JP6712580B2 - モータ駆動制御装置及び電動アシスト車 - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動制御装置及び当該モータ駆動制御装置を有する電動アシスト車に関する。

ある文献には、ブレーキセンサを設けて、ブレーキセンサによってブレーキ操作を検出すると、回生を行うような電動自転車が開示されている。しかしながら、ブレーキセンサは比較的高価であるにもかかわらず、運転者は、ブレーキセンサが適切にブレーキ操作を検出できるようにブレーキを操作するとは限らないため、効果的に回生が行われない場合がある。

また、他の文献には、加速度が所定値以上になると回生を開始するような補助動力付き移動機器が開示されているが、速度との関係で所定値を決定するのみで、路面状況によって生ずる問題などについては考慮されていない。

国際公開第２０１４／００３０１７号 特開２０１０−３５３７６号公報

従って、本発明の目的は、一側面によれば、適切なタイミングで自動的に回生を開始できるようにするための技術を提供することである。

本発明のモータ駆動制御装置は、（Ａ）モータを駆動する駆動部と、（Ｂ）モータが搭載される車両の加速度が負であって且つ所定値以下である場合、回生を行うように駆動部を制御する制御部とを有する。

一側面によれば、適切なタイミングで自動的に回生を開始できるようになる。

図１は、実施の形態に係る電動アシスト自転車の外観図である。 図２は、実施の形態に係るモータ駆動制御装置の機能ブロック図である。 図３は、実施の形態に係る制御部の機能ブロック図である。 図４は、第１の実施の形態に係る処理フローを示す図である。 図５は、回生開始判定処理の処理フローを示す図である。 図６は、回生停止判定処理の処理フローを示す図である。 図７は、第１の実施の形態に係る動作例を示すタイムチャートである。 図８は、第２の実施の形態に係る回生係数の時間変化を表す図である。 図９は、第３の実施の形態に係る動作例を示すタイムチャートである。 図１０は、第４の実施の形態に係る処理フローを示す図である。 図１１は、第４の実施の形態に係る動作例を示すタイムチャートである。 図１２は、第５の実施の形態に係る処理フローを示す図である。 図１３は、第５の実施の形態に係る動作例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、電動アシスト車の一例である電動アシスト自転車の例をもって説明する。しかしながら、本発明の実施の形態の適用対象は、電動アシスト自転車だけに限定されず、人力に応じて移動する移動体（例えば、台車、車いす、昇降機など）の移動を補助するモータなどに対するモータ駆動制御装置についても適用可能である。場合によっては、人力を補助しない単なる電動車両にも適用可能である。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態における電動アシスト自転車の一例を示す外観図である。この電動アシスト自転車１は、例えば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る。

そして、電動アシスト自転車１は、モータ駆動装置を搭載している。モータ駆動装置は、二次電池１０１と、モータ駆動制御装置１０２と、トルクセンサ１０３と、ペダル回転センサ１０７と、モータ１０５とを有する。本実施の形態では、ブレーキセンサについては用いない。

二次電池１０１は、例えばリチウムイオン二次電池であるが、他種の電池、例えばリチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素蓄電池などであっても良い。

トルクセンサ１０３は、クランク軸に取付けられたホイールに設けられており、運転者によるペダルの踏力を検出し、この検出結果をモータ駆動制御装置１０２に出力する。同様に、ペダル回転センサ１０７は、クランク軸に取り付けられたホイールに設けられており、運転者によるペダルの回転を検出し、検出結果をモータ駆動制御装置１０２に出力する。

モータ１０５は、例えば周知のインホイールモータであり、電動アシスト自転車１の前輪に装着されている。モータ１０５は、前輪を回転させるとともに、前輪の回転に応じてローターが回転するように、ローターが前輪に連結されている。さらに、モータ１０５はホール素子等の回転センサを備えてローターの回転情報（すなわちホール信号）をモータ駆動制御装置１０２に出力する。

なお、電動アシスト自転車１には、他のセンサや操作パネルなどが設けられ、それらの出力は、モータ駆動制御装置１０２に入力される。操作パネルは、電源スイッチ、アシストモードの選択スイッチ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の表示器などを備える。また、電動アシスト自転車１は、変速機やフリーホイールも有している。

このような電動アシスト自転車１のモータ駆動制御装置１０２に関連する構成を図２に示す。モータ駆動制御装置１０２は、制御器１０２０と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）ブリッジ１０３０とを有する。ＦＥＴブリッジ１０３０には、モータ１０５のＵ相についてのスイッチングを行うハイサイドＦＥＴ（Ｓ_uh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓ_ul）と、モータ１０５のＶ相についてのスイッチングを行うハイサイドＦＥＴ（Ｓ_vh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓ_vl）と、モータ１０５のＷ相についてのスイッチングを行うハイサイドＦＥＴ（Ｓ_wh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓ_wl）とを含む。このＦＥＴブリッジ１０３０は、コンプリメンタリ型スイッチングアンプの一部を構成している。

