WO2024024402A1 - 電動アシスト車のためのモータ制御装置及び電動アシスト車 - Google Patents

電動アシスト車のためのモータ制御装置及び電動アシスト車 Download PDF

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WO2024024402A1
WO2024024402A1 PCT/JP2023/024549 JP2023024549W WO2024024402A1 WO 2024024402 A1 WO2024024402 A1 WO 2024024402A1 JP 2023024549 W JP2023024549 W JP 2023024549W WO 2024024402 A1 WO2024024402 A1 WO 2024024402A1
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WO
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speed
regenerative braking
regeneration
reference speed
value
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/024549
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English (en)
French (fr)
Inventor
彪之介 植原
康夫 保坂
弘和 白川
太一 ▲柳▼岡
Original Assignee
太陽誘電株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor

Definitions

  • the present invention relates to a technology for controlling regenerative braking in an electrically assisted vehicle.
  • Electrically assisted vehicles such as electric assisted bicycles, for example, are capable of regenerative braking in which a battery is charged with electric power generated by the motor in addition to driving a motor with electric power from a battery.
  • regenerative braking it is possible to extend the distance that the vehicle can travel on one battery charge (i.e., the cruising distance).
  • regenerative braking it is possible to suppress the speed, which improves safety.
  • Patent Document 1 by setting the amount of regeneration based on the speed at the timing when the brake is turned off from on (i.e. reference speed), acceleration exceeding the speed at which the brake is turned off is suppressed.
  • Patent Document 2 discloses that the amount of regeneration is based on the speed (i.e., reference speed) when the degree of deviation between the first value according to the wheel rotation and the second value according to the crank rotation exceeds a threshold value.
  • a technology that controls the speed to suppress acceleration exceeding a reference speed by setting .
  • the intention to decelerate can be accurately detected from the pedal operation. is extremely difficult. For example, even if the rotation of the pedals is stopped, the occupant does not necessarily have the intention of decelerating, and if regenerative braking is performed as a result of stopping the rotation of the pedals, as in Patent Document 2, it is contrary to the intention of the occupant. There is a possibility that this behavior will occur.
  • a rider is driving an electrically assisted bicycle, and as shown in Figure 1(a), the rider rotates the pedals on flat ground to drive the bicycle, but as shown in Figure 1(b), the rider is driving an electrically assisted bicycle.
  • the majority of occupants stop rotating the pedals. However, since it is downhill, the speed increases. Thereafter, when the occupant reaches a speed deemed appropriate (for example, at the timing shown in FIG. 1(c)), the occupant performs a brake operation.
  • the speed in FIG. 1(b) is set as the reference speed, so there may be a discrepancy with the speed at the timing in FIG. 1(c), which the occupant considers appropriate. arise.
  • regenerative braking operates at a speed lower than what the occupant considers appropriate.
  • the pedal rotation is often stopped on flat ground with the intention of coasting. If the control described in Patent Document 2 is performed for such an occupant, the operation is performed to suppress the increase in speed from the speed at which the rotation of the pedal is stopped, which may be contrary to the occupant's intention. However, if regenerative braking itself is stopped, the opportunity for regeneration will be lost, which will lead to a reduction in cruising distance. In some cases, this may also result in a delay in speed control.
  • Patent Document 3 discloses a technique for switching between a regenerative state and a non-regenerative state based on speed. However, even if regeneration is determined based only on speed, it is difficult to say that it matches the intentions of the occupants.
  • an object of the present invention is to provide a novel technique that enables regenerative braking to be performed in a manner that is more in line with the occupant's intentions.
  • a motor control device includes (A) a drive unit that performs regenerative braking or power running drive on the motor; and (B) a drive unit that detects a predetermined crank rotation and controls the predetermined crank rotation.
  • a drive unit that performs regenerative braking or power running drive on the motor
  • a drive unit that detects a predetermined crank rotation and controls the predetermined crank rotation.
  • a motor control device includes (A) a drive unit that performs regenerative braking or power running drive on the motor, and (B) detects a predetermined crank rotation and controls the predetermined crank rotation.
  • the drive unit executes the first regenerative braking, which is permitted to be executed when detected, than when the drive unit executes the second regenerative braking, which is permitted to execute in response to an event other than a predetermined crank rotation.
  • a control unit that controls the drive unit to have a speed range or a time range in which regenerative braking is suppressed or stopped.
  • a motor control device includes (A) a drive unit that causes the motor to perform regenerative braking or power running drive, and (B) a first value that is responsive to wheel rotation and a first value that is responsive to crank rotation. If an event is detected in which the first value and the second value differ by more than a predetermined level based on the degree of coincidence or deviation from the second value, a reference speed is set, and the reference speed and the current value are set.
  • a control section that sets a speed corresponding to the current speed as the reference speed if the speed is less than a predetermined speed.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the problems of the prior art.
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the electrically assisted bicycle according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a motor control device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration related to the regeneration control section in the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between speed and regeneration coefficient in the third control section.
  • FIG. 6 is a diagram showing the processing flow of the second control section.
  • FIG. 7 is a diagram showing the processing flow of the reference speed setting process.
  • FIG. 8 is a diagram showing a processing flow of confirmation processing.
  • FIG. 9 is a diagram showing a processing flow of regeneration amount determination processing.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the problems of the prior art.
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the electrically assisted bicycle according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a motor control device.
  • FIG. 4 is a
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of speed-regeneration coefficient characteristics in the second control section according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of operation according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of speed-regeneration coefficient characteristics in the second control section according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an operation example according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing another example of the speed-regeneration coefficient characteristic in the second control section according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of speed-regeneration coefficient characteristics in Modification 2 of the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an operation example according to Modification 2 of the second embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the slew rate according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an example of operation according to the third embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the slew rate according to the second modification of the third embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of speed-regeneration characteristics according to the fourth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of operation according to the fourth embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram showing a processing flow according to the fifth embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram showing an operation example according to the sixth embodiment.
  • Embodiments of the present invention will be described below using an example of a power-assisted bicycle, which is an example of a power-assisted vehicle.
  • the embodiments of the present invention are not limited to electrically assisted bicycles, but are applicable to motors that assist the movement of moving objects (e.g., trolleys, wheelchairs, elevators, etc.) that move according to human power. It is also applicable to motor control devices and the like.
  • FIG. 2 is an external view showing an example of a power-assisted bicycle, which is an example of a power-assisted vehicle in this embodiment.
  • This electrically assisted bicycle 1 is equipped with a motor drive device.
  • the motor drive device includes a battery pack 101, a motor control device 102, a torque sensor 103, a crank rotation sensor 104, a motor 105, an operation panel 106, and a brake sensor 107.
  • the electrically assisted bicycle 1 also has a front wheel, a rear wheel, a headlamp, a freewheel, a transmission, and the like.
  • the battery pack 101 is, for example, a lithium ion secondary battery, but may also be other types of batteries, such as a lithium ion polymer secondary battery, a nickel metal hydride storage battery, or the like.
  • the battery pack 101 supplies power to the motor 105 via the motor control device 102, and also performs charging with the regenerated power from the motor 105 via the motor control device 102 during regeneration.
  • the torque sensor 103 is provided around the crankshaft, detects the pedal effort (ie, input torque) by the occupant, and outputs the detection result to the motor control device 102 . Further, like the torque sensor 103, the crank rotation sensor 104 is provided around the crankshaft, and outputs a signal corresponding to the rotation of the crank to the motor control device 102.
  • the motor 105 is, for example, a well-known three-phase DC brushless motor, and is mounted, for example, on the front wheel of the electrically assisted bicycle 1.
  • the motor 105 rotates the front wheel, and the rotor is connected to the front wheel so that the rotor rotates in accordance with the rotation of the front wheel.
  • the motor 105 includes a rotation sensor such as a Hall element, and outputs rotor rotation information (ie, a Hall signal) to the motor control device 102.
  • the motor control device 102 performs predetermined calculations based on signals from the rotation sensor of the motor 105, the torque sensor 103, the crank rotation sensor 104, etc., controls the drive of the motor 105, and also controls regeneration by the motor 105.
  • the operation panel 106 receives, for example, an instruction input regarding the presence or absence of assistance (i.e., turning the power switch on and off), a desired assist ratio in the case of assistance, etc. from the passenger, and transmits the instruction input etc. to the motor control device 102. Output to.
  • the operation panel 106 may have a function of displaying data calculated by the motor control device 102 such as travel distance, travel time, calorie consumption, and regenerated power amount.
  • the operation panel 106 may include a display section using an LED (Light Emitting Diode) or the like. As a result, the driver is presented with, for example, the charge level of the battery pack 101, the on/off state, the mode corresponding to the desired assist ratio, and the like.
  • the brake sensor 107 detects a brake operation by an occupant and outputs a signal related to the brake operation (for example, a signal indicating whether or not the brake is applied) to the motor control device 102 .
  • a signal related to the brake operation for example, a signal indicating whether or not the brake is applied
  • it is a sensor using a magnet and a reed switch.
  • FIG. 3 shows a configuration related to motor control device 102 according to this embodiment.
  • the motor control device 102 includes a controller 1020 and a field effect transistor (FET) bridge 1030.
  • the FET bridge 1030 includes a high side FET (Suh) and a low side FET (Sul) that perform switching for the U phase of the motor 105, and a high side FET (Svh) and a low side FET (Svl) that perform switching for the V phase of the motor 105. ), and a high side FET (Swh) and a low side FET (Swl) that perform switching for the W phase of the motor 105.
  • This FET bridge 1030 is an inverter for the motor 105, and constitutes a part of a complementary switching amplifier.
  • the controller 1020 also includes a calculation section 1021, a crank rotation input section 1022, a motor rotation input section 1024, a variable delay circuit 1025, a motor drive timing generation section 1026, a torque input section 1027, and a brake input section 1028. and an AD (Analog-Digital) input section 1029.
  • a calculation section 1021 a crank rotation input section 1022, a motor rotation input section 1024, a variable delay circuit 1025, a motor drive timing generation section 1026, a torque input section 1027, and a brake input section 1028.
  • AD Analog-Digital
  • the calculation unit 1021 receives input from the operation panel 106 (for example, turning on/off assist, etc.), input from the crank rotation input unit 1022, input from the motor rotation input unit 1024, input from the torque input unit 1027, and input from the brake input unit. A predetermined calculation is performed using the input from 1028 and the input from AD input section 1029, and output is performed to motor drive timing generation section 1026 and variable delay circuit 1025.
  • the calculation unit 1021 has a memory 10211, and the memory 10211 stores various data used in calculations, data in the middle of processing, and the like.
  • the calculation unit 1021 may be realized by a processor executing a program, and in this case, the program may be recorded in the memory 10211. Further, the memory 10211 may be provided separately from the calculation unit 1021.
  • the crank rotation input section 1022 digitizes the crank rotation phase angle (which may include a signal representing the rotation direction) from the crank rotation sensor 104 and outputs it to the calculation section 1021.
  • the motor rotation input unit 1024 digitizes signals (for example, rotation phase angle, rotation direction, etc.) related to the rotation of the motor 105 (rotation of the front wheels in this embodiment) from the Hall signal output by the motor 105 and sends the digital signal to the calculation unit 1021.
  • Torque input section 1027 digitizes a signal corresponding to the pedal force from torque sensor 103 and outputs it to calculation section 1021 .
  • the brake input unit 1028 digitizes a signal indicating whether or not the brake is present from the brake sensor 107 and outputs the digitalized signal to the calculation unit 1021.
  • the AD input section 1029 digitizes the output voltage from the secondary battery and outputs it to the calculation section 1021.
  • the calculation unit 1021 outputs the lead angle value to the variable delay circuit 1025 as a calculation result.
  • the variable delay circuit 1025 adjusts the phase of the Hall signal based on the lead angle value received from the calculation unit 1021 and outputs it to the motor drive timing generation unit 1026.
  • the calculation unit 1021 outputs, for example, a PWM code corresponding to the duty ratio of PWM (Pulse Width Modulation) to the motor drive timing generation unit 1026 as a calculation result.
  • Motor drive timing generation section 1026 generates and outputs switching signals for each FET included in FET bridge 1030 based on the adjusted Hall signal from variable delay circuit 1025 and the PWM code from calculation section 1021.
  • the motor 105 may perform power running drive or may perform regenerative braking. Note that the basic operation of the motor drive is described in the International Publication No. 2012/086459 pamphlet and the like, and is not a main part of this embodiment, so a description thereof will be omitted here.
  • FIG. 4 shows a functional block configuration example (portion related to this embodiment) related to the regeneration control section 3000 in the calculation section 1021.
  • the regeneration control section 3000 includes a first control section 3010, a second control section 3020, and a third control section 3030.
  • the first control unit 3010 performs output control such as selecting and outputting the maximum value among the regeneration amounts output by the second control unit 3020 and the third control unit 3030.
  • the second control unit 3020 is a control unit that performs main processing in this embodiment, and is based on the front wheel rotation speed or vehicle speed and the rear wheel rotation speed converted based on the crank rotation (the crank rotation is converted into a gear ratio, etc.). It is the rotation speed converted to the rotation speed of the rear wheels based on the engine speed, and is also called the crank rotation speed) or the vehicle speed of the rear wheels (also called the crank rotation conversion speed (speed converted from crank rotation to vehicle speed based on gear ratio, etc.)).
  • a reference speed is set when the degree of coincidence or deviation based on the difference or ratio of the former and the latter indicates a deviation of a predetermined level or more, and the amount of regeneration is determined based on the difference between the reference speed and the current speed. Perform the processing to do.
  • the second control section 3020 also performs processing using the torque input input from the torque input section 1027.
  • the third control unit 3030 is a control unit that performs the control described in, for example, Patent Document 1, and for example, when the brake is turned from on to off (that is, the timing when the brake lever is shifted from a gripped state to a released state).
