马达驱动控制装置和电动助力车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动助力车中的马达驱动控制技术。
【背景技术】
[0002]关于电动助力自行车等的电动马达的驱动控制，根据转矩传感器、车速传感器、马达电流传感器等的信号，进行与目的对应的电动马达的驱动控制。以安全性、守法性、助力感、起动性等各种观点进行驱动控制，但是，为了进行适当的驱动控制，前提在于传感器始终输出正确值。
[0003]例如如图1的左侧所示，典型情况下，伴随驾驶员的踏板旋转操作，例如转矩传感器的输出以脉动的方式变化。但是，如图1的右侧所示，当转矩传感器产生故障时，有时与驾驶员的踏板操作无关地输出固定值。
[0004]这种情况下，当根据转矩传感器的输出来进行马达驱动时，将要进行违反驾驶员意图的助力。
[0005]因此，在某个现有技术中，通过如果踏力的变动幅度较小的状态持续固定时间以上则停止马达驱动的手法来应对上述问题。
[0006]但是，在该现有技术中，为了避免误判定的风险，以踏板低速旋转时为基准，以某种程度将“固定时间”设定得较长。这是因为，当将固定时间设定为较短时，在该较短的时间内，无法区分由于踏板低速旋转而使踏力的变动较小的状态和如上所述由于故障而使踏力的变动幅度较小的状态。
[0007]但是，在转矩传感器出现故障的情况下，优选尽早对故障进行处置。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开平8-230751号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]因此，本发明的目的在于，根据一个方面，提供用于能够尽早应对转矩传感器的故障的技术。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明的马达驱动控制装置具有:(A)控制部，其对马达的驱动进行控制；以及(B)指示部，其在检测到踏板输入转矩的变动小于规定幅度的状态在踏板旋转为规定转速以上的期间内持续的事件时，使上述控制部抑制马达的驱动。
[0015]不是根据固定时间而是根据踏板转速来判断踏板输入转矩的变动小于规定幅度的状态是否持续，由此，能够尽早针对转矩传感器的故障进行适当处置。例如，当设规定转速为“1”时，如果在踏板旋转1周中踏板输入转矩几乎没有变化，则能够判定为产生异常，如果踏板高速旋转，则能够在短时间内检测到异常。另外，在踏板低速旋转的情况下，也不需要如现有技术那样取较大的时间余量，因此，能够尽早检测到异常。
[0016]另外，有时抑制上述马达的驱动包含停止马达的驱动。并且，有时报知给驾驶员。
[0017]进而，有时上述踏板输入转矩是利用偏置值校正后的值。
[0018]另外，能够生成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R0M)、硬盘等计算机可读取的存储介质或存储装置中。另外，处理中途的数据暂时保管在RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等存储装置中。
[0019]发明效果
[0020]根据一个方面，能够尽早应对转矩传感器的故障。
【附图说明】
[0021]图1是用于说明现有技术的问题的图。
[0022]图2是示出带马达的自行车的外观的图。
[0023]图3是马达驱动控制器的功能框图。
[0024]图4是运算部的功能框图。
[0025]图5是示出运算部的处理流程的图。
[0026]图6是示出运算部的处理流程的图。
[0027]图7的(a)和(b)是示意地示出本实施方式的动作的图。
[0028]图8是在微处理器中实施的情况下的功能框图。
【具体实施方式】
[0029]图2是示出本实施方式中的电动助力车即带马达的自行车的一例的外观图。该带马达的自行车1搭载有马达驱动装置。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、踏板旋转传感器104、马达105以及操作面板106。
[0030]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。
[0031]转矩传感器103设置在安装于曲柄轴的齿轮上，检测驾驶员对踏板的踏力，将其检测结果输出到马达驱动控制器102。并且，与转矩传感器103同样，踏板旋转传感器104设置在安装于曲柄轴的齿轮上，将与旋转对应的信号输出到马达驱动控制器102。
[0032]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，其转子与前轮连结，以使得根据前轮的旋转而使转子旋转。进而，马达105具有霍尔元件等旋转传感器，将转子的旋转信息(即霍尔信号)输出到马达驱动控制器102。
