本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。

背景技術(shù)：

例如在電動(dòng)輔助自行車中，根據(jù)踏板踏力及預(yù)先設(shè)定的輔助比而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在簡單的例子中，有時(shí)也采用對與踏板踏力相對應(yīng)的踏板輸入轉(zhuǎn)矩乘以對應(yīng)踏板踏力的輔助比的輔助轉(zhuǎn)矩。但是，在法律上禁止在高速行駛時(shí)進(jìn)行輔助的情況下，為避免突然停止輔助，也進(jìn)行如若達(dá)到特定車速以上則根據(jù)車速使輔助比逐漸減少的控制。

圖1中單純表示對踏板踏力乘以輔助比時(shí)的輔助轉(zhuǎn)矩的時(shí)間變化。在圖1中，虛線表示踏板輸入轉(zhuǎn)矩，實(shí)線表示對該踏板輸入轉(zhuǎn)矩乘以對應(yīng)踏板踏力的輔助比的輔助轉(zhuǎn)矩。這樣，踏板輸入轉(zhuǎn)矩以波動(dòng)形式輸入，所以只要乘以對應(yīng)踏板踏力的輔助比，則輔助轉(zhuǎn)矩本身也成為波動(dòng)形式。在這種情況下，未施加踏板踏力的時(shí)刻的輔助變?nèi)?，所以輔助感欠佳。此外，由于輔助轉(zhuǎn)矩暫時(shí)變大，所以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流的波峰也變大，就電效率的視點(diǎn)來說也成為損失較大的驅(qū)動(dòng)。

另外，在日本專利3955152號(hào)公報(bào)中，揭示了如下技術(shù)：快速追隨適應(yīng)行駛環(huán)境的變化或所檢測的人力驅(qū)動(dòng)力的變動(dòng)，可始終決定最佳的輔助比率而行駛、驅(qū)動(dòng)，所以在作為車輛的乘坐感覺方面也不會(huì)對操作者等產(chǎn)生不適感，可進(jìn)行自然且圓滑的行駛。具體來說，帶輔助動(dòng)力裝置的車輛的控制裝置是對用于進(jìn)行行駛的車輛行駛部，賦予根據(jù)踏板曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而脈動(dòng)的人力驅(qū)動(dòng)力及來自輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部的輔助動(dòng)力，包括：檢測部，對人力驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行檢測；算出部，算出經(jīng)檢測的人力驅(qū)動(dòng)力成為限制輔助動(dòng)力時(shí)的閾值以上的期間的由人力驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的工作量；校正部，在成為閾值以下的時(shí)刻以后，將對應(yīng)經(jīng)檢測的人力驅(qū)動(dòng)力的輸出電流根據(jù)計(jì)算出的工作量進(jìn)行增加校正而獲得輔助動(dòng)力；及控制部，以輸出經(jīng)校正的輔助動(dòng)力的方式進(jìn)行控制。就這種控制來說，存在當(dāng)開始踩踏時(shí)期望大轉(zhuǎn)矩時(shí)也受到限制的問題。

此外，在日本專利特開平8-295285號(hào)公報(bào)中揭示了用于使上坡路等的行駛性提高的技術(shù)。具體來說，在構(gòu)成包括通過踏板踏力而驅(qū)動(dòng)車輪的人力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及對車輪賦予對應(yīng)所述踏力的大小的輔助驅(qū)動(dòng)力的輔助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，且將所述踏板踏力與輔助驅(qū)動(dòng)力的合力供給至車輪的動(dòng)力輔助車輛的驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，包括：踏力周期檢測部，對所述踏板踏力的周期tn(t1～t5)進(jìn)行檢測；及延遲時(shí)間控制部，使輔助驅(qū)動(dòng)力的賦予延遲時(shí)間(tn×常數(shù)c)與該踏力周期tn成比例。根據(jù)該技術(shù)，以輔助驅(qū)動(dòng)力極大時(shí)近似于踏力極小時(shí)的方式使輔助驅(qū)動(dòng)力的賦予延遲，所以通過以輔助驅(qū)動(dòng)力補(bǔ)充踏力的低谷而可供給經(jīng)平均化的固定合力。由此抑制合力的變動(dòng)，在行駛在上坡路等時(shí)的合力的波谷所致的速度下降變小，從而獲得穩(wěn)定的行駛性。但是，由于輔助驅(qū)動(dòng)力延遲并相加，所以在開始踩踏時(shí)無法應(yīng)付。同樣，無法適當(dāng)進(jìn)行上坡等必須增大輔助的情況以外的處理。

而且，在日本專利第3301811號(hào)公報(bào)中揭示了在根據(jù)踏力而控制電動(dòng)機(jī)輸出的情況下，使電池的可放電的容量增大而電池壽命也延長的技術(shù)。具體來說，在并列設(shè)置人力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對應(yīng)人力的踏力的變化而控制電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出的帶電動(dòng)電動(dòng)機(jī)的自行車中，包括：踏力檢測部，對踏力進(jìn)行檢測；電動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部，在cpu(centralprocessingunit，中央處理器)中形成且根據(jù)每固定時(shí)間dt而求出的踏力的一個(gè)周期內(nèi)的測量值而決定持續(xù)至下一個(gè)周期間的固定的電動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出；及輸出控制部，產(chǎn)生所求出的電動(dòng)機(jī)輸出。但是，在每固定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理的情況下，無法追隨不斷變化的踏板踏力周期而進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮o助。

[背景技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利第3301811號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開平8-295285號(hào)公報(bào)

[專利文獻(xiàn)3]日本專利3955152號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[發(fā)明所要解決的問題]

所以，本發(fā)明的目的在于提供一種開始踩踏電動(dòng)輔助自行車時(shí)等可以提供足夠輔助的技術(shù)。

此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于追隨周期可變的轉(zhuǎn)矩需求而算出適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩的技術(shù)。

[解決問題的技術(shù)手段]

本發(fā)明的第1形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置包括：(a)平滑化處理部，使用踏板輸入轉(zhuǎn)矩的多個(gè)時(shí)刻的值而實(shí)施平滑化處理并算出第1平滑化轉(zhuǎn)矩值；(b)欠缺率輸出部，求出多個(gè)時(shí)刻中踏板輸入轉(zhuǎn)矩的輸入不足的時(shí)刻的比例；(c)輔助轉(zhuǎn)矩算出部，實(shí)施將踏板輸入轉(zhuǎn)矩與通過平滑化處理部而算出的第1平滑化轉(zhuǎn)矩值根據(jù)欠缺率輸出部的輸出而混合的運(yùn)算處理，從而算出輔助轉(zhuǎn)矩；及(d)驅(qū)動(dòng)處理部，使用通過輔助轉(zhuǎn)矩算出部而算出的輔助轉(zhuǎn)矩而實(shí)施用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的處理。

所述比例在開始踩踏時(shí)等成為較高值，結(jié)果，踏板輸入轉(zhuǎn)矩以較大的比例與第1平滑化轉(zhuǎn)矩值相加，所以在開始踩踏時(shí)等可實(shí)現(xiàn)足夠輔助。