  • the speed is held as the reference speed V3, and a process is performed to determine the amount of regeneration according to the difference between the current speed and the reference speed V3. For example, as shown in Figure 5, when the speed is below the reference speed V3, the regeneration coefficient is 0, but when the speed is above the reference speed V3+sd1, the regeneration coefficient becomes the upper limit (for example, 100%), and when the speed exceeds V3 and is less than V3+sd1, the regeneration coefficient becomes 0.
  • the regeneration coefficient increases as the speed increases, either linearly as represented by a solid line or curved as represented by a dotted line. In this way, the amount of regeneration is determined so as to suppress the speed increase from the reference speed V3 at the timing when the occupant releases the brake lever.
  • third control units 3030 may be a plurality of third control units 3030 that perform regenerative braking under conditions different from those of the second control unit 3020.
  • it may be a control unit that performs regenerative braking while the brake lever is being held.
  • the calculation unit 1021 drives the motor 105 via the motor drive timing generation unit 1026, variable delay circuit 1025, and FET bridge 1030 so as to perform conventional power running drive.
  • the calculation unit 1021 controls the motor 105 via the motor drive timing generation unit 1026, the variable delay circuit 1025, and the FET bridge 1030 so as to realize the regenerative braking torque output by the regeneration control unit 3000. to control regeneration.
  • the second control unit 3020 measures various data (FIG. 6: Step S1). In this embodiment, pedal torque, vehicle speed, crank rotation angle, etc. are measured.
  • the second control unit 3020 determines whether the regeneration possible flag is turned on (step S3). If the regeneration possible flag is ON, the process moves to step S7. On the other hand, if the regeneration enable flag is OFF, the second control unit 3020 executes a reference speed setting process (step S5).
  • the reference speed setting process according to this embodiment will be described later using FIG. 7.
  • the second control unit 3020 executes a confirmation process to confirm whether or not the regeneration control according to the present embodiment can be performed (step S7).
  • the confirmation process will be described later using FIG. 8.
  • the second control unit 3020 executes a regeneration amount determination process based on the processing result of the confirmation process (step S9).
  • the regeneration amount determination process will be described later using FIG. 9.
  • a regeneration coefficient is determined based on the reference speed
  • the regeneration amount is determined from the regeneration target amount and the regeneration coefficient
  • regenerative braking is applied to the motor 105 via the FET bridge 1030 etc. in order to realize the regeneration amount. Have them do it.
  • the regeneration control unit 3000 determines whether or not to end the process based on an instruction such as power off (step S11). If the process does not end, the process returns to step S1. On the other hand, if the process should be terminated, the process is terminated here.
  • a regeneration possible flag is set in advance, a reference speed is set at that timing, and the reference speed is set.
  • the amount of regeneration is determined to suppress the speed increase, and regenerative braking is executed.
  • the second control unit 3020 calculates the rotation difference according to the present embodiment (FIG. 7: Step S21).
  • the rotation difference according to the present embodiment is, for example, the difference between the front wheel rotation speed and the rear wheel rotation speed converted based on the crank rotation (for example, the front wheel rotation speed - the rear wheel rotation speed). ).
  • the difference between the vehicle speed for the front wheels and the vehicle speed for the rear wheels converted based on the crank rotation may be used.
  • ratios for example, front wheel rotation speed/rear wheel rotation speed, vehicle speed for the front wheels/vehicle speed for the rear wheels
  • ratios are used to determine whether the discrepancy between them is greater than a predetermined level. You may decide. Note that the front wheel rotation speed, etc. is the first value that corresponds to the wheel rotation, and the rear wheel rotation speed, etc. is the second value that corresponds to the crank rotation. The degree of agreement and deviation of these values is calculated. Based on this, it may be determined whether the first value and the second value deviate by a predetermined level or more.
  • the second control unit 3020 determines whether the rotation difference is equal to or greater than the threshold value TH13 (step S22). If the rotation difference is greater than or equal to the threshold TH13, the process moves to step S23. On the other hand, if the rotation difference is less than the threshold TH13, the process moves to step S35.
  • the second control unit 3020 determines whether or not a time flag indicating whether or not time is being measured is turned on (step S23). If the time flag is not ON, the second control unit 3020 sets the time flag to ON (step S25). Furthermore, the second control unit 3020 starts time measurement (step S27). Processing then returns to the calling process.
  • the second control unit 3020 determines whether the measured time from step S27 has elapsed for a certain period of time. It is determined whether or not (step S29). If the measured time has not yet passed the fixed time, the process returns to the calling process.
  • step S27 determines whether the regeneration is possible or not.
  • a regeneration possible flag indicating whether or not regeneration is possible is set to ON (step S31).
  • the second control unit 3020 sets the value of a predetermined function fv (current speed) to the reference speed V0 (step S33).
  • fv (current speed) current speed V1+Vadd.
  • Vadd is a positive value, for example 4 km/h.
  • the value Vadd to be added does not have to be fixed, and may be changed depending on, for example, the current speed V1 in step S33. Furthermore, if a tilt sensor or the like is provided, the tilt angle may be changed based on the output of the tilt sensor or the settings of the occupant. In particular, when changing based on the occupant's settings, regeneration control that matches the occupant's intentions can be realized.
  • the second control unit 3020 sets the time flag to OFF and clears the measured time (step S35). This makes it possible to perform appropriate processing the next time the time is measured. Processing then returns to the calling process.
  • the reference speed setting process As described above, according to the reference speed setting process according to the present embodiment, if the state in which the rotation difference is equal to or greater than the threshold value TH13 continues for a certain period of time or more, the reference speed V0 is set and the regeneration possible flag is set. Prepare for regeneration control.
  • steps S23 to S29 may not be executed.
  • the second control unit 3020 determines whether the crank rotation angle is less than the threshold value TH2 (FIG. 8: Step S41). This is because if the crank rotation angle exceeds a certain level (threshold value TH2), it is presumed that the user is trying to accelerate by pedaling, so it is not preferable to perform regeneration. Therefore, when the crank rotation angle is equal to or greater than the threshold value TH2, the second control unit 3020 sets the regeneration possible flag to OFF (step S47). Processing then returns to the calling process.
  • the second control unit 3020 determines whether the pedal torque is less than the threshold TH3 (step S43). If the pedal torque is equal to or greater than the threshold value TH3, the process moves to step S47.
  • the second control section 3020 determines whether the current speed from the motor rotation processing section 3100 exceeds the threshold TH4 (step S45). This is because it is inappropriate to perform this regeneration control when a certain speed is not achieved. If the current speed is less than or equal to the threshold value TH4, the process moves to step S47. On the other hand, if the current speed exceeds the threshold TH4, the regeneration enable flag is not set to OFF, and the process returns to the calling process.
  • the regeneration is enabled. Set the flag to OFF.
  • the second control unit 3020 determines whether the regeneration possible flag is turned on (FIG. 7: Step S51). If the regeneration enable flag is OFF, it is inappropriate to perform the regeneration control according to this embodiment, and the process returns to the calling process.
  • the second control unit 3020 determines whether the current speed from the motor rotation processing unit 3100 exceeds the reference speed V0 (step S53). In this embodiment, if the current speed exceeds the reference speed V0, the speed is suppressed by regenerative braking, so if the current speed is less than or equal to the reference speed V0, the present embodiment Such regeneration control is not performed and the process returns to the calling process.
  • ⁇ V current speed V1-V0
  • the third control unit 3030 sets the speed at the timing when the brake changes from on to off as the reference speed V3. If the current speed exceeds the reference speed V3, the third control unit 3030 obtains a regeneration coefficient in proportion to (current speed V1 - reference speed V3), as shown by the dotted line. Note that here, the maximum value of the regeneration coefficient is 100%. Further, the characteristics indicated by the dotted line in FIG.
  • Patent Document 10 are similar to the control in Patent Document 2 described in the section of the prior art. That is, Patent Document 2 discloses a technique in which a speed is set as a reference speed when the degree of deviation between a first value according to wheel rotation and a second value according to crank rotation exceeds a threshold value. ing.
  • the reference speed V0 current speed V1+Vadd, so V0>V3.
  • the regeneration coefficient is obtained in a form proportional to (current speed V1 - reference speed V0), as shown by the solid line. Again, the maximum value of the regeneration coefficient is 100%.
  • a regeneration coefficient may also be set.
  • the portion that changes according to ⁇ V may be a combination of a straight line and a curved line, a combination of straight lines with different slopes, or a combination of curved lines.
  • the second control unit 3020 determines the amount of regeneration by multiplying the target amount of regeneration by the regeneration coefficient, and causes the motor 105 to perform regenerative braking via the FET bridge 1030 or the like according to the amount of regeneration (step S57). Processing then returns to the calling process.
  • the regeneration target amount may be a fixed upper limit Rmax, or may be a regeneration target amount set according to speed or acceleration.
  • regenerative braking is not completely canceled, but regenerative braking is performed if the current speed exceeds the reference speed V0. That is, an opportunity for regenerative braking is secured to a certain extent, thereby extending the cruising distance and suppressing an increase in the speed of the electrically assisted bicycle 1, thereby improving safety.
  • FIG. 11 shows an example of the operation of the second control section 3020 in comparison with an example of the operation of the third control section 3030.
  • FIG. 11(a) shows the time change in the crank rotation speed
  • FIG. 11(b) shows the time change in the speed
  • FIG. 11(c) shows the time change in the regeneration coefficient.
  • the reference speed V0 is set when the rotational difference between the front wheel rotational speed and the rear wheel rotational speed calculated from the crank rotation continues to be equal to or higher than the threshold value TH13 for a certain period of time, but this will not be explained here.
  • the reference speed V0 is set at time t2 when the crank rotation speed becomes lower than the reference, as shown in FIG. 11(a).
  • the regenerative braking itself is performed when the speed exceeds the reference speed V0, the effect of extending the cruising distance due to the regenerative electric power remains, and safety is ensured because the speed increase is suppressed.
  • the regenerative braking achieved by the motor 105 will be controlled based on the regeneration amount determined as described above, but the strength of the regeneration amount corresponds to the strength of the regenerative braking, and the regenerative braking
  • the control may be performed in association with a unit index representing the strength of regenerative braking, such as power, regenerative torque, regenerative electric power, and regenerative current.
  • the correspondence between the amount of regeneration and the unit index representing the strength of regenerative braking may be linear or nonlinear.
  • the maximum value Rmax of the regenerative amount from 0 to the regenerative braking force and the upper limit of the regenerative braking force that can be realized by the electrically assisted bicycle 1 from 0 regenerative braking force may be linearly correlated.
  • the regeneration amount (or regeneration coefficient) may be controlled so that the acceleration is constant and smaller than a typical downhill acceleration (eg, 0.05 [m/s 2 ]).
  • a modification may be made in which the slope of a downhill slope is detected or estimated, and the acceleration due to gravity at the slope is reduced to 1/2 by a positive constant greater than 1 and set as the target acceleration.
  • acceleration on a downhill slope is suppressed.
  • control may be performed using an error between the detected acceleration and the target acceleration.
  • the road surface inclination may be detected using an inclination sensor or the like, and the component force due to gravity in the direction of descending the slope may be estimated accordingly, and control may be performed so as to realize regenerative braking force in accordance with this.
  • the slope of the ramp is ⁇ [rad]
  • the total weight including the vehicle + passengers + luggage is M [kg]
  • the gravitational acceleration is g [m/s 2 ]
  • the entire vehicle is Mg * sin ⁇ [ N] force will pull you down the slope.
  • a regenerative braking force of M (g*sin ⁇ -ad) may be output.
  • the total weight M may be a typical constant value (eg, 85 kg), or may be a value input by the occupant or an actual value detected using a load sensor or the like.
  • the reference speed V0 by setting the reference speed V0, the start of the effect of regenerative braking, which is permitted to be executed according to a predetermined crank rotation, is delayed, but a method of increasing the speed at which the regeneration coefficient is maximum is proposed. You may choose to adopt it.
  • the reference speed V3 set by the third control section 3030 is the same as the reference speed V0 set by the second control section 3020, but the speed and regeneration coefficient used by the third control section 3030 are the same as the reference speed V0 set by the second control section 3020.
  • the regeneration coefficient becomes more suppressive than the third control section 3030, so it is possible to obtain the same effect as the first embodiment. It becomes like this.
  • FIG. 13 shows an example of the operation of the second control section 3020 in comparison with an example of the operation of the third control section 3030.
  • FIG. 13(a) shows the time change in the crank rotation speed
  • FIG. 13(b) shows the time change in the speed
  • FIG. 13(c) shows the time change in the regeneration coefficient.
  • the reference speed V0 is set when the rotational difference between the front wheel rotational speed and the rear wheel rotational speed calculated from the crank rotation continues to be equal to or higher than the threshold value TH13 for a certain period of time, but this will not be explained here.
  • the reference speed V0 is set at time t12 when the crank rotation speed becomes lower than the reference, as shown in FIG. 13(a).
  • the second control unit 3020 also sets the reference speed V0 to the current speed V1 at time t12, so that immediately after the speed exceeds the reference speed V0, The regeneration coefficient increases and the speed increase is suppressed.
  • the regeneration coefficient is not greater than that of the third control unit 3030, an increase in speed is allowed, and regeneration that is contrary to the occupant's intention is less likely to occur.
  • the regenerative braking itself is performed when the speed exceeds the reference speed V0, the effect of extending the cruising distance due to the regenerative electric power remains, and safety is ensured because the speed increase is suppressed.
  • the slope 100/sd1 in the third control unit 3030 is set by subtracting a positive predetermined value or by multiplying by a positive predetermined value smaller than 1. The inclination may be made smaller.
  • the slope of the second control section 3020 is made smaller than that of the third control section 3030, and the regeneration is made smaller than that of the third control section 3030. It is ensured that there is no velocity region where the coefficient increases.
  • a speed-regeneration coefficient characteristic represented by a curve (quadratic curve) as shown in FIG. 14(a) may be adopted.
