电机驱动装置的制造方法
【专利摘要】电机驱动装置。其课题在于，有效抑制电机的过度驱动。作为解决手段，本电机驱动装置具有：驱动部，其与通过人进行的旋转输入而输入的扭矩对应地，对电机进行驱动；以及控制部，其按照与所述人进行的旋转输入对应的第一量的累计值和与被电机驱动的旋转物体的旋转对应的第二量的累计值之间的关系，控制驱动部进行的电机的驱动。
【专利说明】
电机驱动装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及电机驱动装置。
【背景技术】
[0002]作为检测电动助力车中的电机驱动轮的打滑以及其他因素导致的过度旋转来防止电机的过度驱动的方法，公知有以下的方法。
[0003](I)根据踏板旋转脉冲和/或电机旋转脉冲等计算踏板驱动轮的换算等效速度以及电机驱动轮的速度并对二者进行比较，在电机驱动轮的一方太快的情况下，判定为电机驱动轮的打滑或过度旋转，而抑制电机驱动。
[0004](2)根据电机转速计算电机驱动轮的加速度，在该加速度大于通常可能存在的上限值的情况下，判定为打滑或过度旋转，而抑制电机驱动。
[0005]但是，在按照(I)的方法那样对速度彼此进行的比较中，将会考虑包含了两个速度的检测精度误差、车轮直径的误差以及车把转向角余量等的余量，因此在打滑导致的空转时即使将电机速度抑制到了余量的程度，也难以使电机完全停止。
[0006]更具体而言，在按照(I)的方法那样对速度彼此进行的比较中，为了不产生误检测导致的问题，应对如下的各项误差因素，而设定相当大的定比速度余量和/或定量速度余量，其中，该各项误差因素是:与变速齿轮比不明量对应的余量、车把转向角导致的前后轮旋转差(尤其当在较窄的道路中U型折返时等，非常大程度地转动车把，因此前轮与后轮之间的转速差变得非常大，在后轮为踏板驱动轮、前轮为电机驱动轮的情况下等，车把的转向角余量被设定为百分之几十以上)、轮胎直径误差、轮胎弹性打滑(基于驱动力导致的橡胶变形，而不是所谓的滑动)、两个速度的检测精度误差、检测和运算中的量化误差、以及其它各处的误差因素。
[0007]因此，存在即使在超过了本来应该容许的电机(具体而言为电机驱动轮)的旋转速度时也无法对其进行抑制的情况。作为其显著的情况，存在即使在踏板旋转为O的情况下，也容许电机旋转与速度余量相应的量的情况。
[0008]并且，在电机驱动轮不为空转的情况下，速度差当然收敛于余量内，因此在虽然踏板未旋转但输出巨大扭矩的状况下，也无法抑制扭矩。
[0009]在(2)的方法中，当在负荷不那么轻而电机逐渐过度驱动的情况、以及虽然已过度旋转且车轮旋转速度加快也不表现出较大的加速度的情况下，难以进行检测处理。
[0010]这样，即使应该抑制助力驱动也不能完全抑制的情况也较多，还存在应该停止却没有停止的情况，例如在为较小的转速时，也表现出较高扭矩的情况。
[0011]尤其是在扭矩传感器或者扭矩传感器等的周边状况存在异常的情况下等(例如，在对后轮上锁的状态下对踏板施加了扭矩的情况、扭矩传感器发生了故障的情况、和扭矩传感器中由于异物或泥等而发生了传感器被糊住的情况等)，可能发生误识别为大扭矩输入而容许电机驱动轮的过度旋转的事态。
[0012]专利文献1:日本特开2004 — 243921号公报
【发明内容】
[0013]因此，本发明的目的在于，在一个方面提供一种用于有效抑制电机的过度驱动的电机驱动控制技术。
[0014]本发明涉及的电机驱动装置具有:驱动部，其与通过人进行的旋转输入而输入的扭矩对应地，对电机进行驱动；以及控制部，其按照与上述人进行的旋转输入对应的第一量的累计值和与被电机驱动的旋转物体的旋转对应的第二量的累计值之间的关系，控制驱动部进行的电机的驱动。
[0015]在一个方面能够有效抑制电机的过度驱动。
【附图说明】
[0016]图1是示出带电机的自行车的外观的图。
[0017]图2是电机驱动控制器的功能框图。
[0018]图3是第一实施方式的运算部的功能框图。
[0019]图4是第一实施方式的助力抑制控制部的功能框图。
[0020]图5是用于说明第一实施方式的处理内容的图。
[0021 ]图6是第二实施方式的助力抑制控制部的功能框图。
[0022]图7A是用于说明第二实施方式的处理内容的图。
[0023]图7B是用于说明第二实施方式的处理内容的图。
[0024]图7C是用于说明第二实施方式的处理内容的图。
[0025]图7D是用于说明第二实施方式的处理内容的图。
[0026]图8是第三实施方式的助力抑制控制部的功能框图。
[0027]图9是用于说明第三实施方式的处理内容的图。
[0028]图10是第四实施方式的助力抑制控制部的功能框图。
[0029]图11是用于说明第四实施方式的处理内容的图。
[0030]标号说明
[0031 ] 2001:初始屏蔽部；2002:积累距离输入部；2003:上限限幅部；2004:第I消耗距离输入部；2005:第2消耗距离输入部；2006:下限限幅部；2007:停车检测部；2008:容许剩余距离寄存器;2009:判定部。
【具体实施方式】
[0032][实施方式I]
[0033]图1是示出作为本实施方式中的电动助力车的带电机的自行车的一例的外观图。该带电机的自行车I搭载有电机驱动装置。电机驱动装置具有二次电池101、电机驱动控制器102、扭矩传感器103、踏板旋转传感器104、电机105以及操作面板106。此外，带电机的自行车I还具有自由轮(free wheel)及变速器。
[0034]二次电池101例如是供给最大电压(充满电时的电压)为24V的锂离子二次电池，但是也可以是其它种类的电池，例如锂离子聚合物二次电池、镍氢蓄电池等。
[0035]扭矩传感器103设置在安装于曲轴的轮上，检测驾驶员对踏板的踏力，并将该检测结果输出给电机驱动控制器102。并且，踏板旋转传感器104与扭矩传感器103同样地，设置在安装于曲轴的轮上，对电机驱动控制器102输出与旋转对应的脉冲信号。
[0036]电机105例如是公知的三相无刷电机，例如装配在带电机的自行车I的前轮。电机105使前轮旋转，并且转子与前轮直接联结或经由减速器等与前轮联结，以使得转子与前轮的旋转对应地进行旋转。并且，电机105具有霍尔元件等旋转传感器，对电机驱动控制器102输出转子的旋转信息(即，霍尔信号)。
[0037]操作面板106从用户受理例如关于助力有无的指示输入，在存在助力的情况下从用户受理期望的助力比等，并对电机驱动控制器102输出该指示输入等。此外，有时也存在操作面板106将表示变速器的变速比(也称为齿轮比)的信号输出给电机驱动控制器102的情况。
[0038]与这样的带电机的自行车I的电机驱动控制器102相关联的结构如图2所示。电机驱动控制器102具有控制器1020和FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)电桥1030 JET电桥1030包括:进行针对电机105的U相的开关的高侧FET(Suh)及低侧FET(Sui)、进行针对电机1 5的V相的开关的高侧FET (Svh)及低侧FET (Svi)和进行针对电机1 5的W相的开关的高侧FET(Swh)及低侧FET(Swi)。该FET电桥1030构成互补型开关放大器的一部分。
[0039]并且，控制器1020具有运算部1021、车轮旋转输入部1022、车速输入部1024、可变延迟部1025、电机驱动定时生成部1026、扭矩输入部1027以及AD(Analog-Digital)输入部1029。