此外，以上所述的平滑化處理部可包括濾波器，該濾波器是將相當(dāng)于可變周期的所述踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期(除1個(gè)周期外，也包括大致1個(gè)周期的情況)的可變期間內(nèi)的所述多個(gè)時(shí)刻的所述踏板輸入轉(zhuǎn)矩的值的移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均作為所述第1平滑化轉(zhuǎn)矩值而算出。這樣，則適當(dāng)追隨可變周期的踏板輸入轉(zhuǎn)矩而算出適當(dāng)?shù)钠交D(zhuǎn)矩值。

而且，以上所述的濾波器有時(shí)為fir(finiteimpulseresponse，有限脈沖回應(yīng))濾波器。這種情況下，也存在以對應(yīng)可變期間的兩端部分的fir濾波器的抽頭系數(shù)的值圓滑向?qū)?yīng)可變期間的其他部分的抽頭系數(shù)的值變化的方式進(jìn)行設(shè)定的情況。例如，即便在對踏板輸入轉(zhuǎn)矩的同步略有偏差的情況下，也可以算出適當(dāng)?shù)牡?平滑化轉(zhuǎn)矩值。

而且，以上所述的輔助轉(zhuǎn)矩算出部可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是將第1平滑化轉(zhuǎn)矩值與校正值的加算結(jié)果即第2平滑化轉(zhuǎn)矩值和踏板輸入轉(zhuǎn)矩的值通過正或負(fù)的任意系數(shù)值而加權(quán)相加。通過應(yīng)用這種轉(zhuǎn)矩加算部，而可根據(jù)多種情況算出適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩值。

此外，以上所述的輔助轉(zhuǎn)矩算出部也可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是從第1平滑化轉(zhuǎn)矩值與校正值的加算結(jié)果即第2平滑化轉(zhuǎn)矩值減去踏板輸入轉(zhuǎn)矩的值而算出第1轉(zhuǎn)矩值，在對第1轉(zhuǎn)矩值乘以正或負(fù)的任意平滑系數(shù)值后加上第2平滑化轉(zhuǎn)矩值。通過采用這種安裝方法，也可以根據(jù)多種情況算出適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩值。

另外，也存在以與所設(shè)定的輔助比的上升連動(dòng)而平滑系數(shù)值變大的方式進(jìn)行設(shè)定的情況。

本發(fā)明的第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置包括：(a)平滑化處理部，算出相當(dāng)于可變周期的轉(zhuǎn)矩需求的1個(gè)周期的期間內(nèi)的轉(zhuǎn)矩需求的移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均；(b)算出部，實(shí)施使用平滑化處理部的處理結(jié)果與轉(zhuǎn)矩需求的運(yùn)算處理而算出對應(yīng)轉(zhuǎn)矩需求的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；及(c)驅(qū)動(dòng)處理部，使用通過算出部而算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩而實(shí)施用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的處理。

根據(jù)可變周期的轉(zhuǎn)矩需求的相位推移使該轉(zhuǎn)矩需求適當(dāng)平滑化，并且進(jìn)一步使用轉(zhuǎn)矩需求算出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，由此可相對于轉(zhuǎn)矩需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。另外，平滑化處理部有時(shí)也根據(jù)對應(yīng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而生成的脈沖信號(hào)使轉(zhuǎn)矩需求的取樣時(shí)序發(fā)生變化。

另外，以上所述的平滑化處理部有時(shí)也為fir濾波器。這種情況下，也存在以對應(yīng)所述期間的兩端部分的fir濾波器的抽頭系數(shù)的值圓滑向?qū)?yīng)所述期間的其他部分的抽頭系數(shù)的值變化的方式進(jìn)行設(shè)定的情況。在無法完全跟隨可變周期的轉(zhuǎn)矩需求的相位推移的情況下，也可以適當(dāng)平滑化。

而且，以上所述的平滑化處理部有時(shí)也為fir濾波器。這種情況下，以上所述的算出部可包括：欠缺比例算出部，算出輸入至fir濾波器的轉(zhuǎn)矩需求的值成為0的比例；及平滑化轉(zhuǎn)矩值算出部，將fir濾波器的輸出與轉(zhuǎn)矩需求的值根據(jù)所述比例混合而算出平滑化轉(zhuǎn)矩值。這樣，即便在如開始踩踏般仍未輸入轉(zhuǎn)矩需求的狀態(tài)下，當(dāng)轉(zhuǎn)矩需求較大時(shí)也可以輸出足夠大的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。

此外，以上所述的算出部也可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是將平滑化處理部的處理結(jié)果與轉(zhuǎn)矩需求的值通過正或負(fù)的任意系數(shù)值而加權(quán)相加。這樣，則可根據(jù)多種情況設(shè)定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

此外，以上所述的算出部也可以更包括轉(zhuǎn)矩加算部，該轉(zhuǎn)矩加算部是從平滑化處理部的處理結(jié)果減去轉(zhuǎn)矩需求的值而算出第1轉(zhuǎn)矩值，在對第1轉(zhuǎn)矩值乘以正或負(fù)的任意平滑系數(shù)值后加上平滑化轉(zhuǎn)矩值或平滑化轉(zhuǎn)矩值的特定數(shù)倍的值。通過這種安裝方法，也可以根據(jù)多種情況設(shè)定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

而且，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置可以更包括：檢測部，對經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測；及決定部，根據(jù)通過檢測部而檢測出的下側(cè)包絡(luò)線的值而決定所述系數(shù)值。通過車速的下側(cè)包絡(luò)線的高低而可把握行駛狀態(tài)，所以只要由此決定系數(shù)值，則可算出對應(yīng)情況的適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

而且，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置也可以更包括：檢測部，對經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線及上側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測；及決定部，根據(jù)通過檢測部而檢測的下側(cè)包絡(luò)線的值及上側(cè)包絡(luò)線的值而決定以上所述的系數(shù)值。若不僅使用下側(cè)包絡(luò)線也使用上側(cè)包絡(luò)線，則可進(jìn)一步適當(dāng)把握情況，并且可算出與此相對應(yīng)的適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

此外，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置也可以更包括：檢測部，對經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測；及決定部，根據(jù)通過檢測部而檢測的下側(cè)包絡(luò)線的值，對所述平滑系數(shù)值與所述特定數(shù)的至少一者進(jìn)行檢定。

而且，第2形態(tài)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置也可以更包括：檢測部，對經(jīng)時(shí)間變化的車速的下側(cè)包絡(luò)線及上側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測；及決定部，根據(jù)通過檢測部而檢測的下側(cè)包絡(luò)線的值及上側(cè)包絡(luò)線的值，而決定平滑系數(shù)值與特定數(shù)的至少一者。

另外，可制成用于使微處理器實(shí)施如上所述的處理的程序，該程序例如存儲(chǔ)于軟盤、cd-rom(compactdisc-readonlymemory，光盤-只讀存儲(chǔ)器)等光盤、磁光盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(例如rom(readonlymemory，只讀存儲(chǔ)器))、硬盤等計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)或存儲(chǔ)裝置。另外，關(guān)于處理途中的數(shù)據(jù)，暫時(shí)保管于ram(randomaccessmemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)裝置。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明，在開始踩踏電動(dòng)輔助自行車時(shí)等可以提供足夠輔助。

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一形態(tài)，可追隨周期可變的轉(zhuǎn)矩需求而算出適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)轉(zhuǎn)矩。

