋轉，導致踏板操作變得繁雜之情形。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]歐洲專利申請公開第2868562號說明書 [專利文獻2]美國專利申請公開第2014/0121877號
[發明所欲解決之問題]
因此，本發明之目的係作為一態樣提供一種用以進行基於被推定之使用者之意圖之再生控制之新穎技術。 [解決問題之技術手段]
本發明之馬達控制裝置具有：(A)驅動部，其驅動馬達；及(B)控制部，其根據檢測推定為無加速意圖之特定之行駛或踏板操作之狀態，特定出基於踏板旋轉與馬達之旋轉之至少任一者移動之車輛之速度，且基於該特定出之速度決定再生量，按照該再生量控制驅動部。
以下，對於本發明之實施形態，以作為電動輔助車之一例之電動輔助腳踏車之例進行說明。然而，本發明之實施形態並不僅將電動輔助腳踏車限定於適用對象，亦能夠適用於對於輔助基於人力移動之移動體(例如台車、輪椅、升降機等)之移動之馬達等之馬達控制裝置等。
[實施形態1] 圖1係表示作為本實施形態中之電動輔助車之一例之電動輔助腳踏車之一例之外觀圖。該電動輔助腳踏車1搭載有馬達驅動裝置。馬達驅動裝置具有電池組101、馬達控制裝置102、扭矩感測器103、踏板旋轉感測器104、馬達105、及操作面板106。再者，亦存在電動輔助腳踏車1具有刹車感測器107之情形，但未用於本實施形態中。
又，電動輔助腳踏車1亦具有前輪、後輪、前照燈、飛輪、變速機等。
電池組101例如為鋰離子二次電池，但亦可為其他種類之電池、例如鋰離子聚合物二次電池、氫鎳蓄電池等。而且，電池組101經由馬達控制裝置102向馬達105供給電力，且於再生時經由馬達控制裝置102，藉由來自馬達105之再生電力亦進行充電。
扭矩感測器103設置於曲軸周邊，檢測騎乘者對於踏板之踏力，並將其檢測結果輸出至馬達控制裝置102。又，踏板旋轉感測器104與扭矩感測器103同樣地設置於曲軸周邊，將基於旋轉之信號輸出至馬達控制裝置102。
馬達105例如為周知之三相直流無刷馬達，且例如安裝於電動輔助腳踏車1之前輪。馬達105使前輪旋轉，並且以轉子基於前輪之旋轉而旋轉之方式，將轉子連結於前輪。進而，馬達105具備霍耳元件等旋轉感測器，將轉子之旋轉資訊(即霍耳信號)輸出至馬達控制裝置102。
馬達控制裝置102基於來自馬達105之旋轉感測器、扭矩感測器103及踏板旋轉感測器104等之信號進行特定之運算，控制馬達105之驅動，亦進行由馬達105所進行之再生之控制。
操作面板106例如存在與輔助之有無相關之指示輸入(即，電源開關之接通及斷開)、輔助之情形時，自使用者接收期望輔助比等輸入，並將該指示輸入等輸出至馬達控制裝置102。又，亦存在操作面板106具有顯示作為由馬達控制裝置102運算所得之結果之行駛距離、行駛時間、消耗卡路里、再生電量等資料之功能之情形。又，亦存在操作面板106具有LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等之顯示部之情形。藉此，向騎乘者提示例如電池組101之充電量、接通斷開之狀態、及與期望輔助比對應之模式等。
將本實施形態之馬達控制裝置102相關之構成示於圖2。馬達控制裝置102具有控制器1020及FET(Field Effect Transistor，場效應電晶體)橋接器1030。FET橋接器1030包含針對馬達105之U相進行切換之高側FET(Suh)及低側FET(Sul)、針對馬達105之V相進行切換之高側FET(Svh)及低側FET(Svl)、及針對馬達105之W相進行切換之高側FET(Swh)及低側FET(Swl)。該FET橋接器1030係馬達105之驅動部，且構成互補型開關放大器之一部分。
又，控制器1020具有運算部1021、踏板旋轉輸入部1022、馬達旋轉輸入部1024、可變延遲電路1025、馬達驅動時點產生部1026、扭矩輸入部1027、及AD(Analog-Digital，類比/數位)輸入部1029。
運算部1021利用來自操作面板106之輸入(例如輔助之接通/斷開等)、來自踏板旋轉輸入部1022之輸入、來自馬達旋轉輸入部1024之輸入、來自扭矩輸入部1027之輸入、及來自AD輸入部1029之輸入進行特定之運算，向馬達驅動時點產生部1026及可變延遲電路1025進行輸出。再者，運算部1021具有記憶體10211，記憶體10211儲存用於運算之各種資料及處理中途之資料等。進而，亦存在運算部1021藉由處理器執行程式而實現之情形，於此情形中亦存在將該程式記錄於記憶體10211之情形。又，亦存在記憶體10211與運算部1021分開設置之情形。
