电动车辆的再生控制装置的制作方法

专利名称：电动车辆的再生控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆的再生控制装置，特别涉及以刹车操作或满足预定条件为触发进行再生，以其产生的电力对电池进行充电的电动车辆的再生控制装置。
在以往的电动车辆的再生控制中，根据刹车操作时刻的车速确定再生量是常见的，若在刹车操作时刻车速相同，则与刹车操作速度，即是否是紧急制动无关，会产生一定的再生量。从而，与制动的缓急要求无关，再生制动的车辆的减速感大致一定。
另外，即使刹车操作速度相同，对于此时的车辆速度也特别希望提高由低速的再生产生的制动力。另外，为了用户在下坡时获得舒适的行驶感觉，希望不仅根据刹车开关的输出，而且根据进行适于下坡的设定进行再生制动。
为了实现上述目的，本发明的特征在于，具有能够输出表示刹车操作量的刹车信号的刹车开关，响应根据所述刹车信号判断的刹车装置的操作而将所述马达切换到再生侧的切换装置，根据基于所述刹车信号判断的刹车操作量或刹车操作量的变化量确定再生量的再生量确定装置。根据该特征，根据刹车操作量或刹车操作量变化量改变再生制动的有效性。
另外，本发明除了上述特征之外，还具有的特征分别是，设有如以下(a)～(f)那样构成的再生量确定装置。
(a)根据用再生电流充电的电池的电池电压和车速，用确定为电池电压越高、再生量越小的修正系数修正上述再生量。(b)以作为刹车操作量或刹车操作量的变化量以及车速的函数输出再生量的方式构成。(c)以刹车操作量或刹车操作量的变化量越大、所确定的再生量越大的方式构成。(d)以与车速的高速域相比、低速域中再生量相对于刹车操作量或刹车操作量的变化量大小的差异较大的方式构成。(e)以在车速的高速域中渐渐减小再生量相对于刹车操作量或刹车操作量的变化量大小的差异的方式构成。(f)以在判断为车辆在下坡行驶时，不论有无刹车操作，都输出预定的再生量的方式构成。
另外，本发明的特征在于，根据电池电压和车速，电池电压越高，将再生量确定为越小，并且，根据基于刹车信号判断的刹车操作量或刹车操作量的变化量修正上述再生量。
根据这些特征，由于例如可以设定对应车速的再生量，所以可以进行对应车辆用途和特性的再生。另外，在车速较低时，由于可以得到较大的再生量，所以在如频繁重复停止和起动的、速度难以变大的行驶状况下，可以得到大的再生量。另外，在下坡即使不进行刹车操作，也可以利用再生制动舒适地行驶和进行发电。另外，可以控制成根据电池电压，即电池的剩余容量，电池剩余量越多，再生量越小。
图2是电动助力自行车的侧视图。
图3是具有刹车开关的手把的平面图。
图4是图3的B-B向视图。
图5是电动辅助装置的主要部分剖面图。
图6是图5的A-A位置的剖面图。
图7是表示电源开关部的一个例子的平面图。
图8是表示用于说明辅助截止条件的踏力滞后的图。
图9是表示用于说明辅助开始条件的踏力滞后的图。


图10是表示用于说明在多个踏力电平下的辅助开始成立条件的踏力滞后的图。
图11是回波模式处理的主要部分的流程图(其一)。
图12是回波模式处理的主要部分的流程图(其二)。
图13是显示对应刹车操作量变化量和车速的再生率的一个例子的附图。
图14是表示在踏力实质为“0”的下坡行驶时的再生率的一个例子的附图。
图15是关于下坡行驶时的变型例的再生控制的流程图(其一)。
图16是关于下坡行驶时的变型例的再生控制的流程图(其二)。
图17是使用了带有电刷的马达的再生控制装置的框图。
图18是表示对应刹车操作量和车速的再生率的一个例子的附图。
图19是具有根据电池电压确定再生率的功能的、再生控制装置主要部分的框图。
图20是表示辅助映像的一个例子的图。
图21是考虑了电池电压和车速的再生控制的流程图。
图22是表示以作为电池电压和车速的函数输出再生率的方式构成的映像的一个例子的附图。
在车架2的下部悬挂有作为含有踏力辅助用电动马达(后述)的驱动装置的电动辅助装置1。具体来说，在下管22下端的连结部92、设置在以焊接等固定在座位支柱23的电池托架后部的连结部90以及设置在电池托架(未图示)前部的未图示连结部这三处以螺栓固定并悬挂有电动辅助装置1。在连结部90将电动辅助装置1与链条撑杆25固定在一起。
电动辅助装置1的电源开关部29设置在下管22上及头管21附近。从该电源开关部29可以通过钥匙操作接通电源，同时可以选择抑制电能消耗量的回波模式(详细内容参见后面的描述)。电源接通也可以利用例如使用了红外线信号的遥控开关进行。此时，在电源开关部29设有接收从遥控开关送出的红外线信号的接收机。