  • the solid line represents the characteristics in the second control unit 3020, and the regeneration coefficient increases along a quadratic curve from the reference speed V0 to the speed V15 (>V14), but when the speed exceeds V15, the regeneration coefficient increases. remains at 100%.
  • the slope (i.e., the differential value) of the curve is shown in FIG.
  • the slope increases from the speed V0 to the speed V15, but becomes 0 when the speed exceeds the speed V15.
  • a simple comparison shows that for speeds V0 to V14, the slope of the third control section 3030 is larger than the slope of the second control section 3020, but for speeds V14 to V15, the slope of the second control section 3020 is larger than the slope of the second control section 3020. The slope is larger than the slope of the control unit 3030.
  • the present embodiment is characterized in that it includes a speed region where the degree of increase in the regeneration coefficient is small with respect to an increase in speed compared to the characteristics of the third control unit 3030, and the slope (i.e., differential value) When focusing on , the characteristic is that a region of velocity with a small slope is included.
  • An example of how to reduce the slope by changing the shape is shown.
  • Vpro2 has a value such as 1.2, for example.
  • the slope of the characteristic of the third control section 3030 is 100/sd1, but by multiplying this by a positive value Vpro3 less than 1, the slope of the characteristic of the second control section 3020 is set. You may also do so.
  • the first embodiment and the second embodiment may be combined.
  • a speed-regeneration coefficient characteristic as shown in FIG. 15 may be adopted.
  • the third control unit 3030 As shown by the dotted line in FIG. 15, it is similar to the dotted line shown in FIG. This is a characteristic that makes it 100%.
  • FIG. 16 shows an operation example of the second control section 3020 in comparison with an operation example of the third control section 3030.
  • FIG. 16(a) shows the time change in the crank rotation speed
  • FIG. 16(b) shows the time change in the speed
  • FIG. 16(c) shows the time change in the regeneration coefficient.
  • the reference speed V0 is set when the rotational difference between the front wheel rotational speed and the rear wheel rotational speed calculated from the crank rotation continues to be equal to or higher than the threshold value TH13 for a certain period of time, but this will not be explained here.
  • the reference speed V0 is set at time t22 when the crank rotation speed becomes lower than the reference, as shown in FIG. 16(a).
  • regenerative braking may be suppressed by adjusting a slew rate that limits the rate of change over time of the amount of regeneration, rather than changing the reference speed or speed-regeneration coefficient characteristics.
  • the amount of regeneration is calculated by the target amount of regeneration x the regeneration coefficient in step S57, but in reality, if the amount of regeneration increases or decreases too rapidly, Since there are problems such as giving a strange feeling to the regeneration, the actual amount of regeneration to be generated is determined by further multiplying the output rate Thr (t) based on the slew rate so that the amount of regeneration gradually increases or decreases. do.
  • the slew rate (temporal change rate of regeneration amount) in the third control section 3030 is Sr1 [%/s]
  • FIG. 17 shows an example of the output regeneration amount when increasing the regeneration amount.
  • the time change in the output regeneration amount based on the slew rate of the third control section 3030 is represented by a dotted line. That is, by linearly increasing from 0 from time t41 to time t42, the regeneration amount R becomes the regeneration amount R at time t42, and the regeneration amount R determined at time t41 is output.
  • the time change in the output regeneration amount based on the slew rate of the second control unit 3020 is shown by a dashed line, and increases linearly from 0 from time t41 to time t43, and at time t43, the regeneration amount increases. R, and the regeneration amount R determined at time t41 is output.
  • time t43-t41 is longer than time t42-t41, it takes a longer time for the output regeneration amount to reach the regeneration amount R, and the output regeneration amount is suppressed for a long time.
  • FIG. 18 shows an example of the operation of the second control section 3020 in comparison with an example of the operation of the third control section 3030.
  • FIG. 18(a) shows the time change in crank rotation speed
  • FIG. 18(b) shows the time change in speed
  • FIG. 18(c) shows the time change in the output regeneration amount reflecting the slew rate.
  • the reference speed V0 is set when the rotational difference between the front wheel rotational speed and the rear wheel rotational speed calculated from the crank rotation continues to be equal to or higher than the threshold value TH13 for a certain period of time, but this will not be explained here. To simplify the equation, it is assumed that the reference speed V0 is set at time t52 when the crank rotation speed becomes lower than the reference, as shown in FIG. 18(a).
  • the slew rate Sr2 only needs to have a time region smaller than the slew rate Sr1.
  • the slew rate itself may change over time.
  • changing the slew rate is not limited to the amount of regeneration, but may be other values that provide the same effect, such as a regeneration coefficient, regeneration torque, regeneration power, or regeneration current.
  • the slew rate Sr2 only needs to have a time region smaller than the slew rate Sr1.
  • the process up to time t43 is similar to that in FIG. That is, the third control section 3030 has a slew rate as shown by a dotted line, and the second control section 3020 has a slew rate as shown by a dashed line.
  • the output regeneration amount increases gradually when the regeneration amount increases, but quickly decreases when the regeneration amount decreases. Therefore, when the amount of regeneration starts, regeneration is difficult to be effective, and when regeneration is stopped, regeneration tends to stop. In addition, it becomes possible to obtain regenerated power while making it difficult for the occupants to feel that the movement is contrary to their intention.
  • FIG. 20 shows an example of speed-regeneration coefficient characteristics.
  • the reference speed V0 is the same as V3, but when the speed reaches V21, the regeneration coefficient becomes Z% ( ⁇ 100%) and does not change.
  • Z 50%, and using a value Vsub1 greater than 0 and less than 100, Z is obtained, for example, by 100%-Vsub1.
  • step S55 shows an example in which the regeneration amount is calculated by the regeneration target amount x regeneration coefficient, but the regeneration coefficient is the same as that of the third control unit 3030 and the second control unit 3020, and the regeneration target amount is set by Z%. A similar effect can be obtained by doing so.
  • FIG. 21 shows an example of the operation of the second control section 3020 in comparison with an example of the operation of the third control section 3030.
  • FIG. 21(a) shows the time change in the crank rotation speed
  • FIG. 21(b) shows the time change in the speed
  • FIG. 21(c) shows the time change in the regeneration coefficient.
  • the reference speed V0 is set when the rotational difference between the front wheel rotational speed and the rear wheel rotational speed calculated from the crank rotation continues to be equal to or higher than the threshold value TH13 for a certain period of time, but this will not be explained here.
  • the reference speed V0 is set at time t62 when the crank rotation speed becomes below the reference, as shown in FIG. 21(a).
  • the regeneration coefficient starts to increase as soon as the speed exceeds the reference speed V0, but as shown in FIG. 21(c) As shown in FIG. 21(b), the regeneration coefficient quickly reaches its upper limit, so the speed continues to increase as shown in FIG. 21(b).
  • the maximum value may be changed not only by the regeneration coefficient but also by other values that provide the same effect, such as the amount of regeneration, regeneration torque, regeneration power, regeneration current, etc.
  • processing as shown in FIG. 22 is executed instead of step S33. That is, the second control unit 3020 determines whether the current speed V1 is greater than or equal to the threshold value TH41 (step S101).
  • the threshold value TH41 is a speed that can be considered high speed, such as 25 km/h, for example.
  • the second control unit 3020 sets a fixed threshold value Vh for the reference speed V0 (step S103). The process then returns to the process shown in FIG.
  • the fixed threshold value Vh is, for example, 25 km/h. Even if the current speed V1 is as high as 30 km/h, the reference speed V0 is set to 25 km/h.
  • the speed at which the regeneration coefficient is maximum will be a predetermined speed greater than the reference speed V0, so the condition will be satisfied. It is easy to tolerate an increase in speed from . However, if the reference speed V0 is already high in the first place, it is considered that there are many situations in which it is inappropriate to allow the speed to increase further. Therefore, when the speed is already higher than what can be considered high speed, by setting a fixed threshold value Vh, the regeneration coefficient quickly increases and the speed is suppressed, thereby increasing safety.
  • FIG. 23 shows an example of the operation of the second control unit 3020 in comparison with an example of the operation of the prior art (for example, Patent Document 3) and an example of the operation of the first embodiment.
  • FIG. 23(a) shows the time change in the crank rotation speed
  • FIG. 23(b) shows the time change in the speed
  • FIG. 23(c) shows the time change in the regeneration coefficient.
  • the reference speed is set when the rotational difference between the front wheel rotational speed and the rear wheel rotational speed converted from the crank rotation continues for a certain period of time to be equal to or greater than the threshold value TH13.
  • the reference speed Vj current speed+Vadd.
  • regenerative braking is started when the vehicle speed exceeds the threshold value Vc, and a regeneration coefficient is set according to (current speed - threshold value Vc).
  • the dotted line represents the time change of the speed and regeneration coefficient in this embodiment
  • the solid line represents the time change of the speed and regeneration coefficient in the conventional technology
  • the dashed line represents the time change of the speed and regeneration coefficient in the present embodiment. It represents time changes in speed and regeneration coefficient in the first embodiment.
  • the speed reaches the threshold value Vc at time t72, so the regeneration coefficient gradually increases from time t72 and the speed is also suppressed.
  • crank rotation is detected, that is, it appears that the occupant intends to accelerate, but regenerative braking is activated, and the regenerative braking is not in accordance with the occupant's intention.
  • the reference speed Vj is set at time t72, but the regeneration coefficient remains 0 until the current speed V1 reaches Vj at time t73. Since the regeneration coefficient gradually increases after time t73, the speed is also gradually suppressed. Note that in FIG. 23(b), it is assumed that from time t72 to t73, the dashed line and the dotted line lie on the same curved line.
  • the threshold value Vh is set to the reference speed V0 at the threshold value t73, but since the current speed V1 has already reached Vj>Vh, at the time t73, the threshold value V1 is immediately set to the reference speed V0.
  • a regeneration coefficient is set according to Vh.
  • the upper limit value of the regeneration coefficient is set at time t73, so as shown in FIG. It is more restrained than the form. Therefore, it can be said that regenerative braking is performed in accordance with the intention of the occupant, and that safety is also high.
  • the speed-regeneration coefficient characteristic in this embodiment may be as shown in FIG. 5.
  • a slew rate may be provided for the regeneration amount (or regeneration coefficient) to suppress sudden changes in the regeneration amount.
  • the regeneration amount or regeneration coefficient
  • this is safe, it causes a sudden change in acceleration, which may make the occupants feel uncomfortable. Therefore, by setting a slew rate for the amount of regeneration (for example, 50%/s) and suppressing sudden changes in the amount of regeneration, the discomfort felt by the occupants may be alleviated.
  • slew rate control that brings about similar effects such as a regeneration coefficient, regenerative torque, regenerative power, and regenerative current may also be used.
  • the functional block diagram described above is an example, and one functional block may be divided into a plurality of functional blocks, or a plurality of functional blocks may be integrated into one functional block.
  • the order of steps may be changed or a plurality of steps may be executed in parallel, as long as the processing content remains the same.
  • control to perform regenerative braking has been described above, in some cases, braking that causes the battery pack 101 to consume power without flowing regenerative current, or even mechanical braking, may be performed. In some cases. Furthermore, it may be modified to implement a combination of these and regenerative braking.
  • the motor control device includes (A) a drive unit that performs regenerative braking or power running drive on the motor, and (B) detects a predetermined crank rotation and controls the motor to perform the predetermined crank rotation.
  • A a drive unit that performs regenerative braking or power running drive on the motor
  • B detects a predetermined crank rotation and controls the motor to perform the predetermined crank rotation.
  • the first regenerative braking may not be in accordance with the occupant's intentions, so by increasing the reference speed, it can be executed in a controlled manner, and regenerative braking can be performed in a manner that is in line with the occupant's intentions. .
  • the predetermined crank rotation mentioned above is determined based on the degree of coincidence or deviation between the first value according to the wheel rotation and the second value according to the crank rotation.
  • the crank rotation may be determined to be different by more than a predetermined level. Performing regenerative braking using such crank rotation may be effective in terms of charging, but it may not meet the occupant's intentions.
  • the motor control device includes (A) a drive section that performs regenerative braking or power running drive on the motor; and (B) detecting a predetermined crank rotation and controlling the motor to the predetermined crank rotation.
  • the drive unit is allowed to perform the first regenerative braking that is permitted to be executed when the rotation of the crank is detected, the second regenerative braking that is permitted to be executed in response to an event other than the predetermined crank rotation is more effective.
  • the control unit also includes a control unit that controls the drive unit to have a speed range or a time range in which regenerative braking is suppressed or stopped.
  • the first regenerative braking may not be in accordance with the occupant's intention, by executing it more suppressively than the other regenerative braking, regenerative braking can be performed in a manner that is in accordance with the occupant's intention.
  • control unit described above may set the reference speed set in the first regenerative braking to a speed higher than the reference speed set when executing the second regenerative braking.
  • the reference speed may be set to a speed higher than the speed when the predetermined crank rotation is detected or when a condition including the predetermined crank rotation is satisfied. This provides a speed range where regenerative braking is not performed and a speed range where regenerative braking is suppressed.
  • control unit described above controls the first regenerative braking to have a speed region where the regeneration amount or regeneration coefficient increases more slowly with respect to speed increase than in the second regenerative braking. You can also do it. This provides a speed range in which regenerative braking is suppressed.
  • the control unit described above controls the time change of index values (for example, regenerative coefficient, regenerative amount, regenerative torque, etc.) that can define the regenerative braking force more than in the second regenerative braking.
  • Index values for example, regenerative coefficient, regenerative amount, regenerative torque, etc.
  • Control may be performed so that the rate has a time region where the rate is small.
  • the rate of change over time may include not only a portion that is decreased but also a portion that is increased.
  • the control unit described above controls the maximum value of index values that can define the regenerative braking force (e.g., regenerative coefficient, regenerative amount, regenerative torque, etc.) than in the second regenerative braking. It may also be controlled so that it becomes small. In this way, regenerative braking can be performed in a suppressed manner.