[0040]运算部1021使用来自操作面板106的输入(例如齿轮比、开启/关闭、期望助力比等)、来自车速输入部1024的输入、来自车轮旋转输入部1022的输入、来自踏板旋转传感器104的脉冲信号、来自扭矩输入部1027的输入和来自AD输入部1029的输入，进行以下所述的运算。在此基础上，运算部1021对电机驱动定时生成部1026和可变延迟部1025进行输出。另夕卜，运算部1021具有存储器10211，存储器10211存储运算中使用的各种数据以及处理过程中的数据等。并且，运算部1021有时通过处理器执行程序来实现，在该情况下，有时该程序被记录在存储器10211中。
[0041]车速输入部1024根据电机105输出的霍尔信号计算当前车速(也称为电机驱动轮速度)，并将其输出给运算部1021。车轮旋转输入部1022生成例如对霍尔信号的一部分进行分频而得到的信号，并将其输出给运算部1021。扭矩输入部1027将来自扭矩传感器103的与踏力相当的信号进行数字化后输出给运算部1021 输入部1029对来自二次电池101的输出电压进行数字化后输出给运算部1021。此外，也存在存储器10211与运算部1021分开设置的情况。
[0042]运算部1021将超前角值作为运算结果输出给可变延迟部1025。可变延迟部1025根据从运算部1021接收到的超前角值，调整霍尔信号的相位，输出给电机驱动定时生成部1026。运算部1021将例如与PffM的占空比相当的PWM(Pulse WidthModulat1n，脉冲宽度调制)码作为运算结果输出给电机驱动定时生成部1026。电机驱动定时生成部1026根据来自可变延迟部1025的调整后的霍尔信号和来自运算部1021的PffM码，生成针对FET电桥1030中包含的各FET的开关信号并进行输出。
[0043]另外，关于电机驱动的基本动作，在国际公开W02012/086459号公报中进行了记载，由于不是本实施方式的主要部分，所以在此省略说明。
[0044]在本实施方式中关注如下这一点:虽然在通常行驶中根据踏板旋转所估计的累计行驶距离与根据电机驱动轮的旋转所估计的累计行驶距离一致，但在发生电机驱动轮过度地旋转等异常时，这样的关系不再成立。即，基于根据踏板旋转所估计的累计行驶距离与根据电机驱动轮的旋转所估计的累计行驶距离之间的关系，检测异常的发生，抑制电机进行的助力驱动，更具体而言是将驱动扭矩设为O。
[0045]为此，在本实施方式中，运算部1021具有图3所示那样的结构。运算部1021具有助力比限制部1201、最小选择部1202、乘法部1203、变速调整部1204、第I抑制部1205、PWM码生成部1206、第2抑制部1207、平滑滤波器1208和助力抑制控制部1210。例如，助力抑制控制部1210以外的结构要素也被称为电机的驱动部。
[0046]助力比限制部1201确定与来自车速输入部1024的当前车速对应的助力比限制值，并将其输出给最小选择部1202。例如，在达到规定车速之前，输出与车速成比例的助力比限制值，而在高于规定车速的情况下使助力比限制值固定。最小选择部1202选择来自助力比限制部1201的助力比限制值和例如从操作面板106输入的期望助力比中的最小值，将其作为已限制助力比输出给乘法部1203。
[0047]另一方面，第2抑制部1207根据来自助力抑制控制部1210的助力许可指示，将来自扭矩输入部1027的踏板输入扭矩(具有周期性脉动的踏板输入扭矩。也称为带有周期性脉动的扭矩。)输出给平滑滤波器1208。另一方面，第2抑制部1207按照来自助力抑制控制部1210的助力抑制指示，抑制踏板输入扭矩向平滑滤波器1208的输出，即，使其为O。
[0048]平滑滤波器1208根据从第2抑制部1207输出的踏板输入扭矩，计算例如移动平均或加权移动平均，并将已平滑踏板扭矩输出给乘法部1203。
[0049]乘法部1203进行来自平滑滤波器1208的已平滑踏板扭矩与来自最小选择部1202的已限制助力比的相乘，并输出给变速调整部1204。
[0050]变速调整部1204将乘法部1203的输出除以电动助力车具有的变速器的变速比，由此计算助力扭矩，并将其输出给第I抑制部1205。另外，对变速比的输入是在仅在踏板驱动路径中组装了变速器的情况下进行的。在踏板驱动路径和电机驱动路径中组装了公共的变速器的情况下等，变速比为恒定的常数。
[0051]第I抑制部1205根据来自助力抑制控制部1210的助力许可指示，将来自变速调整部1204的助力扭矩输出给PWM码生成部1206。另一方面，第I抑制部1205按照来自助力抑制控制部1210的助力抑制指示，抑制助力扭矩向PffM码生成部1206的输出。
[0052]PWM码生成部1206将来自第I抑制部1205的助力扭矩转换为电机驱动定时生成部1026中使用的PffM码，并输出给电机驱动定时生成部1026。此外，关于这样的转换，例如是在国际公开第2012/086458号小册子等中详细阐述的运算，其并非本实施方式的主要部分，因此省略详细的说明。
[0053]助力抑制控制部1210在基于根据踏板旋转所估计出的累计行驶距离与根据电机驱动轮的旋转所估计出的累计行驶距离之间的关系检测出产生了异常时，输出助力抑制指示，在没有检测出产生异常的情况下，输出助力许可指示。
[0054]此外，关于第2抑制部1207，不设置亦可。另外，也可以替代第2抑制部1207，而进行对加载在平滑滤波器1208中的值全部进行闪存这样的操作。并且，也可以将平滑滤波器1208的输出设为O。[0055 ]接着，使用图4，对助力抑制控制部1210的具体结构进行说明。助力抑制控制部1210具有初始屏蔽(mask)部2001、积累距离输入部2002、第I消耗距离输入部2004、上限限幅部2003、第2消耗距离输入部2005、下限限幅部2006、停车检测部2007、容许剩余距离寄存器2008、判定部2009及加法器2010、2011。
[0056]积累距离输入部2002按照与踏板的旋转对应地从踏板旋转传感器104输出的踏板脉冲，输出积累距离。积累距离也称为蓄能(charge)距离，例如为(最快齿轮比时的每一踏板脉冲的行驶距离+余量)X2。
[0057]加法器2010在从积累距离输入部2002接收到积累距离的输出时，对积累距离和容许剩余距离寄存器2008的输出进行相加，并将其输出给上限限幅部2003。这样，加法器2010按照每个踏板脉冲进行相加。
[0058]上限限幅部2003在接收到来自加法器2010的输出时，对容许剩余距离上限与加法器2010的输出进行比较，如果来自加法器2010的输出小，则向加法器2011输出来自加法器2010的输出，如果容许剩余距离上限小，则向加法器2011输出该容许剩余距离上限。容许剩余距离上限例如由判定部2009中使用的阈值+每一踏板脉冲的行驶距离+余量而决定。
[0059]另一方面，电机脉冲例如是被车轮旋转输入部1022分频后的脉冲信号，被输入第2消耗距离输入部2005和停车检测部2007。停车检测部2007具有计测电机脉冲的间隔的计数器，当检测出到该计数器饱和的程度电机脉冲的间隔仍为空的情况时，判定为电动助力车已停车，向初始屏蔽部2001输出停车检测信号。此外，停车检测信号也被输出给容许剩余距离寄存器2008，但在该情况下，被用作初始值加载信号。
[0060]初始屏蔽部2001在初始时或接收到来自停车检测部2007的停车检测信号后，直到检测出踏板脉冲为止，向第I消耗距离输入部2004输出用于使得不利用加法器2011进行运算的抑制信号。另一方面，初始屏蔽部2001在接收到来自停车检测部2007的停车检测信号后检测出踏板脉冲时，为了利用加法器2011进行运算，向第I消耗距离输入部2004输出许可信号。