また、制御器１０２０は、演算部１０２１と、ペダル回転入力部１０２２と、モータ速度入力部１０２４と、可変遅延回路１０２５と、モータ駆動タイミング生成部１０２６と、トルク入力部１０２７と、ＡＤ（Analog-Digital）入力部１０２９とを有する。なお、場合によっては、電動アシスト自転車１に加速度又は速度センサを搭載して、電動アシスト自転車１の加速度又は速度を表す信号を、制御器１０２０内の加速度／速度入力部１０２３に入力するようにしても良い。

演算部１０２１は、モータ速度入力部１０２４からの入力、トルク入力部１０２７からの入力、ペダル回転入力部１０２２からの入力、ＡＤ入力部１０２９からの入力などを用いて演算を行って、モータ駆動タイミング生成部１０２６及び可変遅延回路１０２５に対して出力を行う。なお、演算部１０２１は、メモリ１０２１１を有しており、メモリ１０２１１は、演算に用いる各種データ及び処理途中のデータ等を格納する。さらに、演算部１０２１は、プログラムをプロセッサが実行することによって実現される場合もあり、この場合には当該プログラムがメモリ１０２１１に記録されている場合もある。また、メモリ１０２１１は、演算部１０２１とは別に設けられる場合もある。

モータ速度入力部１０２４は、モータ１０５が出力するホール信号からモータ速度等を算出して、演算部１０２１に出力する。トルク入力部１０２７は、トルクセンサ１０３からの踏力に相当する信号をディジタル化してペダルトルクとして演算部１０２１に出力する。ＡＤ入力部１０２９は、二次電池１０１からの出力電圧をディジタル化して演算部１０２１に出力する。ペダル回転入力部１０２２は、ペダル回転角度に応じた信号を例えばペダル回転角度に変換して演算部１０２１に出力する。加速度／速度センサ１０９が設けられる場合には、加速度／速度入力部１０２３は、加速度／速度センサ１０９からの加速度／速度に応じた信号を加速度／速度に変換して、演算部１０２１に出力する。

演算部１０２１は、演算結果として進角値を可変遅延回路１０２５に出力する。可変遅延回路１０２５は、演算部１０２１から受け取った進角値に基づきホール信号の位相を調整してモータ駆動タイミング生成部１０２６に出力する。演算部１０２１は、演算結果として例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）のデューティー比に相当するＰＷＭコードをモータ駆動タイミング生成部１０２６に出力する。モータ駆動タイミング生成部１０２６は、可変遅延回路１０２５からの調整後のホール信号と演算部１０２１からのＰＷＭコードとに基づいて、ＦＥＴブリッジ１０３０に含まれる各ＦＥＴに対するスイッチング信号を生成して出力する。

演算部１０２１は、ＦＥＴブリッジ１０３０がモータ１０５に対し適切に力行駆動又は回生駆動を実行させるように演算を行うが、演算の詳細については、本願の主旨ではないので、説明を省略する。

図３に、本実施の形態に係る制御を行うための制御部の機能ブロック図を示す。演算部１０２１において実現される制御部は、加速度処理部３１００と、自動回生判定部３２００と、回生制御部３３００とを有する。

速度のデータを用いる場合には、加速度処理部３１００は、当該速度のデータから加速度を算出し、加速度に対して所定の平滑化処理を施す。例えば、モータ速度入力部１０２４からのモータ速度を車両の速度として用いてもよいし、加速度／速度センサ１０９が速度センサの場合には加速度／速度入力部１０２３から入力される速度を車両の速度として用いても良い。

モータ１０５に備えられているホール素子からのホール信号を用いる場合には、別途専用の速度センサや加速度センサを設けずとも良いので低コストで以下で述べるような機能を実現できる。

なお、平滑化は、電動アシスト自転車１が走行する路面状況により生ずるノイズ成分を除去するために行われ、単純な移動平均、特別な移動平均（例えば６回のサンプリングのうち、最大値及び最小値を除いた４回分の平均値を採用）、所定のローパスフィルタでの平滑化などである。

加速度処理部３１００は、加速度のデータを用いる場合には、加速度に対して平滑化処理を施す。例えば、加速度／速度センサ１０９が加速度センサの場合には加速度／速度入力部１０２３から入力される加速度を車両の加速度として用いる。

自動回生判定部３２００は、加速度処理部３１００の出力である平滑化された加速度に基づき、自動回生の開始又は停止などを決定する。なお、他の実施の形態では、自動回生判定部３２００は、トルク入力部１０２７から入力されるペダルトルク、ペダル回転入力部１０２２から入力されるペダル回転角度、モータ速度入力部１０２４からの車速などにさらに基づき処理を行う。