在电源辅助装置1设有驱动链轮13，曲轴101的转动从驱动链轮13经链条6传达送至后部链轮14。在手把27上设有刹车杆27B，该刹车杆27B的操作经刹车线39传达给后轮WR的刹车装置(未示出)。另外，在刹车杆27B上设有刹车开关(详见后面所述)，该刹车开关具有行程传感器，若操作刹车杆27B，则输出表示其操作量(行程)的刹车信号。根据刹车信号检测出操作刹车杆27B及刹车杆27B的操作量。
曲轴101可自由转动地支撑在电动辅助装置1上，在曲轴101的左右两端经曲柄11支撑踏板12。在从电动辅助装置1向后方侧延伸的左右一对链条撑杆25的终端间轴支撑作为驱动轮的后轮WR。在座位支柱23的上部和两根链条撑杆25的终端间设有左右一对的座位撑杆24。为了可调整座位30的高度，在座位支柱23上端可滑动地安装了带有座位30的座位管31。
在座位30的下方、座位支柱23的后部安装有电池4。电池4容纳在容纳壳体内，经电池托架安装在座位支柱23。电池4包括多个电池单元，且以大致纵向沿座位支柱23设置。
图3是具有刹车开关的手把的平面图，图4是图3的B-B向视图。两图中，刹车杆27B利用杆托架27C支撑在手把把手27D的附近杆托架27C是向车体前后方向分割成二个的组合体，在前部分27CF设有枢轴27E，刹车杆27B相对于该枢轴27E可自由转动地设置。在前部分27CF收容有刹车开关51。刹车开关51是根据滑阀的位移量改变阻抗值的行程传感器，滑阀51A的前端与在刹车杆27B前端形成的纵向部分连结。
若将刹车杆27B向手把把手27D方向拉(即，刹车操作)，则滑阀51A从刹车开关51主体突出，若将刹车杆27B与手把把手27D分离，则滑阀51A推入刹车开关51的主体内。从而，设置用于检测通过滑阀51A运动变化的刹车开关51的阻抗值(刹车信号)的电路，根据该电路的输出，可以检测有无刹车操作、操作量(操作行程)。操作量越大，制动强度越大。另外，以下为了避免说明复杂，将检测上述阻抗值的电路的输出作为与刹车开关51的输出(刹车信号)同一含义进行说明。
图5是电动辅助装置1的剖面图，图6是图5的A-A向视图。电动辅助装置1的壳体由主体70、分别安装在其两侧面的左罩70L和右罩70R构成。为了减轻重量，壳体70、左罩70L和右罩70R最好是树脂模制产品。在壳体主体70的周围形成有分别适合于上述连结部90、91、92的吊杆90a、91a、92a。在主体70设有轴承71，在右罩70R设有轴承72。在轴承71的内圈内接有曲轴101，在轴承72的内圈内接与曲轴101同轴、相对曲轴101向其外周方向自由滑动地设置的套管73。即，曲轴101由轴承71和轴承72支撑。
在套管73固定有轮毂74，在该轮毂74的外周通过例如棘轮机构构成的单向超越离合器75设置辅助齿轮76。从减轻重量的角度考虑，辅助齿轮76最好由树脂制成，另外，从安静等观点考虑，最好采用螺旋齿轮。
在套管73的端部形成齿轮73a，将该齿轮73a作为太阳轮，在其外周配置三个行星齿轮77。行星齿轮77由设置在支撑盘102的轴77a支撑，支撑盘102经单向超越离合器78由曲轴101支撑。行星齿轮77对于踏力检测用环79，与在其内周形成的内部齿轮啮合。在套管73的端部(没有形成齿轮的侧)通过链条6固定连结到上述后链轮14的驱动链轮13。
踏力检测用环79在其外周具有伸出的臂79a、79b，通过设置在臂79a和主体70之间的拉伸弹簧80以及设置在臂79b和主体70间的压缩弹簧81向曲轴101的、与行驶时转动方向相反方向(图中时针方向)推动臂79a、79b。压缩弹簧81是为了防止环79的振动而设置的。在臂79b设有用于检测环79的转动方向的电位计82。
通过弹簧垫圈85使再生用的离合片86邻接辅助齿轮76设置，在离合片86邻接配置用于克服弹簧垫圈而将盘86向辅助齿轮76侧推压的压力盘87。离合片86和压力盘87均可相对于套管73向其轴向自由滑动。
由与在其轮毂部分形成的倾斜面接触的凸轮88使压力盘87偏向离合片86。凸轮88固定在轴89上，轴89由右罩70R自由转动地支撑。旋转轴89的端部，即从右罩70R向外部突出的部分固定有用于转动旋转轴89的促动器7。促动器7可以由马达或螺旋管构成。在刹车时，根据刹车开关51的刹车信号使促动器7赋能。促动器7响应刹车信号转动时，轴89转动，凸轮88转动。