附圖說明

圖1是用于說明背景技術(shù)的圖。

圖2是表示電動(dòng)輔助自行車的一例的圖。

圖3是有關(guān)于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的功能框圖。

圖4(a)至(l)是用于說明電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的基本動(dòng)作的波形圖。

圖5是運(yùn)算部的功能框圖。

圖6是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部的功能框圖。

圖7是用于說明平滑化處理說明的圖。

圖8是用于說明平滑化處理的圖。

圖9是用于說明驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部的運(yùn)算的波形圖。

圖10是用于說明驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部的運(yùn)算的波形圖。

圖11是用于說明平滑率的圖。

圖12是用于說明平滑率的圖。

圖13是用于說明平滑率的圖。

圖14是用于說明平滑率的圖。

圖15是車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部的功能框圖。

圖16是表示fir濾波器的構(gòu)成例的圖。

圖17是表示fir濾波器的另一構(gòu)成例的圖。

圖18是表示進(jìn)行對應(yīng)輔助比的平滑率的設(shè)定的例子的圖。

圖19是表示進(jìn)行對應(yīng)輔助比的平滑率的設(shè)定的另一例的圖。

圖20是表示用在根據(jù)車速而決定輔助轉(zhuǎn)矩值的一例的圖。

圖21是表示車速與踏板相位的關(guān)系的圖。

圖22是用于說明下側(cè)包絡(luò)線的檢測的圖。

圖23是用于說明下側(cè)包絡(luò)線及上側(cè)包絡(luò)線的檢測的圖。

圖24是用于說明參數(shù)決定方法的圖。

圖25是用于說明參數(shù)決定方法的圖。

圖26是用于說明另一實(shí)施方式的功能框圖。

具體實(shí)施方式

圖2是表示本實(shí)施方式的電動(dòng)輔助自行車的一例的外觀圖。該電動(dòng)輔助自行車1為曲柄軸與后輪透過鏈條而連結(jié)的一般性的后輪驅(qū)動(dòng)型，且搭載著電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括二次電池101、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102、轉(zhuǎn)矩傳感器103、制動(dòng)傳感器104、電動(dòng)機(jī)105、及操作面板106。

二次電池101例如為供給最大電壓(充滿電時(shí)的電壓)為24v的鋰離子二次電池，也可以為其他種類的電池，例如鋰離子聚合物二次電池、氫化鎳蓄電池等。

轉(zhuǎn)矩傳感器103設(shè)置于安裝在曲柄軸的滾輪上，對搭乘者對踏板的踏力進(jìn)行檢測，并且將其檢測結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

制動(dòng)傳感器104包括磁鐵及眾所周知的舌簧開關(guān)。磁鐵在固定制動(dòng)桿并且送通制動(dòng)線的殼體內(nèi)，固定在與制動(dòng)桿連結(jié)的制動(dòng)線上。當(dāng)手握持制動(dòng)桿時(shí)使舌簧開關(guān)為導(dǎo)通狀態(tài)。此外，舌簧開關(guān)固定在殼體內(nèi)。該舌簧開關(guān)的導(dǎo)通信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

電動(dòng)機(jī)105例如是眾所周知的三相直流無刷電動(dòng)機(jī)，例如安裝在電動(dòng)輔助自行車1的前輪。電動(dòng)機(jī)105使前輪旋轉(zhuǎn)，并且將轉(zhuǎn)子與前輪連結(jié)以使轉(zhuǎn)子根據(jù)前輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。而且，電動(dòng)機(jī)105包括霍爾元件等旋轉(zhuǎn)傳感器且將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)信息(即霍爾信號(hào))輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

操作面板106例如從使用者接收有關(guān)輔助的有無的指示輸入，并且將該指示輸入輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。另外，操作面板106也可以從使用者接收輔助比的設(shè)定輸入，并且將該設(shè)定輸入輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102。

將關(guān)于這種電動(dòng)輔助自行車1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102的構(gòu)成示于圖3。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器102包括控制器1020及fet(fieldeffecttransistor，場效晶體管)電橋1030。fet電橋1030中包括針對電動(dòng)機(jī)105的u相進(jìn)行切換的高端fet(suh)及低端fet(sul)、針對電動(dòng)機(jī)105的v相進(jìn)行切換的高端fet(svh)及低端fet(svl)、針對電動(dòng)機(jī)105的w相進(jìn)行切換的高端fet(swh)及低端fet(swl)。該fet電橋1030構(gòu)成互補(bǔ)型切換放大器的一部分。此外，fet電橋1030中為測定其溫度而設(shè)置著熱阻器108。

此外，控制器1020包括運(yùn)算部1021、溫度輸入部1022、電流檢測部1023、車速輸入部1024、可變延遲電路1025、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026、轉(zhuǎn)矩輸入部1027、制動(dòng)輸入部1028、及ad(analog/digital，模擬/數(shù)字)輸入部1029。

運(yùn)算部1021使用來自操作面板106的輸入(例如導(dǎo)通/斷開及動(dòng)作模式(例如輔助比))、來自溫度輸入部1022的輸入、來自電流檢測部1023的輸入、來自車速輸入部1024的輸入、來自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的輸入、來自制動(dòng)輸入部1028的輸入、來自ad輸入部1029的輸入進(jìn)行以下所述的運(yùn)算。接著，對電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026及可變延遲電路1025輸出。另外，運(yùn)算部1021包括存儲(chǔ)器10211，存儲(chǔ)器10211存儲(chǔ)用于運(yùn)算的各種數(shù)據(jù)及處理途中的數(shù)據(jù)等。而且，運(yùn)算部1021有時(shí)也通過處理器執(zhí)行程序而實(shí)現(xiàn)，這種情況下，該程序有時(shí)也記錄于存儲(chǔ)器10211中。

溫度輸入部1022將來自熱阻器108的輸入數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。電流檢測部1023通過對流通于fet電橋1030內(nèi)的fet的電流進(jìn)行檢測的檢測電阻107，而將對應(yīng)電流的電壓值數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。車速輸入部1024根據(jù)電動(dòng)機(jī)105輸出的霍爾信號(hào)算出當(dāng)前車速，并輸出至運(yùn)算部1021。轉(zhuǎn)矩輸入部1027將相當(dāng)于來自轉(zhuǎn)矩傳感器103的踏力的信號(hào)數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。制動(dòng)輸入部1028將相當(dāng)于來自制動(dòng)傳感器104的制動(dòng)力的信號(hào)數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。ad(analog-digital，模擬-數(shù)字)輸入部1029將來自二次電池101的輸出電壓數(shù)字化并輸出至運(yùn)算部1021。此外，存儲(chǔ)器10211有時(shí)也與運(yùn)算部1021分開設(shè)置。

運(yùn)算部1021將進(jìn)角值作為運(yùn)算結(jié)果輸出至可變延遲電路1025?？勺冄舆t電路1025根據(jù)自運(yùn)算部1021接收的進(jìn)角值而調(diào)整霍爾信號(hào)的相位并輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。運(yùn)算部1021將例如相當(dāng)于pwm(pulsewidthmodulation，脈寬調(diào)變)的負(fù)載比的pwm碼作為運(yùn)算結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026根據(jù)來自可變延遲電路1025的調(diào)整后的霍爾信號(hào)與來自運(yùn)算部1021的pwm碼，生成fet電橋1030中所含的各fet所對應(yīng)的切換信號(hào)并輸出。

