TW201501998A - 馬達驅動控制裝置及電動輔助車 - Google Patents

Abstract

本發明使回充制動力根據搭乘者之意圖發揮作用。 本馬達驅動控制裝置包含：驅動控制部，其控制馬達之驅動；及回充控制部，其於自偵測踏板之旋轉方向之踏板旋轉感測器接收到表示上述踏板之旋轉方向為反轉之信號之情形時，指示驅動控制部開始回充。

Description

馬達驅動控制裝置及電動輔助車

本發明係關於一種馬達之回充控制技術。

於使用電池之電力驅動馬達之電動腳踏車等電動輔助車中存在使用如下技術者，即，於制動桿設置感測器，藉由根據搭乘者之制動之操作使馬達進行回充動作而將車輛之動能回收至電池，從而增加行駛距離。

又，於腳踏車之情形時，由於與汽車或機車不同，並無引擎制動，故而於較長之下坡路上因過度加速而使人感到危險，因此藉由制動操作而控制速度。然而，此種制動操作存在如下問題，即，對於搭乘者而言較為繁瑣，或因連續之制動操作而使手感到疲勞。

另一方面，雖藉由制動操作可控制回充制動，但存在操作較為繁瑣，及藉由一般之制動操作檢測裝置僅能檢測出制動正在操作或未被操作之2種狀態而難以調整為搭乘者所期望之回充制動力的問題。

進而，亦存在如下之先前技術，即，根據制動鐵絲(brake wire)之張力或制動桿之位置而偵測類比性制動操作信號，並與此相應地進行回充制動力之控制。然而，存在如下等問題：制動鐵絲經過長年之拉伸，或者無法良好地進行控制回充制動力之制動操作量與機械制動之動作點之匹配，而於高效率地進行回充制動前機械制動作動，從而將能量以熱之形式廢棄。

進而，於電動腳踏車等電動輔助車亦存在依據預先進行之設定 自動地進行回充制動之技術，但預先進行之設定未必遵循搭乘者之意圖。即，例如於較長之下坡路上搭乘者感到舒適之速度因道路寬度或天氣狀況、搭乘者之身體狀況等而變化。因此，根據搭乘者不同而有進行如感到壓力之過度之減速、或相反地減速不充分而感到危險之情形。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2010-35376號公報

[專利文獻2]日本專利特開2011-83081號公報

因此，本發明之目的就一方面而言在於提供一種用以使回充制動力根據搭乘者之意圖發揮作用之技術。

本發明之馬達驅動控制裝置包含：(A)驅動控制部，其控制馬達之驅動；及(B)回充控制部，其於自偵測踏板之旋轉方向之踏板旋轉感測器接收到表示上述踏板之旋轉方向為反轉之信號之情形時，指示驅動控制部開始回充。若如此，則搭乘者可容易地指示回充開始。

又，亦可為，上述回充控制部於指示開始回充後，在自踏板旋轉感測器接收到表示踏板之旋轉方向為正轉之信號之情形時，指示驅動控制部停止上述回充。若如此，則搭乘者可容易地指示回充停止。

進而，亦可為，上述回充控制部於指示開始上述回充後，在自轉矩感測器接收到表示檢測到轉矩之信號情形時，指示驅動控制部停止上述回充。其原因在於，若於檢測到轉矩之情形時繼續回充，則搭乘者之負荷會增加。

進而，亦可為，上述回充控制部包含控制係數算出部，該控制 係數算出部係於指示開始上述回充後，根據自踏板旋轉感測器獲得之踏板之旋轉量及踏板之旋轉方向，算出相對於回充目標量之控制係數。於此情形時，亦可為，驅動控制部根據回充目標量及控制係數而控制馬達之驅動。若如此，則搭乘者可適當地調整回充之強度。

又，亦可為，上述回充控制部包含控制係數算出部，該控制係數算出部係於指示開始上述回充後，在自踏板旋轉感測器獲得之踏板之旋轉方向為反轉之情形時，根據自踏板旋轉感測器獲得之踏板之旋轉量而使相對於回充目標量之控制係數增加，在自踏板旋轉感測器獲得之踏板之旋轉方向為正轉之情形時，根據自踏板旋轉感測器獲得之踏板之旋轉量而使控制係數減少。於此情形時，亦可為，驅動控制部根據回充目標量及控制係數而控制馬達之驅動。若如此，則搭乘者可適當地調整回充之強度。

亦可為，上述回充控制部於指示開始上述回充後，在自轉矩感測器接收到表示檢測到轉矩之信號之情形時，指示驅動控制部停止上述回充。若如此，則於即便在回充控制量之調整中亦必需推進力之情形時，可減輕搭乘者之負荷。

