TWI650268B - 馬達驅動控制裝置 - Google Patents

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TWI650268B
TWI650268B TW100148106A TW100148106A TWI650268B TW I650268 B TWI650268 B TW I650268B TW 100148106 A TW100148106 A TW 100148106A TW 100148106 A TW100148106 A TW 100148106A TW I650268 B TWI650268 B TW I650268B
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田中正人
Kazuo Asanuma
淺沼和夫
Yasuo Hosaka
保坂康夫
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微空間股份有限公司
Taiyo Yuden Co., Ltd.
太陽誘電股份有限公司
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Abstract

本馬達驅動控制裝置包括：平滑化處理部，其使用踏板輸入轉矩之複數個時刻之值實施平滑化處理而算出第1平滑化轉矩值；缺損率輸出部，其求出複數個時刻中踏板輸入轉矩之輸入不足之時刻之比例；輔助轉矩算出部，其實施將踏板輸入轉矩與藉由平滑化處理部而算出之第1平滑化轉矩值根據缺損率輸出部之輸出混合之演算處理而算出輔助轉矩；及驅動處理部，其使用藉由該輔助轉矩算出部而算出之輔助轉矩而實施用於驅動馬達之處理。

Description

馬達驅動控制裝置
本發明係關於一種馬達驅動控制。
例如於電動輔助自行車中，根據踏板踏力及預先設定之輔助比而驅動馬達。於簡單之例中，有時亦採用對與踏板踏力相對應之踏板輸入轉矩乘以對應踏板踏力之輔助比之輔助轉矩。然而，於法律上禁止在高速行駛時進行輔助之情形時，為避免突然停止輔助，亦進行如若達到特定車速以上則根據車速使輔助比逐漸減少之控制。
圖1中單純表示對踏板踏力乘以輔助比時之輔助轉矩之時間變化。於圖1中，虛線表示踏板輸入轉矩，實線表示對該踏板輸入轉矩乘以對應踏板踏力之輔助比之輔助轉矩。如此，踏板輸入轉矩以波動形式輸入，因此只要乘以對應踏板踏力之輔助比，則輔助轉矩本身亦變為波動形式。於此種情形時，未施加踏板踏力之時刻之輔助變弱，因此輔助感欠佳。又，由於輔助轉矩暫時變大，因此馬達驅動電流之波峰亦變大，就電性效率之視點而言亦成為損失較大之驅動。
再者，於日本專利3955152號公報中，揭示有如下技術：快速追隨適應行駛環境之變化或所檢測之人力驅動力之變動，可始終決定最佳之輔助比率而行駛、驅動，因此於作為車輛之乘坐感覺方面亦不會對操作者等產生不適感，可進行自然且順利之行駛。具體而言，帶輔助動力裝 置之車輛之控制裝置係對用於進行行駛之車輛行駛部，賦予根據踏板曲柄之旋轉運動而脈動之人力驅動力及來自輔助動力驅動部之輔助動力者，其包括：檢測部，其對人力驅動力進行檢測；算出部，其算出經檢測之人力驅動力成為限制輔助動力時之閾值以上之期間之由人力驅動力產生之工作量；校正部，其於成為閾值以下之時刻以後，將對應經檢測之人力驅動力之輸出電流根據計算出之工作量進行增加校正而獲得輔助動力；及控制部，其以輸出經校正之輔助動力之方式進行控制。就此種控制而言，存在當開始踩踏時期望大轉矩時亦受到限制之問題。
又，於日本專利特開平8-295285號公報中揭示有用於使上坡路等之行駛性提高之技術。具體而言，於構成包括藉由踏板踏力而驅動車輪之人力驅動機構及對車輪賦予對應上述踏力之大小之輔助驅動力之輔助驅動機構，且將上述踏板踏力與輔助驅動力之合力供給至車輪之動力輔助車輛之驅動裝置之情形時，包括：踏力週期檢測部，其對上述踏板踏力之週期tn(t1~t5)進行檢測；及延遲時間控制部，其使輔助驅動力之賦予延遲時間(tn×常數C)與該踏力週期tn成比例。根據該技術，以輔助驅動力極大時近似於踏力極小時之方式使輔助驅動力之賦予延遲，因此藉由以輔助驅動力補充踏力之低谷而可供給經平均化之固定合力。藉此抑制合力之變動，於行駛在上坡路等時之合力之波谷所致之速度下降變小，從而獲得穩定之行駛性。然而，由於輔助驅動力延遲並相加，因此於開始踩踏時無法應付。同 樣，無法適當進行上坡等必需增大輔助之情形以外之處理。
進而，於日本專利第3301811號公報中揭示有於根據踏力而控制馬達輸出之情形時，使電池之可放電之容量增大而電池壽命亦延長之技術。具體而言，於並列設置人力驅動系統與電性驅動系統，對應人力之踏力之變化而控制電性驅動系統之輸出之帶電動馬達之自行車中，包括：踏力檢測部，其對踏力進行檢測；馬達輸出演算部，其於CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)中形成且根據每固定時間dt而求出之踏力之一個週期內之測量值而決定持續至下一個週期間之固定之電動馬達之輸出；及輸出控制部，其產生所求出之馬達輸出。然而，於每固定時間內進行處理之情形時，無法追隨不斷變化之踏板踏力週期而進行適當之輔助。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3301811號公報
[專利文獻2]日本專利特開平8-295285號公報
[專利文獻3]日本專利3955152號公報
因此，本發明之目的在於提供一種開始踩踏電動輔助自行車時等可提供足夠輔助之技術。
又，本發明之另一目的在於提供一種用於追隨週期可變 之轉矩需求而算出適當之目標轉矩之技術。
本發明之第1態樣之馬達驅動控制裝置包括：(A)平滑化處理部，其使用踏板輸入轉矩之複數個時刻之值而實施平滑化處理並算出第1平滑化轉矩值；(B)缺損率輸出部，其求出複數個時刻中踏板輸入轉矩之輸入不足之時刻之比例；(C)輔助轉矩算出部，其實施將踏板輸入轉矩與藉由平滑化處理部而算出之第1平滑化轉矩值根據缺損率輸出部之輸出而混合之演算處理，從而算出輔助轉矩；及(D)驅動處理部，其使用藉由輔助轉矩算出部而算出之輔助轉矩而實施用於驅動馬達之處理。
上述比例於開始踩踏時等成為較高值，結果踏板輸入轉矩以較大之比例與第1平滑化轉矩值相加，因此於開始踩踏時等可實現足夠輔助。