[0061 ]第I消耗距离输入部2004在被输入来自初始屏蔽部2001的许可信号时，向第2消耗距离输入部2005输出消耗距离。另一方面，当从初始屏蔽部2001被输入抑制信号时，第I消耗距离输入部2004向第2消耗距离输入部2005输出该抑制信号。此外，消耗距离例如是每一电机脉冲的行驶距离。
[0062]第2消耗距离输入部2005从第I消耗距离输入部2004接收消耗距离，且在接收到电机脉冲时，对加法器2011输出消耗距离。另一方面，在从第I消耗距离输入部2004接收到抑制信号时，第2消耗距离输入部2005对加法器2011输出“O”。
[0063]加法器2011按照电机脉冲，将从上限限幅部2003输出的值减去来自第2消耗距离输入部2005的输出值(“O”或消耗距离)而得到的值，输出给下限限幅部2006。
[0064]下限限幅部2006对来自加法器2011的输出与容许剩余距离下限进行比较，在来自加法器2011的输出小于容许剩余距离下限的情况下，对容许剩余距离寄存器2008输出容许剩余距离下限。另一方面，在来自加法器2011的输出为容许剩余距离下限以上的情况下，下限限幅部2006将来自加法器2011的输出原样输出给容许剩余距离寄存器2008。容许剩余距离下限例如是{容许剩余距离初始值一(积累距离以上)}。此外，容许剩余距离初始值是基准值，例如是O。
[0065]容许剩余距离寄存器2008原则上存储来自下限限幅部2006的输出。但是，停车检测部2007在输出停车检测信号时，被加载容许剩余距离初始值。
[0066]这样，容许剩余距离寄存器2008非同步地按照每个电机脉冲或踏板脉冲而被更新。此外，在图4中由虚线围起的范围内的结构要素按照每个电机脉冲或踏板脉冲而动作。
[0067]判定部2009对容许剩余距离寄存器2008的输出(S卩，容许剩余距离)与阈值进行比较，如果容许剩余距离在阈值以下，则输出助力抑制指示，如果容许剩余距离超过阈值，则输出助力许可指示。判定部2009按照自身的每个计算帧周期进行处理，而不是按照每个电机脉冲或踏板脉冲进行处理。
[0068]此外，在本实施方式中，调整积累距离及消耗距离，使得通过蹬踏踏板而产生的踏板扭矩也借助于踏板驱动轮(与电机驱动轮相同也可，不同亦可)而在地面上进行驱动的情况下的、与最快齿轮对应时的踏板脉冲间隔和电机脉冲间隔之间的比率一致。另一方面，在变速器公共地介入在踏板驱动路径与电机驱动路径双方的情况下，两个脉冲间隔的比率始终恒定，而与档位无关。
[0069]当本实施方式为假设的那样在电机驱动路径中不存在变速器、而只在踏板驱动路径中存在变速器的情况下，齿轮从最快进入较慢的位置时，每相同行驶距离的踏板脉冲数增加，因此在对相同车速的情况彼此进行比较时，踏板脉冲频率相对增加，容许剩余距离也增加了到达容许剩余距离上限的次数。即使在这样的情况下，容许剩余距离上限值与容许剩余距离初始值之间的距离也不改变，因此从踏板停止时起到助力被抑制时为止的超速距离不变。因此，在助力抑制控制部1210中假设为对应最快齿轮也没有问题。
[0070]接着，使用图5说明助力抑制控制部1210的动作。在图5中，设为从左至右为时间的经过顺序。
[0071]在图5中，(a)示出踏板扭矩(更具体而言，为其包络线)的时间变化，(b)示出车速(实线)和踏板换算车速(根据踏板旋转换算出的车速。虚线)的时间变化，(C)示出停车检测信号(“O”为行驶中。“I”为停车中。)的时间变化。
[0072]并且，在图5中，(d)以线条示出踏板脉冲的定时，(e)以线条示出电机脉冲的定时。在图5中，(f)示出容许剩余距离的时间变化，(g)示出表示助力抑制指示或许可指示的信号(在此，抑制为“O”、许可为“I” )的时间变化。
[0073]在该示例中，从停止状态开始在时刻tl开始蹬踏踏板，电动助力车开始前进，在达到某种程度的速度的时刻t3使踏板的旋转停止。然后，在时刻t5再次开始蹬踏踏板，在时刻t7再次使踏板的旋转停止，在时刻t8施加制动，在时刻tlO停车。
[0074]如图5的(a)和(b)所示，当最开始蹬踏踏板而施加踏板扭矩时，电机驱动轮的车速与踏板换算车速一起上升。当车速和踏板换算车速成为搭乘者的期望速度时，成为虽然蹬着踏板但不施加扭矩的状态。然后，随着踏板的旋转减慢，车速与踏板换算车速开始出现分歧，当使踏板的旋转在时刻t3停止时，车速也逐渐降低。然后，在时刻t5再次开始蹬踏踏板时，踏板换算车速再次上升，当车速与踏板换算车速一致时，开始施加踏板扭矩，车速和踏板换算车速也同样增加。然后，当在时刻t7不再施加扭矩、踏板换算车速变为O、在时刻t8施加制动时，车速也降低。
[0075]此外，如图5的(C)所示，在时刻tl为止以及时刻tlO以后为停车状态，所以停车检测信号成为“I”，从时刻tl到时刻tlO为止为行驶中。
[0076]并且，如图5的(d)所示，踏板脉冲非等间隔地按照踏板的旋转而产生，电机脉冲也非等间隔地按照电机驱动轮的旋转而产生。但是，电机脉冲产生得非常多，因此在图5的(e)中，除去大幅变化的部分而示出为大致等间隔地产生。
[0077]如图5的(f)所示，直到踏板脉冲最开始被检测出的时刻t2为止，容许剩余距离仍为容许剩余距离初始值，在时刻t2，容许剩余距离增加积累距离La。但是，由于容许剩余距离超过容许剩余距离上限Lu，因此容许剩余距离被限幅为上限Lu。于是，如图5的(g)所示，在时刻t2，容许剩余距离超过阈值Th，因此输出助力许可信号。
[0078]然后，按照每个电机脉冲，容许剩余距离减少消耗距离，按照每个踏板脉冲，容许剩余距离增加积累距离。但是，容许剩余距离不会超过上限Lu。
[0079]直到即将达到使踏板的旋转停止的时刻t3为止，反复进行这样的容许剩余距离的增减，但当踏板的旋转停止时，仅是容许剩余距离按照每个电机脉冲减少消耗距离。于是，在时刻t4，容许剩余距离低于阈值Th，因此在此如图5的(g)所示，在时刻t4输出助力抑制。
[0080]即使超过时刻t4，容许剩余距离也按照每个电机脉冲减少消耗距离，但在达到容许剩余距离下限时，不再进一步减少。
[0081]然后，当成为再次开始蹬踏踏板而输出踏板脉冲的时刻t5时，对达到下限值的容许剩余距离加上积累距离La。但是，容许剩余距离在第一个踏板脉冲不超过阈值，在第二个踏板脉冲超过阈值。于是，如图5的(g)所示，在时刻t6输出助力许可。
[0082]然后，与从时刻t2到时刻t4为止同样。即，当在时刻t7不再施加扭矩、踏板换算车速成为O时，在时刻t9容许剩余距离低于阈值，如图5的(g)所示那样，在时刻t9输出助力抑制指示。然后同样，容许剩余距离持续减少，当在时刻tlO停车检测信号变为“I”时，初始值被加载到容许剩余距离寄存器2008。
[0083]当在行驶中停止蹬踏踏板而抑制了助力后、仅通过I个踏板脉冲即恢复助力时，存在实际上并未蹬踏却对行驶中的稍许的踏板晃动等所产生的踏板脉冲做出反应而错误地恢复助力的担忧。
[0084]因此，如图5的示例所示，将容许剩余距离下限值设定为比阈值小积累距离的值以上的值，以使得不会仅通过I个踏板脉冲即恢复助力。于是，在输出规定数量(在图5的示例中为两个)以上的踏板脉冲时才开始恢复助力。
[0085]在一度停止蹬踏踏板后再次开始蹬踏的情况下，直到踏板换算车速追上当前车速、自由轮锁定，真正地施加踏板扭矩为止，典型而言，输出数串以上的踏板脉冲，因此在真正开始了蹬踏的情况下，响应并不会特别变慢。
[0086]但是，如图5的(a)的最开始的部分那样，在从停车起的起步时开始蹬踏踏板时是迅速地施加踏板扭矩，因此如果是从容许剩余距离下限起的积累距离的累计，则对踏板旋转的响应变差。因此，为了确保从停车起的起步时的响应性，在停车中时将容许剩余距离初始值加载到容许剩余距离寄存器2008中。此外，容许剩余距离初始值被设定为与阈值相同或在阈值以下且大于容许距离下限值的值。