再者，亦存在踏板旋轉感測器與轉矩感測器為一體之情形。即，並不取決於感測器之形態。進而，亦可為具有此種馬達驅動控制裝置之電動輔助車。

再者，可寫成用以使微處理器實施如上所述之處理之程式，該程式係儲存於例如軟碟、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory，光碟唯讀記憶體)等光碟、磁光碟、半導體記憶體(例如ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體))、硬碟等電腦可讀取記憶媒體或記憶裝置。再者，對於處理中途之資料，暫時保管於RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)等記憶裝置。

根據一方面，回充制動力根據搭乘者之意圖發揮作用。

1‧‧‧具備馬達之腳踏車

101‧‧‧二次電池

102‧‧‧馬達驅動控制器

103‧‧‧轉矩感測器

104a‧‧‧制動感測器

104b‧‧‧制動感測器

105‧‧‧馬達

107‧‧‧踏板旋轉感測器

1020‧‧‧控制器

1021‧‧‧運算部

1023‧‧‧踏板旋轉輸入部

1024‧‧‧車速輸入部

1025‧‧‧可變延遲電路

1026‧‧‧馬達驅動時序產生部

1027‧‧‧轉矩輸入部

1028‧‧‧制動輸入部

1029‧‧‧AD輸入部

1030‧‧‧FET橋接器

1201‧‧‧控制係數輸出部

1202‧‧‧回充目標算出部

1203‧‧‧乘法器

1204‧‧‧PWM碼產生部

1210‧‧‧控制係數算出部

1211‧‧‧控制有效最終判定部

4501‧‧‧RAM

4503‧‧‧處理器

4507‧‧‧ROM

4515‧‧‧感測器群

4519‧‧‧匯流排

10211‧‧‧記憶體

HU‧‧‧U相之霍耳信號

HV‧‧‧V相之霍耳信號

HW‧‧‧W相之霍耳信號

HU_In‧‧‧U相之調整後霍耳信號

HV_In‧‧‧V相之調整後霍耳信號

HW_In‧‧‧W相之調整後霍耳信號

S1‧‧‧步驟

S3‧‧‧步驟

S5‧‧‧步驟

S7‧‧‧步驟

S9‧‧‧步驟

S11‧‧‧步驟

S13‧‧‧步驟

S17‧‧‧步驟

S19‧‧‧步驟

S21‧‧‧步驟

S23‧‧‧步驟

S25‧‧‧步驟

S27‧‧‧步驟

S29‧‧‧步驟

S31‧‧‧步驟

T1‧‧‧時間

T2‧‧‧時間

t‧‧‧時間

t1‧‧‧時刻

t2‧‧‧時刻

t3‧‧‧時刻

t4‧‧‧時刻

t11‧‧‧時刻

t12‧‧‧時刻

t13‧‧‧時刻

t14‧‧‧時刻

t15‧‧‧時刻

t16‧‧‧時刻

t17‧‧‧時刻

t21‧‧‧時刻

t22‧‧‧時刻

t23‧‧‧時刻

t24‧‧‧時刻

t25‧‧‧時刻

t31‧‧‧時刻

t32‧‧‧時刻

t33‧‧‧時刻

t34‧‧‧時刻

U_HS‧‧‧閘極信號

U_LS‧‧‧閘極信號

V_HS‧‧‧閘極信號

V_LS‧‧‧閘極信號

W_HS‧‧‧閘極信號

W_LS‧‧‧閘極信號

θ‧‧‧踏板反向旋轉累積量(相位角)

θ1‧‧‧值

圖1係表示具備馬達之腳踏車之外觀之圖。

圖2係馬達驅動控制器之功能方塊圖。

圖3(a)至(l)係用以說明馬達驅動之基本動作之波形圖。

圖4係第1實施形態之運算部之功能方塊圖。

圖5係表示與速度相應之最高效率回充電力之圖。

圖6係表示速度與目標回充量之關係之圖。

圖7係表示第1實施形態之控制係數之時間變化之一例的圖。

圖8係表示第1實施形態之控制係數之時間變化之一例的圖。

圖9係表示第2實施形態之控制係數與踏板反向旋轉累積量之關係之圖。

圖10係第2實施形態之運算部之功能方塊圖。

圖11係表示主要之處理流程之圖。

圖12係表示主要之處理流程之圖。

圖13(a)至(d)係表示回充控制之一例之圖。

圖14(a)至(f)係表示回充控制之一例之圖。

圖15(a)至(f)係表示回充控制之一例之圖。

圖16係利用微處理器實施之情形之功能方塊圖。

[實施形態1]

圖1係表示本實施形態中之電動輔助車即具備馬達之腳踏車之一例的外觀圖。該具備馬達之腳踏車1搭載有馬達驅動裝置。馬達驅動裝置包含二次電池101、馬達驅動控制器102、轉矩感測器103、制動感測器104a及104b、馬達105、及踏板旋轉感測器107。再者，於圖1中雖未示出，但馬達驅動裝置亦存在準備有指示進展模式(shape-up mode)之按鈕等之情形。