踏板旋轉輸入部1022將來自踏板旋轉感測器104之踏板旋轉相位角(亦簡稱為踏板旋轉角度或曲軸旋轉相位角。再者，亦存在包含表示旋轉方向之信號之情形)數位化，輸出至運算部1021。馬達旋轉輸入部1024將自馬達105輸出之霍耳信號中與馬達105之旋轉(於本實施形態中為前輪之旋轉)相關之信號(例如旋轉相位角、旋轉方向等)數位化，輸出至運算部1021。扭矩輸入部1027將來自扭矩感測器103之相當於踏力之信號數位化，輸出至運算部1021。AD輸入部1029將來自二次電池之輸出電壓數位化，輸出至運算部1021。
運算部1021將提前角值作為運算結果輸出至可變延遲電路1025。可變延遲電路1025基於自運算部1021接收之提前角值，將霍耳信號之相位調整後輸出至馬達驅動時點產生部1026。運算部1021例如將相當於PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調變)之佔空比之PWM碼作為運算結果輸出至馬達驅動時點產生部1026。馬達驅動時點產生部1026基於來自可變延遲電路1025之調整後之霍耳信號與來自運算部1021之PWM碼，產生對於FET橋接器1030中所含之各FET之切換信號並輸出。根據運算部1021之運算結果，馬達105既存在被動力驅動之情形，亦存在被再生制動之情形。再者，關於馬達之基本動作，記載於國際公開第2012/086459號說明書等，且因並非本實施形態之主要部分而於此處省略說明。
其次，將運算部1021中之再生控制部3000相關之功能區塊構成例(本實施形態之一部分)示於圖3。再生控制部3000具有再生目標運算部3100、基準速度設定部3200、及控制部3300。再者，運算部1021具有馬達旋轉處理部2000，該馬達旋轉處理部根據來自馬達旋轉輸入部1024之馬達旋轉輸入，運算馬達105之轉數(前輪之轉數)、電動輔助腳踏車1之速度(＝車速)及加速度(速度之時間變化量)等。
再生目標運算部3100根據當前之速度或加速度等，特定出基於速度或加速度等預先設定之再生目標量並輸出。基準速度設定部3200於進行再生控制時設定成為基準之速度即基準速度。基準速度設定部3200設定基準速度時使用之參數種類各異，既存在使用踏板扭矩輸入之情形，亦存在使用踏板扭矩輸入與踏板旋轉輸入之情形。進而，亦存在使用前輪之轉數或車速、及基於踏板旋轉換算所得之後輪之轉數(基於齒輪比等將踏板旋轉換算為後輪之轉數所得之轉數，亦稱為踏板換算轉數)或後輪之車速(亦稱為踏板旋轉換算速度(基於齒輪比等將踏板旋轉換算為車速所得之速度))之情形。於任一情形時，均為了檢測使用者無加速之意圖而使用該等參數。
控制部3300基於來自基準速度設定部3200之基準速度及可再生之標示、來自馬達旋轉處理部2000之速度等、來自再生目標運算部3100之再生目標量、來自踏板旋轉輸入部1022之踏板旋轉輸入、及來自扭矩輸入部1027之踏板扭矩輸入，運算再生量，並根據該再生量進行再生控制。於本實施形態中，控制部3300根據所得之資料決定再生係數，將該再生係數與再生目標量相乘，藉此運算再生量。再者，亦存在控制部3300不僅進行本實施形態之再生控制，亦進行基於其他觀點之再生控制之情形。例如，亦存在基於加速度或速度進行自動再生控制之情形。
再者，於未進行再生之情形時，運算部1021以進行先前之動力驅動之方式，經由馬達驅動時點產生部1026、可變延遲電路1025及FET橋接器1030驅動馬達105。另一方面，於進行再生之情形時，運算部1021以實現控制部3300輸出之再生量之方式，經由馬達驅動時點產生部1026、可變延遲電路1025及FET橋接器1030對馬達105進行再生控制。
於本實施形態中，例如於因使用者不再需要加速而使踏板轉數下降或停止後踏板扭矩輸入幾乎消失之時點、踏板扭矩輸入及踏板旋轉幾乎消失之時點、或同樣檢測出推定為無加速意圖之馬達旋轉與踏板旋轉之特定關係之時點等，將當前車速設定為基準速度(即上限速度)。而且，於隨後進入下坡等，檢測出當前速度超過基準速度之情形時，開始本實施形態之再生控制，抑制速度上升。例如，基於基準速度與當前速度之差設定再生係數，使再生制動運行。藉此，因再生制動早期地開始運行，故而，對於電池之充電量增加，並且即便使用者不進行刹車操作亦可抑制速度上升，從而節省使用者之人工勞力，安全性亦提高。
進而，以實現符合使用者之意圖之行駛狀態之方式控制再生量，因此能夠進行更舒適之行駛。
其次，使用圖4至圖9，對圖3所示之再生控制部3000之處理內容進行說明。再者，圖4之處理係以每一單位時間執行。
