[發明專利]馬達驅動控制裝置

有效

• 申請號: 201310181970.1
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103466033B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 田中正人;淺沼和夫;保坂康夫;白川弘和
• 申請（專利權）人: 微空間株式會社;太陽誘電株式會社
• 主分類號: B62M6/45
• 分類號: B62M6/45;B60L15/28
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 沈錦華

技術領域

本發明涉及一種包括馬達的自行車等所謂的電動助力車的馬達驅動控制裝置。

背景技術

電動助力自行車的動力傳遞系統存在如圖1至圖5所示的樣式(pattern)。在這些樣式中，在后輪齒輪(稱為R齒輪)中內置單向離合器(one-way clutch)。而且，根據馬達的轉矩及速度特性，有設置減速器的情況，也有不設置減速器的情況。

圖1表示在將馬達的轉矩傳遞至后輪的傳遞系統與將踏板的轉矩傳遞至后輪的傳遞系統中共有變速器的第一樣式。第一樣式是踏板與馬達驅動相同的前齒輪(稱為F齒輪)的形式，前輪不受驅動。

圖2表示在將馬達的轉矩傳遞至后輪的傳遞系統與將踏板的轉矩傳遞至后輪的傳遞系統中共有變速器的第二樣式。第二樣式也是利用馬達驅動由踏板所驅動的鏈條的中間齒輪的形式。另外，在本樣式中，前輪也不受驅動。

圖3表示在將馬達的轉矩傳遞至后輪的傳遞系統與將踏板的轉矩傳遞至后輪的傳遞系統中共有變速器的第三樣式。第三樣式是經由2根鏈條而利用踏板及馬達驅動后輪的形式。另外，在本樣式中，前輪也不受驅動。

圖4表示在來自踏板的驅動路徑中插入著變速器的第一樣式。在該樣式中，后輪內置馬達驅動變速器后的后輪輪轂(相當于圖4中的黑圓點)。在該樣式中，由于在比內置于R齒輪中的單向離合器靠后輪側處，進行后輪內置馬達的驅動，所以可使用電磁制動(Electro-magnetic brakes)。另外，在本樣式中，前輪也不受驅動。

圖5表示在來自踏板的驅動路徑中插入著變速器的第二樣式。在該樣式中，馬達驅動前輪。而且，由于前輪側無單向離合器，所以可使用電磁制動。

在圖1至圖3所示的樣式中，由于踏板輸入轉矩、馬達的助力馬達轉矩一起通過變速器驅動后輪，所以即便變速位置、也就是變速比發生改變，馬達對驅動輪進行驅動的轉矩相對于踏板對驅動輪(此處為后輪)進行驅動的轉矩的比、也就是助力比(Ratios of Assist)也不會發生變化。但是，在所有這些樣式中，由于踏板輸入轉矩及助力馬達轉矩均通過R齒輪，所以通過設置在R齒輪內的單向離合器。因此，加速方向的轉矩從馬達傳遞至后輪，而成為反向轉矩的電磁制動方向的轉矩并未得到傳遞。也就是，在這些樣式的情況下，無法施加包括電力再生制動的電磁制動。

另一方面，在圖4及圖5所示的樣式中，由于馬達的轉矩直接傳遞至內置于R齒輪中的單向離合器后、或直接傳遞至前輪，所以可施加包括電力再生制動的電磁制動。然而，在這些樣式的情況下，也會產生如下異常。

另外，以下，假定變速器為3速變速器，作為變速位置的H位置(高速側)的變速比為4/3，M位置(標準)的變速比為1，L位置(低速側)的變速比為3/4來進行說明。

具體來說，如果無論變速比如何，相對于相同踏板輸入轉矩，均賦予相同助力馬達轉矩，那么在H位置，踏板輸入轉矩相對于標準成為變速比4/3的倒數即3/4倍而傳遞至后輪，與此相對，由于助力馬達轉矩不通過變速器而直接驅動前輪或后輪，所以仍為標準。因此，助力比成為標準的1/(3/4)＝4/3倍。另一方面，在L位置，相反地，助力比成為標準的1/(4/3)＝3/4倍。

在使用L位置時，雖然為出發加速時或爬坡時等高負載狀態，但相反地助力比會變低，在多為低負載的H位置時，相反地助力比會變大。

而且，有因為法律規定等原因而將最大助力比規定為車速的函數的情況。例如在日本的法律下，存在如圖6所示的平均助力比(在助力比具有波動變動周期的情況下，表示該波動變動周期中的平均助力比)的限制。也就是，最大平均助力比在時速為10Km之前為2，如果時速為10Km以上且時速為24Km以下，則規定為如下的曲線：在時速為24Km時最大平均助力比成為“0”之前線性地減少。

而且，在這種情況下，以助力比變大的H位置為基準，而涵蓋在法律規定范圍內，在M位置及L位置時，無法法律規定的最大范圍內加以利用。

在該例中，H位置與L位置之間的平均助力比的開度成為(3/4)/(4/3)＝(9/16)倍。即便在假設以在H位置時成為最大容許平均助力比、也就是“2”的方式進行設定的情況下，在L位置，也成為“9/8”(＝2＊9/16)，只能將平均助力比設定在法律規定的一半強程度的范圍內。

如圖7示意性地所示，在M位置的平均助力比為3/2的情況下，H位置的平均助力比成為2，L位置的平均助力比成為9/8。另一方面，在M位置的平均助力比為1的情況下，H位置的平均助力比成為4/3，L位置的平均助力比成為3/4。