本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。

背景技術(shù)：

例如在電動(dòng)輔助自行車中，根據(jù)踏板踏力及預(yù)先設(shè)定的輔助比而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在簡(jiǎn)單的例子中，有時(shí)也采用對(duì)與踏板踏力相對(duì)應(yīng)的踏板輸入轉(zhuǎn)矩乘以對(duì)應(yīng)踏板踏力的輔助比的輔助轉(zhuǎn)矩。但是，在法律上禁止在高速行駛時(shí)進(jìn)行輔助的情況下，為避免突然停止輔助，也進(jìn)行如若達(dá)到特定車速以上則根據(jù)車速使輔助比逐漸減少的控制。

圖1中單純表示對(duì)踏板踏力乘以輔助比時(shí)的輔助轉(zhuǎn)矩的時(shí)間變化。在圖1中，虛線表示踏板輸入轉(zhuǎn)矩，實(shí)線表示對(duì)該踏板輸入轉(zhuǎn)矩乘以對(duì)應(yīng)踏板踏力的輔助比的輔助轉(zhuǎn)矩。這樣，踏板輸入轉(zhuǎn)矩以波動(dòng)形式輸入，所以只要乘以對(duì)應(yīng)踏板踏力的輔助比，則輔助轉(zhuǎn)矩本身也成為波動(dòng)形式。在這種情況下，未施加踏板踏力的時(shí)刻的輔助變?nèi)酰暂o助感欠佳。此外，由于輔助轉(zhuǎn)矩暫時(shí)變大，所以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流的波峰也變大，就電效率的視點(diǎn)來(lái)說也成為損失較大的驅(qū)動(dòng)。

另外，在日本專利3955152號(hào)公報(bào)中，揭示了如下技術(shù)：快速追隨適應(yīng)行駛環(huán)境的變化或所檢測(cè)的人力驅(qū)動(dòng)力的變動(dòng)，可始終決定最佳的輔助比率而行駛、驅(qū)動(dòng)，所以在作為車輛的乘坐感覺方面也不會(huì)對(duì)操作者等產(chǎn)生不適感，可進(jìn)行自然且圓滑的行駛。具體來(lái)說，帶輔助動(dòng)力裝置的車輛的控制裝置是對(duì)用于進(jìn)行行駛的車輛行駛部，賦予根據(jù)踏板曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而脈動(dòng)的人力驅(qū)動(dòng)力及來(lái)自輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部的輔助動(dòng)力，包括：檢測(cè)部，對(duì)人力驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行檢測(cè)；算出部，算出經(jīng)檢測(cè)的人力驅(qū)動(dòng)力成為限制輔助動(dòng)力時(shí)的閾值以上的期間的由人力驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的工作量；校正部，在成為閾值以下的時(shí)刻以后，將對(duì)應(yīng)經(jīng)檢測(cè)的人力驅(qū)動(dòng)力的輸出電流根據(jù)計(jì)算出的工作量進(jìn)行增加校正而獲得輔助動(dòng)力；及控制部，以輸出經(jīng)校正的輔助動(dòng)力的方式進(jìn)行控制。就這種控制來(lái)說，存在當(dāng)開始踩踏時(shí)期望大轉(zhuǎn)矩時(shí)也受到限制的問題。

此外，在日本專利特開平8-295285號(hào)公報(bào)中揭示了用于使上坡路等的行駛性提高的技術(shù)。具體來(lái)說，在構(gòu)成包括通過踏板踏力而驅(qū)動(dòng)車輪的人力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及對(duì)車輪賦予對(duì)應(yīng)所述踏力的大小的輔助驅(qū)動(dòng)力的輔助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，且將所述踏板踏力與輔助驅(qū)動(dòng)力的合力供給至車輪的動(dòng)力輔助車輛的驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，包括：踏力周期檢測(cè)部，對(duì)所述踏板踏力的周期tn(t1～t5)進(jìn)行檢測(cè)；及延遲時(shí)間控制部，使輔助驅(qū)動(dòng)力的賦予延遲時(shí)間(tn×常數(shù)c)與該踏力周期tn成比例。根據(jù)該技術(shù)，以輔助驅(qū)動(dòng)力極大時(shí)近似于踏力極小時(shí)的方式使輔助驅(qū)動(dòng)力的賦予延遲，所以通過以輔助驅(qū)動(dòng)力補(bǔ)充踏力的低谷而可供給經(jīng)平均化的固定合力。由此抑制合力的變動(dòng)，在行駛在上坡路等時(shí)的合力的波谷所致的速度下降變小，從而獲得穩(wěn)定的行駛性。但是，由于輔助驅(qū)動(dòng)力延遲并相加，所以在開始踩踏時(shí)無(wú)法應(yīng)付。同樣，無(wú)法適當(dāng)進(jìn)行上坡等必須增大輔助的情況以外的處理。

而且，在日本專利第3301811號(hào)公報(bào)中揭示了在根據(jù)踏力而控制電動(dòng)機(jī)輸出的情況下，使電池的可放電的容量增大而電池壽命也延長(zhǎng)的技術(shù)。具體來(lái)說，在并列設(shè)置人力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)人力的踏力的變化而控制電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出的帶電動(dòng)電動(dòng)機(jī)的自行車中，包括：踏力檢測(cè)部，對(duì)踏力進(jìn)行檢測(cè)；電動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部，在cpu(centralprocessingunit，中央處理器)中形成且根據(jù)每固定時(shí)間dt而求出的踏力的一個(gè)周期內(nèi)的測(cè)量值而決定持續(xù)至下一個(gè)周期間的固定的電動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出；及輸出控制部，產(chǎn)生所求出的電動(dòng)機(jī)輸出。但是，在每固定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理的情況下，無(wú)法追隨不斷變化的踏板踏力周期而進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮o助。

[背景技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利第3301811號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開平8-295285號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)3]日本專利3955152號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[發(fā)明所要解決的問題]

所以，本發(fā)明的目的在于提供一種開始踩踏電動(dòng)輔助自行車時(shí)等可以提供足夠輔助的技術(shù)。

此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于追隨周期可變的轉(zhuǎn)矩需求而算出適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩的技術(shù)。

[解決問題的技術(shù)手段]

本發(fā)明的第1形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置包括：(a)平滑化處理部，使用踏板輸入轉(zhuǎn)矩的多個(gè)時(shí)刻的值而實(shí)施平滑化處理并算出第1平滑化轉(zhuǎn)矩值；(b)欠缺率輸出部，求出多個(gè)時(shí)刻中踏板輸入轉(zhuǎn)矩的輸入不足的時(shí)刻的比例；(c)輔助轉(zhuǎn)矩算出部，實(shí)施將踏板輸入轉(zhuǎn)矩與通過平滑化處理部而算出的第1平滑化轉(zhuǎn)矩值根據(jù)欠缺率輸出部的輸出而混合的運(yùn)算處理，從而算出輔助轉(zhuǎn)矩；及(d)驅(qū)動(dòng)處理部，使用通過輔助轉(zhuǎn)矩算出部而算出的輔助轉(zhuǎn)矩而實(shí)施用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的處理。

所述比例在開始踩踏時(shí)等成為較高值，結(jié)果，踏板輸入轉(zhuǎn)矩以較大的比例與第1平滑化轉(zhuǎn)矩值相加，所以在開始踩踏時(shí)等可實(shí)現(xiàn)足夠輔助。