二次電池101係例如供給最大電壓(充滿電時之電壓)為24V之鋰離子二次電池，亦可為其他種類之電池、例如鋰離子聚合物二次電池、鎳氫蓄電池等。

轉矩感測器103係設置於安裝在曲柄軸之輪上，檢測搭乘者之踏板之踏力，並將該檢測結果輸出至馬達驅動控制器102。踏板旋轉感測器107係與轉矩感測器103同樣地，設置於安裝在曲柄軸之輪上，並將與旋轉相應之信號輸出至馬達驅動控制器102。再者，踏板旋轉感測器107除了旋轉相位角以外，亦可對踏板之正轉或反轉等旋轉方向進行檢測。

馬達105係例如周知之三相直流無刷馬達，且安裝於例如具備馬達之.腳踏車1之前輪。馬達105使前輪旋轉，並且以轉子隨著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)輸出至馬達驅動控制器102。

將與此種具備馬達之腳踏車1之馬達驅動控制器102相關之構成示於圖2。馬達驅動控制器102包含控制器1020、及FET(Field Effect Transistor，場效電晶體)橋接器1030。於FET橋接器1030中包含對於馬達105之U相進行開關之高側FET(Suh)及低側FET(Sul)、對於馬達105之V相進行開關之高側FET(Svh)及低側FET(Svl)、及對於馬達105之W相進行開關之高側FET(Swh)及低側FET(Swl)。該FET橋接器1030構成互補型開關放大器之一部分。

又，控制器1020包含運算部1021、踏板旋轉輸入部1023、車速輸入部1024、可變延遲電路1025、馬達驅動時序產生部1026、轉矩輸入部1027、制動輸入部1028、及AD(Analog-Digital，類比-數位)輸入部1029。

運算部1021使用自踏板旋轉輸入部1023之輸入、自車速輸入部1024之輸入、自轉矩輸入部1027之輸入、自制動輸入部1028之輸入、及自AD(Analog-Digital)輸入部1029之輸入進行以下所述之運算，並對馬達驅動時序產生部1026及可變延遲電路1025進行輸出。再者，運算部1021包含記憶體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，運算部1021亦存在藉由處理器執行程式而實現之情形，於此情形時亦存在將該程式記錄於記憶體10211之情形。

踏板旋轉輸入部1023將來自踏板旋轉感測器107之表示踏板旋轉相位角及旋轉方向之信號數位化並輸入至運算部1021。車速輸入部1024根據馬達105輸出之霍耳信號算出當前車速，並將其輸出至運算部1021。轉矩輸入部1027將來自轉矩感測器103之相當於踏力之信號數位化並輸出至運算部1021。制動輸入部1028根據來自制動感測器104a及104b之信號，將表示自制動感測器104a及104b之任一者均未接收到接通信號之未制動狀態、及自制動感測器104a或104b接收到接通信號之制動狀態之任一者的信號輸出至運算部1021。AD輸入部1029將來自二次電池101之輸出電壓數位化並輸出至運算部1021。又，記憶體10211亦存在與運算部1021分開設置之情形。

運算部1021將進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接收之進角值而調整霍耳信號之相位，並將其輸出至馬達驅動時序產生部1026。運算部1021將例如相當於PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調變)之工作週期比之PWM碼作為運算結果輸出至馬達驅動時序產生部1026。馬達驅動時序產生部1026基於來自可變延遲電路1025之調整後之霍耳信號及來自運算部1021之PWM碼，產生對於FET橋接器1030中所包含之各FET之開關信號並將其等輸出。

使用圖3(a)至(l)對圖2所示之構成之馬達驅動之基本動作進行說明。圖3(a)表示馬達105輸出之U相之霍耳信號HU，圖3(b)表示馬達105輸出之V相之霍耳信號HV，圖3(c)表示馬達105輸出之W相之霍耳信號HW。如此，霍耳信號表示馬達之旋轉相位。再者，此處並非將旋轉相位以連續值之形式獲得，亦可藉由其他感測器等獲得。如下所述般，於本實施形態中，以如圖3(a)至(c)所示般於稍微超前之相位輸出霍耳信號之方式設置馬達105之霍耳元件並使其可由可變延遲電路1025調整。因此，將如圖3(d)所示之U相之調整後霍耳信號HU_In自可變延遲電路1025輸出至馬達驅動時序產生部1026，將如圖3(e)所示之V相之調整後霍耳信號HV_In自可變延遲電路1025輸出至馬達驅動時序產生部1026，將如圖3(f)所示之W相之調整後霍耳信號HW_In自可變延遲電路1025輸出至馬達驅動時序產生部1026。