使用圖4(a)至(l)說明圖3所示的構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的基本動(dòng)作。圖4(a)表示電動(dòng)機(jī)105輸出的u相的霍爾信號(hào)hu，圖4(b)表示電動(dòng)機(jī)105輸出的v相的霍爾信號(hào)hv，圖4(c)表示電動(dòng)機(jī)105輸出的w相的霍爾信號(hào)hw。這樣，霍爾信號(hào)表示電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位。另外，此處，并非將旋轉(zhuǎn)相位作為連續(xù)值而獲得，也可以通過其他傳感器等而獲得。如下所述，在本實(shí)施方式中，以霍爾信號(hào)如圖4所示般以略上升的相位輸出的方式設(shè)置電動(dòng)機(jī)105的霍爾元件，且可通過可變延遲電路1025進(jìn)行調(diào)整。所以，如圖4(d)所示的u相的調(diào)整后霍爾信號(hào)hu_in自可變延遲電路1025輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026，如圖4(e)所示的v相的調(diào)整后霍爾信號(hào)hv_in自可變延遲電路1025輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026，如圖4(f)所示的w相的調(diào)整后霍爾信號(hào)hw_in自可變延遲電路1025輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。

另外，將霍爾信號(hào)1個(gè)周期設(shè)為電角度360度，并且分為6個(gè)相位。

此外，如圖4(g)至(i)所示，產(chǎn)生u相端子為motor_u反電動(dòng)勢，v相端子為motor_v反電動(dòng)勢，w相端子為motor_w反電動(dòng)勢的反電動(dòng)勢電壓。為了根據(jù)相位對這種電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢電壓賦予驅(qū)動(dòng)電壓而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)105，而將如圖4(j)至(l)所示的切換信號(hào)輸出至fet電橋1030的各fet的閘。圖4(j)的u_hs表示u相的高端fet(suh)的閘信號(hào)，u_ls表示u相的低端fet(sul)的閘信號(hào)。pwm及“/pwm”表示通過對應(yīng)運(yùn)算部1021的運(yùn)算結(jié)果即pwm碼的負(fù)載比而進(jìn)行導(dǎo)通/斷開的期間，由于為互補(bǔ)型，所以若pwm導(dǎo)通，則/pwm斷開，若pwm斷開，則/pwm導(dǎo)通。低端fet(sul)的“on”的區(qū)間始終為導(dǎo)通。圖4(k)的v_hs表示v相的高端fet(svh)的閘信號(hào)，v_ls表示v相的低端fet(svl)的閘信號(hào)。符號(hào)的意義與圖4(j)相同。而且，圖4(l)的w_hs表示w相的高端fet(swh)的閘信號(hào)，w_ls表示w相的低端fet(swl)的閘信號(hào)。符號(hào)的意義與圖4(j)相同。

這樣，u相的fet(suh及sul)于相位1及2進(jìn)行pwm的切換，u相的低端fet(sul)于相位4及5成為導(dǎo)通。此外，v相的fet(svh及svl)于相位3及4進(jìn)行pwm的切換，v相的低端fet(svl)于相位6及1成為導(dǎo)通。而且，w相的fet(swh及swl)于相位5及6進(jìn)行pwm的切換，w相的低端fet(swl)于相位2及3成為導(dǎo)通。

只要輸出這種信號(hào)并適當(dāng)控制負(fù)載比，則可以所期望的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)105。

接著，將運(yùn)算部1021的功能框圖示于圖5。運(yùn)算部1021包括再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部1201、再生有效化部1202、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203、輔助有效化部1204、加算部1206、第1負(fù)載比換算部1211、轉(zhuǎn)矩通過速率限制部1212、第2負(fù)載比換算部1213、速度通過速率限制部1215、加算部1216、及pwm碼生成部1217。

來自車速輸入部1024的車速值及來自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的踏板轉(zhuǎn)矩值輸入至驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203，并且算出輔助轉(zhuǎn)矩值。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的運(yùn)算內(nèi)容在以下進(jìn)行詳細(xì)敘述。

此外，再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部1201根據(jù)來自車速輸入部1024的車速值，而算出例如依據(jù)預(yù)先設(shè)定的曲線的再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。該曲線是表示與車速值為相反極性且成為車速值的絕對值的一半以下(“一半以下”例如也包括超過“一半”數(shù)％左右的情況)的關(guān)系的曲線。這樣，則無論為多大速度，也可以以某種程度的效率進(jìn)行再生。另外，關(guān)于該處理，由于并非為本實(shí)施方式的主旨，所以以下不再進(jìn)行敘述。

在本實(shí)施方式中，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示存在制動(dòng)的輸入信號(hào)，則再生有效化部1202將來自再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部1201的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值輸出至加算部1206。在除此以外的情況下，輸出0。另一方面，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示無制動(dòng)的輸入信號(hào)，則輔助有效化部1204輸出來自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的輔助轉(zhuǎn)矩值。在除此以外的情況下，輸出0。

加算部1206將來自再生有效化部1202的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的極性反轉(zhuǎn)并輸出，或者直接輸出來自輔助有效化部1204的輔助轉(zhuǎn)矩值。以下，為簡化說明，將輔助轉(zhuǎn)矩值及再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值簡稱為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。

第1負(fù)載比換算部1211對來自加算部1206的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值乘以換算系數(shù)dt而算出轉(zhuǎn)矩負(fù)載碼，并且輸出至轉(zhuǎn)矩通過速率限制部1212。轉(zhuǎn)矩通過速率限制部1212對來自第1負(fù)載比換算部1211的輸出實(shí)施已知的通過速率限制處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部1216。

此外，第2負(fù)載比換算部1213對車速值乘以換算系數(shù)ds而算出車速負(fù)載碼，并且輸出至速度通過速率限制部1215。速度通過速率限制部1215對來自第2負(fù)載比換算部1213的輸出實(shí)施已知的通過速率限制處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部1216。

加算部1216將來自轉(zhuǎn)矩通過速率控制部1212的轉(zhuǎn)矩負(fù)載碼與來自速度通過速率限制部1215的車速負(fù)載碼相加而算出負(fù)載碼，并且輸出至pwm碼生成部1217。pwm碼生成部1217對負(fù)載碼乘以來自ad輸入部1029的電池電壓/基準(zhǔn)電壓(例如24v)而生成pwm碼。pwm碼輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。

本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203具有例如圖6所示的功能。即，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203包括零檢測部3001、停止檢測部3002、欠缺率輸出部3003、初始校正部3004、車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf(lowpassfilter，低通濾波器)部3005、加算部3006、加算部3007、逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008、已平滑的轉(zhuǎn)矩處理部3009、加算部3010、變速處理部3011、輔助比上限降額部3012、已限制的輔助比輸出部3013、及平滑率決定部3014。

零檢測部3001將來自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值中出現(xiàn)0而成為導(dǎo)通的檢測信號(hào)輸出至欠缺率輸出部3003，將出現(xiàn)除0以外而成為斷開的檢測信號(hào)輸出至欠缺率輸出部3003。此外，停止檢測部3002根據(jù)來自車速輸入部1024的車速值而判斷電動(dòng)輔助自行車1是否停止，在判斷為停止的情況下，將停止信號(hào)輸出至欠缺率輸出部3003。