此外，以上所述的平滑化處理部可包括濾波器，該濾波器是將相當(dāng)于可變周期的所述踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期(除1個(gè)周期外，也包括大致1個(gè)周期的情況)的可變期間內(nèi)的所述多個(gè)時(shí)刻的所述踏板輸入轉(zhuǎn)矩的值的移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均作為所述第1平滑化轉(zhuǎn)矩值而算出。這樣，則適當(dāng)追隨可變周期的踏板輸入轉(zhuǎn)矩而算出適當(dāng)?shù)钠交D(zhuǎn)矩值。

而且，以上所述的濾波器有時(shí)為fir(finiteimpulseresponse，有限脈沖回應(yīng))濾波器。這種情況下，也存在以對(duì)應(yīng)可變期間的兩端部分的fir濾波器的抽頭系數(shù)的值圓滑向?qū)?yīng)可變期間的其他部分的抽頭系數(shù)的值變化的方式進(jìn)行設(shè)定的情況。例如，即便在對(duì)踏板輸入轉(zhuǎn)矩的同步略有偏差的情況下，也可以算出適當(dāng)?shù)牡?平滑化轉(zhuǎn)矩值。

而且，以上所述的輔助轉(zhuǎn)矩算出部可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是將第1平滑化轉(zhuǎn)矩值與校正值的加算結(jié)果即第2平滑化轉(zhuǎn)矩值和踏板輸入轉(zhuǎn)矩的值通過正或負(fù)的任意系數(shù)值而加權(quán)相加。通過應(yīng)用這種轉(zhuǎn)矩加算部，而可根據(jù)多種情況算出適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩值。

此外，以上所述的輔助轉(zhuǎn)矩算出部也可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是從第1平滑化轉(zhuǎn)矩值與校正值的加算結(jié)果即第2平滑化轉(zhuǎn)矩值減去踏板輸入轉(zhuǎn)矩的值而算出第1轉(zhuǎn)矩值，在對(duì)第1轉(zhuǎn)矩值乘以正或負(fù)的任意平滑系數(shù)值后加上第2平滑化轉(zhuǎn)矩值。通過采用這種安裝方法，也可以根據(jù)多種情況算出適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩值。

另外，也存在以與所設(shè)定的輔助比的上升連動(dòng)而平滑系數(shù)值變大的方式進(jìn)行設(shè)定的情況。

本發(fā)明的第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置包括：(a)平滑化處理部，算出相當(dāng)于可變周期的轉(zhuǎn)矩需求的1個(gè)周期的期間內(nèi)的轉(zhuǎn)矩需求的移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均；(b)算出部，實(shí)施使用平滑化處理部的處理結(jié)果與轉(zhuǎn)矩需求的運(yùn)算處理而算出對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)矩需求的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；及(c)驅(qū)動(dòng)處理部，使用通過算出部而算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩而實(shí)施用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的處理。

根據(jù)可變周期的轉(zhuǎn)矩需求的相位推移使該轉(zhuǎn)矩需求適當(dāng)平滑化，并且進(jìn)一步使用轉(zhuǎn)矩需求算出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，由此可相對(duì)于轉(zhuǎn)矩需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。另外，平滑化處理部有時(shí)也根據(jù)對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而生成的脈沖信號(hào)使轉(zhuǎn)矩需求的取樣時(shí)序發(fā)生變化。

另外，以上所述的平滑化處理部有時(shí)也為fir濾波器。這種情況下，也存在以對(duì)應(yīng)所述期間的兩端部分的fir濾波器的抽頭系數(shù)的值圓滑向?qū)?yīng)所述期間的其他部分的抽頭系數(shù)的值變化的方式進(jìn)行設(shè)定的情況。在無(wú)法完全跟隨可變周期的轉(zhuǎn)矩需求的相位推移的情況下，也可以適當(dāng)平滑化。

而且，以上所述的平滑化處理部有時(shí)也為fir濾波器。這種情況下，以上所述的算出部可包括：欠缺比例算出部，算出輸入至fir濾波器的轉(zhuǎn)矩需求的值成為0的比例；及平滑化轉(zhuǎn)矩值算出部，將fir濾波器的輸出與轉(zhuǎn)矩需求的值根據(jù)所述比例混合而算出平滑化轉(zhuǎn)矩值。這樣，即便在如開始踩踏般仍未輸入轉(zhuǎn)矩需求的狀態(tài)下，當(dāng)轉(zhuǎn)矩需求較大時(shí)也可以輸出足夠大的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。

此外，以上所述的算出部也可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是將平滑化處理部的處理結(jié)果與轉(zhuǎn)矩需求的值通過正或負(fù)的任意系數(shù)值而加權(quán)相加。這樣，則可根據(jù)多種情況設(shè)定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

此外，以上所述的算出部也可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是從平滑化處理部的處理結(jié)果減去轉(zhuǎn)矩需求的值而算出第1轉(zhuǎn)矩值，在對(duì)第1轉(zhuǎn)矩值乘以正或負(fù)的任意平滑系數(shù)值后加上平滑化轉(zhuǎn)矩值或平滑化轉(zhuǎn)矩值的特定數(shù)倍的值。通過這種安裝方法，也可以根據(jù)多種情況設(shè)定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

而且，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置可以更包括：檢測(cè)部，對(duì)經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測(cè)；及決定部，根據(jù)通過檢測(cè)部而檢測(cè)出的下側(cè)包絡(luò)線的值而決定所述系數(shù)值。通過車速的下側(cè)包絡(luò)線的高低而可把握行駛狀態(tài)，所以只要由此決定系數(shù)值，則可算出對(duì)應(yīng)情況的適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

而且，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置也可以更包括：檢測(cè)部，對(duì)經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線及上側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測(cè)；及決定部，根據(jù)通過檢測(cè)部而檢測(cè)的下側(cè)包絡(luò)線的值及上側(cè)包絡(luò)線的值而決定以上所述的系數(shù)值。若不僅使用下側(cè)包絡(luò)線也使用上側(cè)包絡(luò)線，則可進(jìn)一步適當(dāng)把握情況，并且可算出與此相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

此外，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置也可以更包括：檢測(cè)部，對(duì)經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測(cè)；及決定部，根據(jù)通過檢測(cè)部而檢測(cè)的下側(cè)包絡(luò)線的值，對(duì)所述平滑系數(shù)值與所述特定數(shù)的至少一者進(jìn)行檢定。

而且，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置也可以更包括：檢測(cè)部，對(duì)經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線及上側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測(cè)；及決定部，根據(jù)通過檢測(cè)部而檢測(cè)的下側(cè)包絡(luò)線的值及上側(cè)包絡(luò)線的值，而決定平滑系數(shù)值與特定數(shù)的至少一者。

另外，可制成用于使微處理器實(shí)施如上所述的處理的程序，該程序例如存儲(chǔ)于軟盤、cd-rom(compactdisc-readonlymemory，光盤-只讀存儲(chǔ)器)等光盤、磁光盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(例如rom(readonlymemory，只讀存儲(chǔ)器))、硬盤等計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)或存儲(chǔ)裝置。另外，關(guān)于處理途中的數(shù)據(jù)，暫時(shí)保管于ram(randomaccessmemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)裝置。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明，在開始踩踏電動(dòng)輔助自行車時(shí)等可以提供足夠輔助。

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一形態(tài)，可追隨周期可變的轉(zhuǎn)矩需求而算出適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