又，以上所述之平滑化處理部可包括過濾器，該過濾器係將相當於可變週期之上述踏板輸入轉矩之1個週期(除1個週期外，亦包括大致1個週期之情形)之可變期間內之上述複數個時刻之上述踏板輸入轉矩之值之移動平均或加權移動平均作為上述第1平滑化轉矩值而算出。如此，則適當追隨可變週期之踏板輸入轉矩而算出適當之平滑化轉矩值。
進而，以上所述之過濾器有時為FIR(Finite Impulse Response，有限脈衝回應)過濾器。於此情形時，亦存在以對應可變期間之兩端部分之FIR過濾器之分接頭係數之值 順利向對應可變期間之其他部分之分接頭係數之值變化之方式進行設定之情形。例如，即便於對踏板輸入轉矩之同步略有偏差之情形時，亦可算出適當之第1平滑化轉矩值。
進而，以上所述之輔助轉矩算出部可更包括轉矩加算部，該轉矩加算部係將第1平滑化轉矩值與校正值之加算結果即第2平滑化轉矩值和踏板輸入轉矩之值藉由正或負之任意係數值而加權相加。藉由應用此種轉矩加算部，而可根據多種情況算出適當之輔助轉矩值。
又，以上所述之輔助轉矩算出部亦可更包括轉矩加算部，該轉矩加算部係自第1平滑化轉矩值與校正值之加算結果即第2平滑化轉矩值減去踏板輸入轉矩之值而算出第1轉矩值，於對第1轉矩值乘以正或負之任意平滑係數值後加上第2平滑化轉矩值。藉由採用此種安裝方法，亦可根據多種情況算出適當之輔助轉矩值。
再者，亦存在以與所設定之輔助比之上升連動而平滑係數值變大之方式進行設定之情形。
本發明之第2態樣之馬達驅動控制裝置包括：(A)平滑化處理部，其算出相當於可變週期之轉矩需求之1個週期之期間內之轉矩需求之移動平均或加權移動平均；(B)算出部，其實施使用平滑化處理部之處理結果與轉矩需求之演算處理而算出對應轉矩需求之目標轉矩；及(C)驅動處理部，其使用藉由算出部而算出之目標轉矩而實施用於驅動馬達之處理。
根據可變週期之轉矩需求之相位推移使該轉矩需求適當平滑化，並且進而使用轉矩需求算出目標轉矩，由此可相對於轉矩需求進行適當之馬達驅動。再者，平滑化處理部有時亦根據對應馬達之旋轉而產生之脈衝信號使轉矩需求之取樣時序發生變化。
再者，以上所述之平滑化處理部有時亦為FIR過濾器。於此情形時，亦存在以對應上述期間之兩端部分之FIR過濾器之分接頭係數之值順利向對應上述期間之其他部分之分接頭係數之值變化之方式進行設定之情形。於無法完全跟隨可變週期之轉矩需求之相位推移之情形時，亦可適當平滑化。
進而，以上所述之平滑化處理部有時亦為FIR過濾器。於此情形時，以上所述之算出部可包括：缺損比例算出部，其算出輸入至FIR過濾器之轉矩需求之值變為0之比例；及平滑化轉矩值算出部，其將FIR過濾器之輸出與轉矩需求之值根據上述比例混合而算出平滑化轉矩值。如此，即便於如開始踩踏般仍未輸入轉矩需求之狀態下，當轉矩需求較大時亦可輸出足夠大的目標轉矩。
又，以上所述之算出部亦可更包括轉矩加算部，該轉矩加算部係將平滑化處理部之處理結果與轉矩需求之值藉由正或負之任意係數值而加權相加。如此，則可根據多種情況設定適當之目標轉矩。
又，以上所述之算出部亦可更包括轉矩加算部，該轉矩加算部係自平滑化處理部之處理結果減去轉矩需求之值而 算出第1轉矩值，於對第1轉矩值乘以正或負之任意平滑係數值後加上平滑化轉矩值或平滑化轉矩值之特定數倍之值。藉由此種安裝方法，亦可根據多種情況設定適當之目標轉矩。
進而，第2態樣之馬達驅動控制裝置可更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由檢測部而檢測出之下側波封之值而決定上述係數值。藉由車速之下側波封之高低而可把握行駛狀態，因此只要藉此決定係數值，則可算出對應情況之適當之目標轉矩。
進而，第2態樣之馬達驅動控制裝置亦可更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封及上側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由檢測部而檢測之下側波封之值及上側波封之值而決定以上所述之係數值。若不僅使用下側波封亦使用上側波封，則可進一步適當把握情況，並且可算出與此相對應之適當之目標轉矩。
又，第2態樣之馬達驅動控制裝置亦可更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由檢測部而檢測之下側波封之值，對上述平滑係數值與上述特定數之至少一者進行檢定。
進而，第2態樣之馬達驅動控制裝置亦可更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封及上側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由檢測部而檢測之下側波封之值及上側波封之值，而決定平滑係數值與特定數之至少一 者。
再者，可製成用於使微處理器實施如上所述之處理之程式，該程式例如儲存於軟碟、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory，緊密光碟-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))、硬碟等電腦可讀取之記憶媒體或記憶裝置。再者，關於處理途中之資料，暫時保管於RAM(Random Access Memory，隨機存儲記憶體)等記憶裝置。
根據本發明，於開始踩踏電動輔助自行車時等可提供足夠輔助。
又，根據本發明之另一態樣，可追隨週期可變之轉矩需求而算出適當之目標轉矩。
圖2係表示本實施形態之電動輔助自行車之一例之外觀圖。該電動輔助自行車1為曲柄軸與後輪經由鏈條而連結之一般性的後輪驅動型，且搭載有馬達驅動裝置。馬達驅動裝置包括二次電池101、馬達驅動控制器102、轉矩感測器103、制動感測器104、馬達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、氫化鎳蓄電池等。
轉矩感測器103設置於安裝在曲柄軸之滾輪上，對搭乘者對踏板之踏力進行檢測，並且將其檢測結果輸出至馬達 驅動控制器102。
制動感測器104包括磁鐵及眾所周知之舌簧開關。磁鐵於固定製動桿並且送通制動線之殼體內，固定於與制動桿連結之制動線。當手握持制動桿時使舌簧開關為導通狀態。又，舌簧開關固定於殼體內。該舌簧開關之導通信號發送至馬達驅動控制器102。
馬達105例如係眾所周知之三相直流無刷馬達，例如安裝於電動輔助自行車1之前輪。馬達105使前輪旋轉，並且將轉子與前輪連結以使轉子根據前輪之旋轉而旋轉。進而，馬達105包括霍耳元件等旋轉感測器且將轉子之旋轉資訊(即霍耳信號)輸出至馬達驅動控制器102。