  • the regenerative braking force e.g., regenerative coefficient, regenerative amount, regenerative torque, etc.
  • the first value and the second value are determined based on the degree of coincidence or deviation between the first value according to the wheel rotation and the second value according to the crank rotation.
  • this may be regenerative braking, in which a reference speed is set upon detecting an event in which the values differ by more than a predetermined level, and a regeneration amount or regeneration coefficient is determined based on the reference speed and the current speed.
  • a reference speed is set, and the regeneration amount or regeneration coefficient is determined based on the relationship between the reference speed and the current speed. In some cases, this is regenerative braking.
  • the control unit described above controls the regeneration amount or regeneration coefficient determined in the first regenerative braking and the second regenerative braking.
  • the drive unit may be controlled to perform regenerative braking using the larger of the regenerative amount or regenerative coefficient determined during braking. It will be possible to increase safety.
  • a motor control device includes (A) a drive unit that causes the motor to perform regenerative braking or power running drive, and (B) a first value corresponding to wheel rotation and a crank rotation. If an event is detected in which the first value and the second value differ by more than a predetermined level based on the degree of coincidence or deviation from the corresponding second value, a reference speed is set, and the reference speed is set.
  • the reference speed When controlling the drive unit by determining the regeneration amount or regeneration coefficient based on the relationship with the current speed, if the current speed at the timing when the above event is detected is equal to or higher than the predetermined speed, the reference speed It has a control unit that sets a fixed speed and sets a speed corresponding to the current speed as the reference speed if the speed is less than a predetermined speed.
  • the above-mentioned event is detected at a predetermined speed or higher, safety is prioritized, but until then, acceleration is allowed without regenerative braking in accordance with the occupant's intentions.
  • the current speed may be set to the reference speed, or the reference speed may be set to suppress regenerative braking as described above. You may also set the speed, etc.
  • the fixed speed may be determined in relation to the upper limit speed at which regenerative braking is possible. This is because the motor is provided with an upper limit speed at which regenerative braking is possible, so in order to effectively perform regeneration, it is preferable to set the fixed speed lower than the upper limit speed in order to secure the amount of charge.

Abstract

より乗員の意図に沿った形で回生制動を行うことができるようにするため、モータ制御装置は、（Ａ）モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、（Ｂ）所定のクランク回転を検出して、所定のクランク回転を検出すると実行が許可される第１の回生制動を駆動部に実行させる場合に、所定のクランク回転を検出したタイミングにおける速度より速い速度を基準速度として設定し、当該基準速度と現在速度とに基づき回生制動を行うように駆動部を制御する制御部とを有する。

Description

電動アシスト車のためのモータ制御装置及び電動アシスト車
本発明は、電動アシスト車における回生制動の制御技術に関する。
電動アシスト自転車等を一例とする電動アシスト車は、バッテリの電力でモータを駆動することに加え、モータで発電した電力をバッテリに充電する回生制動が可能なものがある。回生制動により、１回のバッテリ充電で走行できる距離（すなわち航続距離）を延伸することができる。また、回生制動を制御することで、速度の抑制が可能となるため安全性が向上する。
例えば特許文献１は、ブレーキがオンからオフになったタイミングの速度（すなわち基準速度）を基に回生量を設定することで、ブレーキがオフになった時の速度以上の加速を抑制するように回生を制御する技術を開示している。また、例えば特許文献２は、例えば車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との乖離度が閾値を超えた場合における速度（すなわち基準速度）を基に回生量を設定することで、基準速度以上の加速を抑制するように制御する技術を開示している。このようにすることで、乗員に加速の意図が無いと推測される場面、具体的には走行中クランク回転を停止している場合などに自動的に回生制動による減速を行い、航続距離の延長や、下り坂での速度上昇抑制による安全性の向上を図っている。
しかしながら、乗員の明確な減速（下り坂等での速度維持の意味合いも含む。以降同様）の意図により行われるブレーキレバーの操作とは異なり、ペダルへの操作から減速の意図を正確に検出することは非常に困難である。例えば、ペダルの回転を止めても、必ずしも乗員に減速の意図があるとは限らず、特許文献２にようにペダルの回転を止めたことを契機として回生制動を実行すると、乗員の意図と反した動作となる可能性がある。
例えば、乗員が電動アシスト自転車を運転しており、図１（ａ）に示すように、平地ではペダルを回転させて走行させているが、図１（ｂ）に示すように、平地から下り坂に入る際、大多数の乗員はペダルの回転を止める。但し、下り坂であるから速度が増加する。その後、乗員が適切と思われる速度となると（例えば図１（ｃ）に示すようなタイミング）、乗員はブレーキ操作を行う。ここで、特許文献２のような制御を行うと、ほぼ図１（ｂ）における速度を基準速度と設定するため、乗員が適当と考える、図１（ｃ）のタイミングでの速度とに齟齬が生じる。すなわち、乗員が適切と思われる速度よりも低い速度で回生制動が働いてしまう。また、惰性で走行する意図により、平地でペダルの回転を止めることも多い。そのような乗員に対し、特許文献２のような制御を行うと、ペダルの回転を停止した速度からの速度上昇を抑制するように動作するため、乗員の意図と反する場合もある。但し、回生制動そのものを止めてしまうと、回生機会の損失、すなわち航続距離の短縮に繋がってしまう。また、場合によっては速度抑制の遅れともなる。
さらに、例えば特許文献３は、速度を基準として回生状態と非回生状態を切り替える技術を開示している。しかしながら、速度のみで回生の判断を行っても、乗員の意図と合致しているとは言い難い。
特開２０１９－１５４１９９号公報 国際公開公報ＷＯ／２０２０／０１７４４５ 特開２００６－１５８８７号公報
従って、本発明の目的は、一側面によれば、より乗員の意図に沿った形で回生制動を行えるようにするための新規な技術を提供することである。
本発明の第１の態様に係るモータ制御装置は、（Ａ）モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、（Ｂ）所定のクランク回転を検出して、所定のクランク回転を検出すると実行が許可される第１の回生制動を駆動部に実行させる場合に、所定のクランク回転を検出したタイミングにおける速度より速い速度を基準速度として設定し、当該基準速度と現在速度とに基づき回生制動を行うように駆動部を制御する制御部とを有する。
本発明の第２の態様に係るモータ制御装置は、（Ａ）モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、（Ｂ）所定のクランク回転を検出して、所定のクランク回転を検出すると実行が許可される第１の回生制動を駆動部に実行させる場合に、所定のクランク回転以外のイベントに応じて実行が許可される第２の回生制動を駆動部に実行させる場合よりも、回生制動を抑制又は停止させる速度の領域又は時間の領域を持たせるように駆動部を制御する制御部とを有する。
本発明の第３の態様に係るモータ制御装置は、（Ａ）モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、（Ｂ）車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との一致度又は乖離度から第１の値と第２の値とが所定レベル以上異なるようになったという事象を検出した場合に基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度との関係に基づき回生量又は回生係数を決定して駆動部を制御する場合に、上記事象を検出したタイミングにおける現在速度が、予め定められた速度以上である場合には、基準速度に固定の速度を設定し、予め定められた速度未満であれば、基準速度に、現在速度に応じた速度を設定する制御部とを有する。
図１は、従来技術の問題を説明するための図である。 図２は、実施の形態における電動アシスト自転車の外観を示す図である。 図３は、モータ制御装置の構成例を示す図である。 図４は、実施の形態における回生制御部に関連する機能構成を示す図である。 図５は、第３制御部における速度と回生係数との関係を表す図である。 図６は、第２制御部の処理フローを示す図である。 図７は、基準速度設定処理の処理フローを示す図である。 図８は、確認処理の処理フローを示す図である。 図９は、回生量決定処理の処理フローを示す図である。 図１０は、第１の実施の形態に係る第２制御部における速度－回生係数特性の一例を示す図である。 図１１は、第１の実施の形態に係る動作例を説明するための図である。 図１２は、第２の実施の形態に係る第２制御部における速度－回生係数特性の一例を示す図である。 図１３は、第２の実施の形態に係る動作例を説明するための図である。 図１４は、第２の実施の形態に係る第２制御部における速度－回生係数特性の他の例を示す図である。 図１５は、第２の実施の形態の変形例２における速度－回生係数特性の一例を示す図である。 図１６は、第２の実施の形態の変形例２に係る動作例を示す図である。 図１７は、第３の実施の形態に係るスルーレートを説明するための図である。 図１８は、第３の実施の形態に係る動作例を説明するための図である。 図１９は、第３の実施の形態の変形例２に係るスルーレートを説明するための図である。 図２０は、第４の実施の形態に係る速度－回生両特性の一例を示す図である。 図２１は、第４の実施の形態に係る動作例を示す図である。 図２２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２３は、第６の実施の形態に係る動作例を示す図である。
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は、電動アシスト自転車だけに適用対象を限定するものではなく、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制御装置等についても適用可能である。
［実施の形態１］
図２は、本実施の形態における電動アシスト車の一例であ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、モータ駆動装置を搭載している。モータ駆動装置は、バッテリパック１０１と、モータ制御装置１０２と、トルクセンサ１０３と、クランク回転センサ１０４と、モータ１０５と、操作パネル１０６と、ブレーキセンサ１０７とを有する。
また、電動アシスト自転車１は、前輪、後輪、前照灯、フリーホイール、変速機等も有している。
バッテリパック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よい。そして、バッテリパック１０１は、モータ制御装置１０２を介してモータ１０５に対して電力を供給し、回生時にはモータ制御装置１０２を介してモータ１０５からの回生電力によって充電も行う。