附圖說明

圖1是用于說明背景技術(shù)的圖。

圖2是表示電動(dòng)輔助自行車的一例的圖。

圖3是有關(guān)于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的功能框圖。

圖4(a)至(l)是用于說明電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的基本動(dòng)作的波形圖。

圖5是運(yùn)算部的功能框圖。

圖6是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部的功能框圖。

圖7是用于說明平滑化處理說明的圖。

圖8是用于說明平滑化處理的圖。

圖9是用于說明驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部的運(yùn)算的波形圖。

圖10是用于說明驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部的運(yùn)算的波形圖。

圖11是用于說明平滑率的圖。

圖12是用于說明平滑率的圖。

圖13是用于說明平滑率的圖。

圖14是用于說明平滑率的圖。

圖15是車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部的功能框圖。

圖16是表示fir濾波器的構(gòu)成例的圖。

圖17是表示fir濾波器的另一構(gòu)成例的圖。

圖18是表示進(jìn)行對(duì)應(yīng)輔助比的平滑率的設(shè)定的例子的圖。

圖19是表示進(jìn)行對(duì)應(yīng)輔助比的平滑率的設(shè)定的另一例的圖。

圖20是表示用在根據(jù)車速而決定輔助轉(zhuǎn)矩值的一例的圖。

圖21是表示車速與踏板相位的關(guān)系的圖。

圖22是用于說明下側(cè)包絡(luò)線的檢測(cè)的圖。

圖23是用于說明下側(cè)包絡(luò)線及上側(cè)包絡(luò)線的檢測(cè)的圖。

圖24是用于說明參數(shù)決定方法的圖。

圖25是用于說明參數(shù)決定方法的圖。

圖26是用于說明另一實(shí)施方式的功能框圖。

具體實(shí)施方式

圖2是表示本實(shí)施方式的電動(dòng)輔助自行車的一例的外觀圖。該電動(dòng)輔助自行車1為曲柄軸與后輪透過鏈條而連結(jié)的一般性的后輪驅(qū)動(dòng)型，且搭載著電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括二次電池101、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102、轉(zhuǎn)矩傳感器103、制動(dòng)傳感器104、電動(dòng)機(jī)105、及操作面板106。

二次電池101例如為供給最大電壓(充滿電時(shí)的電壓)為24v的鋰離子二次電池，也可以為其他種類的電池，例如鋰離子聚合物二次電池、氫化鎳蓄電池等。

轉(zhuǎn)矩傳感器103設(shè)置于安裝在曲柄軸的滾輪上，對(duì)搭乘者對(duì)踏板的踏力進(jìn)行檢測(cè)，并且將其檢測(cè)結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

制動(dòng)傳感器104包括磁鐵及眾所周知的舌簧開關(guān)。磁鐵在固定制動(dòng)桿并且送通制動(dòng)線的殼體內(nèi)，固定在與制動(dòng)桿連結(jié)的制動(dòng)線上。當(dāng)手握持制動(dòng)桿時(shí)使舌簧開關(guān)為導(dǎo)通狀態(tài)。此外，舌簧開關(guān)固定在殼體內(nèi)。該舌簧開關(guān)的導(dǎo)通信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

電動(dòng)機(jī)105例如是眾所周知的三相直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，例如安裝在電動(dòng)輔助自行車1的前輪。電動(dòng)機(jī)105使前輪旋轉(zhuǎn)，并且將轉(zhuǎn)子與前輪連結(jié)以使轉(zhuǎn)子根據(jù)前輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。而且，電動(dòng)機(jī)105包括霍爾元件等旋轉(zhuǎn)傳感器且將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)信息(即霍爾信號(hào))輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

操作面板106例如從使用者接收有關(guān)輔助的有無(wú)的指示輸入，并且將該指示輸入輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。另外，操作面板106也可以從使用者接收輔助比的設(shè)定輸入，并且將該設(shè)定輸入輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

將關(guān)于這種電動(dòng)輔助自行車1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102的構(gòu)成示于圖3。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102包括控制器1020及fet(fieldeffecttransistor，場(chǎng)效晶體管)電橋1030。fet電橋1030中包括針對(duì)電動(dòng)機(jī)105的u相進(jìn)行切換的高端fet(suh)及低端fet(sul)、針對(duì)電動(dòng)機(jī)105的v相進(jìn)行切換的高端fet(svh)及低端fet(svl)、針對(duì)電動(dòng)機(jī)105的w相進(jìn)行切換的高端fet(swh)及低端fet(swl)。該fet電橋1030構(gòu)成互補(bǔ)型切換放大器的一部分。此外，fet電橋1030中為測(cè)定其溫度而設(shè)置著熱阻器108。

此外，控制器1020包括運(yùn)算部1021、溫度輸入部1022、電流檢測(cè)部1023、車速輸入部1024、可變延遲電路1025、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026、轉(zhuǎn)矩輸入部1027、制動(dòng)輸入部1028、及ad(analog/digital，模擬/數(shù)字)輸入部1029。

運(yùn)算部1021使用來(lái)自操作面板106的輸入(例如導(dǎo)通/斷開及動(dòng)作模式(例如輔助比))、來(lái)自溫度輸入部1022的輸入、來(lái)自電流檢測(cè)部1023的輸入、來(lái)自車速輸入部1024的輸入、來(lái)自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的輸入、來(lái)自制動(dòng)輸入部1028的輸入、來(lái)自ad輸入部1029的輸入進(jìn)行以下所述的運(yùn)算。接著，對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026及可變延遲電路1025輸出。另外，運(yùn)算部1021包括存儲(chǔ)器10211，存儲(chǔ)器10211存儲(chǔ)用于運(yùn)算的各種數(shù)據(jù)及處理途中的數(shù)據(jù)等。而且，運(yùn)算部1021有時(shí)也通過處理器執(zhí)行程序而實(shí)現(xiàn)，這種情況下，該程序有時(shí)也記錄于存儲(chǔ)器10211中。

溫度輸入部1022將來(lái)自熱阻器108的輸入數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。電流檢測(cè)部1023通過對(duì)流通于fet電橋1030內(nèi)的fet的電流進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)電阻107，而將對(duì)應(yīng)電流的電壓值數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。車速輸入部1024根據(jù)電動(dòng)機(jī)105輸出的霍爾信號(hào)算出當(dāng)前車速，并輸出至運(yùn)算部1021。轉(zhuǎn)矩輸入部1027將相當(dāng)于來(lái)自轉(zhuǎn)矩傳感器103的踏力的信號(hào)數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。制動(dòng)輸入部1028將相當(dāng)于來(lái)自制動(dòng)傳感器104的制動(dòng)力的信號(hào)數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。ad(analog-digital，模擬-數(shù)字)輸入部1029將來(lái)自二次電池101的輸出電壓數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。此外，存儲(chǔ)器10211有時(shí)也與運(yùn)算部1021分開設(shè)置。

運(yùn)算部1021將進(jìn)角值作為運(yùn)算結(jié)果輸出至可變延遲電路1025?？勺冄舆t電路1025根據(jù)自運(yùn)算部1021接收的進(jìn)角值而調(diào)整霍爾信號(hào)的相位并輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。運(yùn)算部1021將例如相當(dāng)于pwm(pulsewidthmodulation，脈寬調(diào)變)的負(fù)載比的pwm碼作為運(yùn)算結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026根據(jù)來(lái)自可變延遲電路1025的調(diào)整后的霍爾信號(hào)與來(lái)自運(yùn)算部1021的pwm碼，生成fet電橋1030中所含的各fet所對(duì)應(yīng)的切換信號(hào)并輸出。