固定在马达M的轴上的小齿轮83与上述辅助齿轮76啮合。马达M是三相无电刷马达，其将由具有钕(Nd-Fe-B类)磁石的磁极110的转子111、设置在其外周的定子线圈112、设置在转子111侧面的磁极传感器用的橡胶磁石环(N极和S极交互配置形成环)113、与橡胶磁石环113对置配置、安装在基板114的孔IC115以及转子111的轴116构成。轴116由设置在左罩70L的轴承98和设置在壳体70上的轴承99支撑。
在壳体主体70的、靠近车体前方侧设有具有用于控制马达M的驱动用的FET和电容器的控制器100。通过该FET向定子线圈112供电。控制器100根据以作为踏力检测器的电位计82检测的踏力，使马达M工作产生辅助力，同时在刹车操作时对促动器7赋能并可以再生。另外，控制器100控制马达M的驱动器，以便产生响应刹车操作量的变化量的再生量(后文详述)。
从减轻重量的观点考虑，壳体主体70和罩70L、70R最好由数脂成品构成，另一方面，需要提高轴承周围等的强度。在本实施例的电动辅助装置1中，在轴承的周围装配有铁、铝、铝合金、铜合金等金属的加强部件105、106、107。特别是，由于配置在壳体70的加强部件是加强曲轴101的轴承71、马达轴116的轴承99以及作为车体中安装部件的吊杆90a、91a、92a等预计承载载荷较大的部位的装置，因此应将各部分的加强部件相互连接并形成一体加强板105。利用该加强板105，配置在各轴承和吊杆周围的各加强部件相互连接以进一步提高加强效果。
加强板105不限于所有连结轴承71和轴承99、以及吊杆90a、91a、92a周围的加强部件的装置，也可以是连结这些加强部件中相互邻近的部件之间，例如吊杆90a周围的加强部件和轴承99周围的加强部件，或轴承71周围的加强部件和轴承99周围的加强部件或吊杆90a、91a、92a的一个。另外，这些加强部件105、106、107最好在树脂成型时由壳体70和罩70L、70R一体形成。
上述结构的电动辅助装置1中，若通过曲柄11对曲轴101施加踏力，则曲轴101转动。曲轴101的转动通过单向超越离合器78传达给支持板102，使行星齿轮77的轴77a在太阳轮73a周围转动，通过行星齿轮77使太阳轮73a转动。通过太阳轮73a转动，固定在套管73的驱动链轮13转动。
若对后轮WR施加负荷，则根据其大小，上述踏力检测用环79转动，由电位计82检测出其转动量。在电位计82的输出、即响应负荷的输出大于预定值时，根据其负荷的大小对马达M赋能并产生辅助力。辅助力与由从曲轴101输入的人力产生的驱动转矩合成并传达给驱动链轮13。
在行驶时，为了使车辆减速而施加刹车时，刹车开关51接通(输出超过刹车操作的判断基准的刹车信号)，驱动促动器7以转动轴89，压力盘87按压离合片86。接着，离合片86偏向辅助齿轮76侧，并与轮毂74和辅助齿轮76结合，轮毂74的转动传递至辅助齿轮76。并且，制动中的驱动链轮13的转动经套管73、轮毂74以及辅助齿轮76传递至小齿轮83。通过小齿轮83转动，在定子线圈112产生由再生引起的电动势。再生产生的电流通过控制器100提供给电池4，对电池4进行充电。
本实施例中，在平坦路上行驶时等，在满足预定的控制基准时执行回波模式的行驶。在回波模式中，在满足了预定的控制基准时截止辅助，另一方面，在满足其它预定的控制基准时再次开始辅助，另外，在刹车开关51接通时进行再生充电。回波模式可以由驾驶者的操作选择。图7是表示电源开关部29一个例子的平面图。
该图中，通过在钥匙孔32插入未图示的钥匙并转动该钥匙，可以选择模式。若钥匙在“OFF”的位置，则切断电动辅助装置1的电力，不从电池4向电池辅助装置1供电。若转动钥匙以对准“ON”的位置，则可以向电动辅助装置1提供电能，在踏力超过预定值时，控制马达M，以便根据从预先设定的映像读取的辅助力和踏力比(辅助比)提供辅助力。另外，若将钥匙对准到“ECO”位置，则选择“回波模式”，如后面详细描述的那样，可以根据预定的控制基准进行开始辅助或截止辅助的控制。回波模式还进行再生控制。另外，电源开关部29最好以“ON”位置指向车体的前进方向的方式安装在车体上。
下面说明回波模式中的辅助、辅助截止和再生控制。在回波模式中，检测踏力滞后，在判断出踏力以比预定值低的无需辅助电平(以下，称为“辅助截止电平”)变化时，实施辅助截止。
图8是表示用于说明辅助截止条件的踏力滞后的图，同时显示示出根据踏力大小更新的计数器的计数器值CNTBT。踏力对应曲轴的转动周期而周期性变化。该图中，设定了踏力上限值TRQUP和踏力下限值TRQBT。踏力上限值TRQUP例如设定在15～20kgf的范围内，踏力下限值TRQBT设定在例如13～15kgf范围内。例如每隔10毫秒检测踏力。