回生制御部３３００は、自動回生判定部３２００からの出力に応じて、回生を行う場合には回生量を決定して、モータ１０５に対し当該回生量を生じさせるように制御を行う。例えば、回生を行う場合には、車両の速度、加速度、ペダル回転速度等に基づき回生量を決定する。回生量の算出方法は、本実施の形態の主要部ではないので詳細な説明は省略する。但し、以下で詳しく述べるが、このように決定した回生量を一定時間後に有効化したり、その回生量まで漸増させるような制御を行う場合もある。

次に、図３に示した制御部の動作フローを図４乃至図７を用いて説明する。

加速度処理部３１００は、加速度を取得する（図４：ステップＳ１）。速度のデータを取得した場合には、速度の変化量として加速度を算出する。加速度が入力される場合には、入力された加速度を用いる。

次に、加速度処理部３１００は、取得した加速度に対して平滑化処理を実施して、平滑化された加速度を自動回生判定部３２００に出力する（ステップＳ３）。上で述べたように、移動平均やローパスフィルタでの平滑化を行う。なお、平滑化された加速度は、メモリ１０２１１に、所定回数分格納される。

自動回生判定部３２００は、現在回生ＯＦＦ（＝回生フラグがオフ）になっているか否かを判断する（ステップＳ５）。回生フラグは、例えばメモリ１０２１１の所定領域に設定される。

現在回生ＯＦＦになっている場合には、自動回生判定部３２００は、回生開始判定処理を実行する（ステップＳ７）。回生開始判定処理については、図５を用いて説明する。回生開始判定処理の後に、処理はステップＳ１１に移行する。

一方、現在回生ＯＮ（＝回生フラグがオン）になっている場合には、自動回生判定部３２００は、回生停止判定処理を実行する（ステップＳ９）。回生停止判定処理については、図６を用いて説明する。回生停止判定処理の後に、処理はステップＳ１１に移行する。

このような処理を、例えばモータ駆動制御装置１０２の電源がオフにされて処理終了（ステップＳ１１）となるまで所定時間間隔で繰り返す。すなわち、処理終了でなければ処理はステップＳ１に戻り、電源がオフにされると処理終了となる。

次に、回生開始判定処理について図５を用いて説明する。

自動回生判定部３２００は、平滑化された加速度が、負の値であり且つ閾値「−Ａ１」（Ａ１は正の値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。−Ａ１は、機械ブレーキの作動により生ずる負の加速度に基づき設定される閾値である。すなわち、機械ブレーキを作動させると、負の方向に、少なくともＡ１以上の加速度を生ずるものである。これによって、機械ブレーキの作動を検出することができる。

平滑化された加速度が、負の値であり且つ閾値「−Ａ１」以下である場合には、時間計測開始済みでなければ（ステップＳ２３：Ｎｏルート）、時間計測を開始させる（ステップＳ２５）。計測される時間をｔ１とする。そして、呼び出し元の処理に戻る。一方、時間計測開始済みであれば（ステップＳ２３：Ｙｅｓルート）、自動回生判定部３２００は、ｔ１が、一定時間Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２７）。ｔ１が一定時間Ｔ１未満であれば、負の加速度が生じていても機械ブレーキの作動ではない可能性があるので、呼び出し元の処理に戻る。例えば走行中に信号で停止する際に通常の機械ブレーキを使用する場合には、完全に停止するまでに数秒はブレーキを引き続ける。このような想定の下、Ｔ１には例えば０．５秒が設定される。すなわち、０．５秒以上継続する場合には、路面状況などに応じて発生するノイズではなく、機械ブレーキの作動の可能性が高いものと判定する。

一方、ｔ１がＴ１以上である場合には、自動回生判定部３２００は、回生ＯＮ（＝回生フラグがオン）に設定する（ステップＳ２９）。これに応じて、回生制御部３３００は、回生量を算出してモータ１０５に当該回生量を実現させるように制御を行う。また、自動回生判定部３２００は、時間計測を停止する（ステップＳ３３）。すなわち、ｔ１＝０と設定する。その後処理は呼び出し元の処理に戻る。

ステップＳ２１において、平滑化された加速度が、閾値「−Ａ１」を超えると判断されると、自動回生判定部３２００は、時間計測を停止する（ステップＳ３１）。すなわちｔ１＝０と設定される。なお、時間計測が開始されていない場合には、本ステップをスキップしてもよい。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。

このような処理を実行することで、閾値「−Ａ１」以下である負の加速度が一定時間Ｔ１以上継続するか否かに基づき、機械ブレーキの作動を検出して、適切なタイミングで回生の開始を指示できるようになる。