使用圖4(a)至(l)說明圖3所示的構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的基本動(dòng)作。圖4(a)表示電動(dòng)機(jī)105輸出的u相的霍爾信號(hào)hu，圖4(b)表示電動(dòng)機(jī)105輸出的v相的霍爾信號(hào)hv，圖4(c)表示電動(dòng)機(jī)105輸出的w相的霍爾信號(hào)hw。這樣，霍爾信號(hào)表示電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位。另外，此處，并非將旋轉(zhuǎn)相位作為連續(xù)值而獲得，也可以通過其他傳感器等而獲得。如下所述，在本實(shí)施方式中，以霍爾信號(hào)如圖4所示般以略上升的相位輸出的方式設(shè)置電動(dòng)機(jī)105的霍爾元件，且可通過可變延遲電路1025進(jìn)行調(diào)整。所以，如圖4(d)所示的u相的調(diào)整后霍爾信號(hào)hu_in自可變延遲電路1025輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026，如圖4(e)所示的v相的調(diào)整后霍爾信號(hào)hv_in自可變延遲電路1025輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026，如圖4(f)所示的w相的調(diào)整后霍爾信號(hào)hw_in自可變延遲電路1025輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。

另外，將霍爾信號(hào)1個(gè)周期設(shè)為電角度360度，并且分為6個(gè)相位。

此外，如圖4(g)至(i)所示，產(chǎn)生u相端子為motor_u反電動(dòng)勢(shì)，v相端子為motor_v反電動(dòng)勢(shì)，w相端子為motor_w反電動(dòng)勢(shì)的反電動(dòng)勢(shì)電壓。為了根據(jù)相位對(duì)這種電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)電壓賦予驅(qū)動(dòng)電壓而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)105，而將如圖4(j)至(l)所示的切換信號(hào)輸出至fet電橋1030的各fet的閘。圖4(j)的u_hs表示u相的高端fet(suh)的閘信號(hào)，u_ls表示u相的低端fet(sul)的閘信號(hào)。pwm及“/pwm”表示通過對(duì)應(yīng)運(yùn)算部1021的運(yùn)算結(jié)果即pwm碼的負(fù)載比而進(jìn)行導(dǎo)通/斷開的期間，由于為互補(bǔ)型，所以若pwm導(dǎo)通，則/pwm斷開，若pwm斷開，則/pwm導(dǎo)通。低端fet(sul)的“on”的區(qū)間始終為導(dǎo)通。圖4(k)的v_hs表示v相的高端fet(svh)的閘信號(hào)，v_ls表示v相的低端fet(svl)的閘信號(hào)。符號(hào)的意義與圖4(j)相同。而且，圖4(l)的w_hs表示w相的高端fet(swh)的閘信號(hào)，w_ls表示w相的低端fet(swl)的閘信號(hào)。符號(hào)的意義與圖4(j)相同。

這樣，u相的fet(suh及sul)于相位1及2進(jìn)行pwm的切換，u相的低端fet(sul)于相位4及5成為導(dǎo)通。此外，v相的fet(svh及svl)于相位3及4進(jìn)行pwm的切換，v相的低端fet(svl)于相位6及1成為導(dǎo)通。而且，w相的fet(swh及swl)于相位5及6進(jìn)行pwm的切換，w相的低端fet(swl)于相位2及3成為導(dǎo)通。

只要輸出這種信號(hào)并適當(dāng)控制負(fù)載比，則可以所期望的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)105。

接著，將運(yùn)算部1021的功能框圖示于圖5。運(yùn)算部1021包括再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部1201、再生有效化部1202、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203、輔助有效化部1204、加算部1206、第1負(fù)載比換算部1211、轉(zhuǎn)矩通過速率限制部1212、第2負(fù)載比換算部1213、速度通過速率限制部1215、加算部1216、及pwm碼生成部1217。

來(lái)自車速輸入部1024的車速值及來(lái)自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的踏板轉(zhuǎn)矩值輸入至驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203，并且算出輔助轉(zhuǎn)矩值。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的運(yùn)算內(nèi)容在以下進(jìn)行詳細(xì)敘述。

此外，再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部1201根據(jù)來(lái)自車速輸入部1024的車速值，而算出例如依據(jù)預(yù)先設(shè)定的曲線的再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。該曲線是表示與車速值為相反極性且成為車速值的絕對(duì)值的一半以下(“一半以下”例如也包括超過“一半”數(shù)％左右的情況)的關(guān)系的曲線。這樣，則無(wú)論為多大速度，也可以以某種程度的效率進(jìn)行再生。另外，關(guān)于該處理，由于并非為本實(shí)施方式的主旨，所以以下不再進(jìn)行敘述。

在本實(shí)施方式中，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示存在制動(dòng)的輸入信號(hào)，則再生有效化部1202將來(lái)自再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部1201的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值輸出至加算部1206。在除此以外的情況下，輸出0。另一方面，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示無(wú)制動(dòng)的輸入信號(hào)，則輔助有效化部1204輸出來(lái)自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的輔助轉(zhuǎn)矩值。在除此以外的情況下，輸出0。

加算部1206將來(lái)自再生有效化部1202的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的極性反轉(zhuǎn)并輸出，或者直接輸出來(lái)自輔助有效化部1204的輔助轉(zhuǎn)矩值。以下，為簡(jiǎn)化說明，將輔助轉(zhuǎn)矩值及再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值簡(jiǎn)稱為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。

第1負(fù)載比換算部1211對(duì)來(lái)自加算部1206的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值乘以換算系數(shù)dt而算出轉(zhuǎn)矩負(fù)載碼，并且輸出至轉(zhuǎn)矩通過速率限制部1212。轉(zhuǎn)矩通過速率限制部1212對(duì)來(lái)自第1負(fù)載比換算部1211的輸出實(shí)施已知的通過速率限制處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部1216。

此外，第2負(fù)載比換算部1213對(duì)車速值乘以換算系數(shù)ds而算出車速負(fù)載碼，并且輸出至速度通過速率限制部1215。速度通過速率限制部1215對(duì)來(lái)自第2負(fù)載比換算部1213的輸出實(shí)施已知的通過速率限制處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部1216。

加算部1216將來(lái)自轉(zhuǎn)矩通過速率控制部1212的轉(zhuǎn)矩負(fù)載碼與來(lái)自速度通過速率限制部1215的車速負(fù)載碼相加而算出負(fù)載碼，并且輸出至pwm碼生成部1217。pwm碼生成部1217對(duì)負(fù)載碼乘以來(lái)自ad輸入部1029的電池電壓/基準(zhǔn)電壓(例如24v)而生成pwm碼。pwm碼輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。

本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203具有例如圖6所示的功能。即，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203包括零檢測(cè)部3001、停止檢測(cè)部3002、欠缺率輸出部3003、初始校正部3004、車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf(lowpassfilter，低通濾波器)部3005、加算部3006、加算部3007、逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008、已平滑的轉(zhuǎn)矩處理部3009、加算部3010、變速處理部3011、輔助比上限降額部3012、已限制的輔助比輸出部3013、及平滑率決定部3014。