トルクセンサ１０３は、クランク軸周辺に設けられており、乗員によるペダルの踏力（即ち入力トルク）を検出し、この検出結果をモータ制御装置１０２に出力する。また、クランク回転センサ１０４は、トルクセンサ１０３と同様に、クランク軸周辺に設けられており、クランクの回転に応じた信号をモータ制御装置１０２に出力する。
モータ１０５は、例えば周知の三相直流ブラシレスモータであり、例えば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）をモータ制御装置１０２に出力する。
モータ制御装置１０２は、モータ１０５の回転センサ、トルクセンサ１０３及びクランク回転センサ１０４等からの信号に基づき所定の演算を行って、モータ１０５の駆動を制御し、モータ１０５による回生の制御も行う。
操作パネル１０６は、例えばアシストの有無に関する指示入力（すなわち、電源スイッチのオン及びオフ）、アシスト有りの場合には希望アシスト比等の入力を乗員から受け付けて、当該指示入力等をモータ制御装置１０２に出力する。また、操作パネル１０６は、モータ制御装置１０２によって演算された結果である走行距離、走行時間、消費カロリー、回生電力量等のデータを表示する機能を有する場合もある。また、操作パネル１０６は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによる表示部を有している場合もある。これによって、例えばバッテリパック１０１の充電レベルや、オンオフの状態、希望アシスト比に対応するモードなどを運転者に提示する。
ブレーキセンサ１０７は、乗員のブレーキ操作を検出して、ブレーキ操作に関する信号（例えば、ブレーキの有無を表す信号）をモータ制御装置１０２に出力する。具体的には、磁石とリードスイッチを用いたセンサである。
本実施の形態に係るモータ制御装置１０２に関連する構成を図３に示す。モータ制御装置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（Ｓuh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓul）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（Ｓvh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓvl）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（Ｓwh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓwl）とを含む。このＦＥＴブリッジ１０３０は、モータ１０５に対するインバータであり、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、クランク回転入力部１０２２と、モータ回転入力部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、ブレーキ入力部１０２８と、ＡＤ（Analog-Digital）入力部１０２９とを有する。
演算部１０２１は、操作パネル１０６からの入力（例えばアシストのオン／オフなど）、クランク回転入力部１０２２からの入力、モータ回転入力部１０２４からの入力、トルク入力部１０２７からの入力、ブレーキ入力部１０２８からの入力、ＡＤ入力部１０２９からの入力を用いて所定の演算を行って、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。
クランク回転入力部１０２２は、クランク回転センサ１０４からの、クランク回転位相角（回転方向を表す信号を含む場合もある）を、ディジタル化して演算部１０２１に出力する。モータ回転入力部１０２４は、モータ１０５が出力するホール信号からモータ１０５の回転（本実施の形態においては前輪の回転）に関する信号（例えば回転位相角、回転方向など）を、ディジタル化して演算部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演算部１０２１に出力する。ブレーキ入力部１０２８は、ブレーキセンサ１０７からのブレーキ有り又は無しを表す信号をディジタル化して演算部１０２１に出力する。ＡＤ入力部１０２９は、二次電池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。
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の演算結果によって、モータ１０５は、力行駆動を行う場合もあれば、回生制動を行う場合もある。なお、モータ駆動の基本動作については、国際公開第２０１２／０８６４５９号パンフレット等に記載されており、本実施の形態の主要部ではないので、ここでは説明を省略する。
次に、図４に、演算部１０２１における回生制御部３０００に関連する機能ブロック構成例（本実施の形態に係る部分）を示す。回生制御部３０００は、第１制御部３０１０と、第２制御部３０２０と、第３制御部３０３０とを有する。なお、演算部１０２１は、モータ回転入力部１０２４からのモータ回転入力からモータ１０５の回転数（前輪の回転数）、電動アシスト自転車１の速度（＝車速）及び加速度（速度の時間変化量）等を算出するモータ回転処理部３１００も備えている。
第１制御部３０１０は、第２制御部３０２０及び第３制御部３０３０が出力する回生量のうち最大値を選択して出力するといった出力制御を行う。
第２制御部３０２０は、本実施の形態における主要な処理を行う制御部であり、前輪の回転数又は車速と、クランク回転に基づき換算される後輪の回転数（クランク回転をギア比等に基づき後輪の回転数に換算した回転数であり、クランク換算回転数とも呼ぶ）又は後輪の車速（クランク回転換算速度（クランク回転をギア比等に基づき車速に換算した速度）とも呼ぶ）との差や比に基づく一致度又は乖離度が、前者と後者が所定レベル以上乖離したことを表している場合に基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度との差に基づき回生量を決定する処理を行う。なお、第２制御部３０２０は、トルク入力部１０２７からの入力されるトルク入力も用いて処理を行う。
第３制御部３０３０は、例えば特許文献１に記載された制御を行う制御部であり、例えばブレーキをオンからオフとした際（すなわち、ブレーキレバーを握った状態から離した状態に移行したタイミング）の速度を基準速度Ｖ３として保持し、現在速度と基準速度Ｖ３との差に応じた回生量を決定する処理を行う。例えば図５に示すように、速度が基準速度Ｖ３以下では回生係数は０であるが、速度が基準速度Ｖ３＋ｓｄ１以上であれば回生係数は上限（例えば１００％）となり、Ｖ３を超えてＶ３＋ｓｄ１未満の領域においては、実線で表される直線状に、又は、点線で表されるような曲線状に、速度が増加すると回生係数が増加するような特性を実現するようにする。このようにすれば、乗員がブレーキレバーを放したタイミングにおける基準速度Ｖ３からの速度上昇を抑制するように回生量が決定される。
なお、第２制御部３０２０とは異なる条件で回生制動を行わせる第３制御部３０３０は、複数存在する場合もある。例えば、ブレーキレバーを握っている間に回生制動を行う制御部であっても良い。
なお、回生を行わない場合には、演算部１０２１は、従来の力行駆動を行うようにモータ駆動タイミング生成部１０２６、可変遅延回路１０２５及びＦＥＴブリッジ１０３０を介してモータ１０５を駆動する。一方、回生を行う場合には、演算部１０２１は、回生制御部３０００が出力する回生制動トルクを実現するように、モータ駆動タイミング生成部１０２６、可変遅延回路１０２５及びＦＥＴブリッジ１０３０を介してモータ１０５を回生制御する。
次に、図６乃至図１１を用いて、第２制御部３０２０の処理内容について説明する。なお、図６の処理は、制御周期毎に実行される。
まず、第２制御部３０２０は、各種データの測定を行う（図６：ステップＳ１）。本実施の形態では、ペダルトルク、車速、クランク回転角度などを測定する。
次に、第２制御部３０２０は、回生可能フラグがＯＮになっているか否かを判断する（ステップＳ３）。回生可能フラグがＯＮであれば、処理はステップＳ７に移行する。一方、回生可能フラグがＯＦＦであれば、第２制御部３０２０は、基準速度設定処理を実行する（ステップＳ５）。本実施の形態に係る基準速度設定処理については、図７を用いて後に述べる。
その後、第２制御部３０２０は、本実施の形態に係る回生制御を行って良いのか否かについて確認する確認処理を実行する（ステップＳ７）。確認処理については、図８を用いて後に述べる。
その後、第２制御部３０２０は、確認処理の処理結果に基づき回生量決定処理を実行する（ステップＳ９）。回生量決定処理については、図９を用いて後に述べる。この回生量決定処理では、基準速度に基づき回生係数を決定し、回生目標量と回生係数とから回生量を決定し、当該回生量を実現すべくＦＥＴブリッジ１０３０等を介してモータ１０５に回生制動を行わせる。
そして、回生制御部３０００は、電源オフなどの指示に基づき処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１）。処理を終了しない場合には、処理はステップＳ１に戻る。一方、処理を終了すべき場合には、ここで処理を終了する。
本実施の形態では、基準速度設定処理においてクランク回転等についての条件が満たされたことが検出されると回生可能フラグを予め設定しておくと共に、そのタイミングで基準速度を設定し、その基準速度からの速度上昇を検出すると当該速度上昇を抑制するように回生量を決定して回生制動を実行させるものである。
次に、図７を用いて本実施の形態に係る基準速度設定処理を説明する。なお、回生可能フラグ及び時間フラグは初期的にはＯＦＦにセットされている。
まず、第２制御部３０２０は、本実施の形態に係る回転差を算出する（図７：ステップＳ２１）。本実施の形態では、モータ１０５によって駆動される前輪の回転と比較してクランク回転があまりなされていない状態を検出すると、基準速度を設定する。そのため、本実施の形態に係る回転差とは、例えば、前輪の回転数と、クランク回転に基づき換算される、後輪の回転数との差（例えば、前輪の回転数－後輪の回転数）である。また、前輪についての車速と、クランク回転に基づき換算された後輪についての車速との差（例えば、前輪についての車速－後輪についての車速）を用いてもよい。なお、差ではなく、比など（例えば、前輪の回転数／後輪の回転数、前輪についての車速／後輪についての車速）を用いて、それらの乖離が所定レベル以上であるか否かを判断するようにしてもよい。なお、前輪の回転数等は車輪回転に応じた第１の値であり、後輪の回転数等はクランク回転に応じた第２の値であり、それらの一致度や乖離度を算出して、それに基づき第１の値と第２の値とが所定レベル以上乖離しているか否かを判断してもよい。
そして、第２制御部３０２０は、回転差が閾値ＴＨ１３以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。回転差が閾値ＴＨ１３以上である場合には、処理はステップＳ２３に移行する。一方、回転差が閾値ＴＨ１３未満である場合には、処理はステップＳ３５に移行する。
回転差が閾値ＴＨ１３以上である場合には、第２制御部３０２０は、時間計測中か否かを表す時間フラグがＯＮになっているか否かを判断する（ステップＳ２３）。時間フラグがＯＮになっていなければ、第２制御部３０２０は、時間フラグをＯＮにセットする（ステップＳ２５）。さらに、第２制御部３０２０は、時間計測を開始する（ステップＳ２７）。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。
一方、時間フラグがＯＮにセットされている場合、すなわち、継続的に回転差が閾値ＴＨ１３以上である場合には、第２制御部３０２０は、ステップＳ２７からの計測時間が一定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ２９）。まだ、計測時間が一定時間を経過していない場合には、処理は呼び出し元の処理に戻る。
一方、ステップＳ２７からの計測時間が一定時間を経過した場合には、回転差が閾値ＴＨ１３以上である状態が一定時間以上継続したことになるので、第２制御部３０２０は、回生可能な状態か否かを表す回生可能フラグをＯＮにセットする（ステップＳ３１）。さらに、第２制御部３０２０は、基準速度Ｖ０に、予め定められた関数ｆv（現在の速度）の値を設定する（ステップＳ３３）。本実施の形態では、ｆv（現在の速度）＝現在の速度Ｖ１＋Ｖaddである。Ｖaddは正の値であって、例えば４ｋｍ／ｈ等である。
なお、加算される値Ｖaddは、固定でなくても良く、例えばステップＳ３３における現在の速度Ｖ１に応じて変化するようにしても良い。また、傾斜センサなどを有する場合には当該傾斜センサの出力である傾斜角や、乗員などの設定に基づき変化させるようにしても良い。特に、乗員の設定に基づき変化させる場合には、乗員の意図に合致した回生制御を実現できるようになる。
その後、第２制御部３０２０は、時間フラグをＯＦＦにセット、計測時間をクリアする（ステップＳ３５）。これによって、次に時間計測を行う際に適切に処理できるようになる。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。
このように、本実施の形態に係る基準速度設定処理によれば、回転差が閾値ＴＨ１３以上である状態が一定時間以上継続すれば、基準速度Ｖ０を設定すると共に、回生可能フラグをセットすることで、回生制御の準備を行う。
なお、一定時間継続することを確認しないような処理であっても良い。すなわち、ステップＳ２３乃至Ｓ２９を実行しないようにしても良い。
次に、図８を用いて本実施の形態に係る確認処理の処理内容について説明する。
まず、第２制御部３０２０は、クランク回転角度が閾値ＴＨ２未満であるか否かを判断する（図８：ステップＳ４１）。クランク回転角度がある程度（閾値ＴＨ２）以上なされると、ユーザはペダルを漕いで加速しようとしていると推定されるので、回生を行うことが好ましくないためである。よって、クランク回転角度が閾値ＴＨ２以上である場合には、第２制御部３０２０は、回生可能フラグをＯＦＦにセットする（ステップＳ４７）。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。
一方、クランク回転角度が閾値ＴＨ２未満である場合には、第２制御部３０２０は、ペダルトルクが閾値ＴＨ３未満であるか否かを判断する（ステップＳ４３）。ペダルトルクが閾値ＴＨ３以上であれば、処理はステップＳ４７に移行する。
一方、ペダルトルクが閾値ＴＨ３未満である場合には、第２制御部３０２０は、モータ回転処理部３１００からの現在の速度が閾値ＴＨ４を超えているか否かを判断する（ステップＳ４５）。ある程度の速度が出ていない場合に本回生制御を行うことが不適切だからである。現在の速度が閾値ＴＨ４以下であれば、処理はステップＳ４７に移行する。一方、現在の速度が閾値ＴＨ４を超えている場合には、回生可能フラグをＯＦＦにセットすることはなく、処理は呼び出し元の処理に戻る。
このように、一旦回生可能フラグをＯＮにセットした後に走行状態が変化して、本実施の形態に係る回生制御を行うのが不適切な状態になったことを検出した場合には、回生可能フラグをＯＦＦにセットする。