[0087]并且，根据停车时的踏板角度，可能产生在停车导致的初始化后的起步时，最开始输出踏板脉冲之前大量输出电机脉冲，容许剩余距离从容许剩余距离初始值向负的方向大幅变动而成为相比阈值相当靠负侧的情况。于是存在如下的担忧:即使输出踏板脉冲，容许剩余距离向正的方向变化也不能充分地大于阈值并立即被指示助力抑制。为了防止这种情况，通过初始屏蔽部2001，在初始化后直到最初输出踏板脉冲为止，抑制基于电机脉冲的消耗距离的累计。
[0088]这各个常数，即“容许剩余距离上限值”、“容许剩余距离下限值”、“容许剩余距离初始值”、“积累距离”、“消耗距离”、“阈值”根据所设计的踏板脉冲数和/或电机脉冲数、所要求的保护期间(指示了助力抑制的期间)和/或保护响应性、保护解除响应性等而被适当的设计和设定。
[0089]此外，例如可以考虑以下这样的设计例。
[°09°]将容许剩余距离初始值作为基准位置，设定为0cm。
[0091]作为阈值，设定为与容许剩余距离初始值相等或稍大的值，设定为lcm。
[0092]关于变速器的最快档位，在踏板脉冲的I个脉冲的期间行驶20cm的情况下，容许剩余距离上限值包含充分的车把转向角余量、电机脉冲的量化余量及其他，例如设为30cm。
[0093]进一步考虑余量，将每一个踏板脉冲的积累距离设为踏板脉冲的I个脉冲期间的2倍的40 cm。
[0094]关于容许剩余距离下限值，设为对该容许剩余距离下限值加上一次积累距离而将将不达到阈值的40cmo
[0095]如上文也叙述的那样，电机为多极且借助高减速比的减速齿轮等，因此从电机内部的霍尔元件等输出的旋转相位检测脉冲在最快档位处，常常针对踏板脉冲的每一个脉冲输出数百脉冲以上。这样频率过高，因此利用微控制器等直接对旋转相位检测脉冲进行处理并不适当，因此，车轮旋转输入部1022按照踏板脉冲的每一个脉冲对应约10个旋转相位检测脉冲的比率预先进行分频来生成电机脉冲。
[0096]在踏板脉冲的每一个脉冲中行驶20cm的情况下，电机脉冲的每一个脉冲的行驶距离为20/10 =约2cm。
[0097]通过这样选取各设定值，能够实现上述动作说明那样的动作。
[0098]此外，在此对容许剩余距离上限值选取了 30cm，但也可以选取与积累距离相同的40cm或比其大的值。但是，在踏板旋转停止时的助力超速距离相应变长。
[0099]在现有技术那样的对速度彼此和/或周期彼此直接进行比较的方式中，由于用于防止误检测的检测余量，实际上本来不被容许的电机(即，电机驱动轮)速度也不能完全被抑制。在本实施方式中，设为对速度的积分、即累计行驶距离彼此进行比较。这样，速度余量也同样被累计，但设定了累计差(即，距离差)的限度(即，容许剩余距离上限及下限)，因此能够防止速度余量的累计。
[0100]并且，实质上平均速度余量成为O，能够高精度地进行比较，能够进行充分必要的助力抑制。因此，在任何车速下，电机均不会以该容许剩余距离上限以上的程度被驱动，成为不取决于车速，而随着踏板停止，始终以较短的超速距离作用助力抑制。
[0101]并且，在本实施方式中，采用了平滑滤波器1208。这是由于踏板每旋转I周产生左右脚蹬踏的2个循环的扭矩脉动，为了以平滑的助力驱动力且低消耗功率进行驱动而设置的。但是在停止蹬踏的情况下，助力扭矩也不立即减小，在与最大踏板旋转半周对应量的期间继续助力驱动。与此相对，根据本实施方式，在使踏板的旋转停止时，不取决于此时的车速而能够始终在十几cm?几十cm程度的极短的超速距离中迅速地抑制助力驱动。
[0102]并且，在自由轮状态，S卩，行驶中仅踏板旋转勉强追上车轮的旋转而未能输出踏板扭矩时、停止蹬踏踏板而不输出踏板扭矩时，扭矩传感器103也同样输出O扭矩。但是，根据本实施方式，在仅旋转追上的情况下，能够持续输出平滑后的助力扭矩，在停止蹬踏的情况下，能够即刻抑制助力扭矩。由此，能够忠实于驾驶员的意图地控制助力扭矩的有无，进一步确保安全性、舒适性。
[0103]此外，关于电动助力车，禁止在起步时仅单脚踩踏板另一只脚踹地面的同时进行助走骑行，即所谓的“单脚骑行”乗⑴。这是因为，尽管尚未坐在车座上，人体与车体并未成为一体，却对踏板施加了较大的扭矩，仅较轻的车体被快速加速，而对于人体而言，仅伸着的手足被拉着走，导致人体会不稳或跌倒。但是，根据本实施方式，在单脚骑行的情况下，踏板每次只旋转稍许的角度，助力驱动不持续，不进行大的加速，因此能够更加安全地骑行。
[0104]并且，作为起步时的骑行方法之一，还有如下的“踏一下骑走”(一踏办乗⑴，利用一只脚从前方上方带上体重蹬踏踏板，在这一踏的期间中一下跨上车体坐上车座。在没有助力的普通自行车的情况下，它是一边起步一边在短时间内成为乘车的身体姿势的无浪费的骑行方法，而在电动助力车的情况下，因为加速力较大，因此尽管放上了一只脚的踏板很快就达到下死点，但仅较轻的车体被快速加速，踏着的一只脚被拉着走，有可能导致不稳或跌倒。但是，根据本实施方式，在下死点踏板旋转停止的时刻，助力迅速地被抑制，因此能够更安全地骑行。
[0105]并且，在如现有技术这样检测电机驱动轮的异常加速度来检测打滑的情况下，由于加速度的高精度检测与低延迟检测之间的折衷，而不能瞬时地检测出打滑，并且也难以进行打滑结束的判定。与此相对，当应用本实施方式时，在车轮打滑导致的稍许过度旋转时瞬时地抑制助力扭矩，因此能够尽早防止打滑。并且，在从打滑恢复时，也能立即使助力扭矩恢复。
[0106]此外，根据本实施方式，即使对踏板施加着扭矩且扭矩传感器输出的值足够大，但只要踏板未旋转，则不对电机传递助力扭矩。因此，例如在前轮为电机驱动轮的情况下，即使在作为踏板驱动轮的后轮被上锁的状态下蹬踏踏板时，踏板不能旋转却被施加了较大的扭矩，因此担忧产生电机驱动轮的过度旋转，但根据本实施方式，不存在踏板的旋转，因此能够避免这样的过度旋转。并且，即使扭矩传感器发生故障等异常而误识别为被输入了较大的扭矩，助力驱动也被抑制了踏板已旋转的量以上的量，因此抑制了过度旋转。
[0107]此外，上文中为了优先于容易理解，基于每一脉冲的行驶距离定义了消耗距离、积累距离和容许剩余距离，但只要物理意义上的基准单位统一即可。不拘泥于单位名称、比例常数，例如，也可以以踏板旋转角或车轮旋转角为基准，定义积累角、消耗角、容许剩余角等来加以利用。
[0108][实施方式2]
[0109]图6示出本实施方式的助力抑制控制部1210的结构例。本实施方式涉及的助力抑制控制部1210具有初始屏蔽部2101、积累距离输入部2102、停车检测部2103、第I消耗距离输入部2104、第2消耗距离输入部2105、剩余距离限制部2106、多路调制器2107、行驶距离寄存器2108、容许距离寄存器2109、判定部2113以及加法器2110至2112。
[0110]积累距离输入部2102与按照踏板的旋转从踏板旋转传感器104输出的踏板脉冲对应地输出积累距离。积累距离与第一实施方式相同。
[0111]加法器2110在接收到来自积累距离输入部2102的积累距离的输出时，对积累距离与容许距离寄存器2109的输出(被称为累计容许距离)进行相加，并输出给剩余距离限制部2106和多路调制器2107。这样，加法器2110按照每个踏板脉冲进行相加。
[0112]多路调制器2107按照来自剩余距离限制部2106的指示，选择加法器2110的相加结果和剩余距离限制部2106输出的限制值中的任意值，并输出给容许距离寄存器2109。容许距离寄存器2109存储来自多路调制器2107的输出。
[0113]另一方面，电机脉冲是例如通过车轮旋转输入部1022进行了分频的脉冲信号，被输入到第2消耗距离输入部2105和停车检测部2103。停车检测部2103具有计测电机脉冲间隔的计数器。并且，停车检测部2103在检测出到该计数器饱和程度电机脉冲间隔仍为空的情况时，判定为电动助力车已停车，对初始屏蔽部2101和剩余距离限制部2106输出停车检测信号。