次に、回生停止判定処理について図６を用いて説明する。

自動回生判定部３２００は、平滑化された加速度が、閾値「−Ａ２」（Ａ２は正の値）以上であるか否かを判断する（ステップＳ４１）。−Ａ２は、機械ブレーキの作動終了を検出するために設定された閾値である。例えば、Ａ１＞Ａ２であり、負の加速度が検出されていても、加速度が増加したことを検出する。

平滑化された加速度が、閾値「−Ａ２」以上である場合には、時間計測開始済みでなければ（ステップＳ４３：Ｎｏルート）、時間計測を開始させる（ステップＳ４５）。計測される時間をｔ２とする。そして、呼び出し元の処理に戻る。一方、時間計測開始済みであれば（ステップＳ４３：Ｙｅｓルート）、自動回生判定部３２００は、ｔ２が、一定時間Ｔ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。ｔ２が一定時間Ｔ２未満であれば、平滑化された加速度が条件を満たしていても機械ブレーキの作動停止ではない可能性があるので、呼び出し元の処理に戻る。

機械ブレーキの作動開始とは異なり、回生が不自然に長く続くのは好ましくないので、Ｔ１＞Ｔ２と設定する。例えば、Ｔ２＝０．３秒である。これによって、ノイズで回生が停止されてしまうことを防いでいる。

一方、ｔ２がＴ２以上である場合には、自動回生判定部３２００は、回生ＯＦＦ（＝回生フラグがオフ）に設定する（ステップＳ４９）。これに応じて、回生制御部３３００は、回生を停止するようにモータ１０５を制御する。また、自動回生判定部３２００は、時間計測を停止する（ステップＳ５３）。すなわち、ｔ２＝０と設定する。その後処理は呼び出し元の処理に戻る。

ステップＳ４１において、平滑化された加速度が、閾値「−Ａ２」未満であると判断されると、自動回生判定部３２００は、時間計測を停止する（ステップＳ５１）。すなわちｔ２＝０と設定される。なお、時間計測が開始されていない場合には、本ステップをスキップしてもよい。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。

このような処理を実行することで、閾値「−Ａ２」以上である加速度が一定時間Ｔ２以上継続するか否かに基づき、機械ブレーキの作動停止を検出して、回生の停止を指示できるようになる。

図７に、本実施の形態における動作例を示す。図７の横軸は時間を表しており、（ａ）は、機械ブレーキのオン又はオフを示しており、（ｂ）は、平滑化された加速度を表しており、（ｃ）は、回生フラグのオン又はオフを表している。

例えば時刻τ１で機械ブレーキがオンになると加速度が減少し始めて、時刻τ２で加速度が閾値「−Ａ１」以下になる。そうすると時間ｔ１の計測が開始され、ｔ１＝Ｔ１になる時刻τ３まで加速度は閾値「−Ａ１」以下という状態が維持されている。従って、時刻τ３になると、回生フラグがオンになる。

その後、時刻τ４で機械ブレーキがオフになって、加速度が増加するが、時刻τ５になるまでは、加速度が「−Ａ２」に達しない。すなわち、時刻τ５でも回生フラグはオンのままで、回生が継続される。但し、時刻τ５から時間ｔ２が計測され、ｔ２＝Ｔ２に達する時刻τ６まで加速度が閾値「−Ａ２」以上である状態が継続するので、時刻τ６で回生フラグはオフになる。すなわち、回生が停止する。

このような処理を行うことで、ブレーキセンサを用いずとも、機械ブレーキの作動を的確に検出して回生を行うことができるようになる。すなわち、コストを削減しつつ、回生を行う機会を増加させ、航続距離の延伸化が図られる。

［実施の形態２］
第１の実施の形態では、平滑化された加速度が閾値以下である状態が一定時間以上継続するという条件が成立した後、直ぐに回生フラグをオンに設定し、回生制御部３３００は、それに応じて所定の回生量で回生を行うように制御している。このような場合、直ぐに回生が行われ、全体的な回生時間が増えるため、充電量も増加する。

しかしながら、上で述べたような条件が成立した後は速度変化が想定され、運転者の体勢が安定していない場合がある。その状態で回生が働くことで違和感等を感じさせることもある。そこで、例えば、上で述べたような条件が成立した時から時間Ｔ３（＞０）経過するまで回生の開始を遅らせるようにしても良い。

また、上で述べたような条件が成立した時（すなわち、回生フラグがオンになった時）から回生量を徐々に増加させるようにすることで、運転者の違和感などを減ずるようにすることもできる。

このような制御を図８を用いて説明する。図８の横軸は時間を表しており、縦軸は回生係数［％］を表す。例えば、回生制御部３３００が算出した回生量×回生係数が、その時点で生じさせるべき回生量を表すものとする。