零檢測(cè)部3001將來(lái)自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值中出現(xiàn)0而成為導(dǎo)通的檢測(cè)信號(hào)輸出至欠缺率輸出部3003，將出現(xiàn)除0以外而成為斷開的檢測(cè)信號(hào)輸出至欠缺率輸出部3003。此外，停止檢測(cè)部3002根據(jù)來(lái)自車速輸入部1024的車速值而判斷電動(dòng)輔助自行車1是否停止，在判斷為停止的情況下，將停止信號(hào)輸出至欠缺率輸出部3003。

欠缺率輸出部3003包括計(jì)數(shù)器，若從零檢測(cè)部3001接收導(dǎo)通的檢測(cè)信號(hào)，則使該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值上升1，若從零檢測(cè)部3001接收斷開的檢測(cè)信號(hào)，則使計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值降低1。而且，欠缺率輸出部3003若從停止檢測(cè)部3002接收停止信號(hào)，則對(duì)計(jì)數(shù)器載入“32”。接著，通過使用計(jì)數(shù)值除以“32”而算出欠缺率，并且輸出至初始校正部3004。另外，“32”是踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量(相當(dāng)于踏板的半旋轉(zhuǎn)量)的取樣數(shù)，僅為一例，也可以為其他值。

初始校正部3004對(duì)踏板輸入轉(zhuǎn)矩值乘以來(lái)自欠缺率輸出部3003的欠缺率而算出初始校正轉(zhuǎn)矩值，并且輸出至加算部3006。

而且，車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005對(duì)踏板輸入轉(zhuǎn)矩值t0實(shí)施平滑化處理。關(guān)于平滑化處理，有多種方法，但采用相當(dāng)于可變周期的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期的可變期間的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均。在車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005中，在穩(wěn)定輸入例如圖7中由曲線a所示的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，針對(duì)將該踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期t1進(jìn)行32等分的時(shí)序的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值算出移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均。此外，在穩(wěn)定輸入如圖8中由曲線b所示的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，針對(duì)將該踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期t2(>t1)進(jìn)行32等分的時(shí)序的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值算出移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均。這樣，踏板輸入轉(zhuǎn)矩由于周期根據(jù)使用者的踩踏方法而可變，所以追隨該變化使取樣周期伸縮。關(guān)于該車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的詳細(xì)構(gòu)成，在下文進(jìn)行敘述。

加算部3006將來(lái)自初始校正部3004的初始校正值t2與來(lái)自車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的平滑化值t1相加，并且輸出已校正的平滑化值t3。此外，加算部3007通過實(shí)施自已校正的平滑化值t3減去踏板輸入轉(zhuǎn)矩值t0的運(yùn)算而算出逆波轉(zhuǎn)矩值t4，并且輸出至逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008。逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008對(duì)逆波轉(zhuǎn)矩值t4乘以平滑率決定部3014輸出的平滑率α1而算出已調(diào)整的逆波轉(zhuǎn)矩值t5。平滑率α1可設(shè)定為正值或負(fù)值。

另一方面，輔助比上限降額部3012實(shí)施根據(jù)車速值而用于限制輔助比的處理。例如，算出(24km/h-車速值)/7。而且，已限制的輔助比輸出部3013將來(lái)自輔助比上限降額部3012的輸出值與預(yù)先設(shè)定或由操作面板106等設(shè)定的輔助比(例如0至2的值)進(jìn)行比較并輸出其中的較小值。

已平滑的轉(zhuǎn)矩處理部3009對(duì)來(lái)自加算部3006的已校正的平滑化值t3乘以來(lái)自已限制的輔助比輸出部3013的輸出值α2而算出已調(diào)整的平滑化值t6。

加算部3010將來(lái)自逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008的已調(diào)整的逆波轉(zhuǎn)矩值t5與來(lái)自已平滑的轉(zhuǎn)矩處理部3009的已調(diào)整的平滑化值t6相加，并且輸出至變速處理部3011。變速處理部3011通過使用預(yù)先設(shè)定的變速比除以加算部3010的輸出t7，來(lái)算出輔助轉(zhuǎn)矩值。另外，在通過傳感器等可獲取當(dāng)前的變速比的情況下，也可以使用所述值。

若整理以上所述的內(nèi)容，則如下所述。

已校正的平滑化值t3＝平滑化值t1+初始校正值t2

逆波轉(zhuǎn)矩值t4＝已校正的平滑化值t3-踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0

已調(diào)整的逆波轉(zhuǎn)矩值t5＝逆波轉(zhuǎn)矩值t4×α1

已調(diào)整的平滑化值t6＝已校正的平滑化值t3×α2

t7＝t5+t6

若示意性表示說明驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的運(yùn)算內(nèi)容的波形，則如圖9及圖10所示。圖9的橫軸表示時(shí)間，縱軸除直線c1以外表示轉(zhuǎn)矩值，直線c1時(shí)表示欠缺率。直線c1表示欠缺率，初始為100％，若電動(dòng)輔助自行車1開始行駛，則逐漸下降直至0％為止。與此相對(duì)，踏板輸入轉(zhuǎn)矩由曲線c2表示，為波動(dòng)形的曲線。初始校正部3004如上所述對(duì)踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0乘以欠缺率而算出如曲線c3所示的初始校正值t2。若欠缺率成為0％，則初始校正值t2也成為0，故顯示出所述狀況。此外，來(lái)自車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的輸出即平滑化值t1由曲線c6表示。所以，已校正的平滑化值t3為平滑化值t1+初始校正值t2，成為曲線c5。另一方面，逆波轉(zhuǎn)矩值t4為已校正的平滑化值t3-踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0，所以由曲線c4表示。即，表示踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相反極性的ac成分。

此外，使用圖10對(duì)逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008及加算部3010的運(yùn)算進(jìn)行說明。另外，此處為簡(jiǎn)化說明而設(shè)為α2＝1。圖10的橫軸表示時(shí)間，圖10的縱軸表示轉(zhuǎn)矩值。圖10中，已知曲線d1與圖9的曲線c5相同，與逆波轉(zhuǎn)矩值t4相乘的平滑率成為α1＝0，已調(diào)整的平滑化值t6成為輔助轉(zhuǎn)矩值。若將這種曲線d1作為輔助轉(zhuǎn)矩值使用，則可通過電動(dòng)機(jī)105輸出大致相同的轉(zhuǎn)矩。

電動(dòng)機(jī)105的平均輔助動(dòng)力于以相同速度前進(jìn)中無(wú)關(guān)于轉(zhuǎn)矩波動(dòng)而與平均驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、即平均電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流成比例。但是，電力消耗與電流的有效值成比例，若有波動(dòng)即ac成分，則消耗于電動(dòng)機(jī)線圈電阻而導(dǎo)致?lián)p失增加，但輔助動(dòng)力輸出由于補(bǔ)償波動(dòng)量而無(wú)法幫助機(jī)械輸出。所以，電動(dòng)機(jī)以不產(chǎn)生波動(dòng)轉(zhuǎn)矩而平均產(chǎn)生dc(directcurrent，直流)轉(zhuǎn)矩的方式被驅(qū)動(dòng)時(shí)平均效率最高，所以有效的是以如曲線d1的輔助轉(zhuǎn)矩值驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