[0114]初始屏蔽部2101在初始或接收到来自停车检测部2103的停车检测信号后，直到检测出踏板脉冲为止，对第I消耗距离输入部2104输出用于使得不利用加法器2111进行运算的抑制信号。另一方面，初始屏蔽部2101在接收到来自停车检测部2103的停车检测信号后检测出踏板脉冲时，对第I消耗距离输入部2104输出用于使得利用加法器2111进行运算的许可信号。
[0115]第I消耗距离输入部2104在从初始屏蔽部2101被输入许可信号时，对第2消耗距离输入部2105输出消耗距离。另一方面，当从初始屏蔽部2101输入抑制信号时，第I消耗距离输入部2104对第2消耗距尚输入部2105输出该抑制信号。此外，消耗距尚与第一实施方式相同。
[0116]当第2消耗距离输入部2105从第I消耗距离输入部2104接收到消耗距离且接收到电机脉冲时，对加法器2111输出消耗距离。另一方面，当从第I消耗距离输入部2104接收到抑制信号时，第2消耗距离输入部2105对加法器2111输出O。
[0117]加法器2111按照每个电机脉冲，对行驶距离寄存器2108的输出(被称为累计行驶距离)与来自第2消耗距离输入部2105的输出(消耗距离或O)进行相加，并输出给剩余距离限制部2106和行驶距离寄存器2108。
[0118]行驶距离寄存器2108存储来自加法器2111的输出。行驶距离寄存器2108单纯存储根据电机脉冲估计出的累计行驶距离。
[0119]加法器2112通过对来自容许距离寄存器2109的累计容许距离减去行驶距离寄存器2108中存储的累计行驶距离而计算出容许剩余距离，并对判定部2113进行输出。加法器2112按照每个电机脉冲进行运算。
[0120]判定部2113对加法器2112的输出(S卩，容许剩余距离)与阈值进行比较，如果容许剩余距离在阈值以下，则输出助力抑制指示，如果容许剩余距离超过阈值，则输出助力许可指示。判定部2113按照自身的每个计算帧周期进行处理，而不是按照每个电机脉冲或每个踏板脉冲进行处理。此外，以虚线围着的范围中包含的结构要素按照每个电机脉冲或每个踏板脉冲动作。
[0121]在本实施方式中，剩余距离限制部2106以作为行驶距离寄存器2108的输出的累计行驶距离为基准，调节存储在容许距离寄存器2109中的值，以使得累计容许距离进入从累计行驶距离下降容许剩余距离下限后的值到从累计行驶距离上升容许剩余距离上限后的值的范围内。
[0122]S卩，如果加法器2110的输出减去加法器2111的输出得到的剩余距离为容许剩余距离下限以上且在容许剩余距离上限以下，则剩余距离限制部2106使多路调制器2107选择加法器2110的输出。另一方面，在剩余距离低于容许剩余距离下限的情况下，将加法器2111的输出加上容许剩余距离下限得到的结果作为限制值输出，并使多路调制器2107进行选择。并且，在剩余距离超过容许剩余距离上限的情况下，将加法器2111的输出加上容许剩余距离上限得到的结果作为限制值输出，并使多路调制器2107进行选择。
[0123]此外，在从停车检测部2103接收到停车检测信号的情况下，剩余距离限制部2106将加法器2111的输出加上容许剩余距离初始值得到的结果作为限制值输出，并使多路调制器2107进行选择。在没有从停车检测部2103接收到停车检测信号的情况下，进行上面所述的判断及运算。
[0124]在本实施方式中，与第一实施方式不同，通过保持渐增的值的两个寄存器，能够得到图7A至图7D所示的累计行驶距离及累计容许距离的时间变化。图7A至图7D是对图5的(a)至(g)利用tl至tlO的同时刻特性的对应而追加的。此时，通过剩余距离限制部2106控制累计容许距离的值，使得通过对这两个寄存器的输出的差进行计算的加法器2112得到的容许剩余距离收敛在以累计行驶距离为基准的容许剩余距离下限至容许剩余距离上限的范围内。由此，容许剩余距离与第一实施方式中的容许剩余距离完全同样地得到图5的(f)的波形，其它也与第一实施方式相同。
[0125]首先，在图7A中示出图5中时刻tl以后约4个踏板脉冲的时间内的累计行驶距离及累计容许距离的时间变化。即使在时刻tl起步，但直到最开始的踏板脉冲被输入的时刻t2为止，累计行驶距离及累计容许距离不发生变化。当输入踏板脉冲时，累计容许距离利用容许剩余距离上限Lu相对于累计行驶距离而被限制，阶梯状地增加。累计行驶距离对应于电机脉冲而递增。
[0126]然后，在时刻t3使踏板的旋转停止时，如图7B所示，累计容许距离不再增加，而累计行驶距离只要不停车就增加。于是，在时刻t4，累计容许距离减去累计行驶距离得到的容许剩余距离成为阈值Th以下，因此进行助力抑制指示。此后，累计容许距离在容许剩余距离达到容许剩余距离下限之前不变化，当容许剩余距离达到容许剩余距离下限时，与累计行驶距离对应地逐渐增加。
[0127]然后，当在时刻t5重新开始踏板的旋转而发出踏板脉冲时，如图7C所示，累计容许距离增加积累距离La。并且在下一踏板脉冲，累计容许距离进一步增加积累距离La。然后，累计容许距离超过阈值Th，因此指示助力许可。其间，累计行驶距离对应于电机的旋转而持续增加消耗距离。
[0128]并且，当在时刻t7不再施加扭矩、踏板换算车速成为O时，如图7D所示，由于没有踏板脉冲，累计容许距离成为固定值，当在时刻tlO成为停车状态而输出停车检测信号时，累计容许距离被设定为与累计行驶距离相同的值，以使得容许剩余距离成为容许剩余距离初始值。
[0129]这样，在使用两个寄存器的情况下，也能够适当地指示助力抑制及助力许可。
[0130]剩余距离限制部2106与行驶距离寄存器2108的值对应地调节容许距离寄存器2109的值，以使得容许剩余距离收敛于上下限以内，并在停车时将容许剩余距离调整为初始值。但是，也可以反之，以容许距离寄存器2109的值为基础，调节行驶距离寄存器2108的值。并且，也可以调节容许距离寄存器2109和行驶距离寄存器2108双方。
[0131]并且，作为另一调节方法，也可以是，两个寄存器的值不加工而保持原样，设置偏移寄存器和加法器，使得作为两个寄存器的值之差的容许剩余距离成为期望值，并对两个寄存器的值之差加上偏移寄存器的值，由此能够得到期望的容许剩余距离。
[0132]此外，累计容许距离及累计行驶距离的寄存器无限地累积数值，因此看起来是需要无限的位数，但是实际上作为其差值的容许剩余距离带有上下限的限制，因此差值不会超出正负的规定的范围。因此，无需无限的位数，只要在容许剩余距离上限一容许剩余距离下限的2倍以上且具有2的η次幂LSB(Least Significant Bit，最低有效位)的范围即足够。在利用2的补数运算求取差值时，自动收敛于上下限范围内。
[0133][实施方式3]
[0134]图8示出本实施方式的助力抑制控制部1210的结构例。本实施方式的助力抑制控制部1210具有初始屏蔽部2201、换算车速检测部2202、上限限幅部2203、车速输入部2204、下限限幅部2205、停车检测部2206、容许剩余距离寄存器2207、判定部2208以及加法器2209和2210。
[0135]在第三实施方式中，不是按照踏板和/或电机的每个脉冲利用固定的积累距离和消耗距离进行运算，而是以规定的计算帧时间(例如150Hz)间隔对踏板换算车速及车速进行积分的形式来进行处理。踏板换算车速被视为每一计算帧的定时积累距离、车速(具体而言，电机驱动轮换算速度)被视为每一计算帧的定时消耗距离。由此，每一计算帧的积累距离减去每一计算帧的消耗距离而得到的差按照每个计算帧而在同一个容许剩余距离寄存器2207中被累计。