実線Ａは、第１の実施の形態の例を示している。すなわち、上で述べたような条件が成立すると直ぐに回生係数が１００％となり、直ぐに大きな回生量を生じさせるようになる。

実線Ｂは、時間Ｔ３遅れて所定の回生量を生じさせるようにする例を示している。すなわち、時間Ｔ３後に回生係数が１００％となり、運転者の違和感を減じている。

点線Ｃは、上で述べたような条件が成立すると直線的に回生係数が増加する例を示している。すなわち、回生量が漸増するので、運転者の違和感を減じている。さらに、灰色の実線Ｄは、上で述べたような条件が成立すると直ぐに回生係数が５０％程度（例えば１００％より小さい値）まで上昇するが、その後、直線的に回生係数が増加する例を示している。このようにすれば、回生量をある程度確保した上で、運転者の違和感を減じている。但し、直線的に増加させるだけではなく、指数関数的に増加させても良いし、他の関数に従って漸増させるようにしても良い。

なお、回生フラグがオフになった時も、直ぐに回生を停止するのではなく、漸減させたり、抑制させるなどしても良い。

［実施の形態３］
第１の実施の形態では、Ａ２＜Ａ１、すなわち、−Ａ２＞−Ａ１であるとして説明した。

一方、回生ブレーキによっても負の加速度を生じさせるため、このような負の加速度を考慮して「Ａ２」を設定することが好ましい。

具体的には、回生ブレーキによって生ずる負の加速度を−Ａ３（Ａ３は正の値）とすると、−Ａ３＞−Ａ２、Ａ３＜Ａ２にすることが好ましい。なお、Ａ２とＡ３との差については、ノイズを考慮して設定される。−Ａ３＜−Ａ２というような設定を行ってしまうと、回生停止が行われなくなってしまう場合もある。

このように閾値「−Ａ２」を設定した場合の動作例を、図９を用いて説明する。

図９の横軸は時間を表しており、（ａ）は、機械ブレーキのオン又はオフを示しており、（ｂ）は、平滑化された加速度を表しており、（ｃ）は、回生フラグのオン又はオフを表している。

例えば時刻τ１１で機械ブレーキがオンになると加速度が減少し始めて、時刻τ１２で加速度が閾値「−Ａ１」以下になる。そうすると時間ｔ１の計測が開始され、ｔ１＝Ｔ１になる時刻τ１３まで加速度は閾値「−Ａ１」以下という状態が維持されている。従って、時刻τ１３になると、回生フラグがオンになる。

その後、時刻τ１４で機械ブレーキがオフになって加速度が増加するが、この例では急激に加速度が増加して、時刻τ１５になると、加速度が「−Ａ２」に達する。上でも述べたように、−Ａ２＜−Ａ３になっている。そうなると、時間ｔ２の計測が開始される。

但し、時刻τ１５以降も、回生ブレーキが効いていると−Ａ３程度の負の加速度が継続してしまう。

時刻τ１５から時間Ｔ２経過して時刻τ１６になると、回生フラグがオフになり、回生が停止される。電動アシスト自転車１は停車するので加速度はおおよそ０になる。

このように閾値の設定を適切に行うことで、適切なタイミングで回生の停止を行うことができるようになる。

［実施の形態４］
回生を行っている最中でも、運転者が加速を意図する動作を行うと、回生を継続するのは不適切である。従って、本実施の形態では、運転者の加速意図として、ペダルトルクが所定値以上になった場合、又はペダル回転角度が所定角度以上となった場合を想定する。但し、これ以外に加速意図を検出できる場合には、他の動作であっても良い。

図１０に、本実施の形態に係る制御部の動作フローを示す。なお、図４と同じ処理の場合には同じステップ番号を付している。

まず、加速度処理部３１００は、加速度を取得し、自動回生判定部３２００は、ペダルトルク及びペダル回転角度を取得する（図１０：ステップＳ１０１）。加速度処理部３１００の処理内容は図４のステップＳ１と同じなので説明を省略する。

自動回生判定部３２００は、ペダル回転入力部１０２２からのペダル回転角度と、トルク入力部１０２７からのペダルトルクとを取得する。

次に、加速度処理部３１００は、取得した加速度に対して平滑化処理を実施して、平滑化された加速度を自動回生判定部３２００に出力する（ステップＳ３）。

自動回生判定部３２００は、現在回生ＯＦＦ（＝回生フラグがオフ）になっているか否かを判断する（ステップＳ５）。

現在回生ＯＦＦになっている場合には、自動回生判定部３２００は、回生開始判定処理を実行する（ステップＳ７）。回生開始判定処理については図５に示したものである。回生開始判定処理の後に、処理はステップＳ１０３に移行する。