首先，再生控制部3000進行各種資料之測定(圖4：步驟S1)。於本實施形態中，對踏板扭矩、車速、踏板旋轉角度等進行測定。再者，於其他實施形態中，亦存在對追加之參數進行測定之情形。
其次，基準速度設定部3200判斷可再生之標示是否成為ON(開啟)(步驟S3)。若可再生之標示為ON，則處理移行至步驟S7。另一方面，若可再生之標示為OFF(關閉)，則基準速度設定部3200執行基準速度設定處理(步驟S5)。關於本實施形態之基準速度設定處理，隨後使用圖5進行說明。
此後，控制部3300執行確認可否進行本實施形態之再生控制之確認處理(步驟S7)。關於確認處理，隨後使用圖6進行說明。
此後，控制部3300基於確認處理之處理結果，執行再生量決定處理(步驟S9)。關於再生量決定處理，隨後使用圖7進行說明。該再生量決定處理係於執行本實施形態之再生控制之情形時，基於基準速度決定再生係數，並根據藉由再生目標運算部3100運算所得之再生目標量與再生係數決定再生量，為實現該再生量而經由FET橋接器1030等使馬達105進行再生制動。
而且，再生控制部3000基於電源斷開等指示判斷是否結束處理(步驟S11)。於不結束處理之情形時，處理返回至步驟S1。另一方面，於應結束處理之情形時，就此結束處理。
於本實施形態中，當檢測出使用者無加速意圖時預先設定可再生之標示，並於該時點設定基準速度，當檢測出自該基準速度之速度上升時，以抑制該速度上升之方式決定再生量，執行再生制動。
其次，使用圖5，對本實施形態之基準速度設定處理A進行說明。再者，可再生之標示及時間標示初始設定為OFF。
基準速度設定部3200判斷踏板扭矩是否為預先設定之閾值TH11以下(圖5：步驟S21)。閾值TH11係用以判斷幾乎無踏板扭矩輸入之閾值。於踏板扭矩超過閾值TH11之情形時，判斷為使用者有加速意圖，因此處理移行至步驟S35。
另一方面，於踏板扭矩為閾值TH11以下之情形時，判斷為使用者無加速意圖，因此基準速度設定部3200判斷表示是否處於時間計測中之時間標示是否成為ON(步驟S23)。若時間標示未成為ON，則基準速度設定部3200將時間標示設定為ON(步驟S25)。進而，基準速度設定部3200開始時間計測(步驟S27)。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於時間標示設定為ON之情形時、即於踏板扭矩持續為閾值TH11以下之情形時，基準速度設定部3200判斷來自步驟S27之計測時間是否已經過固定時間(步驟S29)。又，於計測時間未經過固定時間之情形時，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於來自步驟S27之計測時間已經過固定時間之情形時，踏板扭矩為閾值TH11以下之狀態將持續固定時間以上，因此基準速度設定部3200將表示是否為可再生之狀態之可再生之標示設為ON(步驟S31)。進而，基準速度設定部3200將來自馬達旋轉處理部2000之當前速度設定為基準速度V0(步驟S33)。藉此，檢測出可再生之狀態，設定基準速度V0。再者，可再生之標示及基準速度V0係輸出至控制部3300。
此後，基準速度設定部3200將時間標示設定為OFF，使計測時間歸零(步驟S35)。藉此，能夠於接著進行時間計測時恰當地進行處理。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。
如此，根據本實施形態之基準速度設定處理A，若幾乎無踏板扭矩之輸入之狀態持續固定時間以上，則推定為使用者無加速意圖，設定基準速度V0，並且設定可再生之標示，藉此，進行再生控制之準備。
繼而，使用圖6對本實施形態之確認處理之處理內容進行說明。
首先，控制部3300判斷踏板旋轉角度是否未達閾值TH2(圖6：步驟S41)。其原因在於，當踏板旋轉角度成為某種程度(閾值TH2)以上時，推定為使用者蹬踩踏板意欲加速，故進行再生欠佳。因此，於踏板旋轉角度為閾值TH2以上之情形時，控制部3300將可再生之標示設定為OFF(步驟S47)。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於踏板旋轉角度未達閾值TH2之情形時，控制部3300判斷踏板扭矩是否未達閾值TH3(步驟S43)。閾值TH3可與閾值TH11相同，但亦可為大於閾值TH11之值。若閾值TH3＞閾值TH11，則能夠抑制因測定誤差等導致可再生之標示成為ON或成為OFF之波動。若踏板扭矩為閾值TH3以上，則處理移行至步驟S47。