在踏力TRQA小于踏力下限值TRQBT时，计数器值CNTBT增加(+1)，在踏力TRQA大于踏力上限值TRQUP时，计数器值CNTBT减小(-1)。踏力TRQA大于踏力下限值TRQBT且小于踏力上限值TRQUP时，计数器值CNTBT不变化。该计数器值CNBT超过基准值(辅助截止判断基准值)TTED时，踏力TRQA以辅助截止电平变化而实现辅助截止。
另外，在踏力TRQA超过设定为大于踏力上限值TRQUP的复位电平RESET时、或后述的辅助开始条件成立时，计数器值CNTBT可以复位。
下面，说明上述回波模式中用于辅助开始的控制。检测踏力滞后，在判断为踏力电平为需要辅助力的电平(以下，称为“辅助电平”)时，根据对应该电平的辅助比实施辅助。图9是表示用于说明辅助开始条件的踏力滞后的图，同时显示了在踏力超过基准值时更新的计数器值CNTASL。该图中，设定作为辅助开始的判断要素的踏力电平的基准值TRQASL，将变化的踏力TRQA的峰值超过该基准值TRQASL的次数设定作为辅助开始计数器的计数器值CNTASL。在此，构成为计数器值CNTASL在踏力TRQA的峰值每次超过该基准值TRQASL时减小(-1)，计数器值CNTASL成为“0”，并且踏力TRQA超过基准值TRQASL时，作出踏力处于要求辅助电平的判断，辅助开始条件成立。
具体说来，图9示出计数器值CNTASL的初始值为“3”的例子。在该图中，虽然在时间t1、t2踏力TRQA的峰值超过基准值TRQASL，计数器值CNTASL减小二次，但由于下一变动周期的峰值不超过基准值TRQASL，所以在时间t3，将计数器值CNTASL复位成初始值“3”。之后，计数器值CNTASL在时间t4、t5、t6减小并成为“0”，在时间t7踏力TRQA超过基准值TRQASL时，辅助开始条件成立并开始辅助。
上述基准值TRQASL可以设定多个电平，可以对应各电平设定与其它电平相互不同的计数器值CNTASL。图10给出了踏力滞后的图，其说明了在设定了多个基准值TRQASL时的各基准值的辅助开始成立条件。在该图中，基准值TRQASL1相当于在平坦路行驶中渐渐加速时的踏力，例如设定为20kgf，基准值TRQASL2相当于在缓的倾斜面上行时的踏力，例如设定为30kgf。基准值TRQASL3相当于起动时、急上坡时或行驶中急加速时的踏力，例如设定为35kgf。另外，将对应基准值TRQASL1的计数器值CNTASL1设定为“5”，将对应基准值TRQASL2的计数器值CNTASL2设定为“3”，将对应基准值TRQASL3的计数器值CNTASL3设定为“2”。这些设定可以根据车辆的特性(用途、功能等)和用户的爱好任意设定。
在这样的设定中，参考图10，在平坦路行驶中渐渐加速时，由于在时间t10计数器值CNTASL1为“0”，踏力TRQA超过基准值TRQASL1，所以用对应基准值TRQASL1的踏力比(辅助比)开始辅助。另外，在向缓的倾斜面上行时，由于在t11计数器值CNTASL2为“0”，且踏力TRQA超过基准值TRQASL2，所以切换到对应基准值TRQASL2的辅助比的辅助。另外，在起步时，由于从起步开始时t12经短时间后的时间t13，计数器值CNTASL3为“0”，且踏力TRQA超过基准值TRQASL3，因此以对应基准值TRQASL3的辅助比开始辅助。计数器值CNTASL1～CNTASL3在辅助停止时以及CPU复位时初始化。
图11、图12是表示含有图8、图9所述的辅助和辅助截止的回波模式处理的主要部分的流程图。在图11的步骤S1中，判断刹车开关51是否接通，在该判断为否定时进入步骤S2，在肯定时进入步骤S12(图12)。根据刹车开关51的输出Vbr是否大于接通·截止判断的基准值(例如，0.5V)来判断刹车开关51是否接通。在步骤S2检测踏力TRQA。在步骤S3检测踏力TRQA的峰值，在其峰值超过基准值TRQASL时，减小计数器值CNTASL。在步骤S4根据计数器值CNTASL是否为“0”判断踏力电平是否成为对应基准值TRQASL的辅助电平。在步骤S5判断踏力TRQA(当前值)是否超过基准值TRQASL。
在步骤S5为肯定时，即踏力为预定电平，若当前的踏力TRQA超过基准值TRQASL，则进入步骤S6以允许进行辅助。在该辅助中，根据通过踏力的基准值TRQASL和车速求出的辅助比计算出辅助力，控制马达的输出以获得该辅助力。