一方、現在回生ＯＮ（＝回生フラグがオン）になっている場合には、自動回生判定部３２００は、回生停止判定処理を実行する（ステップＳ９）。回生停止判定処理については図６に示したものである。回生停止判定処理の後に、処理はステップＳ１０３に移行する。

ステップＳ３からステップＳ９までは、図４と同じである。

そして、自動回生判定部３２００は、ペダルトルクが閾値Ｂ以上であるか、又はペダル回転角度が閾値Ｃ以上であるかを判断する（ステップＳ１０３）。このように運転者の加速意図が見出されたか否かを判断する。

ペダルトルクが閾値Ｂ未満である、又はペダル回転角度が閾値Ｃ未満である場合には、加速意図がないとして、処理はステップＳ１１に移行する。

一方、ペダルトルクが閾値Ｂ以上であるか、又はペダル回転角度が閾値Ｃ以上である場合には、自動回生判定部３２００は、回生ＯＦＦ（＝回生フラグがオフ）に設定する（ステップＳ１０５）。なお、元々回生フラグがオフである場合には、ステップＳ１０３乃至Ｓ１０５をスキップしても良い。

このような処理を、例えばモータ駆動制御装置１０２の電源がオフにされて処理終了（ステップＳ１１）となるまで所定時間間隔で繰り返す。すなわち、処理終了でなければ処理はステップＳ１０１に戻り、電源がオフにされると処理終了となる。

以上のような処理により、加速するような意図を検出した場合に回生を停止することができるようになる。

図１１に、本実施の形態に係る動作例を示す。

図１１の横軸は時間を表しており、（ａ）は、機械ブレーキのオン又はオフを示しており、（ｂ）は、平滑化された加速度を表しており、（ｃ）は、回生フラグのオン又はオフを表しており、（ｄ）は、ペダルトルクを表しており、（ｅ）は、ペダル回転角度を表している。

例えば時刻τ２１で機械ブレーキがオンになると加速度が減少し始めて、時刻τ２２で加速度が閾値「−Ａ１」以下になる。そうすると時間ｔ１の計測が開始され、ｔ１＝Ｔ１になる時刻τ２３まで加速度は閾値「−Ａ１」以下という状態が維持されている。従って、時刻τ２３になると、回生フラグがオンになる。

その後、運転者がペダルを回転させると、ペダル回転角度が閾値Ｃに達しないが、ペダルトルクが閾値Ｂに達する。この時刻τ２４のイベントＸに応じて、回生フラグがオフに設定される。時刻τ２４以降は、回生が停止されるので加速度が増加する。

しかし、運転者は、時刻τ２５で再度機械ブレーキをオンにするので、再度加速度が減少し始め、時刻τ２６で加速度が閾値「−Ａ１」以下になる。そうすると再度時間ｔ１の計測が開始され、ｔ１＝Ｔ１になる時刻τ２７まで加速度は閾値「−Ａ１」以下という状態が維持される。従って、時刻τ２７で、再度回生フラグがオンになる。なお、この後時刻τ２８で機械ブレーキの作動が停止され、加速度は上昇する。

しかし、加速度が閾値「−Ａ２」以上になる前に、運転者が時刻τ２９でペダル回転を開始する。この例では、ペダルトルクは検出されていないが、ペダルの回転は行われている。そうすると、時刻τ３０でペダル回転角度が閾値Ｃに達する。この時刻τ３０のイベントＹに応じて、回生フラグがオフに設定される。時刻τ３０以降は、回生が停止されるので加速度が増加する。

以上のように、ペダルトルクが閾値Ｂ以上となったり、ペダル回転角度が閾値Ｃ以上となった場合には、運転者の加速意図を検出したとして回生フラグをオフにして回生を停止することで、運転者の意図に沿った回生制御が行われるようになる。

［実施の形態５］
運転者の意図以外にも、走行状態に応じて回生を停止することが好ましい場合もある。本実施の形態では、一例として車速（車両の速度）が閾値Ｄ以下になった場合には、もうすぐ電動アシスト自転車１が停止するので、回生も停止させる。

図１２に、本実施の形態に係る制御部の動作フローを示す。なお、図４と同じ処理の場合には同じステップ番号を付している。

まず、加速度処理部３１００は、加速度を取得し、自動回生判定部３２００は、車速を取得する（図１２：ステップＳ２０１）。加速度処理部３１００の処理内容は図４のステップＳ１と同じなので説明を省略する。

自動回生判定部３２００は、モータ速度入力部１０２４からのモータ速度を車両の速度として取得するか、又は速度センサが設けられている場合には加速度／速度入力部１０２３からの速度を取得する。