操作面板106例如自使用者接收有關輔助之有無之指示輸入，並且將該指示輸入輸出至馬達驅動控制器102。再者，操作面板106亦可自使用者接收輔助比之設定輸入，並且將該設定輸入輸出至馬達驅動控制器102。
將關於此種電動輔助自行車1之馬達驅動控制器102之構成示於圖3。馬達驅動控制器102包括控制器1020及FET(Field Effect Transistor，場效電晶體)電橋1030。FET電橋1030中包括針對馬達105之U相進行切換之高端FET(Suh)及低端FET(Su1)、針對馬達105之V相進行切換之高端FET(Svh)及低端FET(Sv1)、針對馬達105之W相進行切換之高端FET(Swh)及低端FET(Sw1)。該FET電橋1030構成互補型切換放大器之一部分。又，FET電橋1030中為測定其溫度而設置有熱阻器108。
又，控制器1020包括演算部1021、溫度輸入部1022、電流檢測部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。
演算部1021使用來自操作面板106之輸入(例如導通/斷開及動作模式(例如輔助比))、來自溫度輸入部1022之輸入、來自電流檢測部1023之輸入、來自車速輸入部1024之輸入、來自轉矩輸入部1027之輸入、來自制動輸入部1028之輸入、來自AD輸入部1029之輸入進行以下所述之演算。繼而，對馬達驅動時序產生部1026及可變延遲電路1025輸出。再者，演算部1021包括記憶體10211，記憶體10211儲存用於演算之各種資料及處理途中之資料等。進而，演算部1021有時亦藉由處理器執行程式而實現，於此情形時，該程式有時亦記錄於記憶體10211中。
溫度輸入部1022將來自熱阻器108之輸入數位化並輸出至演算部1021。電流檢測部1023藉由對流通於FET電橋1030內之FET之電流進行檢測之檢測電阻107，而將對應電流之電壓值數位化並輸出至演算部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，並輸出至演算部1021。轉矩輸入部1027將相當於來自轉矩感測器103之踏力之信號數位化並輸出至演算部1021。制動輸入部1028將相當於來自制動感測器104之制動力之信號數位化並輸出至演算部1021。AD(Analog-Digital，類比-數位)輸入部1029將來自二次電池101之輸出電壓數位化並輸出至 演算部1021。又，記憶體10211有時亦與演算部1021分開設置。
演算部1021將進角值作為演算結果輸出至可變延遲電路1025。可變延遲電路1025根據自演算部1021接收之進角值而調整霍耳信號之相位並輸出至馬達驅動時序產生部1026。演算部1021將例如相當於PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調變)之負載比之PWM碼作為演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根據來自可變延遲電路1025之調整後之霍耳信號與來自演算部1021之PWM碼，產生FET電橋1030中所含之各FET所對應之切換信號並輸出。
使用圖4(a)至(l)說明圖3所示之構成之馬達驅動之基本動作。圖4(a)表示馬達105輸出之U相之霍耳信號HU，圖4(b)表示馬達105輸出之V相之霍耳信號HV，圖4(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，並非將旋轉相位作為連續值而獲得，亦可藉由其他感測器等而獲得。如下所述，於本實施形態中，以霍耳信號如圖4所示般以略上升之相位輸出之方式設置馬達105之霍耳元件，且可藉由可變延遲電路1025進行調整。因此，如圖4(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，如圖4(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，如圖4(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個週期設為電性角360度，並且分為6個相位。
又，如圖4(g)至(i)所示，產生U相端子為Motor_U反電動勢，V相端子為Motor_V反電動勢，W相端子為Motor_W反電動勢之反電動勢電壓。為根據相位對此種馬達反電動勢電壓賦予驅動電壓而驅動馬達105，而將如圖4(j)至(l)所示之切換信號輸出至FET電橋1030之各FET之閘極。圖4(j)之U_HS表示U相之高端FET(Suh)之閘極信號，U_LS表示U相之低端FET(Su1)之閘極信號。PWM及「/PWM」表示藉由對應演算部1021之演算結果即PWM碼之負載比而進行導通/斷開之期間，由於為互補型，因此若PWM導通，則/PWM斷開，若PWM斷開，則/PWM導通。低端FET(Su1)之「On」之區間始終為導通。圖4(k)之V_HS表示V相之高端FET(Svh)之閘極信號，V_LS表示V相之低端FET(Sv1)之閘極信號。符號之意義與圖4(j)相同。進而，圖4(l)之W_HS表示W相之高端FET(Swh)之閘極信號，W_LS表示W相之低端FET(Sw1)之閘極信號。符號之意義與圖4(j)相同。
如此，U相之FET(Suh及Su1)於相位1及2進行PWM之切換，U相之低端FET(Su1)於相位4及5變為導通。又，V相之FET(Svh及Sv1)於相位3及4進行PWM之切換，V相之低端FET(Sv1)於相位6及1變為導通。進而，W相之FET(Swh及Sw1)於相位5及6進行PWM之切換，W相之低端FET(Sw1)於相位2及3變為導通。
只要輸出此種信號並適當控制負載比，則可以所期望之轉矩驅動馬達105。
繼而，將演算部1021之功能方塊圖示於圖5。演算部1021包括再生制動目標轉矩演算部1201、再生有效化部1202、驅動轉矩目標演算部1203、輔助有效化部1204、加算部1206、第1負載比換算部1211、轉矩通過速率限制部1212、第2負載比換算部1213、速度通過速率限制部1215、加算部1216、及PWM碼產生部1217。
來自車速輸入部1024之車速值及來自轉矩輸入部1027之踏板轉矩值輸入至驅動轉矩目標演算部1203，並且算出輔助轉矩值。驅動轉矩目標演算部1203之演算內容於以下進行詳細敍述。