另一方面，於踏板扭矩未達閾值TH3之情形時，控制部3300判斷來自馬達旋轉處理部2000之當前速度是否超過閾值TH4(步驟S45)。其原因在於，於未達到某種程度之速度之情形時，進行正式再生控制並不恰當。若當前之速度為閾值TH4以下，則處理移行至步驟S47。另一方面，於當前之速度超過閾值TH4之情形時，不將可再生之標示設定為OFF，處理返回至呼叫程式之處理。
如此，於一旦可再生之標示設定為ON後行駛狀態產生變化，檢測出進行本實施形態之再生控制成為不恰當之狀態之情形時，將可再生之標示設定為OFF。
繼而，使用圖7對本實施形態之再生量決定處理進行說明。
首先，控制部3300判斷可再生之標示是否成為ON(圖7：步驟S51)。於可再生之標示成為OFF之情形時，進行本實施形態之再生控制並不恰當，因此，控制部3300藉由其他條件決定再生量(亦存在0之情形)，使FET橋接器1030等根據該再生量進行馬達105之再生制動(步驟S59)。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於可再生之標示成為ON之情形時，控制部3300判斷來自馬達旋轉處理部2000之當前速度是否超過基準速度V0(步驟S53)。於本實施形態中，於當前速度超過基準速度V0之情形時，設為藉由再生制動抑制速度，故而，若當前速度為基準速度V0以下，則不進行本實施形態之再生控制。但，可進行如使用小於當前再生係數之再生係數之控制。
於本實施形態中，若當前之速度為基準速度V0以下，則處理移行至步驟S59。另一方面，於當前之速度超過基準速度V0之情形時，控制部3300基於ΔV(＝當前速度－V0)設定再生係數(步驟S55)。例如，預先設定ΔV與再生係數[%]之對應關係。將該對應關係之一例示於圖8。於圖8之例中，縱軸表示再生係數[%]，橫軸表示ΔV[km/h]。例如，可為以ΔV＝0時之再生係數為RMIN (可為0，亦存在其係超過0之值之情形)，且ΔV＝v1(特定值)時之再生係數為RMAX (可為100，亦存在其係未達100之值之情形)之直線a表示之對應關係。又，亦可為以ΔV＝0時之再生係數為RMIN (可為0，亦存在其係超過0之值之情形)，且ΔV＝v1時之再生係數為RMAX (可為100，亦存在其係未達100之值之情形)之指數函數之曲線b表示之關係。亦可為以其他函數表示之曲線。又，亦可並非基於單純之ΔV，而基於藉由包含(當前之速度－V0)項之式運算得出之其他指標值決定再生係數。
再者，當直接採用決定之再生係數時，因對使用者造成加速度之大幅變化所帶來之衝擊，故亦進行如自檢測出刹車成為OFF之時點遞增至決定之再生係數之控制。
控制部3300藉由將基於自再生目標運算部3100輸出之當前加速度等之再生目標量與再生係數相乘而決定再生量，且按照該再生量經由FET橋接器1030等使馬達105進行再生制動(步驟S57)。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。
藉由執行如以上之處理，而於推定為使用者無加速意圖之第1例即幾乎未檢測出踏板扭矩之狀態持續固定時間以上之情形時，基於在該時點設定之基準速度V0進行再生控制。
此處，將動作例示於圖9。此處，如圖9最上段所示，對電動輔助腳踏車1行駛中路面自平地變為下坡之情形時之動作進行說明。為進行比較，首先對基於刹車操作進行再生之情形進行說明。於時刻t1，使用者蹬踩踏板，未進行再生。此後，使用者停止蹬踩踏板，於時刻t2，當踏板扭矩為閾值TH11以下之狀態持續固定時間時，圖9(b)中表示踏板扭矩關閉之信號成為接通。此後，成為時刻t3時，電動輔助腳踏車1進入下坡，如圖9(d)中虛線c所示，速度開始上升。繼而，當達到使用者感覺到危險之速度時，使用者於時刻t4進行刹車操作(圖9(a))。於該時刻t4，如圖9(e)中虛線f所示成為再生動作狀態。再者，為方便起見，如圖9(c)中虛線b所示，可再生之標示亦於時刻t4時成為開啟。關於時刻t4以後(例如時刻t5)，雖於下坡行駛，但如圖9(d)中虛線c所示，藉由再生制動而抑制速度上升。
另一方面，於本實施形態之電動輔助腳踏車1之情形時，當使用者停止蹬踩踏板，於時刻t2，踏板扭矩為閾值TH11以下之狀態持續固定時間時，如圖9(b)所示表示踏板扭矩關閉之信號成為接通，與此同時如圖9(c)中實線a所示，可再生之標示於時刻t2中開啟。但，仍未運行再生。再者，將時刻t2之速度設定為基準速度V0。
此後，於時刻t3進入下坡，速度開始上升時，可再生之標示已成為開啟，因此，如圖9(e)中實線e所示，成為再生動作狀態。即，若檢測出超過基準速度V0之車速則成為再生動作狀態，如圖9(d)中實線d所示以維持基準速度V0之方式進行再生制動。此情況於進行下坡之時刻t5中亦相同。
