JP5793412B2 - モータ駆動制御装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係る電動アシスト自転車の外観を示す図である。この電動アシスト自転車1はクランク軸と後輪がチェーンを介して連結されている一般的な後輪駆動型のものであり、二次電池101と、モータ駆動制御装置102、トルクセンサ103、ブレーキセンサ104、操作パネル105、モータ106を備えている。
Duty=D0+DT
この場合、加速度補償後周期を以下のように算出する。
加速度補償後周期=定常速度項+第1補正項+第2補正項
定常速度項=P(n)+P(n-1)+P(n-2)+P(n-3)+P(n-4)+P(n-5)
このようにホール信号の1周期分の部分周期の総和となっている。
第1補正項=(6/2+1/2)×{P(n)−P(n-6)}/6
={P(n)−P(n-6)}×(7/12)
上記の「6/2」は6部分周期分の平均遅延であって、速度検出遅延分を表す。また、「1/2」は、検出後即刻出力され、次回パルスによる出力更新までホールドされるPWM出力の平均遅延であって、制御遅延分を表す。すなわち、第1補正項はパルス周期に比例した遅延成分を表す。
第2補正項={P(n)−P(n-6)}×{Lf×周期カウント周波数(=定数)/(定常速度項の値)}
遅延時間Lf(=フレームレイテンシ)は、例えば10m秒であり、第2補正項では、ホール信号の1周期に換算するため定常速度項の値(P(n)+P(n-1)+P(n-2)+P(n-3)+P(n-4)+P(n-5) )で除している。
Lf={Kfl/フレーム周波数}秒
Kfl=等価遅延フレーム数
=ホール信号からPWMに反映するまでの平均遅延0.5フレーム
+PWMの1フレーム間維持による平均遅延0.5フレーム
+計算遅延αフレーム
=1+α
0≦Kfl<2
標準期待値=1+α(αは計算などの遅延分)
このように、Kflを調整可能定数としておく。
1/(加速度補償後周期×1回転当りのホール周期の数)
によって回転数が得られる。さらにモータ駆動輪の周長を乗ずれば、車速が得られる。
(2)の場合にはP(n)及びP(n−1)のみが正常時のデータなので、以下のように算出する。
加速度補償後周期=P(n)×6+(P(n)−P(n−1))×6
=6(2P(n)−P(n−1))
本実施の形態では(P(n)−P(n−1))という部分周期の変化量を平均加速として算出している。
1/(加速度補償後周期×1回転当りのホール周期の数)
によって回転数が得られる。さらにモータ駆動輪の周長を乗ずれば、車速が得られる。
本実施の形態では、(3)のような状態の場合には、以下のようにして周期を算出する。加速度補償は行わない。このとき、P(n)自身が飽和周期の場合、またはP(n)自身の期間で反転が生じている場合、P(n)として飽和周期を使用する。
周期=P(n)×6
このように周期が得られれば、
1/(周期×1回転当りのホール周期の数)
によって回転数が得られる。さらにモータ駆動輪の周長を乗ずれば、車速が得られる。
第1の実施の形態ではホール信号により現在車速の算出を行っているので、ホール信号を出力するホール素子に故障が発生していると問題である。従って、図11に示すように、部分周期検出部311からの部分周期の出力を用いてエラー検出を行うエラー検出部360を設ける。エラー検出出力がなされた場合には、制御部300においてエラー対応処理を実施する。例えば、ペダル回転センサの出力から推定される車速をベースに制御を行うようにしても良い。さらに、警告表示を操作パネル105に行うことによって、修理を促すようにしても良い。
判定値={(P(n)+P(n-6))/2}/{(P(n)+P(n-1)+P(n-2)+P(n-3)+P(n-4)+P(n-5))/6}
判定値={(7/12)×P(n)+(5/12)×P(n-6)}/[{P(n)+P(n-1)+P(n-2)+P(n-3)+P(n-4)+P(n-5)}/6]
102 モータ駆動制御装置
103 トルクセンサ
104 ブレーキセンサ
105 操作パネル
106 モータ
300 制御部
400 駆動部
410 駆動制御回路
420 ドライブ回路
310 車速算出部
320 第2デューティー比換算部
330 第1デューティー比換算部
350 目標トルク算出部
311 部分周期検出部
312 現在車速算出部
360 エラー検出部
Claims (6)
- モータの回転センサから受信し且つ当該モータの回転位相に応じて複数のフェーズに分割可能である周期的な信号を受信して、前記複数のフェーズの各々について時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測された、所定の観測区間におけるフェーズの少なくとも一部の時間に基づき、前記信号の1周期分に相当する時間と、前記所定の観測区間におけるあるフェーズの時間の変化量に対して第1の定数を乗じた値と、前記変化量に対して前記信号の1周期分に相当する時間の逆数と第2の定数とを乗じた値との和を算出し、当該和から現在速度を推定する速度算出部と、
推定された前記現在速度に応じて前記モータの駆動を制御する制御部と、
を有するモータ駆動制御装置。 - 前記計測部は、
前記信号から前記複数のフェーズの各々について回転方向を特定し、
前記速度算出部は、
前記所定の観測区間において回転方向が一定であり且つ前記所定の観測区間において前記複数のフェーズの各々の時間が所定時間未満である場合、前記所定の観測区間における第1のフェーズの時間と第2のフェーズの時間との差により前記変化量を算出する
請求項1記載のモータ駆動制御装置。 - 前記所定の観測区間が、前記信号の1周期分の前記複数のフェーズと当該複数のフェーズのうち最新のフェーズに対応する前記信号の1周期前のフェーズとを含み、
前記変化量が、前記最新のフェーズの時間と前記最新のフェーズに対応する前記信号の1周期前のフェーズの時間との差で算出される
請求項2記載のモータ駆動制御装置。 - 前記計測部は、
前記信号から前記複数のフェーズの各々について回転方向を特定し、
前記速度算出部は、さらに、
前記所定の観測区間において直近所定個数のフェーズ以外に、時間が所定時間以上となったか又は回転方向が反転しているフェーズが含まれている場合、前記直近所定個数のフェーズのいずれかから前記信号の1周期分に相当する第2の時間を算出し、前記直近所定個数のフェーズに含まれる2つのフェーズの時間差により第2の変化量を算出し、前記第2の時間と前記第2の変化量に第3の定数を乗じた値との和から現時速度を推定する
請求項1記載のモータ駆動制御装置。 - 前記直近所定個数が2であり、前記直近所定個数のフェーズのうち最新のフェーズから前記信号の1周期分に相当する第2の時間が算出される
請求項4記載のモータ駆動制御装置。 - 前記計測部は、
前記信号から前記複数のフェーズの各々について回転方向を特定し、
前記速度算出部は、さらに、
前記所定の観測区間において直近所定個数のフェーズにおいて前記回転方向の反転が発生しているか又は前記直近所定個数のフェーズの少なくともいずれかの時間が所定時間以上となっている場合には、最新のフェーズから前記信号の1周期分に相当する時間を算出し、当該信号の1周期分に相当する時間から現在速度を推定する
請求項1記載のモータ駆動制御装置。
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