[0136]因此，换算车速检测部2202根据踏板脉冲的间隔，计算踏板换算车速，并输出给加法器2209。此外，以最快齿轮为前提，预先对踏板换算车速附加了余量。此外，当在踏板脉冲的间隔在规定间隔以上的情况、或踏板反向旋转的情况下，将踏板换算车速设为O。
[0137]加法器2209对容许剩余距离寄存器2207的输出(容许剩余距离)与踏板换算车速进行相加，并输出给上限限幅部2203。
[0138]上限限幅部2203在接收到来自加法器2209的输出时，对容许剩余距离上限与加法器2209的输出进行比较，如果来自加法器2209的输出较小，则向加法器2210输出来自加法器2209的输出，如果容许剩余距离上限较小，则向加法器2210输出该容许剩余距离上限。容许剩余距离上限与第一实施方式相同。
[0139]另一方面，从车速输入部1024输出的车速被输入车速输入部2204和停车检测部2206。在从车速输入部1024输入的车速示为0(例如在车速输入部1024中的计数器饱和时间以上电机脉冲间隔为空的情况下)的情况下，停车检测部2206判定为电动助力车已停车，对初始屏蔽部2201输出停车检测信号。此外，停车检测信号也对容许剩余距离寄存器2207输出，在该情况下，被用作初始值加载信号。
[0140]初始屏蔽部2201在初始或者接收到来自停车检测部2206的停车检测信号后，直到检测出踏板脉冲为止，对车速输入部2204输出用于使得不利用加法器2210进行运算的抑制信号。另一方面，初始屏蔽部2201在接收到来自停车检测部2206的停车检测信号后检测出踏板脉冲时，对车速输入部2204输出用于使得利用加法器2210进行运算的许可信号。
[0141]车速输入部2204在从初始屏蔽部2201被输入许可信号时，对加法器2210输出车速。另一方面，在从初始屏蔽部2201被输入抑制信号时，车速输入部2204对加法器2210输出O。
[0142]加法器2210对下限限幅部2205输出从上限限幅部2203输出的值减去来自车速输入部2204的输出值(O或车速)而得到的值。
[0143]下限限幅部2205对来自加法器2210的输出与容许剩余距离下限进行比较，在来自加法器2210的输出小于容许剩余距离下限的情况下，对容许剩余距离寄存器2207输出容许剩余距离下限。
[0144]另一方面，在来自加法器2210的输出为容许剩余距离下限以上的情况下，下限限幅部2205将来自加法器2210的输出原样输出给容许剩余距离寄存器2207。容许剩余距离下限与第一实施方式相同。并且，容许剩余距离初始值也与第一实施方式相同。
[0145]容许剩余距离寄存器2207是每一计算帧的延迟寄存器，将一个计算帧之前的值输出给判定部2208及加法器2209。此外，当停车检测部2206输出停车检测信号时，容许剩余距离初始值被加载到容许剩余距离寄存器2207。判定部2208对容许剩余距离寄存器2207的输出(即，容许剩余距离)与阈值进行比较，如果容许剩余距离为阈值以下，则输出助力抑制指示，如果容许剩余距离超过阈值，则输出助力许可指示。
[0146]图9示出与第一实施方式中说明的图5的状况相同情况下的助力抑制控制部1210的动作例。
[0147]与第一实施方式的不同之处在于(f)和(g)，容许剩余距离平滑地上升和下降。因此，助力抑制与助力许可切换定时稍有偏移。具体而言，最开始从助力抑制变化到助力许可的定时稍稍提早，为时刻t31。此外，从助力许可切换到助力抑制的最开始的定时也从时刻t4稍稍偏移到时刻t32。在容许剩余距离不超过容许剩余距离上限、以及不低于容许剩余距离下限的方面是相同的。
[0148]在使踏板的旋转停止后重新开始时的容许剩余距离也从下限值开始平滑上升。因此，从助力抑制切换到助力许可的下一定时也从时刻t6偏移到时刻t33。此外，在第一实施方式中，根据踏板的旋转，也存在短时间内反复进行助力抑制与助力许可的切换的情况，但在第三实施方式中，容许剩余距离平滑地增加，因此防止了这样的短时间内反复进行助力抑制与助力许可的切换的情况。
[0149]此外，即使在再次使踏板的旋转停止后，容许剩余距离也平滑地减少，而从助力许可切换到助力抑制。该定时也从时刻t9偏移到时刻t34。若停车检测部2206在相同定时输出停车检测信号，则在该实施方式中，也在相同的定时时刻110，容许剩余距离初始值被加载到容许剩余距离寄存器2207。
[0150]如果采用这样的结构，微控制器之外的几乎全部处理也按计算帧周期同步进行，因此与这些处理的亲和性高、微控制器的负荷较轻即可。具体而言，在第一和第二实施方式的情况下，由于车速变快时的电机脉冲的频率非常高，因此每个脉冲的处理部分(虚线内)使用高速中断进行处理、使用更加高速的微控制器、并且预先对电机脉冲进行分频使其成为较低的频率。在分频的情况下，也存在如下情况:脉冲的时间间隔变长，阶梯状累计的消耗距离的最小步阶较大，因此余量也增大，由此最短超速设定相应地变长。与此相对，在本实施方式中，和车速无关，与其它处理同样地，始终按较低的规定周期同步进行。因此，只要能够充分确保车速信息等位数，就始终表现出高精度，以非常短的超速距离例如仅十几cm程度的超速进行的助力抑制也成为可能。
[0151]此外，在第一实施方式和第二实施方式中为按照每个脉冲的累计，在第三实施方式中为固定周期的各速度的累计，但也可以是它们的组合。例如，也可以采用第二实施方式中的积累距离累计保持按照每个踏板脉冲的累计，而消耗距离的累计按照每个固定周期进行累计这样的组合。同样，也可以采用与其相反的组合。
[0152][实施方式4]
[0153]图10示出本实施方式的助力抑制控制部1210的结构例。本实施方式的助力抑制控制部1210具有踏板脉冲输入部2301、起步脉冲输入部2303、起步脉冲生成部2302、积累距离输入部2304、反转检测部2305、消耗距离输入部2306、停车检测部2307、上限限幅部2308、下限限幅部2309、容许剩余距离寄存器2310、判定部2311、抑制无效化部2312以及加法器2313、2314。
[0154]在本实施方式中，为了提高助力的响应性，导入了在电动助力车后退的情况下使助力抑制指示无效化的办法。
[0155]因此，踏板脉冲输入部2301在来自停车检测部2307的停车检测信号关闭的状态、即未检测出停止的期间中，对起步脉冲输入部2303输出踏板脉冲。并且，起步脉冲生成部2302在输出了停车检测信号后停车检测信号关闭的定时，对起步脉冲输入部2303仅输出I个起步脉冲。起步脉冲输入部2303将来自踏板脉冲输入部2301的踏板脉冲及来自起步脉冲生成部2302的脉冲输出给积累距离输入部2304。
[0156]此外，当利用在踏板的反向旋转时也输出踏板脉冲的踏板旋转传感器104的情况下，踏板脉冲输入部2301在被输入示出踏板的反向旋转的踏板脉冲时，切断该踏板脉冲。
[0157]积累距离输入部2304按照与踏板的旋转对应地从踏板旋转传感器104输出的踏板脉冲或者来自起步脉冲生成部2302的脉冲，输出积累距离。积累距离与第一实施方式相同。
[0158]加法器2313在从积累距离输入部2304接收到积累距离的输出时，将积累距离与容许剩余距离寄存器2310的输出进行相加，并输出给上限限幅部2308。这样，加法器2313也与第一实施方式同样地按照每个踏板脉冲进行相加。
[0159]上限限幅部2308在接收到来自加法器2313的输出时，对容许剩余距离上限与加法器2313的输出进行比较，如果来自加法器2313的输出较小，则对加法器2314输出来自加法器2313的输出，如果容许剩余距离上限较小，则对加法器2314输出该容许剩余距离上限。容许剩余距离上限与第一实施方式相同。