次に、加速度処理部３１００は、取得した加速度に対して平滑化処理を実施して、平滑化された加速度を自動回生判定部３２００に出力する（ステップＳ３）。

自動回生判定部３２００は、現在回生ＯＦＦ（＝回生フラグがオフ）になっているか否かを判断する（ステップＳ５）。

現在回生ＯＦＦになっている場合には、自動回生判定部３２００は、回生開始判定処理を実行する（ステップＳ７）。回生開始判定処理については図５に示したものである。回生開始判定処理の後に、処理はステップＳ２０３に移行する。

一方、現在回生ＯＮ（＝回生フラグがオン）になっている場合には、自動回生判定部３２００は、回生停止判定処理を実行する（ステップＳ９）。回生停止判定処理については図６に示したものである。回生停止判定処理の後に、処理はステップＳ２０３に移行する。

ステップＳ３からステップＳ９までは、図４と同じである。

そして、自動回生判定部３２００は、車速が閾値Ｄ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。車速が十分に減速したのかについて判断する。

車速が閾値Ｄを超えている場合には、処理はステップＳ１１に移行する。

一方、車速が閾値Ｄ以下である場合には、自動回生判定部３２００は、回生フラグＯＦＦ（＝回生フラグがオフ）に設定する（ステップＳ２０５）。なお、元々回生フラグがオフである場合には、ステップＳ２０３乃至Ｓ２０５をスキップしても良い。

このような処理を、例えばモータ駆動制御装置１０２の電源がオフにされて処理終了（ステップＳ１１）となるまで所定時間間隔で繰り返す。すなわち、処理終了でなければ処理はステップＳ２０１に戻り、電源がオフにされると処理終了となる。

以上のような処理により、電動アシスト自転車１が十分減速した場合には、回生を停止させることができるようになる。

図１３に、本実施の形態に係る動作例を示す。

図１３の横軸は時間を表しており、（ａ）は、機械ブレーキのオン又はオフを示しており、（ｂ）は、平滑化された加速度を表しており、（ｃ）は、回生フラグのオン又はオフを表しており、（ｄ）は、車速を表している。

例えば時刻τ４１で機械ブレーキがオンになると加速度が減少し始めて、時刻τ４２で加速度が閾値「−Ａ１」以下になる。そうすると時間ｔ１の計測が開始され、ｔ１＝Ｔ１になる時刻τ４３まで加速度は閾値「−Ａ１」以下という状態が維持されている。従って、時刻τ４３になると、回生フラグがオンになる。

車速も、時刻τ４１から時刻τ４２まで減少しているが、加速度の変化ほど大きくない。仮に、車速をベースに、車速の減少幅が閾値以上という条件を設定した場合、回生の開始タイミングが遅くなることが想定される。すなわち、なかなか回生が開始されず、充電量を十分に確保できないことが想定される。これに対して、変化の大きい加速度そのものを判断基準に設定することで、早期に回生を開始させることができるようになり、充電量を多くすることができるようになる。なお、加速度を用いる場合に問題となるノイズの問題は、一定時間継続という条件を適切に設定すること、平滑化された加速度を用いること、閾値「−Ａ１」を適切に設定することで解消される。

本例では、その後車速が時刻τ４４で閾値Ｄ以下となるので、このタイミングで回生フラグがオフに設定される。そうすると、加速度は上昇するが、機械ブレーキが作動しているので電動アシスト自転車１は減速して停止するようになる。

このように、電動アシスト自転車１が十分減速した場合には、回生を強制的に停止させることができるようになる。

以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無い。目的に応じて、上で述べた各実施の形態における任意の技術的特徴を削除するようにしても良いし、他の実施の形態で述べた任意の技術的特徴を追加するようにしても良い。

さらに、上で述べた機能ブロック図は一例であって、１の機能ブロックを複数の機能ブロックに分けても良いし、複数の機能ブロックを１つの機能ブロックに統合しても良い。処理フローについても、処理内容が変わらない限り、ステップの順番を入れ替えたり、複数のステップを並列に実行するようにしても良い。

演算部１０２１は、一部又は全部を専用の回路にて実装しても良いし、予め用意したプログラムを実行することで、上で述べたような機能を実現させるようにしても良い。

センサの種類も上で述べた例は一例であり、上で述べたパラメータを得られるような他のセンサを用いるようにしても良い。

ペダルトルクやペダル回転角度については、電動アシスト自転車１を前提としており、他の種類の移動体では、運転者の加速意図を検出するための他のパラメータとなる。

以上述べた実施の形態をまとめると以下のようになる。

本実施の形態に係るモータ駆動制御装置は、（Ａ）モータを駆動する駆動部と、（Ｂ）モータが搭載される車両の加速度が負であって且つ所定値以下である場合、回生を行うように駆動部を制御する制御部とを有する。