如此般，於基於刹車操作進行再生控制之情形時，於時刻t4成為再生動作狀態，但於本實施形態中，當到達時刻t3時成為再生動作狀態。藉此，使用者即便不進行刹車操作亦可維持基準速度V0，因此即便不進行刹車操作亦可進行安全之行駛，進而，與藉由提前執行再生而基於刹車操作進行再生之情形相比，充電量亦增加。
[實施形態2] 於本實施形態中，對推定為使用者無加速意圖之第2例進行說明。因此，於本實施形態中，執行基準速度設定處理B而取代基準速度設定處理A。
將基準速度設定處理B之處理流程示於圖10。再者，對與基準速度設定處理A相同之部分標註相同之參照符號。即，圖5與圖10之差別僅為開頭追加有步驟S61之部分。
具體而言，基準速度設定部3200判斷踏板旋轉角度是否為閾值TH12以下(步驟S61)。於踏板旋轉角度超過閾值TH12之情形時，處理移行至步驟S35。另一方面，若踏板旋轉角度為閾值TH12以下，則處理移行至步驟S21。再者，閾值TH12可與閾值TH2相同，亦可為小於閾值TH2之值。若TH12＞TH2，則能夠抑制因測定誤差或微小之踏板旋轉等而導致可再生之標示成為ON或成為OFF之波動。
於本實施形態中，藉由除檢查第1實施形態中之踏板扭矩之外，亦一併檢查踏板旋轉角度，而確實地確認使用者無加速意圖。
[實施形態3] 於本實施形態中，對推定為使用者無加速意圖之第3例進行說明。因此，於本實施形態中，執行基準速度設定處理C而取代基準速度設定處理A及B。
將基準速度設定處理C之處理流程示於圖11。再者，對與基準速度設定處理A相同之部分標註相同之參照符號。即，圖5與圖11之差別為設置有步驟S71及S73而取***頭之步驟S21之部分。
即，基準速度設定部3200運算本實施形態之旋轉差(圖11：步驟S71)。於本實施形態中，與藉由馬達105驅動之前輪之旋轉進行比較，將尚未進行踏板旋轉之狀態判定為使用者無加速意圖。因此，所謂本實施形態之旋轉係指例如前輪之轉數與基於踏板旋轉換算所得之後輪之轉數之差(例如，前輪之轉數－後輪之轉數)。又，亦可使用前輪之車速與基於踏板旋轉換算所得之後輪之車速之差(例如，前輪之車速－後輪之車速)。再者，亦可不使用差，而使用比等(例如，前輪之轉數/後輪之轉數、前輪之車速/後輪之車速)，判斷該等之背離是否為特定程度以上。再者，前輪之轉數等係基於車輪旋轉之第1指標值，後輪之轉數等係基於踏板旋轉之第2指標值，且可運算該等之一致度或背離度，且據此判斷第1指標值與第2指標值是否背離特定程度以上。
繼而，基準速度設定部3200判斷旋轉差是否為閾值TH13以上(步驟S73)。於旋轉差為閾值TH13以上之情形時，推定為使用者無加速意圖，處理移行至步驟S23。另一方面，於旋轉差未達閾值TH13之情形時，處理移行至步驟S35。
於本實施形態中，因馬達105設置於前輪，因此雖著眼於前輪之旋轉，但於本實施形態中，只要檢測電動輔助腳踏車1之車輪之旋轉，或計測車速即可。
如此，若能夠檢測出使用者無加速意圖且可再生之狀態持續固定時間以上之狀況，並設定基準速度，則能夠與第1實施形態同樣地抑制自該基準速度之速度上升。
[實施形態4] 於第1至第3實施形態中，表示了基準速度V0於可再生之標示未成為OFF時不變更之例，但即便可再生之標示一直為ON，只要有來自使用者之指示，亦可變更基準速度V0。例如，考慮如於下坡時，感覺到再生制動過度作用之情形時，藉由明確地指示而使基準速度V0上升之情形。
因此，於本實施形態中，對中途變更基準速度V0之第1例進行說明。再者，於本實施形態中，因基於踏板旋轉角度調整基準速度V0，故不執行確認處理(圖6)之步驟S41，但基本之處理流程與第1實施形態相同，存在變更僅為再生量決定處理。
使用圖12對本實施形態之再生量決定處理B進行說明。對與圖7所示之再生量決定處理相同之部分標註相同之參照符號。即，圖7之再生量決定處理與再生量決定處理B之差別為於步驟S51與S53之間追加有基準速度設定部3200執行基準速度調整處理之處理(步驟S81)之部分。即，若將可再生之標示設定為ON，則執行基準速度調整處理。
於本實施形態中，執行圖13所示之基準速度調整處理A。再者，於本實施形態中，基準速度調整處理A係使用能夠區分踏板正向旋轉與踏板反向旋轉之踏板旋轉感測器104之例。