次に、図９を用いて本実施の形態に係る回生量決定処理について説明する。
まず、第２制御部３０２０は、回生可能フラグがＯＮになっているか否かを判断する（図７：ステップＳ５１）。回生可能フラグがＯＦＦになっている場合、本実施の形態に係る回生制御を行うことは不適切なので、処理は呼び出し元の処理に戻る。
一方、回生可能フラグがＯＮになっている場合、第２制御部３０２０は、モータ回転処理部３１００からの現在の速度が基準速度Ｖ０を超えているか否かを判断する（ステップＳ５３）。本実施の形態では、現在の速度が基準速度Ｖ０を超えている場合に回生制動にて速度を抑制することにしているので、現在の速度が基準速度Ｖ０以下であれば、本実施の形態に係る回生制御を行わず、処理は呼び出し元の処理に戻る。
一方、現在の速度が基準速度Ｖ０を超えている場合には、第２制御部３０２０は、ΔＶ（＝現在の速度Ｖ１－Ｖ０）に基づき回生係数を設定する（ステップＳ５５）。第３制御部３０３０における制御との対比を行うため、現在の速度と回生係数との対応関係の一例を図１０を用いて説明する。第３制御部３０３０は、ブレーキがオンからオフに変化したタイミングにおける速度を基準速度Ｖ３として設定する。第３制御部３０３０は、現在速度が基準速度Ｖ３を超えていれば、点線で示すように、（現在の速度Ｖ１－基準速度Ｖ３）に比例する形で回生係数が得られる。なお、ここでは回生係数は１００％が最大値である。また、図１０の点線の特性は、従来技術の欄で述べた特許文献２の制御と同様である。すなわち、特許文献２は、車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との乖離度が閾値を超えた場合における速度を基準速度に設定するような技術を開示している。一方、第２制御部３０２０は、仮に同じタイミングでステップＳ３３が実行されるとすると、基準速度Ｖ０＝現在の速度Ｖ１＋Ｖaddとなるので、Ｖ０＞Ｖ３となる。第３制御部３０３０において用いられる比例係数が同じであるとすると、実線で示すように、（現在の速度Ｖ１－基準速度Ｖ０）に比例する形で回生係数が得られる。ここでも、回生係数は１００％が最大値である。
なお、ここではΔＶ（＝現在の速度Ｖ１－基準速度Ｖ０）に比例して回生係数が増加する関係を図示したが、図５に示したように、曲線状の対応関係に従って、ΔＶに対応する回生係数を設定するようにしても良い。また、線形であっても同じ比例係数を用いなくても良い。さらに、ΔＶに応じて変化する部分が、直線と曲線との組み合わせであってもよいし、傾きの異なる直線の組み合わせ、また曲線の組み合わせであっても良い。
第２制御部３０２０は、回生目標量に対して回生係数を乗ずることで回生量を決定し、当該回生量に従ってＦＥＴブリッジ１０３０等を介してモータ１０５に回生制動を行わせる（ステップＳ５７）。そして処理は呼び出し元の処理に戻る。
回生目標量は、固定の上限Ｒmaxであっても良いし、速度や加速度に応じて設定される回生目標量であっても良い。
このような処理を実行することで、ブレーキの操作に基づき回生制御を行う第３制御部３０３０が動作する場合よりも回生制動が抑制される速度の領域や全く回生制動が実行されない速度の領域が設けられるようになる。
このように基準速度を大きくする処理により、クランク回転をトリガにした回生制動では従来よりも回生制動が開始される速度が上昇するため、それ以外の回生制動、例えばブレーキ操作をトリガにした回生制動に比べ回生制動が動作しにくくなる。すなわち減速の意図を持たずしてペダルの回転を止めた場合でも、意図に合わない回生は発動しにくくなり、乗員の意図に反した動作が起きにくくなる。
また、本実施の形態によれば、回生制動は完全にキャンセルされるわけではなく、現在の速度が基準速度Ｖ０を超えれば回生制動が行われる。すなわち、回生制動の機会はある程度確保され、それによって航続距離は延伸でき、また電動アシスト自転車１の速度上昇も抑制されるため安全性を向上できる。
図１１に、第２制御部３０２０の動作例を、第３制御部３０３０の動作例と対比しつつ示す。図１１（ａ）は、クランク回転数の時間変化を表し、図１１（ｂ）は、速度の時間変化を表し、図１１（ｃ）は、回生係数の時間変化を表す。なお、図１１の例では、時刻ｔ１までは平地を走行するが、時刻ｔ１以降では坂を下る状態（降坂）になるものとする。本実施の形態では、前輪の回転数とクランク回転から換算された後輪の回転数との回転差が閾値ＴＨ１３以上となった状態が一定時間継続すると基準速度Ｖ０を設定するが、ここでは説明を簡単にするため、図１１（ａ）に示すように、クランク回転数が基準以下になる時刻ｔ２で、基準速度Ｖ０を設定するものとする。
なお、第３制御部３０３０は、時刻ｔ２において基準速度Ｖ３＝（時刻ｔ２における速度）を設定すると仮定する。そうすると、図１１（ｂ）及び（ｃ）で点線で示すように、坂を下っているので、速度は基準速度Ｖ３を直ぐに上回るようになり、当該速度の上昇を抑制するように回生係数が時刻ｔ２から上昇するようになる。これにより、速度の上昇も抑制される。
一方、図１１（ｂ）及び（ｃ）で実線で示すように、第２制御部３０２０は、時刻ｔ２において基準速度Ｖ０＝現在の速度Ｖ１＋Ｖaddと設定するので、速度が基準速度Ｖ０に達する時刻ｔ３までは、回生係数は０のままであり、速度が基準速度Ｖ０を超えると、回生係数が増加すると共に、速度増加が抑制されるようになる。このような制御を行うことで、速度上昇を許容し、乗員の意図に反した回生が生じにくくなっている。また、回生制動自体は速度が基準速度Ｖ０を超えると行われるため回生電力による航続距離の延伸効果は残されており、また速度上昇は抑制されるため安全性は確保される。
なお、上で述べたように決定された回生量を基に、モータ１０５で実現される回生制動を制御することになるが、回生量の強弱は回生制動の強弱と対応しており、回生制動力、回生トルク、回生電力、回生電流等の回生制動の強さを表す単位の指標に対応付けて制御してもよい。回生量と、回生制動の強さを表す単位の指標との対応付けについては、線形であっても良いし、非線形であっても良い。例えば、回生量０から回生量の最大値Ｒmaxと、回生制動力０から電動アシスト自転車１で実現できる回生制動力の上限とを線形で対応付けるようにしても良い。
［実施の形態１の変形例１］
上で述べた例では、基準速度Ｖ０＝ｆv（現在の速度）＝現在の速度Ｖ１＋Ｖaddという例を示したが、基準速度を増加させるという観点からすれば、基準速度Ｖ０＝ｆv（現在の速度）＝現在の速度Ｖ１×Ｖproという形で設定するようにしても良い。なお、Ｖproは、１を超える正の整数であり、例えば１．２である。Ｖproについても、一定値ではなく、設定や速度、傾斜角などに応じて変化させるようにしても良い。
このようにすれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるようになる。
［実施の形態１の変形例２］
なお、回生量（又は回生係数）については、加速度が一定且つ一般的な下り坂の加速度より小さな加速度（例：０．０５［ｍ／ｓ２］）になるように制御しても良い。また、下り坂の傾斜を検知又は推測し、当該傾斜での重力による加速度を１より大きい正の定数分の１にし、目標加速度として設定するといった変形を行っても良い。この場合、下り坂での加速が抑制される。例えば、０．５［ｍ／ｓ２］の加速度で加速される下り坂において、０．０５［ｍ／ｓ２］を目標加速度とすれば、十分に加速が抑制される。また、乗員の体重や傾斜に依らず加速度が一定となるため、乗員が違和感を持ちにくい。制御の例としては、検知加速度と目標加速度の誤差を用いて制御しても良い。
また、傾斜センサ等を用いて路面傾斜を検知し、それに応じて斜面を下る方向の重力による分力を推定し、それに応じた回生制動力を実現するように制御しても良い。傾斜路の傾斜をθ［rad］、車両＋乗員＋荷物等を全て含めた全重量をＭ［ｋｇ］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ２］とすれば、車両全体は、Ｍｇ＊sinθ［Ｎ］の力で、坂の下の方に引かれることとなる。具体的な制御の例としては、目標加速度をａｄとすれば、Ｍ（ｇ＊sinθ－ａｄ）となる回生制動力を出力すればよい。なお、ｇ＊sinθ－ａｄが負になる場合、車両は加速する駆動力を出力することとなるため、回生制動力が負となるような出力は行わないことが望ましい。また、全重量Ｍは典型的な一定値（例：８５ｋｇ）を用いても良いし、乗員が入力した値や、荷重センサ等を用いて検出した実際値を用いても良い。
［実施の形態２］
第１の実施の形態では、基準速度Ｖ０の設定により、所定のクランク回転に応じて実行が許可される回生制動の効き初めを遅くしていたが、回生係数が最大となる速度を高める方法を採用するようにしても良い。例えば、ステップＳ３３で設定される基準速度Ｖ０は、基準速度Ｖ０＝ｆv（現在の速度）＝現在の速度Ｖ１とするが、ΔＶの増加に応じて線形に回生係数が増加する場合には、その傾きを小さくする。
例えば、図１２に示すように、第３制御部３０３０が設定する基準速度Ｖ３は、第２制御部３０２０が設定する基準速度Ｖ０と同じになるが、第３制御部３０３０で用いる速度と回生係数との対応関係は、点線で表すように、基準速度Ｖ０（＝Ｖ３）を超えると回生係数が増加して、Ｖ３＋ｓｄ１＝Ｖ１０で回生係数は１００％となる。一方、第２制御部３０２０で用いる速度と回生係数との対応関係は、実線で表すように、基準速度Ｖ０を超えると回生係数が増加して、Ｖ０＋ｓｄ１＋ｓｄ２＝Ｖ１１で回生係数は１００％となる。第３制御部３０３０の場合には、傾きが１００／（Ｖ１０－Ｖ３）＝１００／ｓｄ１となるが、第２制御部３０２０の場合には、傾きが１００／（Ｖ１１－Ｖ０）＝１００／（ｓｄ１＋ｓｄ２）となり、第２制御部３０２０の方が傾きが小さくなる。
図１２から分かるように、第２制御部３０２０が機能する場合には、第３制御部３０３０よりも回生係数は抑制的になるため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるようになる。
図１３に、第２制御部３０２０の動作例を、第３制御部３０３０の動作例と対比しつつ示す。図１３（ａ）はクランク回転数の時間変化を表し、図１３（ｂ）は速度の時間変化を表し、図１３（ｃ）は回生係数の時間変化を表す。なお、図１３の例では、時刻ｔ１１までは平地を走行するが、時刻ｔ１１以降では坂を下る状態（降坂）になるものとする。本実施の形態では、前輪の回転数とクランク回転から換算された後輪の回転数との回転差が閾値ＴＨ１３以上となった状態が一定時間継続すると基準速度Ｖ０を設定するが、ここでは説明を簡単にするため、図１３（ａ）に示すように、クランク回転数が基準以下になる時刻ｔ１２で、基準速度Ｖ０を設定するものとする。
なお、第３制御部３０３０は、時刻ｔ１２において基準速度Ｖ３＝（時刻ｔ１２における速度＝Ｖ０）を設定すると仮定する。そうすると、図１３（ｂ）及び（ｃ）で点線で示すように、坂を下っているので、速度は基準速度Ｖ３を直ぐに上回るようになり、当該速度の上昇を抑制するように回生係数が時刻ｔ１２から上昇するようになる。これにより速度の上昇も抑制される。
一方、図１３（ｂ）及び（ｃ）で実線で示すように、第２制御部３０２０も、時刻ｔ１２において基準速度Ｖ０＝現在の速度Ｖ１と設定するので、速度が基準速度Ｖ０を超えてすぐに回生係数が増加して、速度増加が抑制されるようになる。但し、第３制御部３０３０よりも回生係数は多くならないので、速度上昇が許容されるようになり、乗員の意図に反した回生が生じにくくなっている。また、回生制動自体は速度が基準速度Ｖ０を超えると行われるため回生電力による航続距離の延伸効果は残されており、また速度上昇は抑制されるため安全性は確保される。
なお、Ｖ１１＝Ｖ０＋ｓｄ１＋ｓｄ２といったような形で設定するのではなく、第３制御部３０３０における傾き１００／ｓｄ１に対して、正の所定値を減ずる形又は１より小さい正の所定値を乗ずる形で、傾きを小さくするようにしても良い。
図１２に示した線形の場合には、第２制御部３０２０の方の傾きを第３制御部３０３０の場合に比して小さくして、第３制御部３０３０が機能する場合に比して回生係数が多くなる速度の領域が存在しないようにしている。
なお、図１４（ａ）に示すような曲線（二次曲線）で表されるような速度－回生係数の特性を採用するようにしても良い。図１４（ａ）において、点線は、第３制御部３０３０における特性を表し、基準速度Ｖ３（＝Ｖ０）から速度Ｖ１４になるまで二次曲線に沿った形で回生係数が増加するが、速度Ｖ１４を超えると回生係数は１００％のままとなる。一方、実線は、第２制御部３０２０における特性を表し、基準速度Ｖ０から速度Ｖ１５（＞Ｖ１４）になるまで二次曲線に沿った形で回生係数が増加するが、速度Ｖ１５を超えると回生係数は１００％のままとなる。ここで、曲線の傾き（即ち微分値）を図１４（ｂ）に示すが、第３制御部３０３０における特性の場合、点線で表すように、速度Ｖ３＝Ｖ０から速度Ｖ１４までは傾きが増加するが、速度Ｖ１４を超えると０となる。一方、第２制御部３０２０における特性の場合、実線で表すように、速度Ｖ０から速度Ｖ１５までは傾きが増加するが、速度Ｖ１５を超えると０になる。但し、単純に比較すると、速度Ｖ０乃至Ｖ１４までは、第３制御部３０３０の傾きが第２制御部３０２０の傾きより大きくなるが、速度Ｖ１４乃至Ｖ１５については第２制御部３０２０の傾きが第３制御部３０３０の傾きより大きくなる。
すなわち、本実施の形態では、第３制御部３０３０の特性に比して、速度の増加に対して回生係数の増加度合いが小さい速度の領域を含むことを特徴としており、傾き（すなわち微分値）に着目する場合には、傾きが小さい速度の領域が含まれていることが特徴となる。
［実施の形態２の変形例１］
第２の実施の形態では、図１２に示すように、基準速度Ｖ０については基準速度Ｖ３と同じにするが、回生係数が１００％となる速度を、Ｖ１０＝Ｖ３＋ｓｄ１から、Ｖ１１＝Ｖ０＋ｓｄ１＋ｓｄ２と言うような形で変更することで、傾きを小さくするような例を示した。
これに対して、１以上の正の値Ｖpro2を用いて、Ｖ１１＝Ｖ１０×Ｖpro2といったような形でＶ１１を設定するようにしても良い。Ｖpro2は例えば１．２といった値である。
これによって第２の実施の形態で説明したのと同様の効果を得ることができる。
なお、図１２において第３制御部３０３０の特性における傾きは、１００／ｓｄ１であるが、これに対して１未満の正の値Ｖpro3を乗ずることで、第２制御部３０２０の特性における傾きを設定するようにしても良い。
［実施の形態２の変形例２］
第１の実施の形態と第２の実施の形態を組み合わせても良い。この場合、例えば図１５に示すような速度－回生係数特性を採用するようにしても良い。
この例では、第３制御部３０３０については、図１５で点線で示すように、図１２に示した点線と同様で、基準速度Ｖ３から速度ｓｄ１だけ増加してＶ１０（＝Ｖ３＋ｓｄ１）となると回生係数１００％となるような特性である。一方、第２制御部３０２０については、図１５における実線で表されるように、ステップＳ３３において基準速度Ｖ０＝ｆv（現在の速度）＝現在の速度Ｖ１＋Ｖaddと設定された上で、基準速度Ｖ０から速度ｓｄ２（＜ｓｄ１）だけ増加してＶ１６（＝Ｖ０＋ｓｄ２）となると回生係数１００％となるような特性を採用する。ｓｄ２とｓｄ１は一致せず、ｓｄ２＜ｓｄ１であるから、速度Ｖ３からＶ１０までの第３制御部３０３０の傾きよりも、速度Ｖ０からＶ１６までの第２制御部３０２０の傾きが大きくなる。しかしながら、速度Ｖ３からＶ０までは、回生制動は行われないので速度抑制は停止されており、速度Ｖ０から速度Ｖ１６までは、回生制動は第３制御部３０３０よりも抑制されている。