欠缺率輸出部3003包括計(jì)數(shù)器，若從零檢測部3001接收導(dǎo)通的檢測信號(hào)，則使該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值上升1，若從零檢測部3001接收斷開的檢測信號(hào)，則使計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值降低1。而且，欠缺率輸出部3003若從停止檢測部3002接收停止信號(hào)，則對計(jì)數(shù)器載入“32”。接著，通過使用計(jì)數(shù)值除以“32”而算出欠缺率，并且輸出至初始校正部3004。另外，“32”是踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量(相當(dāng)于踏板的半旋轉(zhuǎn)量)的取樣數(shù)，僅為一例，也可以為其他值。

初始校正部3004對踏板輸入轉(zhuǎn)矩值乘以來自欠缺率輸出部3003的欠缺率而算出初始校正轉(zhuǎn)矩值，并且輸出至加算部3006。

而且，車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005對踏板輸入轉(zhuǎn)矩值t0實(shí)施平滑化處理。關(guān)于平滑化處理，有多種方法，但采用相當(dāng)于可變周期的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期的可變期間的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均。在車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005中，在穩(wěn)定輸入例如圖7中由曲線a所示的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，針對將該踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期t1進(jìn)行32等分的時(shí)序的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值算出移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均。此外，在穩(wěn)定輸入如圖8中由曲線b所示的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，針對將該踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期t2(>t1)進(jìn)行32等分的時(shí)序的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值算出移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均。這樣，踏板輸入轉(zhuǎn)矩由于周期根據(jù)使用者的踩踏方法而可變，所以追隨該變化使取樣周期伸縮。關(guān)于該車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的詳細(xì)構(gòu)成，在下文進(jìn)行敘述。

加算部3006將來自初始校正部3004的初始校正值t2與來自車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的平滑化值t1相加，并且輸出已校正的平滑化值t3。此外，加算部3007通過實(shí)施自已校正的平滑化值t3減去踏板輸入轉(zhuǎn)矩值t0的運(yùn)算而算出逆波轉(zhuǎn)矩值t4，并且輸出至逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008。逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008對逆波轉(zhuǎn)矩值t4乘以平滑率決定部3014輸出的平滑率α1而算出已調(diào)整的逆波轉(zhuǎn)矩值t5。平滑率α1可設(shè)定為正值或負(fù)值。

另一方面，輔助比上限降額部3012實(shí)施根據(jù)車速值而用于限制輔助比的處理。例如，算出(24km/h-車速值)/7。而且，已限制的輔助比輸出部3013將來自輔助比上限降額部3012的輸出值與預(yù)先設(shè)定或由操作面板106等設(shè)定的輔助比(例如0至2的值)進(jìn)行比較并輸出其中的較小值。

已平滑的轉(zhuǎn)矩處理部3009對來自加算部3006的已校正的平滑化值t3乘以來自已限制的輔助比輸出部3013的輸出值α2而算出已調(diào)整的平滑化值t6。

加算部3010將來自逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008的已調(diào)整的逆波轉(zhuǎn)矩值t5與來自已平滑的轉(zhuǎn)矩處理部3009的已調(diào)整的平滑化值t6相加，并且輸出至變速處理部3011。變速處理部3011通過使用預(yù)先設(shè)定的變速比除以加算部3010的輸出t7，來算出輔助轉(zhuǎn)矩值。另外，在通過傳感器等可獲取當(dāng)前的變速比的情況下，也可以使用所述值。

若整理以上所述的內(nèi)容，則如下所述。

已校正的平滑化值t3＝平滑化值t1+初始校正值t2

逆波轉(zhuǎn)矩值t4＝已校正的平滑化值t3-踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0

已調(diào)整的逆波轉(zhuǎn)矩值t5＝逆波轉(zhuǎn)矩值t4×α1

已調(diào)整的平滑化值t6＝已校正的平滑化值t3×α2

t7＝t5+t6

若示意性表示說明驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的運(yùn)算內(nèi)容的波形，則如圖9及圖10所示。圖9的橫軸表示時(shí)間，縱軸除直線c1以外表示轉(zhuǎn)矩值，直線c1時(shí)表示欠缺率。直線c1表示欠缺率，初始為100％，若電動(dòng)輔助自行車1開始行駛，則逐漸下降直至0％為止。與此相對，踏板輸入轉(zhuǎn)矩由曲線c2表示，為波動(dòng)形的曲線。初始校正部3004如上所述對踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0乘以欠缺率而算出如曲線c3所示的初始校正值t2。若欠缺率成為0％，則初始校正值t2也成為0，故顯示出所述狀況。此外，來自車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的輸出即平滑化值t1由曲線c6表示。所以，已校正的平滑化值t3為平滑化值t1+初始校正值t2，成為曲線c5。另一方面，逆波轉(zhuǎn)矩值t4為已校正的平滑化值t3-踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0，所以由曲線c4表示。即，表示踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相反極性的ac成分。

此外，使用圖10對逆波轉(zhuǎn)矩處理部3008及加算部3010的運(yùn)算進(jìn)行說明。另外，此處為簡化說明而設(shè)為α2＝1。圖10的橫軸表示時(shí)間，圖10的縱軸表示轉(zhuǎn)矩值。圖10中，已知曲線d1與圖9的曲線c5相同，與逆波轉(zhuǎn)矩值t4相乘的平滑率成為α1＝0，已調(diào)整的平滑化值t6成為輔助轉(zhuǎn)矩值。若將這種曲線d1作為輔助轉(zhuǎn)矩值使用，則可通過電動(dòng)機(jī)105輸出大致相同的轉(zhuǎn)矩。

電動(dòng)機(jī)105的平均輔助動(dòng)力于以相同速度前進(jìn)中無關(guān)于轉(zhuǎn)矩波動(dòng)而與平均驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、即平均電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流成比例。但是，電力消耗與電流的有效值成比例，若有波動(dòng)即ac成分，則消耗于電動(dòng)機(jī)線圈電阻而導(dǎo)致?lián)p失增加，但輔助動(dòng)力輸出由于補(bǔ)償波動(dòng)量而無法幫助機(jī)械輸出。所以，電動(dòng)機(jī)以不產(chǎn)生波動(dòng)轉(zhuǎn)矩而平均產(chǎn)生dc(directcurrent，直流)轉(zhuǎn)矩的方式被驅(qū)動(dòng)時(shí)平均效率最高，所以有效的是以如曲線d1的輔助轉(zhuǎn)矩值驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

另一方面，若平滑率α1＝-1，則成為自已調(diào)整的平滑化值t6減去逆波轉(zhuǎn)矩值t4，所以如曲線d3所示，成為與原本的踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0相同的輔助轉(zhuǎn)矩值。而且，若平滑率α1＝+1，則成為將逆波轉(zhuǎn)矩值t4與已調(diào)整的平滑化值t6相加，所以獲得如于初始的轉(zhuǎn)矩值較大的狀態(tài)下，對已調(diào)整的平滑化值t6乘以與踏板輸入轉(zhuǎn)矩t0相反極性的波動(dòng)的曲線d2。