在步骤S7中，根据踏力上限值TRQUP和踏力下限值TRQBT和踏力TRQA的大小关系判断踏力电平是否是辅助截止电平。根据步骤S7的判断结果，在步骤S8中，在辅助截止电平+1时增加计数器值CNTBT，在步骤S9中，在辅助截止电平-1时减小计数器值CNTBT。在辅助截止电平为“0”时进入步骤S10。与此相反，也可以在辅助截止电平时减小计数器值CNTBT，否则增加计数器值CNTBT的方式构成。
在步骤S10中，根据计数器值CNTBT是否成为辅助截止判断基准值TTED，判断踏力TRQA是否以预定的低电平，即以辅助截止电平推移。在辅助截止电平时减小计数器值CNTBT的结构中，将基准值TTED作为初始值，根据计数器值CNTBT是否成为“0”判断是否以辅助截止电平推移。若判断为踏力以辅助截止电平推移，则进入步骤S11，实施辅助截止。
在图12中，在步骤S12中，检测刹车开关51的输出Vbr、车速V和踏力TRQA。在步骤S13中，判断上一次刹车操作量Vbr-1和当前的刹车操作量Vbr0的差(刹车操作量的变化量ΔVbr)是否大于变化量基准值(例如1.5V)，在该判断为肯定时，即刹车操作量的变化较大时，进入步骤S14，修正确定再生量的再生率或目标再生电流值(反馈时)(后述)并输出。例如，使基于车速确定的再生率或再生电流值定为1.1倍。另外，以下将再生率或目标再生电流值总称为再生率。
另一方面，在刹车操作量的变化较小时，进入步骤S15，进行下坡判断。例如可以根据踏力是否实质上为“0”且车速大于每小时10Km来判断是否下坡。在步骤S15为肯定时，进入步骤S16，输出设定为下坡用的再生率。将下坡用再生率设定为随车速变大而变小的值。
另外，在步骤S15为否定时，即刹车操作量的变化小于基准值，判断为不是下坡时，进入步骤S17，输出根据车速确定的通常刹车操作时的再生率。利用根据上述再生率的再生进行再生制动。另外，以后说明对应各条件的再生率的具体例。
在步骤S18中，判断刹车开关51是否接通，在刹车开关51接通期间执行步骤S12～S17并持续进行再生制动。在刹车开关关闭时，进入步骤S19，停止再生制动。
图13是表示对应车速V的再生率一个例子的图。在该图中，根据车速V和刹车操作量的变化量ΔVbr设定再生率。在此，变化量ΔVbr为小、中、大的三个阶段，也可以设定得更细。
如图所示，再生率在车速V小于每小时10Km的低速域中，随着车速增大而变大，但在车速V为10～20km的中速域中，随着车速增大而变小。另外，在车速V超过20km的高速域几乎没有变化。另外，在高速域中，对于刹车操作量的变化量的再生率变化量比中速域小。从中速域至低速域中，由于增大再生率，所以如在城市的街道上行驶那样停止频率较大的行驶状态下，利用再生可以高效地对电池进行充电。特别是由于刹车操作量的变化量越大，将再生率设定得越大，所以可以在短时间停止车辆，而且可以增大再生的充电量。
图14是表示踏力实质为“0”的下坡行驶时的再生率的一个例子的附图。踏力实质为零时，如图所示，在车速V大于每小时10km的中速域至高速域中，再生率随着车速V增大而降低。图13的刹车操作量的变化量相当于中和小的几乎中等程度的值。
下面说明下坡行驶时的变型例。图15、图16是变型例的转动控制的流程图。该变型例中，与刹车开关是否接通无关地在下坡行驶时进行再生制动。上述例子中，在刹车开关接通时对用于切换到再生的促动器7赋能，但该变型例中，与刹车开关51的接通/断开无关地进行再生制动，在满足后面所述的车速和踏力条件时，对促动器7赋能，切换到再生。
图15中，在步骤S21中，判断刹车开关51是否接通，在刹车开关51接通时，进入步骤S22检测踏力TRQA。在步骤S23判断是否为下坡。在下坡时进入步骤S24，输出踏力实质上为零时的再生率。这样，进行再生制动。在步骤S25中也判断是否为下坡。在下坡行驶持续的期间，步骤S25为肯定，返回到步骤S24持续再生制动。在下坡行驶的判断为否定时，进入步骤S26并停止再生制动。
在判断为不是下坡行驶时，即在步骤S23为否定或在步骤S25为否定，转动控制停止时，进入步骤S27。由于步骤S27～步骤S35与图11的步骤S3～步骤S11相同，所以不作说明。
另外，在刹车开关51未接通时，步骤S21的判断为肯定，进入步骤S36(图16)。在步骤S36中，检测刹车开关51的输出Vbr、车速V和踏力TRQA。在步骤S37判断刹车操作量的变化量ΔVbr是否大于变化量基准值(例如1.5V)，在该判断为肯定时，即刹车操作量的变化量大时，进入步骤S38，修正并输出再生率。例如，使根据车速确定的再生率为1.1倍。