[0160]另一方面，在本实施方式中，电机脉冲被输入到反转检测部2305、消耗距离输入部2306和停车检测部2307。
[0161]反转检测部2305在根据电机脉冲检测出后退(S卩，负车速)时，对抑制无效化部2312输出无效化指示。
[0162]停车检测部2307与第一实施方式同样，具有对电机脉冲的间隔进行计测的计数器，当检测出到该计数器饱和程度电机脉冲的间隔仍为空的情况时，判定为电动助力车已停车，将停车检测信号输出给踏板脉冲输入部2301及起步脉冲生成部2302。另一方面，对于起步、即停车状态的结束，在检测到车速变为规定以上的情况下、检测到规定数量以上的电机脉冲的情况下、即检测出移动了规定距离以上的情况下、这些的兼用、检测到其它从停车状态起步的情况下，停车检测信号变为关闭。此外，停车检测信号也对容许剩余距离寄存器2310输出，但在该情况下，被用作初始值加载信号。
[0163]消耗距离输入部2306按照电机脉冲，对加法器2314输出消耗距离。加法器2314按照电机脉冲，将上限限幅部2308输出的值减去来自消耗距离输入部2306的消耗距离而得到的值输出给下限限幅部2309。
[0164]下限限幅部2309对来自加法器2314的输出与容许剩余距离下限进行比较，在来自加法器2314的输出小于容许剩余距离下限的情况下，对容许剩余距离寄存器2310输出容许剩余距离下限。另一方面，在来自加法器2314的输出为容许剩余距离下限以上的情况下，下限限幅部2309将来自加法器2314的输出原样输出给容许剩余距离寄存器2310。容许剩余距离下限与第一实施方式相同。
[0165]容许剩余距离寄存器2310原则上存储来自下限限幅部2309的输出。但是，停车检测部2307在输出停车检测信号时，将容许剩余距离初始值加载到容许剩余距离寄存器2310。此外，容许剩余距离初始值也与第一实施方式相同。
[0166]这样，容许剩余距离寄存器2310按照每个电机脉冲或每个踏板脉冲非同步地被更新。此外，图10中虚线内的结构要素按照每个电机脉冲或每个踏板脉冲进行动作。
[0167]判定部2311对容许剩余距离寄存器2310的输出(S卩，容许剩余距离)与阈值进行比较，如果容许剩余距离在阈值以下，则输出助力抑制指示，在容许剩余距离超过阈值的情况下，输出助力许可指示。判定部2311按照自身的每个计算帧周期进行处理，而不是按照每个电机脉冲和/或每个踏板脉冲进行处理。
[0168]抑制无效化部2312在没有接收到来自反转检测部2305的无效化指示的情况下，原样输出判定部2311的输出。另一方面，在接收到来自反转检测部2305的无效化指示的情况下，抑制无效化部2312使助力抑制无效化，因此输出助力许可指示。
[0169]图11示出与第一实施方式中说明的图5的状况相同情况下的助力抑制控制部1210的动作例。
[0170]在该情况下，与第一实施方式的不同之处在于，从停车状态起步时的助力许可指示的输出定时。具体而言，通过起步脉冲生成部2302，在根据电机脉冲检测到起步时输出脉冲，因此如图11的(f)所示，设置为容许剩余距离在时刻tl达到上限。于是，容许剩余距离超过阈值，因此如图11的(g)所示，在时刻tl的阶段立即输出助力许可指示。
[0171]此外，在起步时作为被强制地累计的量而使用了积累距离，但比积累距离大的值也可，稍微比积累距离小的值亦可。此外，也可以不在起步时累计规定的积累距离，而是直接对容许剩余距离寄存器2310加载起步时用的规定值。在这样的情况下，还能够在停车时省略对容许剩余距离初始值的加载。
[0172]此外，与第一实施方式同样地，在最开始的踏板脉冲之前不进行消耗距离的累计，因此也可以如第一实施方式那样导入初始屏蔽部。
[0173]此外，在第一至第三实施方式中，以踏板脉冲和/或电机脉冲分别仅在行驶方向旋转时被输出，在反向旋转时分别与停止时同样地不被输出为前提进行了说明。但是，在反向旋转时也输出踏板脉冲的情况下，通过导入本实施方式这样的踏板脉冲输入部2301，对检测到反向旋转和踏板停止进行同样的处理。由此，能够防止在停车等待中只是反向旋转了踏板就无意间解除了助力抑制的情况。
[0174]此外，作为电机的反转时的应对，在本实施方式中，当检测到电机(即电机驱动轮)的反转时，反转检测部2305对抑制无效化部2312输出无效化指示。因此，与判定部2311的输出无关地，不输出助力抑制指示。
[0175]例如在攀登陡坡时或从坡道起步时，存在由于重力导致瞬间人力和助力驱动力的不足而发生后退的情况。在那样的时候，如果助力被抑制，则仅基于踏板的人力驱动力成为驱动力，更加屈服于重力而后退。而如本实施方式这样，通过采用在后退时不进行助力抑制的应对，能够克服重力导致的后退并能够不妨碍以更强的驱动力转变为前进。
[0176]这样的功能也可以在第一至第三实施方式中采用。
[0177]并且，在本实施方式中，通过踏板脉冲输入部2301在停车中使踏板脉冲无效化。由此，例如即使是无法检测踏板的反向旋转的结构，也能够防止在停车等待中仅仅反向旋转了踏板就无意间解除了助力抑制。
[0178]以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。关于电机驱动控制器102的一部分或全部，存在利用专用的电路来实现的情况，也存在通过微处理器执行程序来实现上述那样的功能的情况。
[0179]此外，上面以电动助力车为前提进行了说明，但本实施方式也有例如应用于带电动助力的轮椅等的情况。在该情况下，不利用踏板而是利用手轮来替代踏板。对于其他不利用踏板而通过手柄使部件旋转进行扭矩输入来进行移动的任意移动体均可应用。
[0180]对以上所述的本发明的实施方式进行汇总如下。
[0181 ]本实施方式的电机驱动装置具有:驱动部，其与通过人进行的旋转输入而输入的扭矩对应地，对电机进行驱动；以及控制部，其按照与上述人进行的旋转输入对应的第一量的累计值和与被电机驱动的旋转物体的旋转对应的第二量的累计值之间的关系，控制驱动部对电机的驱动。
[0182]在与人进行的旋转输入(例如，踏板旋转输入)对应的第一量的累计值(例如为估计累计距离。其他物理量亦可。)和与被电机驱动的旋转物体(例如车轮)对应的第二量的累计值(例如为估计累计距离。)之间的关系示出通常状态的情况下，使电机的驱动如通常那样进行即可。另一方面，在上述关系未示出通常状态，即示出异常状态的情况下，如果抑制电机的驱动，则能够抑制例如电机的过度驱动等现象。
[0183]此外，也可以是，上面所述的控制部在上述第一量的累计值减去上述第二量的累计值而得到的值即累计差成为规定阈值以下的情况下，使驱动部抑制电机的驱动。因为检测出电机的过度驱动，因此是使得电机的驱动受到抑制的技术。例如，在电动助力车的情况下，能够控制为只将电机驱动与使踏板旋转对应的量。
[0184]并且，也可以是，上述的控制部抑制第一量和第二量中的至少任意一个累计，使得上述累计差收敛在规定的下限值以上且规定的上限值以下的范围内。关于第一量和第二量，参考各种状况使其具有余量，但通过采用这样的结构，还能够防止余量的累计，能够进行累计值的高精度的比较。尤其是在电动助力车的情况下，在使踏板的旋转停止后，能够不取决于速度而始终以较短的超速距离进行助力抑制。此外，通过适当地设定下限，还能够维持响应性。
[0185]并且，也可以是，在检测出旋转物体的旋转速度或通过旋转物体而移动的移动体的速度为零的情况下，上述控制部进行设定，使得上述累计差成为规定的阈值以下且规定的下限值以上的规定值。由此，当重新开始人进行的旋转输入时，响应性提高。
[0186]此外，也可以是，在检测出旋转物体的旋转速度或通过旋转物体而移动的移动体的速度为零后，上述的控制部抑制第二量的累计，直到重新进行第一量的累计为止。如此，进一步地提尚响应性。