另一方面，若平滑率α1＝-1，則成為自已調(diào)整的平滑化值t6減去逆波轉(zhuǎn)矩值t4，所以如曲線d3所示，成為與原本的踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0相同的輔助轉(zhuǎn)矩值。而且，若平滑率α1＝+1，則成為將逆波轉(zhuǎn)矩值t4與已調(diào)整的平滑化值t6相加，所以獲得如于初始的轉(zhuǎn)矩值較大的狀態(tài)下，對(duì)已調(diào)整的平滑化值t6乘以與踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0相反極性的波動(dòng)的曲線d2。

這樣，通過適當(dāng)設(shè)定平滑率α1而可輸出各種輔助轉(zhuǎn)矩值。

另外，以上所述的運(yùn)算為一例，通過設(shè)置將踏板輸入轉(zhuǎn)矩與已校正的平滑化值以任意系數(shù)(正或負(fù))加權(quán)相加的轉(zhuǎn)矩混合部，而可獲得與以上所述相同的結(jié)果。

例如只要算出圖10的曲線d1的平坦化的輔助轉(zhuǎn)矩值，則于通常行駛時(shí)，也補(bǔ)充踏板下死點(diǎn)的踏力不足，且也抑制電動(dòng)機(jī)波峰電力，因此優(yōu)選。若在圖11中示意性地表示，則如輔助轉(zhuǎn)矩值由直線f2所示，踏板踏力由曲線f1所示的情況下，對(duì)于電動(dòng)輔助自行車1整體來(lái)說，成為如圖12所示的轉(zhuǎn)矩輸出。即，獲得如踏板踏力的曲線向上方偏移與輔助轉(zhuǎn)矩值相對(duì)應(yīng)量的曲線f3。這樣，使勁踩踏時(shí)會(huì)輸出該部分的轉(zhuǎn)矩，且可維持人正在踩踏的感覺。所以，可實(shí)現(xiàn)人的感覺及電動(dòng)機(jī)效率均優(yōu)選的輔助。

另一方面，在上坡時(shí)，優(yōu)選為生成例如圖13所示的輔助轉(zhuǎn)矩值。圖13中，相對(duì)于踏板踏力g1，生成如圖10中的曲線d2的輔助轉(zhuǎn)矩值g2。而且，如圖14所示，若將踏板踏力g1與輔助轉(zhuǎn)矩值g2相加，則平坦的直線g3成為作為電動(dòng)輔助自行車1整體的轉(zhuǎn)矩輸出。上坡時(shí)，雖必須非常大的轉(zhuǎn)矩，但就法律規(guī)定來(lái)說也無(wú)法進(jìn)行所輸入的踏板踏力以上的電動(dòng)機(jī)輸出。所以，通過將對(duì)應(yīng)該輸入的踏板踏力的輔助轉(zhuǎn)矩有效分配至人力最難達(dá)到的下死點(diǎn)，而整體獲得平坦的轉(zhuǎn)矩輸出。這樣，即便為上坡時(shí)于踏板下死點(diǎn)停止的狀態(tài)，也可以通過輔助而平穩(wěn)行駛。

這樣，上坡時(shí)，若踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩存在波動(dòng)，則因重力而朝向后方施加沿著坡路后退的力，所以與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)同時(shí)產(chǎn)生速度波動(dòng)。所以，若存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，則與無(wú)波動(dòng)的情況相比，即便進(jìn)行平均且相同的驅(qū)動(dòng)，最低速度也變慢。若最低速度下降，則自行車的把手的穩(wěn)定度也下降，且踏板長(zhǎng)期處于接近踏板下死點(diǎn)，變得非常難以踩踏，因此疲憊。所以，為了提高靠近踏板下死點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩而輸出如圖13的曲線g2般波動(dòng)的輔助轉(zhuǎn)矩值，該方法中輔助量也可以為較少，相反對(duì)電動(dòng)機(jī)施加的電力負(fù)擔(dān)也得到緩解。這樣，在如上坡時(shí)，使合計(jì)轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)平滑化的方法對(duì)人及電動(dòng)機(jī)以及電池來(lái)說均為優(yōu)選方案。

接著，使用圖15對(duì)車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的詳情進(jìn)行說明。車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005包括計(jì)數(shù)器3031、寄存器3032、脈沖比運(yùn)算器3033、遞減計(jì)數(shù)器3034、fir濾波器3035、及最小判斷部3036。

在來(lái)自電動(dòng)機(jī)105的霍爾信號(hào)的例如上升時(shí)，計(jì)數(shù)器3031開始時(shí)脈clk的計(jì)數(shù)，對(duì)直至下一次上升為止的時(shí)脈進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且將計(jì)數(shù)值輸出至寄存器3032。此外，寄存器3032保持上次計(jì)數(shù)器3031輸出的計(jì)數(shù)值，在霍爾信號(hào)的例如上升時(shí)將上次計(jì)數(shù)值輸出至脈沖比運(yùn)算器3033，并且保存來(lái)自計(jì)數(shù)器3031的輸出值。

在本實(shí)施方式中，踏板輸入轉(zhuǎn)矩2個(gè)周期生成64脈沖，1個(gè)周期生成32脈沖。另一方面，車輪的轉(zhuǎn)數(shù)成為踏板轉(zhuǎn)數(shù)×變速比g，進(jìn)一步車輪旋轉(zhuǎn)1次而電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)20次。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)1次而霍爾信號(hào)為4脈沖(電洞脈沖)，所以踏板旋轉(zhuǎn)1次而成為g×20×4＝80g電洞脈沖。所以，應(yīng)生成的踏板脈沖頻率成為64/80g電洞脈沖頻率。此外，踏板脈沖周期成為80g/64電洞脈沖周期。計(jì)數(shù)器3031中，由于對(duì)電洞脈沖周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，所以脈沖比運(yùn)算器3033只要將計(jì)數(shù)值增倍80g/64，則可獲得踏板脈沖周期。另外，在通過傳感器等而可獲取當(dāng)前的變速比的情況下，也可以使用所述值。

如上所述，脈沖比運(yùn)算器3033將計(jì)數(shù)值增倍80g/64，最小判斷部3036將來(lái)自脈沖比運(yùn)算器3033的輸出與預(yù)先設(shè)定的fir濾波器3035的容許最長(zhǎng)偏移周期進(jìn)行比較，將其中較小者輸出至遞減計(jì)數(shù)器3034。而且，遞減計(jì)數(shù)器3034將自脈沖比運(yùn)算器3033輸出的踏板脈沖相當(dāng)周期以時(shí)脈遞減計(jì)數(shù)。遞減計(jì)數(shù)器3034于對(duì)踏板脈沖相當(dāng)周期結(jié)束遞減計(jì)數(shù)后，將進(jìn)位作為踏板相當(dāng)脈沖輸出至fir濾波器3035。此外，遞減計(jì)數(shù)器3034輸出的進(jìn)位作為載入輸入至遞減計(jì)數(shù)器3034，所以重新輸入脈沖比運(yùn)算器3033輸出的踏板脈沖相當(dāng)周期并且開始遞減計(jì)數(shù)。

另外，輸入至最小判斷部3036的fir濾波器3035的容許最長(zhǎng)偏移周期較通常行駛速度顯著低速，例如設(shè)定相當(dāng)于時(shí)速1km的踏板脈沖相當(dāng)周期。通常，在更快地行駛中，最小判斷部3036使來(lái)自脈沖比運(yùn)算器3033的輸出直接選擇通過。但是，在時(shí)速1km以下的低速的情況下，選擇輸出相當(dāng)于該時(shí)速1km的踏板脈沖相當(dāng)周期，自遞減計(jì)數(shù)器3034始終輸出時(shí)速1km以上的踏板相當(dāng)脈沖。特別是于停車時(shí)或接近于停車的狀態(tài)下，也防止fir濾波器3035等待或產(chǎn)生異常大的延遲。