又，再生制動目標轉矩演算部1201根據來自車速輸入部1024之車速值，而算出例如依據預先設定之曲線之再生制動目標轉矩值。該曲線係表示與車速值為相反極性且成為車速值之絕對值之一半以下(「一半以下」例如亦包括超過「一半」數%左右之情形)之關係之曲線。如此，則無論為多大速度，亦可以某種程度之效率進行再生。再者，關於該處理，由於並非為本實施形態之主旨，因此以下不再進行敍述。
於本實施形態中，若自制動輸入部1028輸入表示存在制動之輸入信號，則再生有效化部1202將來自再生制動目標轉矩演算部1201之再生目標轉矩值輸出至加算部1206。於除此以外之情形時，輸出0。另一方面，若自制動輸入部 1028輸入表示無制動之輸入信號，則輔助有效化部1204輸出來自驅動轉矩目標演算部1203之輔助轉矩值。於除此以外之情形時，輸出0。
加算部1206將來自再生有效化部1202之再生目標轉矩值之極性反轉並輸出，或者直接輸出來自輔助有效化部1204之輔助轉矩值。以下，為簡化說明，將輔助轉矩值及再生目標轉矩值簡稱為目標轉矩值。
第1負載比換算部1211對來自加算部1206之目標轉矩值乘以換算係數dt而算出轉矩負載碼，並且輸出至轉矩通過速率限制部1212。轉矩通過速率限制部1212對來自第1負載比換算部1211之輸出實施已知之通過速率限制處理，並且將處理結果輸出至加算部1216。
又，第2負載比換算部1213對車速值乘以換算係數ds而算出車速負載碼，並且輸出至速度通過速率限制部1215。速度通過速率限制部1215對來自第2負載比換算部1213之輸出實施已知之通過速率限制處理，並且將處理結果輸出至加算部1216。
加算部1216將來自轉矩通過速率控制部1212之轉矩負載碼與來自速度通過速率限制部1215之車速負載碼相加而算出負載碼，並且輸出至PWM碼產生部1217。PWM碼產生部1217對負載碼乘以來自AD輸入部1029之電池電壓/基準電壓(例如24V)而產生PWM碼。PWM碼輸出至馬達驅動時序產生部1026。
本實施形態之驅動轉矩目標演算部1203具有例如圖6所 示之功能。即，驅動轉矩目標演算部1203包括零檢測部3001、停止檢測部3002、缺損率輸出部3003、初始校正部3004、車輪旋轉連動LPF(Low Pass Filter，低通濾波器)部3005、加算部3006、加算部3007、逆波轉矩處理部3008、已平滑之轉矩處理部3009、加算部3010、變速處理部3011、輔助比上限降額部3012、已限制之輔助比輸出部3013、及平滑率決定部3014。
零檢測部3001將來自轉矩輸入部1027之踏板輸入轉矩值中出現0而變為導通之檢測信號輸出至缺損率輸出部3003，將出現除0以外而變為斷開之檢測信號輸出至缺損率輸出部3003。又，停止檢測部3002根據來自車速輸入部1024之車速值而判斷電動輔助自行車1是否停止，於判斷為停止之情形時，將停止信號輸出至缺損率輸出部3003。
缺損率輸出部3003包括計數器，若自零檢測部3001接收導通之檢測信號，則使該計數器之計數值上升1，若自零檢測部3001接收斷開之檢測信號，則使計數器之計數值降低1。進而，缺損率輸出部3003若自停止檢測部3002接收停止信號，則對計數器載入「32」。繼而，藉由使用計數值除以「32」而算出缺損率，並且輸出至初始校正部3004。再者，「32」係踏板輸入轉矩之1個週期量(相當於踏板之半旋轉量)之取樣數，僅為一例，亦可為其他值。
初始校正部3004對踏板輸入轉矩值乘以來自缺損率輸出部3003之缺損率而算出初始校正轉矩值，並且輸出至加算部3006。
進而，車輪旋轉連動LPF部3005對踏板輸入轉矩值t0實施平滑化處理。關於平滑化處理，有多種方法，但採用相當於可變週期之踏板輸入轉矩之1個週期之可變期間之踏板輸入轉矩之移動平均或加權移動平均。於車輪旋轉連動LPF部3005中，於穩定輸入例如圖7中由曲線a所示之踏板輸入轉矩之情形時，針對將該踏板輸入轉矩之1個週期T1進行32等分之時序之踏板輸入轉矩值算出移動平均或加權移動平均。又，於穩定輸入如圖8中由曲線b所示之踏板輸入轉矩之情形時，針對將該踏板輸入轉矩之1個週期T2(>T1)進行32等分之時序之踏板輸入轉矩值算出移動平均或加權移動平均。如此，踏板輸入轉矩由於週期根據使用者之踩踏方法而可變，因此追隨該變化使取樣週期伸縮。關於該車輪旋轉連動LPF部3005之詳細構成，於下文進行敍述。
加算部3006將來自初始校正部3004之初始校正值t2與來自車輪旋轉連動LPF部3005之平滑化值t1相加，並且輸出已校正之平滑化值t3。又，加算部3007藉由實施自已校正之平滑化值t3減去踏板輸入轉矩值t0之演算而算出逆波轉矩值t4，並且輸出至逆波轉矩處理部3008。逆波轉矩處理部3008對逆波轉矩值t4乘以平滑率決定部3014輸出之平滑率α1而算出已調整之逆波轉矩值t5。平滑率α1可設定為正值或負值。
另一方面，輔助比上限降額部3012實施根據車速值而用於限制輔助比之處理。例如，算出(24km/h-車速值)/7。 進而，已限制之輔助比輸出部3013將來自輔助比上限降額部3012之輸出值與預先設定或由操作面板106等設定之輔助比(例如0至2之值)進行比較並輸出其中之較小值。
已平滑之轉矩處理部3009對來自加算部3006之已校正之平滑化值t3乘以來自已限制之輔助比輸出部3013之輸出值α2而算出已調整之平滑化值t6。
加算部3010將來自逆波轉矩處理部3008之已調整之逆波轉矩值t5與來自已平滑之轉矩處理部3009之已調整之平滑化值t6相加，並且輸出至變速處理部3011。變速處理部3011藉由使用預先設定之變速比除以加算部3010之輸出t7而算出輔助轉矩值。再者，於藉由感測器等可獲取當前之變速比之情形時，亦可使用其值。
若整理以上所述之內容，則如下所述。
已校正之平滑化值t3=平滑化值t1+初始校正值t2
逆波轉矩值t4=已校正之平滑化值t3-踏板輸入轉矩t0
已調整之逆波轉矩值t5=逆波轉矩值t4×α1
已調整之平滑化值t6=已校正之平滑化值t3×α2
t7=t5+t6