在刹车操作量的变化量较小的情况下，进入步骤S39，输出根据车速确定的通常的刹车操作时的再生率。利用对应上述再生率的再生进行再生制动。
在步骤S40中，判断刹车开关51是否接通，在刹车开关51接通的期间执行步骤S36～S39并持续进行再生制动。在刹车开关为截止时进入步骤S41，使再生制动停止。
图1是表示控制器100中主要部分结构的框图。另外，该功能可以利用含有CPU的微机实现。该图中，车速传感器40的输出数据(车速V)以规定的中断时间输入到驱动比例映像(辅助力映像)41和再生率映像(再生充电映像)52。将作为踏力传感器的电位计82的输出数据(踏力TRQA)分别输入到辅助力映像41、踏力判断部43、第二踏力判断部50以及峰值判断部46。
设定辅助力映像41以根据车速V和踏力TRQA输出可得到最佳辅助比的辅助力数据。例如在同一踏力TRQA的情况下，设定辅助力映像以便车速V越大、辅助力越小，即辅助比变小。
另外，将刹车开关51的输出，即代表刹车操作量的刹车信号输入到操作量变化量检测部53。操作量变化量检测部53计算出刹车开关51的当前和前一次的输出差，检测出刹车操作量的变化量ΔVbr。将变化量ΔVbr输入到再生率映像52。
设定再生率映像52，以便在刹车开关51接通时，根据车速V和变化量ΔVbr输出可得到最佳再生输出的再生率(再生控制信号)。再生率映像52的具体例在图13示出。另外，在再生率映像52中，可以一并设定考虑了变化量ΔVbr大于变化量基准值时的修正值(乘以系数的值)的映像。
另外，将用车速传感器40检测的车速V和用踏力传感器82检测的踏力TRQA输入到再生率表(再生充电表)54。再生充电表54在踏力TRQA实质上为零、车速V在高于中速域时使用。再生充电表54的具体例在图14示出。另外，再生充电表54也可以只在刹车操作时使用，也可以与刹车操作是究竟如何情况无关地使用。
将辅助力数据和再生控制信号输入到驱动/再生驱动器42，驱动/再生驱动器42根据该辅助力数据或再生控制信号控制马达M。另外，车速传感器40例如可以由电磁检测设置在电动辅助装置1内的支持板102外周的规则凹凸，并根据其检测数据或检测间隔输出车速V的装置构成。
踏力判断部43判断对于踏力基准值(例如，上述踏力上限值TRQUP和踏力下限值TRQBT)的当前踏力TRQA的大小，根据其判断结果增减作为辅助截止判断计数器的低电平计数器44的计数器值CNTBT。比较器45将计数器44的计数器值CNTBT与辅助截止的基准值进行比较，在计数器值CNTBT达到辅助截止判断基准值TTED时，将输出辅助截止指示ACI输出至驱动/再生驱动器42。此处，踏力判断部43、计数器44以及比较部45构成了再生电平检测装置。
峰值检测部46从踏力传感器82提供踏力TRQA，检测周期变化的踏力TRQA的峰值。将峰值输入踏力电平判断部47，在踏力电平判断部47判断峰值超过预定踏力电平TRQASL时，更新辅助开始计数器48的计数器值CNTASL。辅助开始计数器48在计数器值CNTASL为预定值时输出辅助许可指示AI。辅助许可指示AI经门G输入到上述驱动/再生驱动器42。
第二踏力判断部50在当前踏力TRQA超过踏力电平TRQASL时输出检测信号。门G在被提供第二踏力判断部50的检测信号时打开，辅助许可指示AI输入到驱动/再生驱动器42。此处，峰值检测部46、踏力电平判断部47、以及辅助开始计数器48构成了踏力变动电平检测装置。
驱动/再生驱动器42根据辅助许可指示AI对马达M赋能，产生对应辅助力数据的驱动力并辅助车辆的驱动力。另外，根据再生指示ACI再生控制马达M，以便产生对应再生控制信号的再生量。即，根据上述辅助力数据或再生控制信号，确定构成马达M的驱动器电路的FET的比例或导通角，控制辅助力或再生大小。另外，踏力电平判断部47在峰值没有超过踏力电平TRQASL时输出复位信号，以将辅助计数器48的计数器值复位成初始值。
上述实施例中，虽然作为马达M假设采用了无电刷马达，但本发明不限于使用无电刷马达的车辆，也适用于具有电刷的马达。图17是使用了带有电刷的马达的再生控制装置的框图。图17中，再生控制装置具有驱动用控制器55和再生用控制器56。在驱动用控制器55和再生用控制器56经继电器57连接通过电池4获得的控制电源。另外，为了对带有电刷的马达60提供电流，以及用再生电流对电池充电，使电池4与驱动用控制器55和再生用控制器56相连。驱动用控制器55和再生用控制器56经继电器58、59与马达60连接。另外，利用刹车开关51的接通/截止信号控制各继电器57、58、59。