若重復(fù)進(jìn)行這樣的動(dòng)作，則作為fir濾波器3035的偏移時(shí)脈，根據(jù)車輪、即電動(dòng)機(jī)105的旋轉(zhuǎn)以踏板的1個(gè)周期輸入32脈沖。

將本實(shí)施方式的fir濾波器3035的構(gòu)成例示于圖16。圖16所示的fir濾波器3035例如包括：移位寄存器30351，自左側(cè)依序輸入針對(duì)每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖而取樣的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值后，將每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖向右偏移；乘算部30352，進(jìn)行各分接頭的抽頭系數(shù)值的乘法運(yùn)算；加算部30353；及1/32(n＝32)的乘算部30354，用于算出平均。

移位寄存器30351針對(duì)每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖，將各分接頭的值向右偏移的同時(shí)，將各分接頭的值輸出至乘算部30352，各乘算部30352于乘以預(yù)先設(shè)定的抽頭系數(shù)后輸出至加算部30353。加算部30353將乘算部30352的所有值相加，并且輸出至乘算部30354。乘算部30354中，通過將加算結(jié)果增倍1/32而算出移動(dòng)平均。即，可根據(jù)踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相位推移而算出踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量的移動(dòng)平均。

此外，將本實(shí)施方式的fir濾波器3035的另一構(gòu)成例示于圖17。圖17的fir濾波器3035例如包括：移位寄存器30355，自左側(cè)依序輸入針對(duì)每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖而取樣的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值后，將每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖向右偏移；乘算部30356，進(jìn)行各分接頭的抽頭系數(shù)值的乘法運(yùn)算；加算部30357；及乘算部30358，用于除以抽頭系數(shù)的總和σini(ni為各抽頭系數(shù))。

基本動(dòng)作與圖16所示者相同，但存在抽頭系數(shù)并非為“1”的部分。由移位寄存器30355占據(jù)的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的范圍(即視窗)通過如上所述生成的踏板相當(dāng)脈沖而決定，但也存在因某些原因而偏移踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量的情況。所以，關(guān)于視窗的兩側(cè)，為降低偏移的影響，而設(shè)定比其他部分的抽頭系數(shù)小的值的抽頭系數(shù)。在圖17的例子中，自視窗的兩端朝向中央設(shè)定如1/4、2/4及3/4的值。該值的設(shè)定為任意，也可以以1/5、2/5、3/5、4/5的方式設(shè)定。這樣，并非使抽頭系數(shù)的值線性變化，也可以采用沿著其他曲線(例如飽和增加的曲線)的值。

這樣，則可根據(jù)踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相位推移而算出踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量的加權(quán)移動(dòng)平均。

另外，通過iir(infiniteimpulseresponse，無(wú)限脈沖回應(yīng))濾波器等其他濾波器而并非fir濾波器，也可以實(shí)現(xiàn)相同的功能。

而且，例如根據(jù)由操作面板106設(shè)定的輔助比，平滑率決定部3014有時(shí)也設(shè)定以上所述的平滑率。如使用圖9至圖14所說明般，在必須大量搭乘者的輔助的情況下，如圖10的曲線d2所示，如踏板輸入轉(zhuǎn)矩的逆相位的輔助變佳。即，優(yōu)選為以踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩平坦化的方式使平滑率上升、即接近于+1。所以，在根據(jù)輔助比使平滑率發(fā)生變化的情況下，也可以根據(jù)例如圖18或圖19所示的曲線而根據(jù)輔助比設(shè)定平滑率。在圖18及圖19的例子中，橫軸表示輔助比，縱軸表示平滑率。在圖18的例子中，保持平滑率為0直至輔助比自0成為1為止，使輔助轉(zhuǎn)矩平坦。而且，若輔助比超過1，則使平滑率自0線性上升至1直至輔助比成為2為止。由此，在必須大量輔助的情況下，使平滑率發(fā)生變化以使踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩平坦化。

另一方面，在圖19的例子中，表示只要增加輔助比則平滑率自0線性增加直至1為止的例子，根據(jù)輔助的必要性，使踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩逐漸平坦化。另外，除此以外，也可以非線性地根據(jù)輔助比的增加而使平滑率增加。

在圖18及圖19中，對(duì)輔助比與平滑率的關(guān)系的例子進(jìn)行了說明，但如結(jié)合圖11至圖14簡(jiǎn)單敘述般，適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩值與車速的關(guān)系較大。所以，表示用于在對(duì)車速值進(jìn)行處理方面決定輔助轉(zhuǎn)矩值的構(gòu)成。

圖20中，作為用在根據(jù)車速而決定輔助轉(zhuǎn)矩值的構(gòu)成例，表示根據(jù)車速而決定輔助比及平滑率的構(gòu)成例。在該構(gòu)成中，上側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)部1221、下側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)部1222及參數(shù)決定部1223追加在圖5所示的功能框圖中。上側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)部1221對(duì)具有波動(dòng)的車速的上側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測(cè)，并且將相當(dāng)于上側(cè)包絡(luò)線的車速值輸出至參數(shù)決定部1223。下側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)部1222對(duì)具有波動(dòng)的車速的下側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測(cè)，并且將相當(dāng)于下側(cè)包絡(luò)線的車速值輸出至參數(shù)決定部1223。參數(shù)決定部1223通過以下所述的處理而決定例如輔助比及平滑率，并且輸出至驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203作為圖6所示的功能框圖中的輔助比及平滑率，使用來(lái)自參數(shù)決定部1223的輸出值，來(lái)算出輔助轉(zhuǎn)矩值。即，這種情況下，不使用平滑率決定部3014。

另外，此處存在僅使用下側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)部1222的情況，或使用上側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)部1221及下側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)部1222的情況。

接著，使用圖21至圖25對(duì)圖20所示的構(gòu)成的處理進(jìn)行說明。圖21是表示車速(也稱為瞬時(shí)車速)與踏板的相位的關(guān)系的圖。另外，如曲線s4所示，踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相位推移在以下所述的各示例中作為大致固定者進(jìn)行比較，但一般來(lái)說，若為上坡時(shí)，則踏板輸入轉(zhuǎn)矩的周期變長(zhǎng)。

例如，電動(dòng)輔助自行車1于平地上行駛中，如曲線s1所示，車速為高速且成為波動(dòng)較小的曲線。另一方面，上坡中，如曲線s2所示，車速比平地的行駛中下降，也成為波動(dòng)較大的曲線。而且，若為陡坡的上坡中，則車速進(jìn)一步下降，波動(dòng)變大。

這樣，行駛狀態(tài)表現(xiàn)于車速變化，所以只要適當(dāng)抽取車速變化，則可推斷行駛狀態(tài)。所以，可設(shè)定對(duì)應(yīng)行駛狀態(tài)的輔助比及平滑率。