首先，基準速度設定部3200根據踏板旋轉輸入判斷踏板是否進行正向旋轉(步驟S91)。於踏板進行正向旋轉之情形時，基準速度設定部3200判斷踏板旋轉角度是否為閾值TH21以上(步驟S93)。例如判斷是否旋轉360°以上。例如，亦可預先計測將可再生之標示設定為ON後累積之踏板旋轉角度，每當進行基準速度V0之調整時，使累積之踏板旋轉角度歸零。於踏板旋轉角度未達閾值TH21之情形時，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於踏板旋轉角度為閾值TH21以上之情形時，基準速度設定部3200使基準速度V0僅增加dV(步驟S95)。dV例如為1 km/h。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。
又，於踏板未進行正向旋轉之情形時，基準速度設定部3200判斷踏板是否進行反向旋轉(步驟S97)。於踏板未進行反向旋轉之情形時，即踏板旋轉停止之情形時，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於踏板進行反向旋轉之情形時，基準速度設定部3200判斷踏板反向旋轉角度是否為閾值TH21以上(步驟S99)。於踏板反向旋轉角度未達閾值TH21之情形時，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於踏板反向旋轉角為閾值TH21以上之情形時，基準速度設定部3200使基準速度V0僅減少dV(步驟S101)。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。再者，亦存在減少時之dV與增加時之dV不同之情形。
於進行此種處理之情形時，例如進行圖14中模式性表示之基準速度V0之調整。圖14之上段表示踏板旋轉角度之變化。圖14之下段表示基準速度V0之變化(橫軸表示踏板旋轉角度，縱軸表示基準速度)。
當執行如上述之處理時，若踏板旋轉角度為0°以上且未達360°則基準速度仍保持為V0，若使其正向旋轉1周、即360°，則變為V0＋1 km/h。若為360°以上且未達720°則不變化。若使其正向旋轉2周、即720°，則變為V0＋2 km/h。於圖14中，預先設定調整量之上限值，即便使踏板正向旋轉該上限值以上，基準速度V0亦不產生變化，但亦可使其變化。再者，雖設為超過＋2 km/h不進行變化，但亦可對調整後之基準速度V0設定上限值，避免成為該上限值以上之基準速度V0。
另一方面，若反向旋轉1周、即360°，則變為V0－1 km/h。以下，亦可與正向旋轉相同，於每次反向旋轉360°，變化V0－1 km/h。又，亦可如正向旋轉般對負調整量設定下限值。
如此一來，便能基於使用者之明確指示，使基準速度V0增加或減少。於感覺到速度過快或速度過慢之情形時，使用者能夠使踏板旋轉進行調整。
若設定調整量之上限值或下限值，則即便於使用者使踏板過度旋轉之情形時，亦能夠避免乘坐感急劇變化。
再者，此種基準速度之調整亦可僅於踏板扭矩未達閾值之情形時實施。其原因在於，於計測出踏板扭矩為某種程度以上之情形時，推定為使用者有加速意圖，因此推定為無需調整基準速度。
又，於本實施形態中，使基準速度V0每隔360°產生變化，但亦可使基準速度V0每隔其他角度產生變化。又，亦可使基準速度V0根據旋轉角度以線性或指數函數進行變化。又，亦可使基準速度V0沿著另行定義之曲線，根據踏板旋轉角度變化。
進而，亦可藉由正向旋轉使基準速度V0減少而並非增加，且藉由反向旋轉使基準速度V0增加而並非減少。
[實施形態5] 於第4實施形態中，使用了能夠區分踏板正向旋轉與踏板反向旋轉之踏板旋轉感測器104，但亦可使用無法進行區分之踏板旋轉感測器104。於此情形時，可執行基準速度調整處理B(圖15)。
即，基準速度設定部3200判斷踏板旋轉角度是否為閾值TH21以上(步驟S111)。例如判斷是否旋轉360°以上。例如，亦可預先計測將可再生之標示設定為ON後累積之踏板旋轉角度，在每次進行基準速度V0之調整時使累積之踏板旋轉角度歸零。於踏板旋轉角度未達閾值TH21之情形時，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於踏板旋轉角度為閾值TH21以上之情形時，基準速度設定部3200使基準速度V0僅增加dV，或使基準速度V0僅減少dV(步驟S113)。dV例如為1 km/h。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。再者，亦存在減少時之dV與增加時之dV不同之情形。
於本實施形態中，因未知踏板旋轉方向，故進行根據旋轉角度使基準速度V0增加或減少之處理。
增加或減少之方法與第4實施形態相同，可每旋轉1周即360°使其階段性增加或減少，亦可使其線性地或沿著任意曲線增加或減少。