再者，將霍耳信號1週期作為電角度360度，並分成6個相。

又，如圖3(g)至(i)所示，於U相之端子產生所謂Motor_U反電動勢之反電動勢電壓，於V相之端子產生所謂Motor_V反電動勢之反電動勢電壓，於W相之端子產生所謂Motor_W反電動勢之反電動勢電壓。為了使相位對照此種馬達反電動勢電壓地賦予驅動電壓而驅動馬達105，而將如圖3(j)至(l)所示之開關信號輸出至FET橋接器1030之各FET之閘極。圖3(j)之U_HS表示U相之高側FET(Suh)之閘極信號，U_LS表示U相之低側FET(Sul)之閘極信號。PWM及「/PWM」以與作為運算部1021之運算結果之PWM碼相應之工作週期比表示接通/斷開之時間，由於為互補型，故而若PWM接通，則/PWM斷開，若PWM斷開，則/PWM接通。低側FET(Sul)之「On」之區間始終接通。圖3(k)之V_HS表示V相之高側FET(Svh)之閘極信號，V_LS表示V相之低側FET(Svl)之閘極信號。符號之含義與圖3(j)相同。進而，圖3(l)之W_HS表示W相之高側FET(Swh)之閘極信號，W_LS表示W相之低側 FET(Swl)之閘極信號。符號之含義與圖3(j)相同。

如此，U相之FET(Suh及Sul)於相1及2進行PWM之開關，U相之低側FET(Sul)於相4及5接通。又，V相之FET(Svh及Svl)於相3及4進行PWM之開關，V相之低側FET(Svl)於相6及1接通。進而，W相之FET(Swh及Swl)於相5及6進行PWM之開關，W相之低側FET(Swl)於相2及3接通。

若輸出此種信號並適當地控制工作週期比，則可以所需轉矩驅動馬達105。

其次，將本實施形態之運算部1021之功能方塊圖示於圖4。如圖4所示，運算部1021包含控制係數輸出部1201、回充目標算出部1202、乘法器1203、及PWM碼產生部1204。再者，乘法器1203及PWM碼產生部1204作為PWM控制部動作。

控制係數輸出部1201將根據來自踏板旋轉輸入部1023之踏板之旋轉方向而如下文所述之控制係數輸出至乘法器1203。又，回充目標算出部1202根據來自車速輸入部1024之車速等算出回充目標量，並輸出至乘法器1203。乘法器1203將控制係數與回充目標量相乘並將相乘結果輸出至PWM碼產生部1204。PWM碼產生部1204根據來自乘法器1203之輸出及車速等，產生相當於PWM之工作週期比之PWM碼，並將其輸出至馬達驅動時序產生部1026。

如上所述，回充目標算出部1202根據車速等算出回充目標量。例如，如圖5所示，根據車速決定回充效率最大之電能，如圖6所示，較佳為例如根據車速設定回充目標量，以便產生如此般回充效率最大之電能。但，關於回充目標量，對電能、工作週期比、轉矩、電流量等PWM碼產生部1204中之運算所使用之單位之量進行設定。例如，於以轉矩單位進行運算之情形時，預先特定出如回充效率最大之轉矩與車速之關係，回充目標算出部1202根據當前之車速算出轉矩之目標 量。再者，若車速因制動而降低，則回充目標量亦減少。又，如圖6所示之曲線為一例，亦存在基於馬達或電池保護等觀點設定曲線之情形。

乘法器1203將自控制係數輸出部1201輸出之控制係數之值C與自回充目標算出部1202輸出之回充目標量V相乘，並將C×V輸出至PWM碼產生部1204。PWM碼產生部1204根據車速等及C×V產生與工作週期比相應之PWM碼。例如，若V為轉矩，則C×V亦成為轉矩，故而根據轉矩C×V及與車速相應之轉矩，並藉由例如轉換係數等轉換為PWM碼。

其次，使用圖7及圖8對由控制係數輸出部1201輸出之控制係數進行說明。於圖7中表示時間t與控制係數之關係。於本實施形態中，若基於來自踏板旋轉感測器107之信號，踏板旋轉輸入部1023檢測到搭乘者使踏板向反方向旋轉，則控制係數輸出部1201將控制係數設定為上限值。而且，於來自踏板旋轉輸入部1023之信號表示使踏板固定或進而向反方向旋轉之情形時，控制係數輸出部1201不使控制係數之值變化。其後，若檢測到搭乘者使踏板向正方向旋轉，則控制係數輸出部1201將控制係數設定為0。如此，搭乘者可根據踏板之旋轉方向簡單地指示回充動作之接通及斷開。

但，若進行使回充控制量自最初起便為較大之值、或突然使回充控制量成為0等控制，則使搭乘者產生不適感。因此，較佳為如下之轉換速率(Slew Rate)控制，即，如圖8所示，若例如於時刻t1指示回充控制之開始，則控制係數之值例如花費時間T1逐漸上升，於時刻t2，控制係數之值達到上限值。同樣地，較佳為如下之轉換速率控制，即，即便於時刻t3指示回充控制之停止，亦使控制係數之值例如花費時間T2逐漸減少，於時刻t4，控制係數之值達到下限值。