具體來(lái)說，如圖21所示，由于自車速的波動(dòng)自較小的情況變化至較大的情況，所以也可以采用對(duì)車速波形的下側(cè)包絡(luò)線(也稱為低速側(cè)包絡(luò)線)進(jìn)行檢測(cè)，而作為車速變化的特征。下側(cè)包絡(luò)線在開始踩踏時(shí)也特別規(guī)定，所以即便僅對(duì)下側(cè)包絡(luò)線檢測(cè)，也可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)。下側(cè)包絡(luò)線如圖22中由虛線s5所示，為連結(jié)車速波動(dòng)的極小點(diǎn)的包絡(luò)線，可通過眾所周知的方法而檢測(cè)。

另一方面，由圖21也可以知，若坡路變陡，則車速的波動(dòng)變大，所以上側(cè)包絡(luò)線與下側(cè)包絡(luò)線的差及比變大。更具體來(lái)說，如圖23所示，也可以采用對(duì)連結(jié)車速波動(dòng)的極小點(diǎn)的包絡(luò)線的下側(cè)包絡(luò)線s5與連結(jié)車速波動(dòng)的極大點(diǎn)的包絡(luò)線的上側(cè)包絡(luò)線s6進(jìn)行檢測(cè)，由例如下側(cè)包絡(luò)線值/上側(cè)包絡(luò)線值而算出的比率而作為車速變化的特征。

而且，在僅使用下側(cè)包絡(luò)線的情況下，參數(shù)決定部1223通過例如圖24所示的曲線，而算出與下側(cè)包絡(luò)線值相對(duì)應(yīng)的平滑率及輔助比。另外，也可以僅采用平滑率或輔助比。即，也可以僅采用輔助比。在僅采用輔助比的情況下，也可以根據(jù)例如圖18及圖19所示的曲線而采用與輔助比相對(duì)應(yīng)的平滑率。而且，關(guān)于輔助比由其他方法決定，也可以僅采用平滑率。

在圖24的例子中，橫軸表示下側(cè)包絡(luò)線值，縱軸表示輔助比或平滑率。在該例中，低速時(shí)比高速時(shí)更提高平滑率及輔助比，若下側(cè)包絡(luò)線值變大，則逐漸降低平滑率及輔助比行駛，下側(cè)包絡(luò)線值某種程度(圖24的例子中約7.5km/h)變大后成為固定值。

由此，上坡時(shí)輔助變大，進(jìn)一步如圖14所示，以踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩成為水平的方式，在平地上行駛中，以輔助轉(zhuǎn)矩成為固定的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

而且，在使用上側(cè)包絡(luò)線及下側(cè)包絡(luò)線的兩者的情況下，參數(shù)決定部1223通過例如圖25所示的曲線，而算出平滑率及輔助比。在圖25的例子中，橫軸表示下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線的值，縱軸表示平滑率或輔助比。在圖25的例子中，如圖21所示，在下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線為較小值的情況下，優(yōu)選為較大的輔助，隨著接近1，可降低輔助，所以將輔助比設(shè)定為“2”，將平滑率設(shè)定為“1”直至下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線的值成為某一值(例如約0.6)為止。若下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線超過某個(gè)值，則輔助比及平滑率逐漸下降，若達(dá)到例如0.9左右，則輔助比及平滑率再度成為固定值。

所述曲線為一例，也可以采用其他曲線。

此外，在以上所述的內(nèi)容為開始踩踏時(shí)，僅檢測(cè)下側(cè)包絡(luò)線，所以將例如由圖24算出的值與由圖25算出的值(已算出的情況)相比，也可以采用較大值。

[其他實(shí)施方式]

以上，表示了將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203應(yīng)用于前饋控制的例子，但在反饋控制中，也可以使用本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203。將這種情況下的運(yùn)算部1021的功能框圖示于圖26。

本實(shí)施方式的運(yùn)算部1021包括再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部11201、再生有效化部11202、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203、輔助有效化部11204、加算部11206、轉(zhuǎn)矩通過速率限制部11255、相當(dāng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換部11251、加算部11252、環(huán)形濾波器部11253、及pwm碼生成部11254。

來(lái)自車速輸入部1024的車速值及來(lái)自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的踏板轉(zhuǎn)矩值輸出至驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203，并且算出輔助轉(zhuǎn)矩值。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203的運(yùn)算內(nèi)容與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203相同。

此外，再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部11201根據(jù)來(lái)自車速輸入部1024的車速值，而算出例如依據(jù)預(yù)先設(shè)定的曲線的再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。該曲線是表示與車速值為相反極性且成為車速值的絕對(duì)值的一半以下(“一半以下”也包括例如超過“一半”數(shù)％左右的情況)的關(guān)系的曲線。這樣，則無(wú)論為多大速度，也可以以某種程度的效率進(jìn)行再生。另外，關(guān)于該處理，由于并非本實(shí)施方式的主旨，所以以下不再敘述。

在本實(shí)施方式中，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示存在制動(dòng)的輸入信號(hào)，則再生有效化部11202將來(lái)自再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部11201的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值輸出至加算部11206。在除此以外的情況下，輸出0。另一方面，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示無(wú)制動(dòng)的輸入信號(hào)，則輔助有效化部11204輸出來(lái)自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203的輔助轉(zhuǎn)矩值。在除此以外的情況下，輸出0。

加算部11206將來(lái)自再生有效化部11202的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的極性反轉(zhuǎn)輸出，或直接輸出來(lái)自輔助有效化部11204的輔助轉(zhuǎn)矩值。以下，為簡(jiǎn)化說明，將輔助轉(zhuǎn)矩值及再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值簡(jiǎn)稱為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。

轉(zhuǎn)矩通過速率限制部11255對(duì)來(lái)自加算部11206的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值實(shí)施已知的通過速率限制處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部11252。

另一方面，相當(dāng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換部11251實(shí)施相當(dāng)于來(lái)自電流檢測(cè)部1023的電動(dòng)機(jī)電流的值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩相當(dāng)值的處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部11252。加算部11252自來(lái)自轉(zhuǎn)矩通過速率限制部11255的輸出減去來(lái)自相當(dāng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換部11251的輸出，并且將運(yùn)算結(jié)果輸出至環(huán)形濾波器部11253。環(huán)形濾波器部11253對(duì)來(lái)自加算部11252的輸出實(shí)施積分處理，并且將處理結(jié)果輸出至pwm碼生成部11254。pwm碼生成部11254對(duì)來(lái)自環(huán)形濾波器部11253的輸出乘以來(lái)自ad輸入部1029的電池電壓/基準(zhǔn)電壓(例如24v)而生成pwm碼。pwm碼輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。

這樣，則于反饋控制中可直接獲得以上所述的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的效果。

以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此。例如，以上所述的功能框圖為方便說明而分為功能區(qū)塊，實(shí)際的電路構(gòu)成也存在不同，在通過程序而實(shí)現(xiàn)的情況下，也存在與程序模塊構(gòu)成不一致的情況。而且，實(shí)現(xiàn)以上所述的功能的具體的運(yùn)算方法存在多種，可采用任一種。

此外，關(guān)于運(yùn)算部1021的一部分，只要也存在通過專用電路而實(shí)現(xiàn)的情況，則也通過微處理器執(zhí)行程序而實(shí)現(xiàn)如上所述的功能。

此外，在以上所述的實(shí)施方式中，表示了對(duì)踏板輸入轉(zhuǎn)矩直接乘以欠缺率的運(yùn)算的例子，但有時(shí)也對(duì)踏板輸入轉(zhuǎn)矩乘以欠缺率x的函數(shù)f(x)。而且，也可以為如對(duì)車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的輸出也乘以欠缺率x的函數(shù)g(x)的變形。