若模式性表示說明驅動轉矩目標演算部1203之演算內容之波形，則如圖9及圖10所示。圖9之橫軸表示時間，縱軸除直線c1以外表示轉矩值，直線c1時表示缺損率。直線c1表示缺損率，初始為100%，若電動輔助自行車1開始行駛，則逐漸下降直至0%為止。與此相對，踏板輸入轉矩由曲線c2表示，為波動形之曲線。初始校正部3004如上所 述對踏板輸入轉矩t0乘以缺損率而算出如曲線c3所示之初始校正值t2。若缺損率變為0%，則初始校正值t2亦變為0，故顯示出上述狀況。又，來自車輪旋轉連動LPF部3005之輸出即平滑化值t1由曲線c6表示。因此，已校正之平滑化值t3為平滑化值t1+初始校正值t2，成為曲線c5。另一方面，逆波轉矩值t4為已校正之平滑化值t3-踏板輸入轉矩t0，因此由曲線c4表示。即，表示踏板輸入轉矩之相反極性之AC成分。
又，使用圖10對逆波轉矩處理部3008及加算部3010之演算進行說明。再者，此處為簡化說明而設為α2=1。圖10之橫軸表示時間，圖10之縱軸表示轉矩值。圖10中，已知曲線d1與圖9之曲線c5相同，與逆波轉矩值t4相乘之平滑率變為α1=0，已調整之平滑化值t6變為輔助轉矩值。若將此種曲線d1作為輔助轉矩值使用，則可藉由馬達105輸出大致相同之轉矩。
馬達105之平均輔助動力於以相同速度前進中無關於轉矩波動而與平均驅動轉矩、即平均馬達驅動電流成比例。然而，電力消耗與電流之有效值成比例，若有波動即AC成分，則消耗於馬達線圈電阻而導致損失增加，但輔助動力輸出由於補償波動量而無法幫助機械輸出。因此，馬達以不產生波動轉矩而平均產生DC(Direct Current，直流)轉矩之方式被驅動時平均效率最高，因此有效的是以如曲線d1之輔助轉矩值驅動馬達。
另一方面，若平滑率α1=-1，則成為自已調整之平滑化 值t6減去逆波轉矩值t4，因此如曲線d3所示，成為與原本之踏板輸入轉矩t0相同之輔助轉矩值。進而，若平滑率α1=+1，則成為將逆波轉矩值t4與已調整之平滑化值t6相加，因此獲得如於初始之轉矩值較大之狀態下，對已調整之平滑化值t6乘以與踏板輸入轉矩t0相反極性之波動之曲線d2。
如此，藉由適當設定平滑率α1而可輸出各種輔助轉矩值。
再者，以上所述之演算為一例，藉由設置將踏板輸入轉矩與已校正之平滑化值以任意係數(正或負)加權相加之轉矩混合部，而可獲得與以上所述相同之結果。
例如只要算出圖10之曲線d1之平坦化之輔助轉矩值，則於通常行駛時，亦補充踏板下死點之踏力不足，且亦抑制馬達波峰電力，故而較佳。若於圖11中模式性地表示，則於如輔助轉矩值由直線f2所示，踏板踏力由曲線f1所示之情形時，對於電動輔助自行車1整體而言，成為如圖12所示之轉矩輸出。即，獲得如踏板踏力之曲線向上方偏移與輔助轉矩值相對應量之曲線f3。如此，使勁踩踏時會輸出該部分之轉矩，且可維持人正在踩踏之感覺。因此，可實現人之感覺及馬達效率均較佳之輔助。
另一方面，於上坡時，較佳為產生例如圖13所示之輔助轉矩值。圖13中，相對於踏板踏力g1，產生如圖10中之曲線d2之輔助轉矩值g2。而且，如圖14所示，若將踏板踏力g1與輔助轉矩值g2相加，則平坦之直線g3成為作為電動輔 助自行車1整體之轉矩輸出。上坡時，雖必需非常大之轉矩，但就法律規定而言亦無法進行所輸入之踏板踏力以上之馬達輸出。因此，藉由將對應該輸入之踏板踏力之輔助轉矩有效分配至人力最難達到之下死點，而整體獲得平坦之轉矩輸出。如此，則即便為上坡時於踏板下死點停止之狀態，亦可藉由輔助而平穩行駛。
如此，上坡時，若踏板踏力與輔助轉矩之合計之驅動轉矩存在波動，則因重力而將要沿著坡路後退之力朝向後方施加，因此與轉矩波動同時產生速度波動。因此，若存在轉矩波動，則與無波動之情形相比，即便進行平均且相同之驅動，最低速度亦變慢。若最低速度下降，則自行車之把手之穩定度亦下降，且踏板長期處於接近踏板下死點，變得非常難以踩踏，故而疲憊。因此，為提高靠近踏板下死點之轉矩而輸出如圖13之曲線g2般波動之輔助轉矩值，但該方法中輔助量亦可為較少，相反對馬達施加之電力負擔亦緩解。如此，於如上坡時，使合計轉矩之波動平滑化之方法對人類及馬達以及電池均較佳。
繼而，使用圖15對車輪旋轉連動LPF部3005之詳情進行說明。車輪旋轉連動LPF部3005包括計數器3031、暫存器3032、脈衝比演算器3033、遞減計數器3034、FIR過濾器3035、及最小判斷部3036。
於來自馬達105之霍耳信號之例如上升時，計數器3031開始時脈CLK之計數，對直至下一次上升為止之時脈進行計數，並且將計數值輸出至暫存器3032。又，暫存器3032 保持上次計數器3031輸出之計數值，於霍耳信號之例如上升時將上次計數值輸出至脈衝比演算器3033，並且保存來自計數器3031之輸出值。
於本實施形態中，踏板輸入轉矩2個週期產生64脈衝，1個週期產生32脈衝。另一方面，車輪之轉數成為踏板轉數×變速比g，進而車輪旋轉1次而馬達旋轉20次。馬達旋轉1次而霍耳信號為4脈衝(電洞脈衝)，因此踏板旋轉1次而成為g×20×4=80g電洞脈衝。因此，應產生之踏板脈衝頻率成為64/80g電洞脈衝頻率。又，踏板脈衝週期成為80g/64電洞脈衝週期。計數器3031中，由於對電洞脈衝週期進行計數，因此脈衝比演算器3033只要將計數值增倍80g/64，則可獲得踏板脈衝週期。再者，於藉由感測器等而可獲取當前之變速比之情形時，亦可使用其值。
如上所述，脈衝比演算器3033將計數值增倍80g/64，最小判斷部3036將來自脈衝比演算器3033之輸出與預先設定之FIR過濾器3035之容許最長偏移週期進行比較，將其中較小者輸出至遞減計數器3034。而且，遞減計數器3034將自脈衝比演算器3033輸出之踏板脈衝相當週期以時脈遞減計數。遞減計數器3034於對踏板脈衝相當週期結束遞減計數後，將進位作為踏板相當脈衝輸出至FIR過濾器3035。又，遞減計數器3034輸出之進位作為載入輸入至遞減計數器3034，因此重新輸入脈衝比演算器3033輸出之踏板脈衝相當週期並且開始遞減計數。
再者，輸入至最小判斷部3036之FIR過濾器3035之容許 最長偏移週期較通常行駛速度顯著低速，例如設定相當於時速1km之踏板脈衝相當週期。通常，於更快地行駛中，最小判斷部3036使來自脈衝比演算器3033之輸出直接選擇通過。然而，於時速1km以下之低速之情形時，選擇輸出相當於該時速1km之踏板脈衝相當週期，自遞減計數器3034始終輸出時速1km以上之踏板相當脈衝。特別係於停車時或接近於停車之狀態下，亦防止FIR過濾器3035等待或產生異常大之延遲。
若重複進行如此之動作，則作為FIR過濾器3035之偏移時脈，根據車輪、即馬達105之旋轉以踏板之1個週期輸入32脈衝。