[0033]操作面板106例如从用户受理与有无助力有关的指示输入等，将该指示输入输出到马达驱动控制器102。并且，操作面板106将表示变速器的变速比(也称作齿轮比)的信号输出到马达驱动控制器102。
[0034]图3示出与这种带马达的自行车1的马达驱动控制器102相关的结构。马达驱动控制器102具有控制器1020和FET(Field Effect Transistor:场效应晶体管)桥1030JET桥1030包含进行马达105的U相的开关的高端FET(Suh)和低端FET(Sui)、进行马达105的V相的开关的高端FET(Svh)和低端FET(Svi)、进行马达105的W相的开关的高端FET(Swh)和低端FET(Swi)。该FET桥1030构成互补型开关放大器的一部分。
[0035]并且，控制器1020具有运算部1021、踏板旋转输入部1022、车速输入部1024、可变延迟电路1025、马达驱动定时生成部1026、转矩输入部1027以及AD输入部1029。
[0036]运算部1021使用来自操作面板106的输入(例如齿轮比、接通/断开等)、来自车速输入部1024的输入、来自踏板旋转输入部10 22的输入、来自转矩输入部10 27的输入、来自AD输入部1029的输入进行以下所述的运算。然后，对马达驱动定时生成部1026和可变延迟电路1025进行输出。另外，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和处理中途的数据等。进而，运算部1021有时通过由处理器执行程序来实现，该情况下，该程序有时记录在存储器10211中。
[0037]车速输入部1024根据马达105输出的霍尔信号计算当前车速(也称作马达驱动轮速度)，将其输出到运算部1021。踏板旋转输入部1022对来自踏板旋转传感器104的表示踏板旋转相位角等的信号进行数字化，并将其输出到运算部1021。转矩输入部1027对来自转矩传感器103的相当于踏力的信号进行数字化，并将其输出到运算部1021 ^DUnalog-Digital:模拟-数字)输入部1029对来自二次电池101的输出电压进行数字化，并将其输出到运算部1021。并且，存储器10211有时与运算部1021分开设置。
[0038]运算部1021将提前角值作为运算结果输出到可变延迟电路1025。可变延迟电路1025根据从运算部1021接收到的提前角值对霍尔信号的相位进行调整，将其输出到马达驱动定时生成部1026。运算部1021例如将相当于PWM的占空比的PWM(Pulse WidthModulat1n:脉宽调制)码作为运算结果输出到马达驱动定时生成部1026。马达驱动定时生成部1026根据来自可变延迟电路1025的调整后的霍尔信号和来自运算部1021的HVM码，生成针对FET桥1030中包含的各FET的开关信号并输出。
[0039]另外，马达驱动的基本动作记载于国际公开第2012/086459号小册子等，不是本实施方式的主要部分，因此，这里省略说明。
[0040]接着，图4示出进行本实施方式的主要处理的运算部1021的功能框图。运算部1021具有偏置值存储部1204、指示部1201、助力转矩运算部1202以及PWM码生成部1203。助力转矩运算部1202和PWM码生成部1203作为马达的驱动控制部进行动作。
[0041 ]指示部1201执行如下处理:根据来自踏板旋转输入部1022的踏板旋转输入(例如相位角或转速)、来自转矩输入部1027的踏板输入转矩(这里是传感器值)、偏置值存储部1204中存储的踏板输入转矩的校正用的偏置值，判断是否产生了转矩传感器103的故障等表示异常的事件。指示部1201在判断为产生了表示异常的事件时，将抑制马达驱动的抑制指示或停止马达驱动的停止指示输出到助力转矩运算部1202，在判断为未产生表示异常的事件时，将利用偏置值校正后的踏板输入转矩(以下称作校正后踏板输入转矩)输出到助力转矩运算部1202。另外，有时代替抑制指示或停止指示而输出校正后踏板输入转矩=“零”。
[0042]助力转矩运算部1202根据来自指示部1201的校正后踏板输入转矩(有时为零)和来自车速输入部1024的车速等进行规定的运算。接着，将与PWM的占空比有关的占空码输出到PWM码生成部1203。该助力转矩运算部1202的运算例如是国际公开第2012/086458号小册子等中详细叙述的运算。简单地讲，按照规定的规则将踏板输入转矩转换成相当于占空比的第1占空码。按照规定的规则将车速转换成相当于占空比的第2占空码。通过将这些第1占空码和第2占空码相加，计算应该输出到PWM码生成部1203的占空码。
[0043]如上所述，助力转矩运算部1202根据来自指示部1201的停止指示或抑制指示，向pmi码生成部1203输出停止或抑制马达驱动的指示。pmi码生成部1203从助力转矩运算部1202接收到停止或抑制马达驱动的指示后，向马达驱动定时生成部10