図１６に、第２制御部３０２０の動作例を、第３制御部３０３０の動作例と対比しつつ示す。図１６（ａ）はクランク回転数の時間変化を表し、図１６（ｂ）は速度の時間変化を表し、図１６（ｃ）は回生係数の時間変化を表す。なお、図１６の例では、時刻ｔ２１までは平地を走行するが、時刻ｔ２１以降では坂を下る状態（降坂）になるものとする。本実施の形態では、前輪の回転数とクランク回転から換算された後輪の回転数との回転差が閾値ＴＨ１３以上となった状態が一定時間継続すると基準速度Ｖ０を設定するが、ここでは説明を簡単にするため、図１６（ａ）に示すように、クランク回転数が基準以下になる時刻ｔ２２で、基準速度Ｖ０を設定するものとする。
なお、第３制御部３０３０は、時刻ｔ２２において基準速度Ｖ３＝（時刻ｔ２２における速度＝Ｖ０）を設定すると仮定する。そうすると、図１６（ｂ）及び（ｃ）で点線で示すように、坂を下っているので、速度は基準速度Ｖ３を直ぐに上回るようになり、当該速度の上昇を抑制するように回生係数が時刻ｔ２２から上昇するようになる。これにより速度の上昇も抑制される。
一方、第２制御部３０２０も、時刻ｔ２２において基準速度Ｖ０＝現在の速度Ｖ１＋Ｖaddと設定するので、図１６（ｂ）及び（ｃ）で実線で示すように、速度が基準速度Ｖ０に達する時刻ｔ２３までは、回生係数は０のままであり、速度が基準速度Ｖ０を超えると、図１５に示すように傾きが大きいとすると回生係数が急激に増加し、速度増加も抑制されるようになる。
このような制御を行うことで、速度上昇を許容し、乗員の意図に反した回生が生じにくくなっている。また、基準速度Ｖ０を上回る高速域では速度抑制が行われるので、安全性は確保される。
［実施の形態３］
本実施の形態では、基準速度や速度－回生係数特性を変更するのではなく、回生量の時間変化率を制限するスルーレートを調整することで、回生制動の抑制を行うようにしても良い。
第１の実施の形態では、ステップＳ５７において、回生目標量×回生係数にて回生量を算出するという説明を行ったが、実際にはあまりに急激に回生量が増加したり減少したりすると、乗員に違和感を与える等の不具合があるので、徐々に回生量が増加したり減少したりするように、スルーレートに基づく出力率Ｔhr（ｔ）をさらに乗ずることで、実際に発生させる回生量を決定する。
例えば、第３制御部３０３０におけるスルーレート（回生量の時間変化率）がＳr1［％／ｓ］とすると、第２制御部３０２０におけるスルーレートＳr2＝Ｓr1－Ｓm［％／ｓ］といった形で設定しても良い。Ｓmは正の値であり、例えばＳm＝４０で、Ｓr1＝５０とすると、Ｓr2＝１０となる。
図１７に、回生量を増加させる場合における出力回生量の一例を示す。図１７において、実線は、一例として時刻ｔ４１に回生量Ｒ（＝回生目標量×回生係数）が決定されて、その後その値が維持されている状態を示している。これに対して、第３制御部３０３０のスルーレートに基づく出力回生量の時間変化を点線で表している。すなわち、時刻ｔ４１から時刻ｔ４２まで０から直線的に増加することで、時刻ｔ４２になると回生量Ｒとなり、時刻ｔ４１で決定された回生量Ｒが出力されるようになる。一方、第２制御部３０２０のスルーレートに基づく出力回生量の時間変化は、一点鎖線で示されており、時刻ｔ４１から時刻ｔ４３まで０から直線的に増加することで、時刻ｔ４３になると回生量Ｒとなり、時刻ｔ４１で決定された回生量Ｒが出力されるようになる。
時刻ｔ４２－ｔ４１よりも、時刻ｔ４３－ｔ４１の方が長くなっているので、出力回生量が回生量Ｒになるまでの時間が長くなり、出力回生量が長い時間抑制されるようになる。
なお、本実施の形態では、ステップＳ３３における基準速度Ｖ０は、第３制御部３０３０と同様に、基準速度Ｖ０＝現在の速度Ｖ１とする。
図１８に、第２制御部３０２０の動作例を、第３制御部３０３０の動作例と対比しつつ示す。図１８（ａ）は、クランク回転数の時間変化を表し、図１８（ｂ）は、速度の時間変化を表し、図１８（ｃ）は、スルーレートを反映した出力回生量の時間変化を表す。なお、図１８の例では、時刻ｔ５１までは平地を走行するが、時刻ｔ５１以降では坂を下る状態（降坂）になるものとする。本実施の形態では、前輪の回転数とクランク回転から換算された後輪の回転数との回転差が閾値ＴＨ１３以上となった状態が一定時間継続すると基準速度Ｖ０を設定するが、ここでは説明を簡単にするため、図１８（ａ）に示すように、クランク回転数が基準以下になる時刻ｔ５２で、基準速度Ｖ０を設定するものとする。
なお、第３制御部３０３０は、時刻ｔ５２において基準速度Ｖ３＝（時刻ｔ５２における速度＝Ｖ０）を設定すると仮定する。そうすると、図１８（ｂ）及び（ｃ）で点線で示すように、坂を下っているので、速度は基準速度Ｖ３を直ぐに上回るようになり、当該速度の上昇を抑制するように、スルーレートを加味した出力回生量が時刻ｔ５２から比較的直ぐに上昇するようになる。これにより、速度の上昇も抑制される。
一方、第２制御部３０２０も、時刻ｔ５２において基準速度Ｖ０＝現在の速度Ｖ１と設定するので、速度が基準速度Ｖ０を超えるとすぐに回生量は増加し始めるが、スルーレートは小さな値となっているので、図１８（ｃ）に示すように、出力回生量自体はなかなか増加しない。このようにスルーレートを加味した出力回生量の増加に時間が掛かるようになっているので、図１８（ｂ）において実線で示すように、速度の増加が許容されるようになる。
このように、異なる態様ではあるが、第３制御部３０３０が機能する場合に比して、回生制動が抑制されているが、回生制動は行われるので回生電力による航続距離の延伸効果は得られ、時間が経過すれば十分な回生制動が行われるので安全性も担保される。また、意図に合わない大きな回生制動が直ぐには生じないので、乗員の意図に反した動作が起きにくくなっている。
なお、スルーレートＳr2は、スルーレートＳr1よりも小さい時間の領域を有すればよい。但し、スルーレート自体が時間変化するようにしても良い。例えば、回生量（＝目標回生量×回生係数）に乗じられる出力率は直線的に変化するのではなく、曲線で表されるような変化を行うようにしても良い。また、直線の組み合わせや直線と曲線の組み合わせであっても良い。
なお、スルーレートを変更するのは、回生量のみに限らず、回生係数、回生トルク、回生電力、回生電流等、同等の効果をもたらす別の値であっても良い。
［実施の形態３の変形例１］
第３の実施の形態では、スルーレートＳr2＝Ｓr1－Ｓmといった形で第２制御部３０２０におけるスルーレートを決定していたが、例えば１未満の正の値Ｓn（例えば０．５）を設定して、Ｓr2＝Ｓr1×Ｓnといった形で第２制御部３０２０におけるスルーレートを決めるようにしても良い。
このような場合でも、第３の実施の形態に係る効果を得ることができる。なお、スルーレートＳr2は、スルーレートＳr1よりも小さい時間の領域を有すればよい。例えば、回生量（＝目標回生量×回生係数）に乗じられる出力率は直線的に変化するのではなく曲線で表されるような変化を行うようにしても良い。また直線の組み合わせや直線と曲線の組み合わせであっても良い。
［実施の形態３の変形例２］
上では、回生量を増加させる際におけるスルーレートの例を示したが、回生量を減少させる場合には、－Ｓr1や－Ｓr2といったスルーレートを採用しても良い。
また、回生量を増加させる場合と回生量を減少させる場合とで異なるスルーレートを採用しても良い。図１９にその一例を示す。図１９において実線は、一例として時刻ｔ４１に回生量Ｒ（＝回生目標量×回生係数）が決定されて、その後その値が時刻ｔ４４まで維持されて、時刻ｔ４４で０になる変化を表している。
これに対して、時刻ｔ４３までは図１７と同様である。すなわち、第３制御部３０３０であれば点線で表すようなスルーレートとなり、第２制御部３０２０であれば一点鎖線で示すようなスルーレートとなる。
一方、時刻ｔ４４で回生量Ｒが０に変化すると、第３制御部３０３０であれば点線で示すように、時刻ｔ４６で０になるまで徐々に減少するが、第２制御部３０２０であれば一点鎖線で示すように、時刻ｔ４６よりも早い時刻ｔ４５で０になる。この例では、ｔ４２－ｔ４１＝ｔ４６－ｔ４４である。
ここで、回生量減少時に、第３制御部３０３０のスルーレートをＳr3（＝－Ｓr1）とし、第２制御部３０２０のスルーレートをＳr4とすると、｜Ｓr4｜＞｜Ｓr3｜となる。なお、ここではＳr2＜｜Ｓr4｜である。
このようにすれば、第２制御部３０２０の方が、出力回生量は、回生量増加時には緩やかに増加するが、回生量減少時には速やかに減少するようになっている。よって、回生量開始時には回生が効きづらく、回生停止時には回生が停止しやすくなる。そして、乗員に意図に反した動作と感じにくくさせつつ、回生電力を得ることもできるようになる。
［実施の形態４］
上で述べた実施の形態では、第３制御部３０３０と第２制御部３０２０とでは回生係数の上限は同じであることを前提に説明したが、第３制御部３０３０よりも第２制御部３０２０の回生係数の上限を抑えるようにしてもよい。
図２０は、速度－回生係数特性の一例を示す。図２０において点線は、第３制御部３０３０についての速度－回生係数特性を示しており、基準速度Ｖ３（＝Ｖ０）を超えると回生係数が増加し、速度Ｖ２１になると回生係数が１００％となって変化しなくなる。一方、第２制御部３０２０についての速度－回生係数特性では、基準速度Ｖ０はＶ３と同じであるが、速度Ｖ２１になると回生係数がＺ％（＜１００％）となって変化しなくなる。例えばＺ＝５０％であり、０を超え且つ１００未満の値Ｖsub1を用いて、例えば１００％－Ｖsub1によりＺが得られる。
これにより、第２制御部３０２０が機能する場合は、第３制御部３０３０が機能する場合に比して、回生制動を抑制的に働かせるようになり、乗員の意図に反して回生制動が強く働くことを回避できるようになる。
なお、ステップＳ５５では、回生目標量×回生係数で回生量を算出する例を示しているが、回生係数については第３制御部３０３０と第２制御部３０２０と同じにして回生目標量をＺ％にすることでも同様の効果が得られる。
図２１に、第２制御部３０２０の動作例を、第３制御部３０３０の動作例と対比しつつ示す。図２１（ａ）はクランク回転数の時間変化を表し、図２１（ｂ）は速度の時間変化を表し、図２１（ｃ）は回生係数の時間変化を表す。なお、図２１の例では、時刻ｔ６１までは平地を走行するが、時刻ｔ６１以降では坂を下る状態（降坂）になるものとする。本実施の形態では、前輪の回転数とクランク回転から換算された後輪の回転数との回転差が閾値ＴＨ１３以上となった状態が一定時間継続すると基準速度Ｖ０を設定するが、ここでは説明を簡単にするため、図２１（ａ）に示すように、クランク回転数が基準以下になる時刻ｔ６２で、基準速度Ｖ０を設定するものとする。
なお、第３制御部３０３０は、時刻ｔ６２において基準速度Ｖ３＝（時刻ｔ６２における速度＝Ｖ０）を設定すると仮定する。そうすると、図２１（ｂ）及び（ｃ）で点線で示すように、坂を下っているので、速度は基準速度Ｖ３を直ぐに上回るようになり、当該速度の上昇を抑制するように、回生係数が時刻ｔ６２から比較的直ぐに上昇するようになる。これにより、速度の上昇も抑制される。
一方、第２制御部３０２０も、時刻ｔ６２において基準速度Ｖ０＝現在の速度Ｖ１と設定するので、速度が基準速度Ｖ０を超えるとすぐに回生係数は増加し始めるが、図２１（ｃ）に示すように、回生係数が上限に達するのが早いため、図２１（ｂ）に示すように速度の上昇が続くようになる。
このように、異なる態様ではあるが、第３制御部３０３０が機能する場合に比して、回生制動が抑制されているが、回生制動は行われるので回生電力による航続距離の延伸効果は得られる。すなわち、意図に合わない大きな回生制動が直ぐには生じないので、乗員の意図に反した動作が起きにくくなっている。
なお、最大値を変更するのは、回生係数のみに限らず、回生量、回生トルク、回生電力、回生電流等、同等の効果をもたらす別の値であっても良い。
［実施の形態４の変形例１］
第４の実施の形態では、回生係数の上限を、１００％－Ｖsub1にて算出する例を示したが、１未満の正の値Ｖsub2を用いて１００％×Ｖsub2にて算出するようにしても良い。Ｖsub2は例えば０．５である。
このようにすれば、第４の実施の形態と同様の効果を得ることができるようになる。
［実施の形態５］
例えば下り坂で速度が上がり、速度が速い（例えば２５ｋｍ／ｈ以上）状態は、一般の乗員にとっては転倒等のおそれがあるため、避けるべきである。よって、所定速度以上で無条件に制動を作動させるような従来の制御（例えば特許文献３）は安全性の面のみからすると有効であるが、より速い速度での走行を求める乗員も存在すると考えられるため、従来の制御そのままでは乗員の意図が反映できていないとも言える。
そこで、本実施の形態では、ステップＳ３３に代って図２２に示すような処理を実行する。すなわち、第２制御部３０２０は、現在の速度Ｖ１が閾値ＴＨ４１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。閾値ＴＨ４１は、例えば２５ｋｍ／ｈといった高速とみなすことができる速度である。
現在の速度Ｖ１が閾値ＴＨ４１未満である場合には、第２制御部３０２０は、現在の速度Ｖ１を基準速度Ｖ０に設定する（ステップＳ１０５）。そして処理は図７の処理に戻る。なお、ステップＳ１０５は、基準速度Ｖ０＝ｆv（現在の速度）として上で述べた実施の形態と同様の設定を行うようにしても良い。
一方、現在の速度Ｖ１が閾値ＴＨ４１以上である場合には、第２制御部３０２０は、基準速度Ｖ０に対して固定の閾値Ｖhを設定する（ステップＳ１０３）。そして処理は図７の処理に戻る。固定の閾値Ｖhは、例えば、２５ｋｍ／ｈである。現在の速度Ｖ１が３０ｋｍ／ｈといった高速であっても、基準速度Ｖ０＝２５ｋｍ／ｈと設定することになる。
このように、乗員に加速の意図が無いとみなせ且つ高速の場合には回生制動が働くため、安全性向上、そして回生充電量の増加（結果的に航続距離延伸）が見込める。また、本回生制動が働くのは高速の場合であるから、基準速度Ｖ０を高速と見做せる速度の下限程度（＝２５ｋｍ／ｈ）となる一定値で固定し、高速域からより減速しやすい（速度上昇を抑制しやすい）制御とすることで、安全性がより向上する。
仮に基準速度Ｖ０を、第２の実施の形態と同様に、条件成立時の速度に応じて設定すると、回生係数が最大となる速度は基準速度Ｖ０よりも大きい所定の速度となるため、条件成立からの速度上昇が許容されやすい。しかしながら、そもそも基準速度Ｖ０が既に高速となっているような場合であると、それ以上の速度上昇を許容するのは適切でない状況が多いと考えられる。そこで、既に高速とみなせる速度以上となっている場合には、固定の閾値Ｖhを設定することで、迅速に回生係数が上昇して速度抑制を行うことで、安全性を高めているのである。
図２３に、第２制御部３０２０の動作例を、従来技術（例えば特許文献３）の動作例及び第１の実施の形態の動作例と対比しつつ示す。図２３（ａ）は、クランク回転数の時間変化を表し、図２３（ｂ）は、速度の時間変化を表し、図２３（ｃ）は、回生係数の時間変化を表す。なお、図２３の例では、時刻ｔ７１までは平地を走行するが、時刻ｔ７１以降では坂を下る状態（降坂）になるものとする。