這樣，通過適當(dāng)設(shè)定平滑率α1而可輸出各種輔助轉(zhuǎn)矩值。

另外，以上所述的運(yùn)算為一例，通過設(shè)置將踏板輸入轉(zhuǎn)矩與已校正的平滑化值以任意系數(shù)(正或負(fù))加權(quán)相加的轉(zhuǎn)矩混合部，而可獲得與以上所述相同的結(jié)果。

例如只要算出圖10的曲線d1的平坦化的輔助轉(zhuǎn)矩值，則于通常行駛時(shí)，也補(bǔ)充踏板下死點(diǎn)的踏力不足，且也抑制電動(dòng)機(jī)波峰電力，因此優(yōu)選。若在圖11中示意性地表示，則如輔助轉(zhuǎn)矩值由直線f2所示，踏板踏力由曲線f1所示的情況下，對于電動(dòng)輔助自行車1整體來說，成為如圖12所示的轉(zhuǎn)矩輸出。即，獲得如踏板踏力的曲線向上方偏移與輔助轉(zhuǎn)矩值相對應(yīng)量的曲線f3。這樣，使勁踩踏時(shí)會(huì)輸出該部分的轉(zhuǎn)矩，且可維持人正在踩踏的感覺。所以，可實(shí)現(xiàn)人的感覺及電動(dòng)機(jī)效率均優(yōu)選的輔助。

另一方面，在上坡時(shí)，優(yōu)選為生成例如圖13所示的輔助轉(zhuǎn)矩值。圖13中，相對于踏板踏力g1，生成如圖10中的曲線d2的輔助轉(zhuǎn)矩值g2。而且，如圖14所示，若將踏板踏力g1與輔助轉(zhuǎn)矩值g2相加，則平坦的直線g3成為作為電動(dòng)輔助自行車1整體的轉(zhuǎn)矩輸出。上坡時(shí)，雖必須非常大的轉(zhuǎn)矩，但就法律規(guī)定來說也無法進(jìn)行所輸入的踏板踏力以上的電動(dòng)機(jī)輸出。所以，通過將對應(yīng)該輸入的踏板踏力的輔助轉(zhuǎn)矩有效分配至人力最難達(dá)到的下死點(diǎn)，而整體獲得平坦的轉(zhuǎn)矩輸出。這樣，即便為上坡時(shí)于踏板下死點(diǎn)停止的狀態(tài)，也可以通過輔助而平穩(wěn)行駛。

這樣，上坡時(shí)，若踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩存在波動(dòng)，則因重力而朝向后方施加沿著坡路后退的力，所以與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)同時(shí)產(chǎn)生速度波動(dòng)。所以，若存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，則與無波動(dòng)的情況相比，即便進(jìn)行平均且相同的驅(qū)動(dòng)，最低速度也變慢。若最低速度下降，則自行車的把手的穩(wěn)定度也下降，且踏板長期處于接近踏板下死點(diǎn)，變得非常難以踩踏，因此疲憊。所以，為了提高靠近踏板下死點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩而輸出如圖13的曲線g2般波動(dòng)的輔助轉(zhuǎn)矩值，該方法中輔助量也可以為較少，相反對電動(dòng)機(jī)施加的電力負(fù)擔(dān)也得到緩解。這樣，在如上坡時(shí)，使合計(jì)轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)平滑化的方法對人及電動(dòng)機(jī)以及電池來說均為優(yōu)選方案。

接著，使用圖15對車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的詳情進(jìn)行說明。車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005包括計(jì)數(shù)器3031、寄存器3032、脈沖比運(yùn)算器3033、遞減計(jì)數(shù)器3034、fir濾波器3035、及最小判斷部3036。

在來自電動(dòng)機(jī)105的霍爾信號(hào)的例如上升時(shí)，計(jì)數(shù)器3031開始時(shí)脈clk的計(jì)數(shù)，對直至下一次上升為止的時(shí)脈進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且將計(jì)數(shù)值輸出至寄存器3032。此外，寄存器3032保持上次計(jì)數(shù)器3031輸出的計(jì)數(shù)值，在霍爾信號(hào)的例如上升時(shí)將上次計(jì)數(shù)值輸出至脈沖比運(yùn)算器3033，并且保存來自計(jì)數(shù)器3031的輸出值。

在本實(shí)施方式中，踏板輸入轉(zhuǎn)矩2個(gè)周期生成64脈沖，1個(gè)周期生成32脈沖。另一方面，車輪的轉(zhuǎn)數(shù)成為踏板轉(zhuǎn)數(shù)×變速比g，進(jìn)一步車輪旋轉(zhuǎn)1次而電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)20次。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)1次而霍爾信號(hào)為4脈沖(電洞脈沖)，所以踏板旋轉(zhuǎn)1次而成為g×20×4＝80g電洞脈沖。所以，應(yīng)生成的踏板脈沖頻率成為64/80g電洞脈沖頻率。此外，踏板脈沖周期成為80g/64電洞脈沖周期。計(jì)數(shù)器3031中，由于對電洞脈沖周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，所以脈沖比運(yùn)算器3033只要將計(jì)數(shù)值增倍80g/64，則可獲得踏板脈沖周期。另外，在通過傳感器等而可獲取當(dāng)前的變速比的情況下，也可以使用所述值。

如上所述，脈沖比運(yùn)算器3033將計(jì)數(shù)值增倍80g/64，最小判斷部3036將來自脈沖比運(yùn)算器3033的輸出與預(yù)先設(shè)定的fir濾波器3035的容許最長偏移周期進(jìn)行比較，將其中較小者輸出至遞減計(jì)數(shù)器3034。而且，遞減計(jì)數(shù)器3034將自脈沖比運(yùn)算器3033輸出的踏板脈沖相當(dāng)周期以時(shí)脈遞減計(jì)數(shù)。遞減計(jì)數(shù)器3034于對踏板脈沖相當(dāng)周期結(jié)束遞減計(jì)數(shù)后，將進(jìn)位作為踏板相當(dāng)脈沖輸出至fir濾波器3035。此外，遞減計(jì)數(shù)器3034輸出的進(jìn)位作為載入輸入至遞減計(jì)數(shù)器3034，所以重新輸入脈沖比運(yùn)算器3033輸出的踏板脈沖相當(dāng)周期并且開始遞減計(jì)數(shù)。

另外，輸入至最小判斷部3036的fir濾波器3035的容許最長偏移周期較通常行駛速度顯著低速，例如設(shè)定相當(dāng)于時(shí)速1km的踏板脈沖相當(dāng)周期。通常，在更快地行駛中，最小判斷部3036使來自脈沖比運(yùn)算器3033的輸出直接選擇通過。但是，在時(shí)速1km以下的低速的情況下，選擇輸出相當(dāng)于該時(shí)速1km的踏板脈沖相當(dāng)周期，自遞減計(jì)數(shù)器3034始終輸出時(shí)速1km以上的踏板相當(dāng)脈沖。特別是于停車時(shí)或接近于停車的狀態(tài)下，也防止fir濾波器3035等待或產(chǎn)生異常大的延遲。

若重復(fù)進(jìn)行這樣的動(dòng)作，則作為fir濾波器3035的偏移時(shí)脈，根據(jù)車輪、即電動(dòng)機(jī)105的旋轉(zhuǎn)以踏板的1個(gè)周期輸入32脈沖。