關於踏板扭矩所進行之調整之限制，亦可與第4實施形態相同。又，關於調整量之上限值或下限值等，亦可與第4實施形態相同。
[實施形態6] 亦可以與第4及第5之實施形態不同之形式調整基準速度V0。例如，可執行基準速度調整處理C(圖16)。
基準速度設定部3200判斷自踏板旋轉輸入獲得之踏板旋轉速度是否進入第1速度帶(例如0.5轉/s以上)(圖16：步驟S121)。例如判斷是否以相對較快之速度旋轉。於踏板旋轉速度進入第1速度帶之情形時，基準速度設定部3200使基準速度V0僅增加dV(步驟S123)。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。
另一方面，於踏板旋轉速度未進入第1速度帶之情形時，基準速度設定部3200判斷踏板旋轉速度是否進入第2速度帶(例如超過0轉/s且為0.25轉/s以下)(步驟S125)。於踏板旋轉速度進入第2速度帶之情形時，基準速度設定部3200使基準速度V0僅減少dV(步驟S127)。繼而，處理返回至呼叫程式之處理。又，於踏板旋轉速度未進入第2速度帶之情形時，處理亦返回至呼叫程式之處理。再者，亦存在減少時之dV與增加時之dV不同之情形。
如此一來，使用者能夠藉由使踏板旋轉速度變化而任意地調整基準速度V0。
再者，亦可僅使用第1速度帶，或僅使用第2速度帶，使基準速度V0對應於第1速度帶減少，或使基準速度V0對應於第2速度帶增加。
以上對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於此。例如，可視目的刪除上述各實施形態中之任意技術特徵，亦可追加其他實施形態中敍述之任意技術特徵。
進而，上述功能區塊圖為一例，可將1個功能區塊分為複數個功能區塊，亦可將複數個功能區塊整合為1個功能區塊。關於處理流程，只要處理內容不變，亦可調換步驟之順序，或並行地執行複數個步驟。
運算部1021可將一部分或全部安裝於專用電路，亦可藉由執行預先準備之程式，實現如上所述之功能。
關於感測器之種類，上述例亦為一例，亦可使用能夠獲得上述參數之類的其他感測器。
以上敍述之實施形態總結如下。
本實施形態之馬達控制裝置具有：(A)驅動部，其驅動馬達；及(B)控制部，其根據檢測推定為無加速意圖之特定之行駛或踏板操作之狀態，特定出基於踏板旋轉與馬達之旋轉之至少任一者移動之車輛之速度，且基於該特定出之速度決定再生量，按照該再生量控制驅動部。
若如此地檢測出推定為無加速意圖之特定之行駛或踏板操作(例如順時針方向或正向之踏板操作)之狀態，則無法設想速度較如此之狀態檢測時之速度上升。因此，若基於此種狀態檢測時之速度決定再生量，則可進行基於使用者意圖之再生控制。又，若恰當地抑制速度上升，則使安全性提高。
再者，亦存在無關刹車操作地檢測出推定為無加速意圖之特定之行駛或踏板操作之狀態之情形。因可不設置刹車感測器，故可削減成本。又，推定為無加速意圖之特定之行駛或踏板操作之狀態亦可稱為於檢測出使用者進行之用於加速之踏板操作後，不再檢測用於該加速之踏板操作之狀態。
再者，亦存在如下情形，即，上述特定之行駛或踏板操作之狀態為(1)未達第1閾值之踏板扭矩輸入持續固定時間以上之狀態、(2)未達第2閾值之踏板扭矩輸入及未達第3閾值之踏板旋轉角度持續固定時間以上之狀態、或(3)根據基於車輪旋轉之第1值與基於踏板旋轉之第2值之一致度或背離度判斷為第1值與第2值為特定程度以上差異之狀態。此種狀態係典型地推定為無加速意圖狀態，且為使用者尤其無意地進行或產生之狀態。可於檢測出變為該等之狀態之情形時進行上述再生控制。又，亦存在藉由利用該等進行再生控制之準備而能夠早期地開始進行再生制動之情形，且於此種情形時，亦存在對電池之回收能量增加之情形。
再者，亦存在第1值為根據車輪旋轉換算所得之車速(m/s)或車輪之轉數(rpm)，第2值為根據踏板旋轉換算所得之車速或車輪之轉數之情形。
再者，上述控制部亦可根據檢測出特定之行駛或踏板操作之狀態後之踏板旋轉角度或踏板旋轉速度，變更以上特定出之速度。亦可根據使用者之明確指示，任意地變更成為基準之速度。再者，對於變更之量亦可進行設定上限、或僅允許增加、或僅允許減少之類的變化。
進而，上述控制部亦可於踏板扭矩未達閾值之情形時，根據檢測出特定之行駛或踏板操作之狀態後之踏板旋轉角度或踏板旋轉速度，變更以上特定出之速度。其原因在於，當檢測出閾值以上之踏板扭矩時，推定為加速意圖，因此無需變更成為基準之速度。
又，上述控制部亦可於處理時間點之車輛之速度超過上述特定出之速度之情形時，決定與處理時間點之車輛之速度與上述特定出之速度之差相應之再生量。藉此，能夠有效地抑制速度上升。