在刹车开关51接通时，即在进行了刹车操作时，继电器57、58、59切换到再生用控制器56侧。另一方面，在刹车开关51截止时，即没有进行刹车操作时，继电器57、58、59切换到驱动用控制器55侧。
马动用控制器55具有控制用的FET551，利用该FET551的导通控制，控制提供给马达60的电流。另一方面，再生用控制器56具有控制用的FET561，通过控制该FET561的间歇率，可以得到升压至所需值的再生电压。
本实施例中，虽然根据刹车操作量的变化量和车速确定了再生率，但也可以基于刹车操作量和车速确定再生率。此时，以大致刹车操作量越大，再生率越大的方式进行控制。图18是表示对应刹车操作量和车速的再生率的一个例子的附图。如该图所示，以再生率对应刹车操作量变大的方式进行控制，特别是在车速V从低速域至中速域(大约每小时3～14km)中，形成更大的再生率。
上述实施例可以以利用电池4的充电状态确定再生率的方式变化。可以知道电池4的充电状态，即剩余容量不是一直固定的。或者剩余容量几乎没有或者处于接近满充电的状态。例如，在接近满充电的状态下，不需要利用再生进行充电，而在剩余容量少时，最好利用再生积极进行充电。因此，在根据电池4的剩余容量，剩余容量少于规定值时，应考虑利用再生进行充电。例如，在特开平11-227668号公报中公开了电池电压小于规定值时进行再生制动的再生控制装置。
但是，根据在上述公报记载的控制装置，电池电压值降低并低于规定值时，由于迅速进行再生制动，所以可能会影响顺利行驶。因此，最好可以使再生量缓慢变化。
在下面说明的实施例中，根据电池4的剩余容量，在剩余容量多时，使再生量减少，在剩余容量少时，使再生量增多，同时考虑车速确定再生率。这样，可以利用电池剩余量防止再生量急速变化，并且可以根据车辆的行驶状况得到适当的再生制动量，所以可以容易实现顺利的行驶状态。另外，具体通过电池4的输出端子间电压(电池电压)判断电池4的剩余容量。
图19是具有根据电池电压确定再生率的功能的再生控制装置主要部分的框图，与图1相同的标号表示相同或同等部分。图19中，设有电池电压检测部61，检测电池4的端子电压VB。使检测的电池电压VB输入到再生率映像52。在再生率映像52中设有设定作为上述刹车操作量Vbr或刹车操作量变化量ΔVbr和车速V的函数输出再生率的映像(作为主映像。例如可以使用图13所示的映像)。另外，在再生率映像52中设有辅助映像，其能够输出用于修正以上述主映像确定的再生率的修正系数。辅助映像提供给电池电压VB，作为该电池电压VB和车速V的函数输出修正系数。将该修正系数与由主映像得到的再生率相乘。
图20是表示辅助映像的一个例子的附图。在该图的x轴设定电池电压、在y轴设定车速、在z轴设定修正系数。如图所示，映像设定为对应电池电压VB，在电池电压VB高时，即越接近满充电，修正系数越小，并使再生率变小。本实施例中，采用额定电压24伏的电池。
图21是考虑了电池电压VB和车速V的控制流程图、代替图12的步骤S12～S19。即，图11的步骤S1为肯定时，执行图21。在步骤S21中，检测刹车开关输出电压Vbr、电池电压VB以及车速V。在步骤S22中，根据前一次运算时的输出电压Vbr和此次的输出电压Vbr的差ΔVbr、或输出电压Vbr和车速V，使用主映像计算再生率。
在步骤S23中，根据电池电压VB和车速V，使用辅助映像计算修正系数。在步骤S24中，使再生率与修正系数相乘来修正再生率。在步骤S25中，将修正的再生率输出给驱动/再生驱动器42。结果，使用该再生率进行再生制动。在步骤S26判断刹车开关51是否接通，在刹车开关51接通期间执行步骤S21～S25以持续进行再生制动。在刹车开关截止时，进入步骤S27，使再生制动停止。
另外，也可以不将电池电压VB作为计算再生率的修正系数的参数，而是将电池电压VB作为直接确定再生率的参数。即，将映像构成为作为电池电压VB和车速V的函数输出再生率。这样，可以根据与电池电压VB和车速直接相关的再生率进行再生制动。图22是表示以作为电池电压VB和车速V的函数输出再生率的方式构成的映像的一个例子的附图。
另外，与上述相反，计算作为制动输出电压Vbr或输出电压变化量ΔVbr和车速的函数的修正系数，使用该修正系数，可以修正通过图22的映像获得的再生率。