再者，於本實施形態中，控制係數之上限值假定為「1」，但亦 可設定「1」以上之數值。視情形亦存在控制係數之上限值可根據時間改變之情形。對於控制係數之下限值亦假定為「0」，但亦可設定「0」以外之值。視情形亦存在控制係數之下限值可根據時間改變之情形。

如上所述，於本實施形態中，可實現如下情況，即，若檢測到搭乘者之踏板之反向旋轉之現象則開始回充動作，於回充動作開始後若檢測到所謂踏板之正向旋轉之情況則停止回充動作。即，根據搭乘者之意圖進行回充動作。

[實施形態2]

於第1實施形態中表示了僅可進行回充動作之接通及斷開之例，但於本實施形態中，可進行更加符合搭乘者之意圖之回充控制量之設定。

具體而言，設定如圖9所示之控制係數。即，於圖9之例中，橫軸表示踏板反向旋轉累積量(相位角)θ，縱軸表示控制係數。如此，於到達某一固定之值θ1之前控制係數與踏板反向旋轉累積量之增加成比例地增加。此時之斜率為(控制係數上限值)/θ1。而且，若踏板反向旋轉累積量達到θ1，控制係數達到上限值，則即便踏板反向旋轉累積量增加，控制係數亦固定為上限值。再者，於由踏板旋轉感測器107進行之旋轉相位角之檢測分散之情形時，控制係數以如由虛線描繪之形狀逐步(step by step)增加。另一方面，若使踏板之旋轉方向朝向正方向反轉，則使控制係數與自該時間點起之踏板正向旋轉量(相位角)成比例地減少。

因此，搭乘者於進行更大之回充之情形時，只要使踏板與欲增大之程度相應地反向旋轉即可，而於欲使一度變大之回充控制量變小之情形時，只要使踏板與欲減小之程度相應地正向旋轉即可。

再者，於轉矩感測器103檢測到轉矩之情形時，由於不適合進行 回充，故而使轉矩感測器103對轉矩之檢測為優先而停止回充動作。

為能夠進行此種動作，本實施形態之運算部1021具有如圖10所示之構成。運算部1021包含控制係數算出部1210、回充目標算出部1202、乘法器1203、PWM碼產生部1204、及控制有效最終判定部1211。再者，乘法器1203及PWM碼產生部1204作為PWM控制部而動作。對於具有與第1實施形態相同之功能之構成要素標註同一參照編號。

控制係數算出部1210根據來自踏板旋轉輸入部1023之表示旋轉方向及旋轉相位角之信號、及來自轉矩輸入部1027之表示轉矩之有無之信號，如下所述般算出控制係數，並將其輸出至控制有效最終判定部1211。又，控制有效最終判斷部1211根據來自轉矩輸入部1027之表示轉矩輸入有或無之信號及進展模式指示，判定是否將來自控制係數算出部1210之控制係數輸出至乘法器1203。再者，進展模式指示係例如由使用者自操作面板等輸入之指示，表示是否無條件地啟用回充。更具體而言，控制有效最終判定部1211於完成自轉矩輸入部1027輸入有轉矩輸入之情形時，將自控制係數算出部1210輸出之控制係數變更為下限值(例如0)而輸出。另一方面，於完成無轉矩輸入之輸入之情形時，控制有效最終判定部1211將自控制係數算出部1210輸出之控制係數直接輸出。又，控制有效最終判定部1211於接獲進展模式指示之情形時，亦即於即便在如所謂進展模式之類之轉矩輸入中亦刻意地進行回充之模式的情形時，即便存在轉矩輸入，亦將自控制係數算出部1210輸出之控制係數直接輸出。

而且，回充目標算出部1202根據來自車速輸入部1024之車速等算出回充目標量，並將其輸出至乘法器1203。乘法器1203將控制係數與回充目標量相乘並將相乘結果輸出至PWM碼產生部1204。PWM碼產生部1204根據來自乘法器1203之輸出及車速等，產生相當於PWM 之工作週期比之PWM碼，並將其輸出至馬達驅動時序產生部1026。

乘法器1203將自控制有效最終判定部1211輸出之控制係數之值C與自回充目標算出部1202輸出之回充目標量V相乘，並將C×V輸出至PWM碼產生部1204。PWM碼產生部1204根據車速等及C×V產生相當於工作週期比之PWM碼。例如，若V為轉矩，則C×V亦成為轉矩，故而根據轉矩C×V及與車速相應之轉矩，並藉由例如轉換係數等轉換為PWM碼。

其次，使用圖11及圖12對控制係數算出部1210之處理流程進行說明。控制係數算出部1210判斷是否已將控制中旗標設定為ON(接通)(圖11：步驟S1)。控制中旗標若為回充控制中則設定為ON，若非回充控制中則設定為OFF(斷開)。若控制中旗標為ON，則處理經由端子A進行至圖12之處理。