將本實施形態之FIR過濾器3035之構成例示於圖16。圖16所示之FIR過濾器3035例如包括：偏移暫存器30351，其自左側依序輸入針對每個踏板相當脈衝而取樣之踏板輸入轉矩值後，將每個踏板相當脈衝向右偏移；乘算部30352，其進行各分接頭之分接頭係數值之乘法運算；加算部30353；及1/32(n=32)之乘算部30354，其用於算出平均。
偏移暫存器30351針對每個踏板相當脈衝，將各分接頭之值向右偏移的同時，將各分接頭之值輸出至乘算部30352，各乘算部30352於乘以預先設定之分接頭係數後輸出至加算部30353。加算部30353將乘算部30352之所有值相加，並且輸出至乘算部30354。乘算部30354中，藉由將加算結果增倍1/32而算出移動平均。即，可根據踏板輸入 轉矩之相位推移而算出踏板輸入轉矩之1個週期量之移動平均。
又，將本實施形態之FIR過濾器3035之另一構成例示於圖17。圖17之FIR過濾器3035例如包括：偏移暫存器30355，其自左側依序輸入針對每個踏板相當脈衝而取樣之踏板輸入轉矩值後，將每個踏板相當脈衝向右偏移；乘算部30356，其進行各分接頭之分接頭係數值之乘法運算；加算部30357；及乘算部30358，其用於除以分接頭係數之總和Σini(ni為各分接頭係數)。
基本動作與圖16所示者相同，但存在分接頭係數並非為「1」之部分。由偏移暫存器30355佔據之踏板輸入轉矩之範圍(即視窗)藉由如上所述產生之踏板相當脈衝而決定，但亦存在因某些原因而偏移踏板輸入轉矩之1個週期量之情形。因此，關於視窗之兩側，為降低偏移之影響，而設定比其他部分之分接頭係數小之值之分接頭係數。於圖17之例中，自視窗之兩端朝向中央設定如1/4、2/4及3/4之值。該值之設定為任意，亦可以1/5、2/5、3/5、4/5之方式設定。如此，並非使分接頭係數之值線性變化，亦可採用沿著其他曲線(例如飽和增加之曲線)之值。
如此，則可根據踏板輸入轉矩之相位推移而算出踏板輸入轉矩之1個週期量之加權移動平均。
再者，藉由IIR(Infinite impulse response，無限脈衝回應)過濾器等其他過濾器而並非FIR過濾器，亦可實現相同之功能。
進而，例如根據由操作面板106設定之輔助比，平滑率決定部3014有時亦設定以上所述之平滑率。如使用圖9至圖14所說明般，於必需大量搭乘者之輔助之情形時，如圖10之曲線d2所示，如踏板輸入轉矩之逆相位之輔助變佳。即，較佳為以踏板踏力與輔助轉矩之合計轉矩平坦化之方式使平滑率上升、即接近於+1。因此，於根據輔助比使平滑率發生變化之情形時，亦可根據例如圖18或圖19所示之曲線而根據輔助比設定平滑率。於圖18及圖19之例中，橫軸表示輔助比，縱軸表示平滑率。於圖18之例中，保持平滑率為0直至輔助比自0變為1為止，使輔助轉矩平坦。而且，若輔助比超過1，則使平滑率自0線性上升至1直至輔助比變為2為止。藉此，於必需大量輔助之情形時，使平滑率發生變化以使踏板踏力與輔助轉矩之合計轉矩平坦化。
另一方面，於圖19之例中，表示只要增加輔助比則平滑率自0線性增加直至1為止之例，根據輔助之必要性，使踏板踏力與輔助轉矩之合計轉矩逐漸平坦化。再者，除此以外，亦可非線性地根據輔助比之增加而使平滑率增加。
於圖18及圖19中，對輔助比與平滑率之關係之例進行了說明，但如結合圖11至圖14簡單敍述般，適當之輔助轉矩值與車速之關係較大。因此，表示用於在對車速值進行處理方面決定輔助轉矩值之構成。
圖20中，作為用於根據車速而決定輔助轉矩值之構成例，表示根據車速而決定輔助比及平滑率之構成例。於該 構成中，上側波封檢測部1221、下側波封檢測部1222及參數決定部1223追加於圖5所示之功能方塊圖中。上側波封檢測部1221對具有波動之車速之上側波封進行檢測，並且將相當於上側波封之車速值輸出至參數決定部1223。下側波封檢測部1222對具有波動之車速之下側波封進行檢測，並且將相當於下側波封之車速值輸出至參數決定部1223。參數決定部1223藉由以下所述之處理而決定例如輔助比及平滑率，並且輸出至驅動轉矩目標演算部1203。驅動轉矩目標演算部1203作為圖6所示之功能方塊圖中之輔助比及平滑率，使用來自參數決定部1223之輸出值而算出輔助轉矩值。即，於此情形時，不使用平滑率決定部3014。
再者，此處，存在僅使用下側波封檢測部1222之情形，或使用上側波封檢測部1221及下側波封檢測部1222之情形。
繼而，使用圖21至圖25對圖20所示之構成之處理進行說明。圖21係表示車速(亦稱為瞬時車速)與踏板之相位之關係之圖。再者，如曲線s4所示，踏板輸入轉矩之相位推移於以下所述之各示例中作為大致固定者進行比較，但一般而言，若為上坡時，則踏板輸入轉矩之週期變長。
例如，電動輔助自行車1於平地上行駛中，如曲線s1所示，車速為高速且成為波動較小之曲線。另一方面，上坡中，如曲線s2所示，車速比平地之行駛中下降，波動亦成為較大之曲線。進而，若為陡坡之上坡中，則車速進一步下降，波動變大。
如此，行駛狀態表現於車速變化，因此只要適當抽取車速變化，則可推斷行駛狀態。因此，可設定對應行駛狀態之輔助比及平滑率。
具體而言，如圖21所示，由於自車速之波動自較小之情形變化至較大之情形，因此亦可採用對車速波形之下側波封(亦稱為低速側波封)進行檢測，而作為車速變化之特徵。下側波封於開始踩踏時亦特別規定，因此即便僅對下側波封檢測，亦可進行對應。下側波封如圖22中由虛線s5所示，為連結車速波動之極小點之包絡線，可藉由眾所周知之方法而檢測。
另一方面，由圖21亦可知，若坡路變陡，則車速之波動變大，因此上側波封與下側波封之差及比變大。更具體而言，如圖23所示，亦可採用對連結車速波動之極小點之包絡線之下側波封s5與連結車速波動之極大點之包絡線之上側波封s6進行檢測，由例如下側波封值/上側波封值而算出之比率而作為車速變化之特徵。
而且，於僅使用下側波封之情形時，參數決定部1223藉由例如圖24所示之曲線，而算出與下側波封值相對應之平滑率及輔助比。再者，亦可僅採用平滑率或輔助比。即，亦可僅採用輔助比。於僅採用輔助比之情形時，亦可根據例如圖18及圖19所示之曲線而採用與輔助比相對應之平滑率。進而，關於輔助比由其他方法決定，亦可僅採用平滑率。
於圖24之例中，橫軸表示下側波封值，縱軸表示輔助比 或平滑率。於該例中，低速時比高速時更提高平滑率及輔助比，若下側波封值變大，則逐漸降低平滑率及輔助比行駛，下側波封值某種程度(圖24之例中約7.5km/h)變大後成為固定值。
藉此，上坡時輔助變大，進而如圖14所示，以踏板踏力與輔助轉矩之合計轉矩成為水平之方式，於平地上行駛中，以輔助轉矩成為固定之方式進行驅動。