此種構成並不限定於實施形態中敍述之事項，亦存在藉由實質上起到同一效果之其他構成實施之情形。
1‧‧‧電動輔助腳踏車 101‧‧‧電池組 102‧‧‧馬達控制裝置 103‧‧‧扭矩感測器 104‧‧‧踏板旋轉感測器 105‧‧‧馬達 106‧‧‧操作面板 107‧‧‧刹車感測器 1020‧‧‧控制器 1021‧‧‧運算部 1022‧‧‧踏板旋轉輸入部 1024‧‧‧馬達旋轉輸入部 1025‧‧‧可變延遲電路 1026‧‧‧馬達驅動時點產生部 1027‧‧‧扭矩輸入部 1029‧‧‧AD輸入部 1030‧‧‧FET橋接器 2000‧‧‧馬達旋轉處理部 3000‧‧‧再生控制部 3100‧‧‧再生目標運算部 3200‧‧‧基準速度設定部 3300‧‧‧控制部 10211‧‧‧記憶體
圖1係表示電動輔助腳踏車之外觀之圖。 圖2係表示馬達控制裝置之構成例之圖。 圖3係表示再生控制部之構成例之圖。 圖4係表示實施形態中之處理流程之圖。 圖5係表示基準速度設定處理A之處理流程之圖。 圖6係表示確認處理之處理流程之圖。 圖7係表示再生量決定處理之處理流程之圖。 圖8係表示ΔV與再生係數之對應關係之例之圖。 圖9(a)～(e)係用以說明實施形態之控制例之圖。 圖10係表示基準速度設定處理B之處理流程之圖。 圖11係表示基準速度設定處理C之處理流程之圖。 圖12係表示再生量決定處理B之處理流程之圖。 圖13係表示基準速度調整處理A之處理流程之圖。 圖14係用以說明基準速度調整之具體例之圖。 圖15係表示基準速度調整處理B之處理流程之圖。 圖16係表示基準速度調整處理C之處理流程之圖。
1‧‧‧電動輔助腳踏車
101‧‧‧電池組
102‧‧‧馬達控制裝置
103‧‧‧扭矩感測器
104‧‧‧踏板旋轉感測器
105‧‧‧馬達
106‧‧‧操作面板
107‧‧‧刹車感測器

Claims (5)

  1. 一種馬達控制裝置，其具有：驅動部，其驅動馬達；及控制部，其於僅檢測為未達第1閾值之踏板扭矩輸入持續固定時間以上之狀態，或檢測為未達第2閾值之踏板扭矩輸入及未達第3閾值之踏板旋轉角度持續固定時間以上之狀態，或檢測為根據基於車輪旋轉之第1值與基於踏板旋轉之第2值之一致度或背離度判斷為上述第1值與上述第2值成為特定程度以上差異之狀態時，特定出基於踏板旋轉與上述馬達之旋轉之至少任一者移動之車輛之速度作為基準速度，且基於該基準速度決定再生量，按照該再生量控制上述驅動部，且上述控制部係根據按照基於上述基準速度之再生量開始控制上述驅動部後之踏板旋轉角度或踏板旋轉速度，變更上述基準速度，且基於該變更後之基準速度決定再生量，或於踏板扭矩輸入未達閾值之情形時，根據按照基於上述基準速度之再生量開始控制上述驅動部後之踏板旋轉角度或踏板旋轉速度，變更上述基準速度，且基於該變更後之基準速度決定再生量。
  2. 如請求項1之馬達控制裝置，其中上述控制部係於處理時間點之上述車輛之速度超過上述基準速度之情形時，決定 與上述處理時間點之上述車輛之速度與上述基準速度之差相應之再生量。
  3. 如請求項1之馬達控制裝置，其中上述未達第1閾值之踏板扭矩輸入持續固定時間以上之狀態、上述未達第2閾值之踏板扭矩輸入及未達第3閾值之踏板旋轉角度持續固定時間以上之狀態、及上述根據基於車輪旋轉之第1值與基於踏板旋轉之第2值之一致度或背離度判斷為上述第1值與上述第2值成為特定程度以上差異之狀態係無關刹車操作地進行檢測。
  4. 一種電動輔助車，其具有如請求項1至3中任一項之馬達控制裝置。
  5. 一種藉由處理器執行之馬達控制方法，其包含如下步驟：於僅檢測為未達第1閾值之踏板扭矩輸入持續固定時間以上之狀態，或檢測為未達第2閾值之踏板扭矩輸入及未達第3閾值之踏板旋轉角度持續固定時間以上之狀態，或檢測為根據基於車輪旋轉之第1值與基於踏板旋轉之第2值之一致度或背離度判斷為上述第1值與上述第2值成為特定程度以上差異之狀態時，特定出基於踏板旋轉與馬達之旋轉之至少任一者移動之車輛之速度作為基準速度；及基於該基準速度決定再生量，按照該再生量控制驅動部；上述馬達控制方法更包含如下步驟：根據按照基於上述基準速度之再生量開始控制上述驅動部後之踏板旋轉角度或踏板旋轉速度，變更上述基準速度，且基於該變更後之基準速度決定再生量，並按照該再生量控制驅動部， 或於踏板扭矩輸入未達閾值之情形時，根據按照基於上述基準速度之再生量開始控制上述驅動部後之踏板旋轉角度或踏板旋轉速度，變更上述基準速度，且基於該變更後之基準速度決定再生量，並按照該再生量控制驅動部。
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