另一方面，若控制中旗標為OFF，則控制係數算出部1210判斷是否滿足回充控制之開始條件(步驟S3)。所謂回充控制之開始條件係指自踏板旋轉輸入部1023接收到表示踏板反向旋轉之信號。再者，來自轉矩輸入部1027之信號亦表示無轉矩。於未滿足回充控制之開始條件之情形時，處理進行至步驟S9。

另一方面，於滿足回充控制之開始條件之情形時，控制係數算出部1210將控制中旗標設定為ON(步驟S5)。繼而，控制係數算出部1210對控制係數設定對應於自踏板旋轉輸入部1023接收之初始反向旋轉量(反向旋轉之相位角)之值(步驟S7)。繼而，處理進行至步驟S9。將該控制係數之值輸出至乘法器1203，並算出該控制係數之值與來自回充目標算出部1202之輸出即回充目標量之積，將該積輸出至PWM碼產生部1204。

繼而，控制係數算出部1210判斷是否為結束處理之階段(步驟S9)。例如，判斷是否已由搭乘者指示電源斷開。於處理未結束之情 形時，處理返回至步驟S1。另一方面，若為結束處理之階段，則結束處理。

然後，進行至圖12之處理之說明，控制係數算出部1210判斷是否滿足回充控制之停止條件(步驟S11)。所謂回充控制之停止條件係指接收到來自轉矩輸入部1027之表示有轉矩之信號之情形、或控制係數成為下限值(例如0)之情形。其原因在於，若有轉矩，則就搭乘者之負荷之觀點而言不適合進行回充控制。又，其原因在於，一旦控制係數成為下限值，則踏板成為正向旋轉之狀態，故而要防備此後之踏板之反向旋轉。

於滿足回充控制之停止條件之情形時，控制係數算出部1210將控制中旗標設定為OFF(步驟S13)。於檢測到轉矩之情形時，使控制係數之值保持當前狀態，而決定藉由控制有效最終判定部1211直接輸出或設為下限值(例如0)。其後，處理經由端子B返回至圖11之步驟S9。

另一方面，於未滿足回充控制之停止條件之情形時，控制係數算出部1210判斷來自踏板旋轉輸入部1023之信號是否表示踏板之反向旋轉(步驟S17)。於踏板反向旋轉之情形時，控制係數算出部1210根據控制係數+△Ru ＊ △旋轉量(此次檢測出之正向旋轉相位角)更新控制係數之值(步驟S19)。關於△Ru，其係預先設定之增加量。但，不會增加至超過預先設定之上限值(例如1)。因此，控制係數算出部1210判斷控制係數之值是否成為上限值以上(步驟S25)。若未達上限值，則處理經由端子B返回至圖11之步驟S9。另一方面，若為上限值以上，則控制係數算出部1210將控制係數設定為控制係數之上限值(例如1)(步驟S27)。將該控制係數之新的值輸出至乘法器1203。繼而，處理經由端子B返回至圖11之步驟S9。

另一方面，於踏板並非反向旋轉之情形時，控制係數算出部1210判斷來自踏板旋轉輸入部1023之信號是否表示踏板之正向旋轉 (步驟S21)。於踏板正向旋轉之情形時，控制係數算出部1210根據控制係數-△Rd ＊ △旋轉量(此次檢測出之反向旋轉相位角)更新控制係數之值(步驟S23)。關於△Rd，其係預先設定之減少量。△Rd有時與△Ru一致，有時不一致。但，不會減少至小於預先設定之下限值(例如0)。因此，控制係數算出部1210判斷控制係數之值是否為控制係數之下限值以下(步驟S29)。於超過下限值之情形時，處理經由端子B返回至圖11之步驟S9。另一方面，若為下限值以下，則控制係數算出部1210將控制係數設定為控制係數之下限值(步驟S31)。將該控制係數之新的值輸出至乘法器1203。繼而，處理經由端子B返回至圖11之步驟S9。另一方面，於踏板之旋轉方向既非反向旋轉亦非正向旋轉之情形時、即停止之情形時，處理經由端子B返回至圖11之步驟S9。

藉由進行如上之處理，若搭乘者使踏板反向旋轉，則進行與反向旋轉之旋轉相位角相應之量之回充控制，若使踏板正向旋轉，則回充控制之量與該旋轉相位角相應地減少。即，若未檢測到轉矩，則可利用踏板之旋轉調整回充控制之量。

其次，使用圖13至圖15對利用圖11及圖12所示之處理流程實現之回充控制之例進行說明。

圖13(a)表示控制係數之值之時間變化，圖13(b)表示踏板之旋轉累積量(踏板之反方向之累積旋轉相位角)之時間變化，圖13(c)表示轉矩之有無之時間變化，圖13(d)表示控制中旗標(ON或OFF)之時間變化。再者，踏板之旋轉累積量係下側表示反向旋轉之累積量，上側表示正向旋轉之累積量。又，關於轉矩之有無，實際上存在波動(ripple)，但此處進行簡化而僅表示有無。

