马达驱动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有马达的自行车等电动助力车的马达驱动控制装置。
【背景技术】
[0002]在通过使用电池电力驱动马达来控制车辆的推进力的电动助力车中，使用如下技术:在制动杆上设置传感器，利用传感器检测乘员的制动操作并使马达进行再生动作，将车辆的动能回收到电池中，从而提高助力行驶距离。
[0003]更具体而言，存在使仅进行任意一种制动操作的情况下的再生量小于进行两种制动操作的情况下的再生量的技术。由此，能够通过简单的结构且低成本地通过制动操作来选择再生制动力的大小，但是，这就需要乘员自己判断进行再生的时机。并且，基于与乘员进行制动操作相匹配的角度，该再生制动力会被设定得比较强，所以，会偏离于行驶状态下的最佳再生制动动作，通过再生而得到的能量减少，无法大幅延长行驶距离。
[0004]并且，还存在根据制动操作量来改变再生制动的起效方式的技术。在该技术中，根据车速进行控制，即使得在低速侧得到较大再生量。于是，在市区行驶等、制动操作频繁且容易成为紧急制动操作的行驶状态下，会施加较大的再生制动，能够利用通过再生而得到的电流对电池常时进行充电。并且，还公开了如下技术:在下坡中，即使不进行制动操作，也能够通过再生制动进行舒适的行驶和电池的充电。但是，在未施加踏板转矩时，单纯判定为下坡而进行再生的控制中，在倾斜不大的下坡且处于逆风的状态下，会过度施加再生制动，有时为了维持速度而乘员不得不进行额外工作。并且，在该技术中，由于再生制动力是与固定速度对应的函数，所以，稳定速度根据坡道的倾斜程度不同而不同，在乘员希望维持大致的任意速度的情况下，就需要进行蹬踏踏板、施加制动等频繁的动作。
[0005]进而，存在如下技术:根据倾斜阻力g( Θ )=人力驱动力+马达驱动力-加速阻力(=加速度X总质量)_其他阻力来估计倾斜阻力g( θ )，从而施加与其对应的倾斜抵消再生制动力。在该技术中，使用总质量来计算倾斜阻力，但是，由于总质量不明，所以实际上使用估计质量。并且，也无法准确地得知与速度成比例的其他摩擦阻力、恒定摩擦阻力、以及风带来的空气阻力等。因此，由于与实际质量之间的差异和其他阻力的误差，会使得扣除了这些要素而得到的倾斜阻力g(0)具有较大误差。S卩，无论倾斜大小如何，倾斜阻力都会按照误差量而发生偏移。因此，尤其在倾斜较小时会成为非常大的误差，上坡与下坡的边界也会大幅偏离。其结果，会出现在下坡行驶时自动再生制动无效、以及反之在上坡行驶时自动再生制动起效，从而必须以较大的力进行蹬踏等、违反原本的助力动作的意图且不同于乘员意图的非常不自然的举动。
[0006]如上所述，在现有技术中，在不花费乘员的功夫和时间而自动进行再生的情况下，很难进行符合乘员意图的再生。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2010-35376号公报
[0010]专利文献2:日本特开2003-204602号公报
[0011]专利文献3:日本特许第4608764号公报
[0012]专利文献4:国际公开公报第W02012/086459号小册子
【发明内容】
[0013]发明要解决的课题
[0014]因此，本发明的目的的一个方面在于，提供一种能够在电动助力车中进行符合乘员意图的再生控制的技术。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本发明的马达驱动控制装置具有:(A)驱动部，其对马达进行驱动；以及(B)再生控制部，其对驱动部进行控制，以产生与车体加速度、车体速度以及根据踏板旋转而得到的踏板旋转换算速度对应的再生制动力。
[0017]通过使用这些数据来确定再生制动力，能够在电动助力车中将乘员意图适当地反映给再生控制。
[0018]上述再生控制部也可以根据踏板旋转换算速度与车体速度的一致度，对与车体速度和车体加速度中的至少任意一方对应的再生制动力进行校正。例如，根据表示车体速度与踏板旋转速度的关系的值(例如可以使用踏板旋转速度与车体速度的一致度，更具体而言可以使用踏板旋转换算速度/车体速度)，能够将乘员意图适当地反映给再生控制。
[0019]并且，上述再生控制部也可以对驱动部进行控制，以使得再生制动力根据车体加速度的增大而线性或累进地增大。这样，如果以不会使得车体加速度变得过大的方式增大再生制动力，则能够回收更多的电力，安全性也有所提高。
[0020]进而，上述再生控制部也可以对驱动部进行控制，以使得再生制动力根据车体速度的增大而增大。这样，如果以不会使得车体速度变得过大的方式增大再生制动力，则能够回收更多的电力，安全性也有所提高。
[0021]进而，上述再生控制部也可以进行校正，以使得当上述一致度降低时，与车体速度和车体加速度中的至少任意一方对应的再生制动力增大。例如，如果当减慢踏板的旋转而使踏板旋转速度相对于车体速度的偏离增大时增大再生制动力，则能够以自然的形式进行再生控制。
[0022]在上述踏板旋转为逆向旋转的情况下，也可以进行控制以使得上述一致度根据逆向旋转方向的上踏板旋转换算速度而降低，或者维持踏板旋转停止的状态下的再生制动力的校正程度。这样，能够将乘员意图反映到再生制动中。