進而，於使用上側波封及下側波封之兩者之情形時，參數決定部1223藉由例如圖25所示之曲線，而算出平滑率及輔助比。於圖25之例中，橫軸表示下側波封/上側波封之值，縱軸表示平滑率或輔助比。於圖25之例中，如圖21所示，於下側波封/上側波封為較小值之情形時，較佳為較大之輔助，隨著接近1，可降低輔助，因此將輔助比設定為「2」，將平滑率設定為「1」直至下側波封/上側波封之值變為某一值(例如約0.6)為止。若下側波封/上側波封超過某個值，則輔助比及平滑率逐漸下降，若達到例如0.9左右，則輔助比及平滑率再度成為固定值。
上述曲線為一例，亦可採用其他曲線。
又，於以上所述之內容為開始踩踏時，僅檢測下側波封，因此將例如由圖24算出之值與由圖25算出之值(已算出之情形)相比，亦可採用較大值。
[其他實施形態]
以上，表示了將驅動轉矩目標演算部1203應用於前饋控制之例，但於反饋控制中，亦可使用本驅動轉矩目標演算 部1203。將此種情形時之演算部1021之功能方塊圖示於圖26。
本實施形態之演算部1021包括再生制動目標轉矩演算部11201、再生有效化部11202、驅動轉矩目標演算部11203、輔助有效化部11204、加算部11206、轉矩通過速率限制部11255、相當轉矩轉換部11251、加算部11252、環形過濾器部11253、及PWM碼產生部11254。
來自車速輸入部1024之車速值及來自轉矩輸入部1027之踏板轉矩值輸出至驅動轉矩目標演算部11203，並且算出輔助轉矩值。驅動轉矩目標演算部11203之演算內容與驅動轉矩目標演算部1203相同。
又，再生制動目標轉矩演算部11201根據來自車速輸入部1024之車速值，而算出例如依據預先設定之曲線之再生制動目標轉矩值。該曲線係表示與車速值為相反極性且成為車速值之絕對值之一半以下(「一半以下」亦包括例如超過「一半」數%左右之情形)之關係之曲線。如此，則無論為多大速度，亦可以某種程度之效率進行再生。再者，關於該處理，由於並非本實施形態之主旨，因此以下不再敍述。
於本實施形態中，若自制動輸入部1028輸入表示存在制動之輸入信號，則再生有效化部11202將來自再生制動目標轉矩演算部11201之再生目標轉矩值輸出至加算部11206。於除此以外之情形時，輸出0。另一方面，若自制動輸入部1028輸入表示無制動之輸入信號，則輔助有效化 部11204輸出來自驅動轉矩目標演算部11203之輔助轉矩值。於除此以外之情形時，輸出0。
加算部11206將來自再生有效化部11202之再生目標轉矩值之極性反轉輸出，或直接輸出來自輔助有效化部11204之輔助轉矩值。以下，為簡化說明，將輔助轉矩值及再生目標轉矩值簡稱為目標轉矩值。
轉矩通過速率限制部11255對來自加算部11206之目標轉矩值實施已知之通過速率限制處理，並且將處理結果輸出至加算部11252。
另一方面，相當轉矩轉換部11251實施相當於來自電流檢測部1023之馬達電流之值轉換為轉矩相當值之處理，並且將處理結果輸出至加算部11252。加算部11252自來自轉矩通過速率限制部11255之輸出減去來自相當轉矩轉換部11251之輸出，並且將演算結果輸出至環形過濾器部11253。環形過濾器部11253對來自加算部11252之輸出實施積分處理，並且將處理結果輸出至PWM碼產生部11254。PWM碼產生部11254對來自環形過濾器部11253之輸出乘以來自AD輸入部1029之電池電壓/基準電壓(例如24V)而產生PWM碼。PWM碼輸出至馬達驅動時序產生部1026。
如此，則於反饋控制中可直接獲得以上所述之驅動轉矩目標演算部1203之效果。
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，以上所述之功能方塊圖為方便說明而分為 功能區塊，實際之電路構成亦存在不同，於藉由程式而實現之情形時，亦存在與程式模組構成不一致之情形。進而，實現以上所述之功能之具體之演算方法存在複數種，可採用任一種。
又，關於演算部1021之一部分，只要亦存在藉由專用電路而實現之情形，則亦藉由微處理器執行程式而實現如上所述之功能。
又，於以上所述之實施形態中，表示有對踏板輸入轉矩直接乘以缺損率之演算之例，但有時亦對踏板輸入轉矩乘以缺損率x之函數f(x)。進而，亦可為如對車輪旋轉連動LPF部3005之輸出亦乘以缺損率x之函數g(x)之變形。
1‧‧‧電動輔助自行車
101‧‧‧二次電池
102‧‧‧馬達驅動控制器
103‧‧‧轉矩感測器
104‧‧‧制動感測器
105‧‧‧馬達
106‧‧‧操作面板
107‧‧‧檢測電阻
108‧‧‧熱阻器
1020‧‧‧控制器
1021‧‧‧演算部
1022‧‧‧溫度輸入部
1023‧‧‧電流檢測部
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電橋
1201‧‧‧再生制動目標轉矩演算部
1202‧‧‧再生有效化部
1203‧‧‧驅動轉矩目標演算部
1204‧‧‧輔助有效化部
1206‧‧‧加算部
1211‧‧‧第1負載比換算部
1212‧‧‧轉矩通過速率限制部
1213‧‧‧第2負載比換算部
1215‧‧‧速度通過速率限制部
1216‧‧‧加算部
1217‧‧‧PWM碼產生部
1221‧‧‧上側波封檢測部
1222‧‧‧下側波封檢測部
1223‧‧‧參數決定部
3001‧‧‧零檢測部
3002‧‧‧停止檢測部
3003‧‧‧缺損率輸出部
3004‧‧‧初始校正部
3005‧‧‧車輪旋轉連動LPF部
3006‧‧‧加算部
3007‧‧‧加算部
3008‧‧‧逆波轉矩處理部
3009‧‧‧已平滑之轉矩處理部
3010‧‧‧加算部
3011‧‧‧變速處理部
3012‧‧‧輔助比上限降額部
3013‧‧‧已限制之輔助比輸出部
3014‧‧‧平滑率決定部
3031‧‧‧計數器
3032‧‧‧暫存器
3033‧‧‧脈衝比演算器
3034‧‧‧遞減計數器
3035‧‧‧FIR過濾器
10211‧‧‧記憶體
11201‧‧‧再生制動目標轉矩演算部
11202‧‧‧再生有效化部
11203‧‧‧驅動轉矩目標演算部
11204‧‧‧輔助有效化部
11251‧‧‧相當轉矩轉換部
11252‧‧‧加算部
11253‧‧‧環形過濾器部
11254‧‧‧PWM碼產生部
11255‧‧‧轉矩通過速率限制部
30351‧‧‧偏移暫存器
30352‧‧‧乘算部
30353‧‧‧加算部
30354‧‧‧1/32之乘算部