於時刻t11之前，未檢測到踏板之旋轉且亦未檢測到轉矩。當到達時刻t11時便檢測到踏板之反方向之旋轉，故而將控制中旗標設定為ON。其後於時刻t12之前，踏板反向旋轉累積量增加，故而控制係 數之值增加。當到達時刻t12時，踏板以檢測不到轉矩之程度之旋轉速度正向旋轉，故而於時刻t13之前，踏板反向旋轉累積量減少，控制係數之值亦減少。其後，當到達時刻t13時，踏板再次反向旋轉，故而踏板反向旋轉累積量亦增加，控制係數之值亦增加。由於時刻t13以後之踏板之旋轉速度快於時刻t11以後之踏板之旋轉速度，故而踏板反向旋轉累積量急遽增加。但，當到達時刻t14時，踏板反向旋轉累積量雖仍增加，但控制係數之值因達到上限值而固定於上限值。

其後，當到達時刻t15時，踏板以不產生轉矩之程度之旋轉速度正向旋轉，故而控制係數之值開始減少。若繼續正向旋轉，則於時刻t16，控制係數之值成為0，控制中旗標亦設定為OFF。再者，由於控制係數之值達到上限值後亦使踏板反向旋轉，故而於時刻t16，控制係數之值成為0，踏板反向旋轉累積量具有偏差(offset)。但，由於控制中旗標成為斷開，故而忽視該偏差，若再次使踏板反向旋轉，則成為時刻t11之狀態。

又，圖14表示其他情形。圖14(a)表示電動輔助車所行駛之地面之海拔之時間變化，圖14(b)表示速度之時間變化，圖14(c)表示踏板之旋轉累積量之時間變化，圖14(d)表示轉矩之有無之時間變化，圖14(e)表示控制係數之時間變化，圖14(f)表示控制中旗標(ON及OFF)之時間變化。再者，踏板之旋轉累積量係下側表示反向旋轉之累積量，上側表示正向旋轉之累積量。又，關於轉矩之有無，實際上存在波動，但此處進行簡化而僅表示有無。

圖14表示自平坦之道路下坡後立即呈現平緩之上坡路之情形，至時刻t21為止平坦，搭乘者蹬踏板使之正向旋轉，故而檢測到轉矩，控制中旗標為OFF且控制係數亦成為0。若開始下坡，則停止踏板之旋轉而變得檢測不到轉矩，且速度上升。但，由於在時刻t22之前未檢測到踏板之反向旋轉，故而控制中旗標為OFF且控制係數亦成 為0。繼而，於時刻t22，若檢測到踏板之反向旋轉，則開始回充控制，將控制中旗標設定為ON，踏板反向旋轉累積量增加，故而控制係數亦隨之增加。若如此，則回充制動開始起作用，故而速度之上升得到抑制。當到達時刻t23時，停止踏板之反向旋轉，故而踏板反向旋轉累積量不再變化，控制係數亦不再變化，且速度亦大致固定。其後，於時刻t24下坡後立即為上坡路，速度急遽降低，故而於時刻t25使踏板正轉，不使其倒下。若如此，則變得檢測到轉矩，故而控制中旗標成為OFF，且藉由控制有效最終判定部1211將控制係數設定為下限值(此處為0)(圖14(e)中一點鏈線所示之部分)。如此，若於檢測到轉矩之情形時繼續回充，則於開始上坡時會對搭乘者施加較大之負荷，故而較佳為於檢測到轉矩之情形時立即斷開回充控制。

又，於圖15中表示其他情形。圖15(a)表示電動輔助車所行駛之地面之海拔之時間變化，圖15(b)表示速度之時間變化，圖15(c)表示踏板之旋轉累積量之時間變化，圖15(d)表示轉矩之有無之時間變化，圖15(e)表示控制係數之時間變化，圖15(f)表示控制中旗標(ON及OFF)之時間變化。再者，踏板之旋轉累積量係下側表示反向旋轉之累積量，上側表示正向旋轉之累積量。又，關於轉矩之有無，實際上存在波動，但此處進行簡化而僅表示有無。

圖15表示搭乘者於平坦之道路上行駛過程中在時刻t31識別出信號燈變紅之情況而停止踏板之正向旋轉之情形。即，於時刻t31變得檢測不到轉矩。若如此，則速度雖略微降低，但判斷出於信號燈前無法迅速停止之搭乘者於時刻t32使踏板反向旋轉。若如此，則於時刻t32控制中旗標成為ON，而踏板之反向旋轉累積量增加，故而控制係數亦隨之增加。但，當到達時刻t33時，停止踏板之反向旋轉，故而控制係數之增加亦停止。若如此，則藉由回充制動而使速度逐漸降低，並於信號燈處停止。如此，利用踏板之反向旋轉之大小調整回充 制動之強度，而變得可適當減速。