第１の実施の形態では、前輪の回転数とクランク回転から換算された後輪の回転数との回転差が閾値ＴＨ１３以上となった状態が一定時間継続すると基準速度を設定するが、ここでは説明を簡単にするため、時刻ｔ７２において、基準速度Ｖｊ＝現在の速度＋Ｖaddと設定されるものとする。また、従来技術では、閾値Ｖc以上となると回生制動が開始され、（現在の速度－閾値Ｖc）に応じた回生係数が設定されるものとする。また、本実施の形態では、図２３（ａ）に示すように、クランク回転数が基準以下になる時刻ｔ７３で、基準速度Ｖ０＝Ｖh＜Ｖｊを設定するものとする。
なお、図２３（ｂ）及び（ｃ）において、点線は本実施の形態における速度及び回生係数の時間変化を表し、実線は従来技術における速度及び回生係数の時間変化を表しており、一点鎖線は第１の実施の形態における速度及び回生係数の時間変化を表している。
従来技術では、実線で表すように、時刻ｔ７２において、速度が閾値Ｖcに達するので、時刻ｔ７２から徐々に回生係数が増加して、速度も抑制されるようになる。但し、時刻ｔ７２では、クランク回転が検出されている、すなわち乗員は加速を意図しているようであるが、回生制動が働いてしまい、乗員の意図に沿った回生制動ではない。
また、第１の実施の形態では、一点鎖線で表すように、時刻ｔ７２において基準速度Ｖｊが設定されるが、時刻ｔ７３において現在の速度Ｖ１がＶｊに達するまで、回生係数は０のままであり、時刻ｔ７３以後において回生係数が徐々に増加するので、速度抑制も徐々に行われるようになる。なお、図２３（ｂ）において、時刻ｔ７２からｔ７３までは、一点鎖線と点線とは同じ曲線状に載っているものとする。
一方、本実施の形態では、点線で表すように、閾値ｔ７３において閾値Ｖhが基準速度Ｖ０に設定されるが、既に現在の速度Ｖ１がＶｊ＞Ｖhに達しているので、時刻ｔ７３では、すぐさまＶ１－Ｖhに応じた回生係数が設定される。図２３（ｃ）の例では、時刻ｔ７３で回生係数の上限値が設定される例を示しているので、図２３（ｂ）に示すように時刻ｔ７３以降において速度の上昇は第１の実施の形態よりも抑制されている。よって、乗員の意図に沿った形で回生制動が行われ、且つ安全性も高いと言える。
なお、モータ１０５の定格等により、回生制動可能な速度には上限がある。回生制動の上限速度以上では回生不可能であるから、省エネルギー性能や安全性の面からは回生制動の上限速度以上の速度上昇は抑制されるべきである。そこで、回生制動の上限速度未満において適切な速度（例：上限速度の８０％の速度）を、上記固定の閾値Ｖhに設定することで、より多くの回生エネルギーを回収でき、かつ回生制動力を用いることのできる安全な領域で電動アシスト自転車１を使用することが容易となる。
なお、本実施の形態における速度－回生係数特性については、図５に示したような特性であっても良い。また、回生係数＝（任意の係数）×速度２といったように速度の二乗に比例するような形で設定するようにしても良い。
さらに、回生量（又は回生係数）に対してスルーレートを設け、回生量の急変を抑制しても良い。例えば、３０ｋｍ／ｈでステップＳ３３に達すると、本実施の形態では基準速度Ｖ０＝２５ｋｍ／ｈとなるため、図２３（ｃ）に示すように迅速に回生制動が発動する。これは安全である反面、加速度の急な変化が生じるため、乗員に違和感を与えるおそれがある。そこで、回生量にスルーレートを設け（例えば５０％／ｓ）、回生量の急変を抑制することで、乗員への違和感を和らげるようにしても良い。
このようにすることで、安全性と乗員違和感低減の両立が可能となる。
なお、回生量に対するスルーレートのみでなく、回生係数、回生トルク、回生電力、回生電流等、同等の効果をもたらすスルーレート制御であっても良い。
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ない。例えば、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、いずれかの実施の形態における任意の技術的特徴を組み合わせ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。
さらに、上では回生制動を行うような制御を説明したが、場合によっては、バッテリパック１０１に回生電流を流さずに電力消費を行わせるような制動、さらには機械的な制動を行うようにする場合もある。さらには、それらと回生制動の組み合わせを実施するように変形する場合もある。
なお、回生係数で議論している部分については、異なる制御部で同じ目標回生量が設定されれば、回生量でも同様な関係となることは明らかである。
以上述べた実施の形態をまとめると以下のようになる。
実施の形態における第１の態様に係るモータ制御装置は、（Ａ）モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、（Ｂ）所定のクランク回転を検出して、所定のクランク回転を検出すると実行が許可される第１の回生制動を駆動部に実行させる場合に、所定のクランク回転を検出したタイミングにおける速度より速い速度を基準速度として設定し、当該基準速度と現在速度とに基づき回生制動を行うように駆動部を制御する制御部とを有する。
第１の回生制動は乗員の意図に沿わない場合もあるので、基準速度を上げておくことにより、抑制的な実行となり、乗員の意図に沿った形で回生制動を行うことができるようになる。
なお、上で述べた所定のクランク回転は、車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との一致度又は乖離度から第１の値と第２の値とが所定レベル以上異なるようになったと判断されるようなクランク回転である場合もある。このようなクランク回転で回生制動を行うことは充電という観点では有効な場合もあるが、乗員の意図に沿わないこともある。
実施の形態における第２の態様に係るモータ制御装置は、（Ａ）モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、（Ｂ）所定のクランク回転を検出して、所定のクランク回転を検出すると実行が許可される第１の回生制動を駆動部に実行させる場合に、所定のクランク回転以外のイベントに応じて実行が許可される第２の回生制動を駆動部に実行させる場合よりも、回生制動を抑制又は停止させる速度の領域又は時間の領域を持たせるように駆動部を制御する制御部とを有する。
第１の回生制動は乗員の意図に沿わない場合もあるので、他の回生制動よりも抑制的に実行させることで、乗員の意図に沿った形で回生制動を行うことができるようになる。
ここで、上で述べた制御部は、第１の回生制動において設定される基準速度に、第２の回生制動を実行させる場合に設定される基準速度よりも速い速度を設定するようにしても良い。例えば、上記所定のクランク回転の検出時又は所定のクランク回転を含む条件が満たされた場合における速度よりも速い速度を基準速度に設定するようにしても良い。これにより、回生制動が行われない速度の領域や回生制動が抑制される速度の領域が設けられる。
さらに、上で述べた制御部は、第１の回生制動において、第２の回生制動よりも、速度増加に対する回生量又は回生係数の増加が緩やかになる速度の領域を持たせるように制御するようにしても良い。これによって、回生制動が抑制される速度の領域が設けられる。
さらに、上で述べた制御部は、第１の回生制動において、第２の回生制動よりも、回生制動力を規定し得る指標値（例えば、回生係数、回生量、回生トルク等）の時間変化率が小さい時間の領域を有するように制御するようにしても良い。例えば、上で述べたスルーレートの調整を行うことで、回生制動を抑制又は停止させる時間の領域を持たせることができるようになる。上でも述べたように、時間変化率は、採用する特性によっては小さくするだけではなく大きくする部分を含む場合もある。
さらに、上で述べた制御部は、第１の回生制動において、第２の回生制動よりも、回生制動力を規定し得る指標値（例えば、回生係数、回生量、回生トルク等）の最大値が小さくなるように制御するようにしても良い。このようにすれば、回生制動を抑制的に行わせることができるようになる。
さらに、上で述べた第１の回生制動は、車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との一致度又は乖離度から第１の値と第２の値とが所定レベル以上異なるようになったという事象を検出すると基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度とに基づき回生量又は回生係数を決定する回生制動である場合もある。
また、上で述べた第２の回生制動は、ブレーキがオンからオフに変化したという事象を検出すると基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度との関係に基づき回生量又は回生係数を決定する回生制動である場合もある。
さらに、上で述べた制御部は、第１の回生制動と第２の回生制動の両方の実行が許可された場合、第１の回生制動において決定される回生量又は回生係数と第２の回生制動において決定される回生量又は回生係数とのうち大きい方で回生制動を行うように駆動部を制御するようにしても良い。安全性を高めることができるようになる。
実施の形態における第３の態様に係るモータ制御装置は、（Ａ）モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、（Ｂ）車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との一致度又は乖離度から第１の値と第２の値とが所定レベル以上異なるようになったという事象を検出した場合に基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度との関係に基づき回生量又は回生係数を決定して駆動部を制御する場合に、上記事象を検出したタイミングにおける現在速度が、予め定められた速度以上である場合には、基準速度に固定の速度を設定し、予め定められた速度未満であれば、基準速度に、現在速度に応じた速度を設定する制御部とを有する。
予め定められた速度以上の状態で上記事象を検出した場合には安全性を重視するが、それまでは乗員の意図に沿った形で回生制動を行わずに加速を許容するものである。なお、予め定められた速度未満の状態で上記事象を検出した場合には、現在速度を基準速度に設定しても良いし、上で述べたように回生制動を抑制的に行わせるように基準速度等を設定するようにしても良い。
なお、上記固定の速度が、回生制動可能な上限速度との関係で決定される速度であっても良い。モータには回生制動可能な上限速度が設けられているので、有効に回生を行うためには上記固定の速度を上限速度より低く設定することが、充電量確保から好ましいためである。
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。

Claims (13)

  1. 　モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、
    　所定のクランク回転を検出して、前記所定のクランク回転を検出すると実行が許可される第１の回生制動を前記駆動部に実行させる場合に、前記所定のクランク回転を検出したタイミングにおける速度より速い速度を基準速度として設定し、当該基準速度と現在速度とに基づき回生制動を行うように前記駆動部を制御する制御部と、
    　を有するモータ制御装置。
  2. 　前記所定のクランク回転は、
    　車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との一致度又は乖離度から前記第１の値と前記第２の値とが所定レベル以上異なるようになったと判断されるようなクランク回転である
    　請求項１記載のモータ制御装置。
  3. 　モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、
    　所定のクランク回転を検出して、前記所定のクランク回転を検出すると実行が許可される第１の回生制動を前記駆動部に実行させる場合に、前記所定のクランク回転以外のイベントに応じて実行が許可される第２の回生制動を前記駆動部に実行させる場合よりも、回生制動を抑制又は停止させる速度の領域又は時間の領域を持たせるように前記駆動部を制御する制御部と、
    　を有するモータ制御装置。
  4. 　前記制御部は、
    　前記第１の回生制動において設定される基準速度に、前記第２の回生制動を実行させる場合に設定される基準速度よりも速い速度を設定する
    　請求項３記載のモータ制御装置。
  5. 　前記制御部は、
    　前記第１の回生制動において、前記第２の回生制動よりも、速度増加に対する回生量又は回生係数の増加が緩やかになる速度の領域を持たせるように制御する
    　請求項３記載のモータ制御装置。
  6. 　前記制御部は、
    　前記第１の回生制動において、前記第２の回生制動よりも、回生制動力を規定し得る指標値の時間変化率が小さい時間の領域を有するように制御する
    　請求項３記載のモータ制御装置。
  7. 　前記制御部は、
    　前記第１の回生制動において、前記第２の回生制動よりも、回生制動力を規定し得る指標値の最大値が小さくなるように制御する
    　請求項３記載のモータ制御装置。
  8. 　前記第１の回生制動は、
    　車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との一致度又は乖離度から前記第１の値と前記第２の値とが所定レベル以上異なるようになったという事象を検出すると基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度とに基づき回生量又は回生係数を決定する回生制動である
    　請求項３乃至７のいずれか１つ記載のモータ制御装置。
  9. 　前記第２の回生制動は、
    　ブレーキがオンからオフに変化したという事象を検出すると基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度との関係に基づき回生量又は回生係数を決定する回生制動である
    　請求項３乃至７のいずれか１つ記載のモータ制御装置。
  10. 　前記制御部は、
    　前記第１の回生制動と前記第２の回生制動の両方の実行が許可された場合、前記第１の回生制動において決定される回生量又は回生係数と前記第２の回生制動において決定される回生量又は回生係数とのうち大きい方で回生制動を行うように前記駆動部を制御する
    　請求項３乃至７のいずれか１つ記載のモータ制御装置。
  11. 　モータに対して回生制動又は力行駆動を行わせる駆動部と、
    　車輪回転に応じた第１の値とクランク回転に応じた第２の値との一致度又は乖離度から前記第１の値と前記第２の値とが所定レベル以上異なるようになったという事象を検出した場合に基準速度を設定し、当該基準速度と現在速度とに基づき回生量又は回生係数を決定して前記駆動部を制御する場合に、前記事象を検出したタイミングにおける現在速度が、予め定められた速度以上である場合には、前記基準速度に固定の速度を設定し、予め定められた速度未満であれば、前記基準速度に、前記現在速度に応じた速度を設定する制御部と、
    　を有するモータ制御装置。
  12. 　前記固定の速度が、回生制動可能な上限速度との関係で決定される速度
    　である請求項１１記載のモータ制御装置。
  13. 　請求項１、３又は１１のいずれか１つ記載のモータ制御装置を有する電動アシスト車。
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