[0187]此外，也可以是，在检测出旋转物体的旋转速度或通过旋转物体而移动的移动体的速度为零后，检测出旋转物体的旋转速度或通过旋转物体而移动的移动体的速度不为零时，上述的控制部强制性地使上述第一量的累计值增加。如此，进一步提高响应性。
[0188]并且，也可以是设定为，在上述人的旋转输入借助于变速器来驱动第二旋转物体的情况下，一度累计的第一量与第二量之比成为与变速器的最快齿轮比对应的固定比。即使在具有变速器的情况下，只要根据最快齿轮比设定第一量和第二量，则也能够以足够的精度控制电机的驱动。
[0189]此外，也可以是，上述的第一量的累计按照与上述人进行的旋转输入对应地生成的每个脉冲或基于该脉冲生成的每一个其它脉冲，对第一固定值进行累计来实施。此外，也可以是，上述的第二量的累计按照与被电机驱动的旋转物体的旋转对应地生成的每个脉冲或基于该脉冲生成的每一个其它脉冲，对第二固定值进行累计来实施。能够有效利用已有的传感器输出的脉冲，抑制电机的过度驱动。
[0190]并且，也可以是，上述的第一量的累计通过每隔规定时间间隔对上述人进行的旋转输入涉及的旋转速度进行累计来实施。此外，也可以是，上述的第二量的累计通过每隔规定时间间隔对被电机驱动的旋转物体的旋转速度进行累计来实施。如此，即使在脉冲频率较高的情况下，也按照规定时间间隔进行处理，因此能够抑制运算部的成本，能够稳定地进行运算。
[0191]此外，也可以是，上述的控制部具有按照不同极性对上述第一量和二量进行累计的单一的累计部。如此，能够降低硬件成本。
[0192]并且，也可以是，上述的驱动部具有对上述扭矩进行平滑化的平滑化部。在该情况下，上述的控制部也可以抑制对平滑化部的扭矩输入或抑制平滑化部的输出。如此，能够立即抑制电机的驱动。
[0193]此外，也可以是，在检测到旋转物体的旋转速度或通过旋转物体而移动的移动体的速度为负的情况下，上述的控制部不使驱动部进行对电机驱动的抑制。这是因为在电动助力车的情况下，在上坡时等因扭矩不足而后退这样的状态下，不期望抑制电机驱动。
[0194]此外，也可以是，在检测出上述人进行的旋转输入涉及的旋转速度为负的情况下，上述的控制部将上述第一量设定为零。例如，在电动助力车的情况下，在使踏板反向旋转时，作为停止的装置进行处理。
[0195]并且，也可以是，在检测出上述旋转物体的旋转速度或通过旋转物体而移动的移动体的速度为零的情况下，上述的控制部将上述第一量设定为零。例如，在电动助力车的情况下，如果不能得到踏板的旋转方向，则如果停车，也将踏板作为停止的踏板进行处理。
[0196]此外，可以创建用于使微处理器实施上述那样的处理的程序。该程序例如存储在软磁盘、CD-ROM等光盘、光磁盘、半导体存储器(例如R0M)、硬盘等计算机可读取的存储介质或存储装置中。此外，对于处理过程中的数据，临时保存在RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等存储装置中。
【主权项】
1.一种电机驱动装置，其中，该电机驱动装置具有: 驱动部，其与通过人进行的旋转输入而输入的扭矩对应地，对电机进行驱动；以及 控制部，其按照与所述人进行的旋转输入对应的第一量的累计值和与被所述电机驱动的旋转物体的旋转对应的第二量的累计值之间的关系，控制所述驱动部进行的所述电机的驱动。2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中， 所述控制部在累计差为规定的阈值以下的情况下，使所述驱动部抑制所述电机的驱动，所述累计差是所述第一量的累计值减去所述第二量的累计值而得到的值。3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 所述控制部抑制所述第一量和所述第二量中的至少任意一方的累计，使得所述累计差收敛于规定的下限值以上且规定的上限值以下的范围内。4.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其中， 在检测到所述旋转物体的旋转速度或通过所述旋转物体而移动的移动体的速度为零的情况下，所述控制部进行设定，使得所述累计差成为在所述规定的阈值以下且在所述规定的下限值以上的规定值。5.根据权利要求4所述的电机驱动装置，其中， 在检测到所述旋转物体的旋转速度或通过所述旋转物体而移动的移动体的速度为零后，所述控制部抑制所述第二量的累计，直到重新进行所述第一量的累计为止。6.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其中， 在检测到所述旋转物体的旋转速度或通过所述旋转物体而移动的移动体的速度为零后，检测到所述旋转物体的旋转速度或通过所述旋转物体而移动的移动体的速度不为零时，所述控制部强制性地增加所述第一量的累计值。7.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 在所述人进行的旋转输入借助于变速器驱动第二旋转物体的情况下，一度被累计的所述第一量与所述第二量之比被设定为与所述变速器的最快齿轮比对应的固定比。8.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 通过按照与所述人进行的旋转输入对应地生成的每个脉冲或基于该脉冲生成的每个其它脉冲对第一固定值进行累计，来实施所述第一量的累计， 通过按照与被所述电机驱动的旋转物体的旋转对应地生成的每个脉冲或基于该脉冲生成的每个其它脉冲对第二固定值进行累计，来实施所述第二量的累计。9.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 通过每隔规定时间间隔对所述人进行的旋转输入涉及的旋转速度进行累计来实施所述第一量的累计， 通过每隔规定时间间隔对被所述电机驱动的旋转物体的旋转速度进行累计来实施所述第二量的累计。10.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 所述控制部具有按照不同极性对所述第一量和所述第二量进行累计的单一的累计部。11.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中， 所述驱动部具有对所述扭矩进行平滑化的平滑化部， 所述控制部抑制对所述平滑化部的扭矩的输入或抑制所述平滑化部的输出。12.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 在检测出所述旋转物体的旋转速度或通过所述旋转物体而移动的移动体的速度为负的情况下，所述控制部不使所述驱动部进行所述电机的驱动的抑制。13.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 在检测出所述人进行的旋转输入涉及的旋转速度为负的情况下，所述控制部将所述第一量设定为零。14.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中， 在检测出所述旋转物体的旋转速度或通过所述旋转物体而移动的移动体的速度为零的情况下，所述控制部将所述第一量设定为零。15.—种电动助力车，其中，该电动助力车具有权利要求1所述的电机驱动装置。
【文档编号】B60L15/28GK105835723SQ201610071676
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】田中正人, 保坂康夫, 白川弘和, 柳冈太, 柳冈太一
【申请人】微空间株式会社, 太阳诱电株式会社