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該等。例如，於第1實施形態中亦可如第2實施形態般根據轉矩檢測將控制係數設定為下限值(例如0)。

再者，於上述之例中係如日本專利第5100920號公報所示般假定將踏板旋轉感測器107與轉矩感測器103分開設置而進行說明，但亦可例如日本專利特開2012-13626號公報所揭示般，使用如下構造之感測器，即，將踏板旋轉感測器107與轉矩感測器103一體化並根據踏板之旋轉資訊算出轉矩。

又，於上述之例中，表示了不管理踏板之累積旋轉量而算出控制係數之例，但亦可於管理踏板之累積旋轉量後算出與該踏板之累積旋轉量相應之控制係數。

又，對於運算部1021之一部分存在藉由專用之電路實現之情形，亦存在藉由微處理器執行程式而實現如上所述之功能之情形。

又，對於馬達驅動控制器102之一部分或全部存在藉由專用之電路實現之情形，亦存在藉由微處理器執行程式而實現如上所述之功能之情形。

於此情形時，馬達驅動控制器102係如圖16所示般，以匯流排4519連接RAM(Random Access Memory)4501、處理器4503、ROM(Read Only Memory)4507及感測器群4515。用以實施本實施形態中之處理之程式儲存於ROM4507，且於存在作業系統(OS：Operating System)之情形時該作業系統亦儲存於ROM4507，且於藉由處理器4503執行時自ROM4507讀出至RAM4501。再者，ROM4507亦記錄除閾值以外之參數，亦讀出此種參數。處理器4503控制上述感測器群4515而取得測定值。又，關於處理中途之資料，其係儲存於RAM4501。再者，處理器4503既存在包含ROM4507之情形，進而亦 存在包含RAM4501之情形。於本技術之實施形態中，用以實施上述處理之控制程式亦存在儲存於電腦可讀取之可移磁碟而分配，並藉由ROM寫入器寫入至ROM4507之情形。此種電腦裝置係藉由上述處理器4503、RAM4501、ROM4507等硬體與程式(視情形亦可為OS)有機地協動而實現如上所述之各種功能。

1023‧‧‧踏板旋轉輸入部

1201‧‧‧控制係數輸出部

1202‧‧‧回充目標算出部

1203‧‧‧乘法器

1204‧‧‧PWM碼產生部

Claims (8)

1. 一種馬達驅動控制裝置，其包含：驅動控制部，其控制馬達之驅動；及回充控制部，其於自偵測踏板之旋轉方向之踏板旋轉感測器接收到表示上述踏板之旋轉方向為反轉之信號之情形時，指示上述驅動控制部開始回充。
2. 如請求項1之馬達驅動控制裝置，其中上述回充控制部於指示開始上述回充後，在自上述踏板旋轉感測器接收到表示上述踏板之旋轉方向為正轉之信號之情形時，指示上述驅動控制部停止上述回充。
3. 如請求項1之馬達驅動控制裝置，其中上述回充控制部於指示開始上述回充後，在自轉矩感測器接收到表示檢測到轉矩之信號之情形時，指示上述驅動控制部停止上述回充。
4. 如請求項1或3之馬達驅動控制裝置，其中上述回充控制部包含控制係數算出部，該控制係數算出部係於指示開始上述回充後，根據自上述踏板旋轉感測器獲得之上述踏板之旋轉量及上述踏板之旋轉方向，算出相對於回充目標量之控制係數，並且上述驅動控制部根據上述回充目標量及上述控制係數而控制上述馬達之驅動。
5. 如請求項1之馬達驅動控制裝置，其中上述回充控制部包含控制係數算出部，該控制係數算出部係於指示開始上述回充後，在自上述踏板旋轉感測器獲得之上述踏板之旋轉方向為反轉之情形時，根據自上述踏板旋轉感測器 獲得之上述踏板之旋轉量而使相對於回充目標量之控制係數增加，在自上述踏板旋轉感測器獲得之上述踏板之旋轉方向為正轉之情形時，根據自上述踏板旋轉感測器獲得之上述踏板之旋轉量而使上述控制係數減少，並且上述驅動控制部根據上述回充目標量及上述控制係數而控制上述馬達之驅動。
6. 如請求項5之馬達驅動控制裝置，其中上述回充控制部於指示開始上述回充後，在自轉矩感測器接收到表示檢測到轉矩之信號之情形時，指示上述驅動控制部停止上述回充。
7. 如請求項3或6之馬達驅動控制裝置，其中上述踏板旋轉感測器與上述轉矩感測器為一體。
8. 一種電動輔助車，其具有如請求項1至7中任一項之馬達驅動控制裝置。