將本實(shí)施方式的fir濾波器3035的構(gòu)成例示于圖16。圖16所示的fir濾波器3035例如包括：移位寄存器30351，自左側(cè)依序輸入針對每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖而取樣的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值后，將每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖向右偏移；乘算部30352，進(jìn)行各分接頭的抽頭系數(shù)值的乘法運(yùn)算；加算部30353；及1/32(n＝32)的乘算部30354，用于算出平均。

移位寄存器30351針對每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖，將各分接頭的值向右偏移的同時(shí)，將各分接頭的值輸出至乘算部30352，各乘算部30352于乘以預(yù)先設(shè)定的抽頭系數(shù)后輸出至加算部30353。加算部30353將乘算部30352的所有值相加，并且輸出至乘算部30354。乘算部30354中，通過將加算結(jié)果增倍1/32而算出移動(dòng)平均。即，可根據(jù)踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相位推移而算出踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量的移動(dòng)平均。

此外，將本實(shí)施方式的fir濾波器3035的另一構(gòu)成例示于圖17。圖17的fir濾波器3035例如包括：移位寄存器30355，自左側(cè)依序輸入針對每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖而取樣的踏板輸入轉(zhuǎn)矩值后，將每個(gè)踏板相當(dāng)脈沖向右偏移；乘算部30356，進(jìn)行各分接頭的抽頭系數(shù)值的乘法運(yùn)算；加算部30357；及乘算部30358，用于除以抽頭系數(shù)的總和σini(ni為各抽頭系數(shù))。

基本動(dòng)作與圖16所示者相同，但存在抽頭系數(shù)并非為“1”的部分。由移位寄存器30355占據(jù)的踏板輸入轉(zhuǎn)矩的范圍(即視窗)通過如上所述生成的踏板相當(dāng)脈沖而決定，但也存在因某些原因而偏移踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量的情況。所以，關(guān)于視窗的兩側(cè)，為降低偏移的影響，而設(shè)定比其他部分的抽頭系數(shù)小的值的抽頭系數(shù)。在圖17的例子中，自視窗的兩端朝向中央設(shè)定如1/4、2/4及3/4的值。該值的設(shè)定為任意，也可以以1/5、2/5、3/5、4/5的方式設(shè)定。這樣，并非使抽頭系數(shù)的值線性變化，也可以采用沿著其他曲線(例如飽和增加的曲線)的值。

這樣，則可根據(jù)踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相位推移而算出踏板輸入轉(zhuǎn)矩的1個(gè)周期量的加權(quán)移動(dòng)平均。

另外，通過iir(infiniteimpulseresponse，無限脈沖回應(yīng))濾波器等其他濾波器而并非fir濾波器，也可以實(shí)現(xiàn)相同的功能。

而且，例如根據(jù)由操作面板106設(shè)定的輔助比，平滑率決定部3014有時(shí)也設(shè)定以上所述的平滑率。如使用圖9至圖14所說明般，在必須大量搭乘者的輔助的情況下，如圖10的曲線d2所示，如踏板輸入轉(zhuǎn)矩的逆相位的輔助變佳。即，優(yōu)選為以踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩平坦化的方式使平滑率上升、即接近于+1。所以，在根據(jù)輔助比使平滑率發(fā)生變化的情況下，也可以根據(jù)例如圖18或圖19所示的曲線而根據(jù)輔助比設(shè)定平滑率。在圖18及圖19的例子中，橫軸表示輔助比，縱軸表示平滑率。在圖18的例子中，保持平滑率為0直至輔助比自0成為1為止，使輔助轉(zhuǎn)矩平坦。而且，若輔助比超過1，則使平滑率自0線性上升至1直至輔助比成為2為止。由此，在必須大量輔助的情況下，使平滑率發(fā)生變化以使踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩平坦化。

另一方面，在圖19的例子中，表示只要增加輔助比則平滑率自0線性增加直至1為止的例子，根據(jù)輔助的必要性，使踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩逐漸平坦化。另外，除此以外，也可以非線性地根據(jù)輔助比的增加而使平滑率增加。

在圖18及圖19中，對輔助比與平滑率的關(guān)系的例子進(jìn)行了說明，但如結(jié)合圖11至圖14簡單敘述般，適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩值與車速的關(guān)系較大。所以，表示用于在對車速值進(jìn)行處理方面決定輔助轉(zhuǎn)矩值的構(gòu)成。

圖20中，作為用在根據(jù)車速而決定輔助轉(zhuǎn)矩值的構(gòu)成例，表示根據(jù)車速而決定輔助比及平滑率的構(gòu)成例。在該構(gòu)成中，上側(cè)包絡(luò)線檢測部1221、下側(cè)包絡(luò)線檢測部1222及參數(shù)決定部1223追加在圖5所示的功能框圖中。上側(cè)包絡(luò)線檢測部1221對具有波動(dòng)的車速的上側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測，并且將相當(dāng)于上側(cè)包絡(luò)線的車速值輸出至參數(shù)決定部1223。下側(cè)包絡(luò)線檢測部1222對具有波動(dòng)的車速的下側(cè)包絡(luò)線進(jìn)行檢測，并且將相當(dāng)于下側(cè)包絡(luò)線的車速值輸出至參數(shù)決定部1223。參數(shù)決定部1223通過以下所述的處理而決定例如輔助比及平滑率，并且輸出至驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203作為圖6所示的功能框圖中的輔助比及平滑率，使用來自參數(shù)決定部1223的輸出值，來算出輔助轉(zhuǎn)矩值。即，這種情況下，不使用平滑率決定部3014。

另外，此處存在僅使用下側(cè)包絡(luò)線檢測部1222的情況，或使用上側(cè)包絡(luò)線檢測部1221及下側(cè)包絡(luò)線檢測部1222的情況。

接著，使用圖21至圖25對圖20所示的構(gòu)成的處理進(jìn)行說明。圖21是表示車速(也稱為瞬時(shí)車速)與踏板的相位的關(guān)系的圖。另外，如曲線s4所示，踏板輸入轉(zhuǎn)矩的相位推移在以下所述的各示例中作為大致固定者進(jìn)行比較，但一般來說，若為上坡時(shí)，則踏板輸入轉(zhuǎn)矩的周期變長。

例如，電動(dòng)輔助自行車1于平地上行駛中，如曲線s1所示，車速為高速且成為波動(dòng)較小的曲線。另一方面，上坡中，如曲線s2所示，車速比平地的行駛中下降，也成為波動(dòng)較大的曲線。而且，若為陡坡的上坡中，則車速進(jìn)一步下降，波動(dòng)變大。

這樣，行駛狀態(tài)表現(xiàn)于車速變化，所以只要適當(dāng)抽取車速變化，則可推斷行駛狀態(tài)。所以，可設(shè)定對應(yīng)行駛狀態(tài)的輔助比及平滑率。

具體來說，如圖21所示，由于自車速的波動(dòng)自較小的情況變化至較大的情況，所以也可以采用對車速波形的下側(cè)包絡(luò)線(也稱為低速側(cè)包絡(luò)線)進(jìn)行檢測，而作為車速變化的特征。下側(cè)包絡(luò)線在開始踩踏時(shí)也特別規(guī)定，所以即便僅對下側(cè)包絡(luò)線檢測，也可以進(jìn)行對應(yīng)。下側(cè)包絡(luò)線如圖22中由虛線s5所示，為連結(jié)車速波動(dòng)的極小點(diǎn)的包絡(luò)線，可通過眾所周知的方法而檢測。