30355‧‧‧偏移暫存器
30356‧‧‧乘算部
30357‧‧‧加算部
30358‧‧‧乘算部
Suh‧‧‧高端FET
Su1‧‧‧低端FET
Svh‧‧‧高端FET
Sv1‧‧‧低端FET
Swh‧‧‧高端FET
Sw1‧‧‧低端FET
圖1係用於說明先前技術之圖。
圖2係表示電動輔助自行車之一例之圖。
圖3係有關於馬達驅動控制器之功能方塊圖。
圖4(a)至(l)係用於說明馬達驅動之基本動作說明之波形圖。
圖5係演算部之功能方塊圖。
圖6係驅動轉矩目標演算部之功能方塊圖。
圖7係用於說明平滑化處理說明之圖。
圖8係用於說明平滑化處理之圖。
圖9係用於說明驅動轉矩目標演算部之演算之波形圖。
圖10係用於說明驅動轉矩目標演算部之演算之波形圖。
圖11係用於說明平滑率之圖。
圖12係用於說明平滑率之圖。
圖13係用於說明平滑率之圖。
圖14係用於說明平滑率之圖。
圖15係車輪旋轉連動LPF部之功能方塊圖。
圖16係表示FIR過濾器之構成例之圖。
圖17係表示FIR過濾器之另一構成例之圖。
圖18係表示進行對應輔助比之平滑率之設定之例的圖。
圖19係表示進行對應輔助比之平滑率之設定之另一例的圖。
圖20係表示用於根據車速而決定輔助轉矩值之一例之圖。
圖21係表示車速與踏板相位之關係之圖。
圖22係用於說明下側波封之檢測之圖。
圖23係用於說明下側波封及上側波封之檢測之圖。
圖24係用於說明參數決定方法之圖。
圖25係用於說明參數決定方法之圖。
圖26係用於說明另一實施形態之功能方塊圖。

Claims (16)

  1. 一種馬達驅動控制裝置，其包括：平滑化處理部，其使用踏板輸入轉矩之複數個時刻之值實施平滑化處理而算出第1平滑化轉矩值；缺損率輸出部，其求出上述複數個時刻中上述踏板輸入轉矩之輸入不足之時刻之比例；輔助轉矩算出部，其實施將上述踏板輸入轉矩與藉由上述平滑化處理部而算出之上述第1平滑化轉矩值根據上述缺損率輸出部之輸出而混合之演算處理而算出輔助轉矩；及馬達驅動時序產生部，其使用藉由上述輔助轉矩算出部而算出之上述輔助轉矩而實施用於驅動馬達之處理。
  2. 如請求項1之馬達驅動控制裝置，其中上述平滑化處理部包括將相當於可變週期之上述踏板輸入轉矩之1個週期之可變期間內之上述複數個時刻之上述踏板輸入轉矩之值之移動平均或加權移動平均作為上述第1平滑化轉矩值而算出之過濾器。
  3. 如請求項2之馬達驅動控制裝置，其中上述過濾器為有限脈衝回應(FIR，Finite Impulse Response)過濾器，以對應上述可變期間之兩端部分之上述FIR過濾器之分接頭係數之值向對應上述可變期間之其他部分之分接頭係數之值順利變化之方式進行設定。
  4. 如請求項1至3中任一項之馬達驅動控制裝置，其中上述輔助轉矩算出部更包括將上述第1平滑化轉矩值與上述踏板輸入轉矩乘以上述缺損率輸出部之比例之值之加算結果即第2平滑化轉矩值與上述踏板輸入轉矩之值藉由正或負之任意係數值而加權相加之轉矩混合部。
  5. 如請求項1至3中任一項之馬達驅動控制裝置，其中上述輔助轉矩算出部更包括轉矩混合部，該轉矩混合部係自上述第1平滑化轉矩值與上述踏板輸入轉矩乘以上述缺損率輸出部之比例之值之加算結果即第2平滑化轉矩值減去上述踏板輸入轉矩之值而算出逆波轉矩，於對上述逆波轉矩乘以正或負之任意平滑係數值之後與上述第2平滑化轉矩值相加。
  6. 如請求項5之馬達驅動控制裝置，其係以上述平滑係數值與所設定之輔助比上升連動而變大之方式進行設定。
  7. 一種馬達驅動控制裝置，其包括：平滑化處理部，其算出相當於可變週期之轉矩需求之1個週期之期間之上述轉矩需求之移動平均或加權移動平均；算出部，其實施使用上述平滑化處理部之處理結果與上述轉矩需求之演算處理而算出對應上述轉矩需求之目標轉矩；及馬達驅動時序產生部，其使用藉由上述算出部而算出之目標轉矩而實施用於驅動馬達之處理。
  8. 如請求項7之馬達驅動控制裝置，其中上述平滑化處理部為FIR過濾器，以對應上述期間之兩端部分之上述FIR過濾器之分接頭係數之值向對應上述期間之其他部分之分接頭係數之值順利增加之方式進行設定。
  9. 如請求項7之馬達驅動控制裝置，其中上述平滑化處理部為FIR過濾器，上述算出部包括：缺損率算出部，其算出輸入至上述FIR過濾器之上述轉矩需求之值變為0之缺損率；及平滑化轉矩值算出部，其將上述FIR過濾器之輸出與上述轉矩需求之值根據上述缺損率混合而算出平滑化轉矩值。
  10. 如請求項7之馬達驅動控制裝置，其中上述算出部包括將上述平滑化處理部之處理結果與上述轉矩需求之值藉由正或負之任意係數值而加權相加之轉矩混合部。
  11. 如請求項7之馬達驅動控制裝置，其中上述算出部包括轉矩混合部，該轉矩混合部係自上述平滑化處理部之處理結果減去上述轉矩需求之值而算出逆波轉矩，於對上述逆波轉矩乘以正或負之任意平滑係數值之後與上述平滑化處理部之處理結果或上述平滑化處理部之處理結果之特定數倍之值相加。
  12. 如請求項10之馬達驅動控制裝置，其更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由上述檢測部而檢測出之上述下側波封之值而決定上述係數值。
  13. 如請求項10之馬達驅動控制裝置，其更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封及上側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由上述檢測部而檢測出之上述下側波封之值及上述上側波封之值而決定上述係數值。
  14. 如請求項11之馬達驅動控制裝置，其更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由上述檢測部而檢測出之上述下側波封之值而決定上述平滑係數值與上述特定數之至少一者。
  15. 如請求項11之馬達驅動控制裝置，其更包括：檢測部，其對經時間變化之車速之下側波封及上側波封進行檢測；及決定部，其根據藉由上述檢測部而檢測出之上述下側波封之值及上述上側波封之值而決定上述平滑係數值與上述特定數之至少一者。
  16. 如請求項7至15中任一項之馬達驅動控制裝置，其中上述平滑化處理部根據對應上述馬達之旋轉而產生之踏板相當脈衝使上述轉矩需求之取樣時序發生變化。
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