このように負の加速度に着目することで、自動的な回生を早期に開始させることができるようになる。なお、上で述べた所定値を、機械ブレーキの作動によって生ずる加速度に基づく値とすれば、機械ブレーキの作動を検出して回生を開始できるようになる。

また、上で述べた制御部が、車両の加速度が負であって且つ所定値以下である状態が第１の所定時間継続する場合に、回生を行うように駆動部を制御するようにしても良い。このようにすれば、路面状況などによって生ずるノイズを容易に除去できるようになる。

また、上で述べた車両の加速度は、平滑化された値である場合もある。このように平滑化によってもノイズの除去が行われる。

さらに、上で述べた制御部が、回生を行うように駆動部に指示した後、車両の加速度が第２の所定値以上である状態が第２の所定時間継続する場合に、回生を停止又は抑制するように駆動部を制御するようにしても良い。このようにすれば自動的に回生を停止又は抑制させることができるようになる。なお、状況によっては停止ではなく抑制させるようにしても良い。また、漸減させるようにしても良い。また、第２の所定時間は、第１の所定時間より短い場合もある。速やかに回生を停止又は抑制させるためである。

また、上で述べた制御部が、車両の加速度が負であって且つ所定値以下である状態が第１の所定時間継続する場合に、第３の所定時間経過後に回生を開始するように、又は回生量を漸増させるように駆動部を制御するようにしても良い。自動的に回生が開始されることによって運転者に与える違和感などを少なくすることができる。

さらに、上で述べた第２の所定値が、制御部によって駆動部が回生を行う際に生ずる加速度以下の値である場合もある。回生を行う際に生ずる加速度の影響を除去するためである。

さらに、上で述べた制御部が、回生を行うように駆動部に指示した後、運転者の加速意図を検出した場合又は車速が所定速度以下である場合、回生を停止又は抑制するように駆動部を制御するようにしても良い。加速意図に反して回生を継続させたり、減速が十分なされた後にも回生を継続するような事態を回避するためである。

また、上で述べた加速意図を、ペダル回転角度が所定角度以上であること、又はペダルトルクが所定値であることを検出した場合に検出するようにしても良い。電動アシスト自転車の場合には、このような状態を検出すれば加速意図が特定できるためである。

このような構成は、実施の形態に述べられた事項に限定されるものではなく、実質的に同一の効果を奏する他の構成にて実施される場合もある。

３１００ 加速度処理部
３２００ 自動回生判定部
３３００ 回生制御部

Claims (9)

1. モータを駆動する駆動部と、
   前記モータが搭載される車両の加速度が負であって且つ第１の所定値以下である状態が第１の所定時間継続する場合に、前記第１の所定時間経過後から第２の所定時間経過後に回生が開始するように、又は回生量を漸増させるように、前記駆動部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部が、
   回生を行うように前記駆動部に指示した後、前記車両の加速度が第２の所定値以上である状態が第３の所定時間継続する場合に、回生を停止又は抑制するように前記駆動部を制御し、
   前記第２の所定値が前記第１の所定値より大きい負の値である
   モータ駆動制御装置。
2. 前記車両の加速度は、平滑化された値である
   請求項１記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記第２の所定値が、前記駆動部が回生を行う際に生ずる加速度以下の値である
   請求項１記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記制御部が、
   回生を行うように前記駆動部に指示した後、ペダル回転角度が所定角度以上である場合、ペダルトルクが所定値以上である場合、又は車速が所定速度以下である場合、回生を停止又は抑制するように前記駆動部を制御する
   請求項１乃至３のいずれか１つ記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記第１の所定値が、機械ブレーキの作動によって生ずる加速度に基づく値である
   請求項１乃至４のいずれか１つ記載のモータ駆動制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つ記載のモータ駆動制御装置を含む電動アシスト車。
7. モータが搭載される車両の加速度が負であって且つ第１の所定値以下である状態が第１の所定時間継続するか否かを判断するステップと、
   前記状態が前記第１の所定時間継続すると判断した場合に、前記第１の所定時間経過後から第２の所定時間経過後に回生が開始するように、又は回生量を漸増させるように、前記モータを駆動する駆動部を制御するステップと、
   を含む回生制御方法。
8. 回生を行うように前記駆動部に指示した後、前記車両の加速度が第２の所定値以上である第２の状態が第３の所定時間継続するか判断するステップと、
   前記第２の状態が前記第３の所定時間継続すると判断した場合に、回生を停止又は抑制するように前記駆動部を制御するステップと、
   をさらに含み、
   前記第２の所定値が前記第１の所定値より大きい負の値である
   請求項７記載の回生制御方法。
9. 前記第２の所定値が、前記駆動部が回生を行う際に生ずる加速度以下の値である
   請求項８記載の回生制御方法。

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