在以上所述的实施例中，说明了将其装载在电动自行车上的驱动马达作为对象的再生控制装置，但本发明不限于此，适用于不施加踏力的只用电动动力行驶的电动车辆，可以根据刹车操作量的变化量和电池电压控制再生量。只要以这样的方式构成即可即响应刹车操作切换到再生，根据车速和刹车操作量或刹车操作量的变化量、或车速和电池电压确定此时的再生量。
如从以上说明可得知的那样，根据第1项～第8项的发明，根据刹车操作量改变再生制动的有效性。特别是，在第2～第6项发明中，对应车速进行控制，以在低速时能获得较大的再生量。因此，在街上行驶等，刹车操作频繁，在易于紧急刹车操作的行驶状态下，施加较大再生制动力，并且可利用再生得到的电流确保对电池进行充电。另外，根据第7项发明，由于在下坡时即使不进行刹车操作，也可以利用再生制动而可以舒适地行驶和、对电池进行充电。
另外，根据第3项和第8项的发明，根据利用再生制动充电的电池的剩余容量，在电池剩余容量多时，可以得到小的再生量。因此，由于在电池接近满充电时，几乎不必进行再生充电量，在电池剩余容量较少时，用较大的再生量进行再生充电，因而可进行高效的再生充电，同时还可以防止过充电而延长电池寿命。另外，还可以防止无用充电引起的能量泄漏。
另外，由于是不同于在电池剩余容量小于规定量时进行再生充电来获得对应于剩余容量的再生量的，所以再生制动力的变化缓慢，从而可以得到良好的行驶感觉。
权利要求
1.一种电动车辆的再生控制装置，其具有驱动车辆的马达，以对应刹车操作量的强度对车辆进行制动的刹车装置，其特征在于，具有刹车开关，其用于输出表示刹车操作量的刹车信号；切换装置，其响应根据所述刹车信号判断的刹车装置的操作，将所述马达切换到再生侧；再生量确定装置，其根据基于所述刹车信号判断的刹车操作量或刹车操作量的变化量确定再生量。
2.如权利要求1所述的电动车辆的再生控制装置，其特征在于还具有车速检测装置；所述再生量确定装置以作为刹车操作量或刹车操作量的变化量以及车速的函数输出再生量的方式构成。
3.如权利要求2所述的电动车辆的再生控制装置，其特征在于还具有对通过再生电流充电的电池的电池电压进行检测的电压检测装置；所述再生量确定装置具有修正装置，其根据所述电池电压和车速，以确定为电池电压越高、再生量越小的修正系数修正所述再生量。
4.如权利要求1所述的电动车辆的再生控制装置，其特征在于所述再生量确定装置以刹车操作量或刹车操作量的变化量越大、所确定的再生量越大的方式构成。
5.如权利要求4所述的电动车辆的再生控制装置，其特征在于所述再生量确定装置，以与车速的高速域相比、低速域中相对于刹车操作量或刹车操作量的变化量大小的差异较大的方式构成。
6.如权利要求4所述的电动车辆的再生控制装置，其特征在于所述再生量确定装置，以在车速的高速域中渐渐减小再生量相对于刹车操作量或刹车操作量的变化量大小的差异的方式构成。
7.如权利要求1所述的电动车辆的再生控制装置，其特征在于具有车速检测装置和判别车辆是否在下坡行驶的判别装置；在判别为下坡行驶时，不论有无刹车操作，所述再生量确定装置都作为车速的函数输出再生量。
8.一种电动车辆的再生控制装置，其具有驱动车辆的马达和以对应刹车操作量的强度对车辆进行制动的刹车装置，其特征在于，具有刹车开关，其用于输出表示刹车操作量的刹车信号；切换装置，其响应根据所述刹车信号判断的刹车装置的操作，将所述马达切换到再生侧；电压检测装置，其用于检测以再生电流充电的电池的电池电压；和再生量确定装置，其用于根据所述电池电压和车速将再生量确定为，电池电压越高、再生量越小；所述再生量确定装置，具有对应基于所述刹车信号判断的刹车操作量或刹车操作量的变化量、修正所述再生量的修正装置。
全文摘要
本发明目的在于在街上行驶等条件下，在伴随频繁停止、起动的行驶中，不浪费地利用再生作用来有效回收能量。本发明提供的电动车辆的再生控制装置具有以对应刹车操作量的强度制动车辆的刹车装置。刹车开关(51)输出对应刹车操作量的刹车信号。设有响应利用刹车信号判断的刹车操作、将马达切换到再生侧的切换装置。操作量变化量检测部(53)输出刹车操作量的变化量，再生率映像(53)根据该操作量的变化量确定再生量(再生率)。再生率映像(52)能够以作为刹车操作量变化量和车速的函数输出再生量的方式构成。特别是，刹车操作量变化量越大，使确定的再生量越大。
文档编号B60L7/10GK1421333SQ0216064
公开日2003年6月4日 申请日期2002年11月1日 优先权日2001年11月2日
发明者长敏之, 秋叶竜志 申请人:本田技研工业株式会社