另一方面，由圖21也可以知，若坡路變陡，則車速的波動(dòng)變大，所以上側(cè)包絡(luò)線與下側(cè)包絡(luò)線的差及比變大。更具體來說，如圖23所示，也可以采用對連結(jié)車速波動(dòng)的極小點(diǎn)的包絡(luò)線的下側(cè)包絡(luò)線s5與連結(jié)車速波動(dòng)的極大點(diǎn)的包絡(luò)線的上側(cè)包絡(luò)線s6進(jìn)行檢測，由例如下側(cè)包絡(luò)線值/上側(cè)包絡(luò)線值而算出的比率而作為車速變化的特征。

而且，在僅使用下側(cè)包絡(luò)線的情況下，參數(shù)決定部1223通過例如圖24所示的曲線，而算出與下側(cè)包絡(luò)線值相對應(yīng)的平滑率及輔助比。另外，也可以僅采用平滑率或輔助比。即，也可以僅采用輔助比。在僅采用輔助比的情況下，也可以根據(jù)例如圖18及圖19所示的曲線而采用與輔助比相對應(yīng)的平滑率。而且，關(guān)于輔助比由其他方法決定，也可以僅采用平滑率。

在圖24的例子中，橫軸表示下側(cè)包絡(luò)線值，縱軸表示輔助比或平滑率。在該例中，低速時(shí)比高速時(shí)更提高平滑率及輔助比，若下側(cè)包絡(luò)線值變大，則逐漸降低平滑率及輔助比行駛，下側(cè)包絡(luò)線值某種程度(圖24的例子中約7.5km/h)變大后成為固定值。

由此，上坡時(shí)輔助變大，進(jìn)一步如圖14所示，以踏板踏力與輔助轉(zhuǎn)矩的合計(jì)轉(zhuǎn)矩成為水平的方式，在平地上行駛中，以輔助轉(zhuǎn)矩成為固定的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

而且，在使用上側(cè)包絡(luò)線及下側(cè)包絡(luò)線的兩者的情況下，參數(shù)決定部1223通過例如圖25所示的曲線，而算出平滑率及輔助比。在圖25的例子中，橫軸表示下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線的值，縱軸表示平滑率或輔助比。在圖25的例子中，如圖21所示，在下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線為較小值的情況下，優(yōu)選為較大的輔助，隨著接近1，可降低輔助，所以將輔助比設(shè)定為“2”，將平滑率設(shè)定為“1”直至下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線的值成為某一值(例如約0.6)為止。若下側(cè)包絡(luò)線/上側(cè)包絡(luò)線超過某個(gè)值，則輔助比及平滑率逐漸下降，若達(dá)到例如0.9左右，則輔助比及平滑率再度成為固定值。

所述曲線為一例，也可以采用其他曲線。

此外，在以上所述的內(nèi)容為開始踩踏時(shí)，僅檢測下側(cè)包絡(luò)線，所以將例如由圖24算出的值與由圖25算出的值(已算出的情況)相比，也可以采用較大值。

[其他實(shí)施方式]

以上，表示了將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203應(yīng)用于前饋控制的例子，但在反饋控制中，也可以使用本驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203。將這種情況下的運(yùn)算部1021的功能框圖示于圖26。

本實(shí)施方式的運(yùn)算部1021包括再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部11201、再生有效化部11202、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203、輔助有效化部11204、加算部11206、轉(zhuǎn)矩通過速率限制部11255、相當(dāng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換部11251、加算部11252、環(huán)形濾波器部11253、及pwm碼生成部11254。

來自車速輸入部1024的車速值及來自轉(zhuǎn)矩輸入部1027的踏板轉(zhuǎn)矩值輸出至驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203，并且算出輔助轉(zhuǎn)矩值。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203的運(yùn)算內(nèi)容與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203相同。

此外，再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部11201根據(jù)來自車速輸入部1024的車速值，而算出例如依據(jù)預(yù)先設(shè)定的曲線的再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。該曲線是表示與車速值為相反極性且成為車速值的絕對值的一半以下(“一半以下”也包括例如超過“一半”數(shù)％左右的情況)的關(guān)系的曲線。這樣，則無論為多大速度，也可以以某種程度的效率進(jìn)行再生。另外，關(guān)于該處理，由于并非本實(shí)施方式的主旨，所以以下不再敘述。

在本實(shí)施方式中，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示存在制動(dòng)的輸入信號(hào)，則再生有效化部11202將來自再生制動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部11201的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值輸出至加算部11206。在除此以外的情況下，輸出0。另一方面，若從制動(dòng)輸入部1028輸入表示無制動(dòng)的輸入信號(hào)，則輔助有效化部11204輸出來自驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部11203的輔助轉(zhuǎn)矩值。在除此以外的情況下，輸出0。

加算部11206將來自再生有效化部11202的再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的極性反轉(zhuǎn)輸出，或直接輸出來自輔助有效化部11204的輔助轉(zhuǎn)矩值。以下，為簡化說明，將輔助轉(zhuǎn)矩值及再生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值簡稱為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。

轉(zhuǎn)矩通過速率限制部11255對來自加算部11206的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值實(shí)施已知的通過速率限制處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部11252。

另一方面，相當(dāng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換部11251實(shí)施相當(dāng)于來自電流檢測部1023的電動(dòng)機(jī)電流的值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩相當(dāng)值的處理，并且將處理結(jié)果輸出至加算部11252。加算部11252自來自轉(zhuǎn)矩通過速率限制部11255的輸出減去來自相當(dāng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換部11251的輸出，并且將運(yùn)算結(jié)果輸出至環(huán)形濾波器部11253。環(huán)形濾波器部11253對來自加算部11252的輸出實(shí)施積分處理，并且將處理結(jié)果輸出至pwm碼生成部11254。pwm碼生成部11254對來自環(huán)形濾波器部11253的輸出乘以來自ad輸入部1029的電池電壓/基準(zhǔn)電壓(例如24v)而生成pwm碼。pwm碼輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序生成部1026。

這樣，則于反饋控制中可直接獲得以上所述的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)運(yùn)算部1203的效果。

以上對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此。例如，以上所述的功能框圖為方便說明而分為功能區(qū)塊，實(shí)際的電路構(gòu)成也存在不同，在通過程序而實(shí)現(xiàn)的情況下，也存在與程序模塊構(gòu)成不一致的情況。而且，實(shí)現(xiàn)以上所述的功能的具體的運(yùn)算方法存在多種，可采用任一種。

此外，關(guān)于運(yùn)算部1021的一部分，只要也存在通過專用電路而實(shí)現(xiàn)的情況，則也通過微處理器執(zhí)行程序而實(shí)現(xiàn)如上所述的功能。

此外，在以上所述的實(shí)施方式中，表示了對踏板輸入轉(zhuǎn)矩直接乘以欠缺率的運(yùn)算的例子，但有時(shí)也對踏板輸入轉(zhuǎn)矩乘以欠缺率x的函數(shù)f(x)。而且，也可以為如對車輪旋轉(zhuǎn)連動(dòng)lpf部3005的輸出也乘以欠缺率x的函數(shù)g(x)的變形。