[0023]进而，也可以根据可选择的最大齿轮比来计算出踏板旋转速度。与根据实际的齿轮变化进行换算相比，能够稳定地改变踏板旋转换算速度。
[0024]进而，在踏板旋转为逆向旋转的情况下，上述再生控制部也可以进行校正，以根据与逆向旋转方向上的踏板旋转换算速度对应的偏置值，增大再生制动力。由此，乘员能够通过使踏板逆向旋转，更加直接地调节再生制动力。
[0025]并且，上述再生控制部也可以对驱动部进行控制，以在车体加速度为一定值以上的情况下，根据车体加速度而进一步增大再生制动力。例如，从安全性的方面来增大再生制动力。
[0026]进而，上述再生控制部也可以对驱动部进行控制，以在车体速度为一定值以上的情况下，根据车体速度而进一步增大再生制动力。例如，从安全性的方面来增大再生制动力。
[0027]进而，上述再生控制部也可以进行限制，以使得与车体加速度、车体速度、踏板旋转换算速度对应的再生制动力为根据再生效率而确定的再生制动力以下。这是因为，自动提高再生制动力直至再生效率变差的程度是不适当的。并且，上述再生控制部也可以进行限制，以使得成为进行基于手动操作的再生制动时的再生制动力以下。
[0028]进而，上述再生控制部也可以对驱动部进行控制，以使得根据马达用的电池的输出电压的降低，增大再生制动力。这样，按照再生制动力所增大的量而更多地进行充电，续航距离延长。
[0029]并且，上述再生控制部也可以根据马达用的电池的输出电压的变动倾向，设定再生制动力的固定的校正量，并对驱动部进行控制以使得成为根据该校正量校正后的再生制动力。例如，在持续采用直到电池余量成为基准以下才从外部电源进行充电的使用方式的情况下，如果总是增强再生制动力而回收电力，则能够延长至电池余量成为基准以下为止的时间，续航距离延长。
[0030]另外，能够制作出用于使微处理器实施上述处理的程序，该程序例如存储在软盘、CD-ROM等光盘、光磁盘、半导体存储器(例如ROM)、硬盘等计算机可读取的存储介质或存储装置中。另外，处理中途的数据可被暂时保存在RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)等存储装置中。
[0031]发明的效果
[0032]根据本发明的一个方面，能够在电动助力车中进行符合乘员意图的再生控制。
【附图说明】
[0033]图1是电动助力车的外观图。
[0034]图2是与马达驱动控制器相关联的功能框图。
[0035]图3是运算部的功能框图。
[0036]图4是用于说明手动再生制动目标转矩的图。
[0037]图5是用于说明手动再生制动目标转矩的图。
[0038]图6是用于说明手动再生制动目标转矩的图。
[0039]图7是第1实施方式的自动再生目标转矩运算部的功能框图。
[0040]图8是示出速度反馈函数的一例的图。
[0041 ] 图9是示出踏板调制函数的一例的图。
[0042]图10是示出踏板调制函数的另一例的图。
[0043]图11是示出踏板偏置再生转矩的例子的图。
[0044]图12是示出加速度反馈函数的一例的图。
[0045]图13是示出加速度反馈函数的一例的图。
[0046]图14(a)至(i)是示出控制方式的转变例的图。
[0047]图15是第2实施方式的自动再生目标转矩运算部的功能框图。
[0048]图16是用于说明第1和第2速度反馈函数的图。
[0049]图17是用于说明第1和第2加速度反馈函数的图。
[0050]图18是示出再生加成控制部的功能框图的图。
[0051]图19是示出第1加成函数的一例的图。
[0052]图20是示出以第1加成函数为前提的电池余量的时间变化的一例的图。
[0053]图21是示出再生加成控制部的另一个功能框图的图。
[0054]图22是示出第2加成函数的一例的图。
[0055]图23是示出以图22的第2加成函数为前提的电池余量的时间变化的一例的图。
[0056]图24是示出应用于电流反馈型转矩驱动方式的情况下的结构例的图。
【具体实施方式】
[0057][实施方式1]
[0058]图1是示出作为本实施方式中的电动助力车的带马达的自行车的一例的外观图。该带马达的自行车1搭载马达驱动装置。马达驱动装置具有二次电池101、马达驱动控制器102、转矩传感器103、制动传感器104、马达105、用于指示有无助力等的操作面板106、踏板旋转传感器107。
[0059]二次电池101例如是额定基准电压为24V、供给最大电压(充满电时的电压)为30V的锂离子二次电池，但是，也可以是其他种类的电池、例如锂离子聚合物二次电池、镍氢蓄电池等。
[0060]转矩传感器103设置在安装于曲柄轴的轮上，检测乘员对踏板的踏力，将该检测结果输出到马达驱动控制器102。踏板旋转传感器107与转矩传感器103同样设置在安装于曲柄轴的轮上，将与旋转对应的信号输出到马达驱动控制器102。另外，踏板旋转传感器107除了能够检测旋转相位角以外，有时还能够检测踏板的正转或逆转等的旋转方向。
[0061]马达105例如是公知的三相直流无刷马达，例如装配在带马达的自行车1的前轮上。马达105使前轮旋转，并且转子与前轮连结，以使得转子随着前轮的旋转而旋转。进而，马达105具有霍尔元件等旋转传感器，以将转子的旋转信息(即霍尔信号)输出到马达驱动控制器102。
[0062]图2示出与这种带马达的自行车1的马达驱动控制器102相关联的结构。马达驱动控制器