(57)【要約】【課題】運転者の踏み力に応じたアシストトルクを発生するようにモータの駆動制御を行う電動補助自転車の補助力制御装置を提供する。【解決手段】運転者がペダル（４０Ｌ、４０Ｒ）を踏むことにより回転する前記クランク軸（３８）の回転トルク値をトルクセンサ（８０）で検出し、該回転トルク値を用いて決定されたアシスト力を発生するようにモータ（５０）を制御する電動補助自転車（１０）の補助動力制御装置（５４）は、前記回転トルク値のピーク位置が検出されたタイミングから前記回転トルク値が検出されたタイミングまでの時間から、現在の前記回転トルク値が検出されたときの前記クランク軸の回転角度を算出するとともに、算出された前記クランク軸の回転角度から、検出された前記現在の回転トルク値から運転者が鉛直方向に前記ペダルを踏む踏み力を算出し、算出された前記踏み力に応じて前記モータのアシスト力を決定する。【選択図】図２
2012214151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者がペダル（４０Ｌ、４０Ｒ）を踏むことにより回転するクランク軸（３８）の回転トルク値をトルクセンサ（８０）で検出し、該回転トルク値を用いて決定されたアシスト力を発生するようにモータ（５０）を制御する電動補助自転車（１０）の補助動力制御装置（５４）において、
前記補助動力制御装置（５４）は、前記回転トルク値のピーク位置が検出されたタイミングから前記回転トルク値が検出されたタイミングまでの時間から、現在の前記回転トルク値が検出されたときの前記クランク軸（３８）の回転角度を算出するとともに、算出された前記クランク軸（３８）の回転角度から、検出された前記現在の回転トルク値から運転者が鉛直方向に前記ペダル（４０Ｌ、４０Ｒ）を踏む踏み力を算出し、算出された前記踏み力に応じて前記モータ（５０）のアシスト力を決定する
ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の補助力制御装置（５４）。
【請求項２】
請求項１に記載の電動補助自転車（１０）の補助力制御装置（５４）において、
前記回転トルク値のピーク位置間を１サイクルとし、前回の１サイクルの期間の前記回転トルク値を参照データとして更新し、該参照データを用いて今回の１サイクルで検出される前記回転トルク値を正規化相関して得られた相関値から回転トルク位置のピーク位置を推定する
ことを特徴とする電動補助自転車（１０）の補助動力制御装置（５４）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動補助自転車（１０）の補助動力制御装置（５４）において、
前記電動補助自転車（１０）の車速と前記踏み力に応じて前記モータ（５０）のアシスト力を決定する
ことを特徴とする電動保持自転車（１０）の補助動力制御装置（５４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動補助自転車の補助力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に示すように、運転者によって自動車のペダルが設けられたクランク軸に加えられる回転トルク値を検出し、その回転トルク値に応じたアシストトルクを発生するようにモータを駆動制御することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−７９０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、検出される回転トルク値は、運転者がペダルに加える踏み力の回転方向の分力であるため、該踏み力に応じたアシストトルクを発生させるようにモータが駆動制御されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、運転者の踏み力に応じたアシストトルクを発生するようにモータの駆動制御を行う電動補助自転車の補助力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、運転者がペダル（４０Ｌ、４０Ｒ）を踏むことにより回転するクランク軸（３８）の回転トルク値をトルクセンサ（８０）で検出し、該回転トルク値を用いて決定されたアシスト力を発生するようにモータ（５０）を制御する電動補助自転車（１０）の補助動力制御装置（５４）において、前記補助動力制御装置（５４）は、前記回転トルク値のピーク位置が検出されたタイミングから前記回転トルク値が検出されたタイミングまでの時間から、現在の前記回転トルク値が検出されたときの前記クランク軸（３８）の回転角度を算出するとともに、算出された前記クランク軸（３８）の回転角度から、検出された前記現在の回転トルク値から運転者が鉛直方向に前記ペダル（４０Ｌ、４０Ｒ）を踏む踏み力を算出し、算出された前記踏み力に応じて前記モータ（５０）のアシスト力を決定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動補助自転車（１０）の補助力制御装置（５４）において、前記回転トルク値のピーク位置間を１サイクルとし、前回の１サイクルの期間の前記回転トルク値を参照データとして更新し、該参照データを用いて今回の１サイクルで検出される前記回転トルク値を正規化相関して得られた相関値から回転トルク位置のピーク位置を推定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の電動補助自転車（１０）の補助動力制御装置（５４）において、前記電動補助自転車（１０）の車速と前記踏み力に応じて前記モータ（５０）のアシスト力を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、運転者がペダルを踏むことにより回転する前記クランク軸の回転トルク値をトルクセンサで検出し、該回転トルク値を用いて決定されたアシスト力を発生するようにモータを制御する電動補助自転車の補助動力制御装置において、前記補助動力制御装置は、前記回転トルク値のピーク位置が検出されたタイミングから前記回転トルク値が検出されたタイミングまでの時間から、現在の前記回転トルク値が検出されたときの前記クランク軸の回転角度を算出するとともに、算出された前記クランク軸の回転角度から、検出された前記現在の回転トルク値から運転者が鉛直方向に前記ペダルを踏む踏み力を算出し、算出された前記踏み力に応じて前記モータのアシスト力を決定するので、運転者が踏んでいる力に対してリニアにアシストすることができ、運転者の踏み力に沿ったアシスト制御を行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の電動補助自転車の補助力制御装置において、前記回転トルク値のピーク位置間を１サイクルとし、前回の１サイクルの期間の前記回転トルク値を参照データとして更新し、該参照データを用いて今回の１サイクルで検出される前記回転トルク値を正規化相関して得られた相関値から回転トルク位置のピーク位置を推定するので、運転者がペダルの踏み込みを連続して複数回行い、ピーク位置が連続して複数発生した場合であっても、正規化相関された相関値によってピーク位置を検出するので、サイクル毎のクランク軸の回転角度毎に適切なアシストトルクを発生させることができ、運転者に違和感を与えることがないアシスト制御を行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、前記電動補助自転車の車速と前記踏み力に応じて前記モータのアシスト力を決定するので、現在の車速に応じたアシスト比でアシスト制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電動補助自転車の左側面図である。
【図２】図１のアシスト自転車の要部を示す左側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】クランク軸に与えられる回転トルクと運転者がペダルに与える踏み力との力関係を示す図である。
【図５】磁歪式トルクセンサが検出した回転トルク値ｆ、及び、該検出した回転トルク値ｆに応じて定められる踏み力Ｆと示すタイムチャートである。
【図６】コントローラの動作を示すフローチャートである。
【図７】図７Ａは、検出された回転トルク値ｆを示すタイムチャートであり、図７Ｂは、回転トルク値を用いて正規化相関された相関値ｆを示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る電動補助自転車の補助力制御装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１４】
図１は、電動補助自転車（アシスト自転車）１０の左側面図、図２は、図１のアシスト自転車１０の要部を示す左側面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００１５】
アシスト自転車１０は、車体前方に位置するヘッドパイプ１２と、該ヘッドパイプ１２から後方且つ下方に延びるダウンフレーム１４と、ダウンフレーム１４の後端から上方に立ち上がるシートパイプ１６とを備える。ヘッドパイプ１２には、下方に延びるフロントフォーク１８が操舵可能に接続されており、このフロントフォーク１８の下端に前輪ＷＦが軸支されている。また、ヘッドパイプ１２の上方にハンドル２０が設けられている。
【００１６】
ダウンフレーム１４の後端には、後方に延びるリアフォーク２２が配設されており、このリアフォーク２２の後端に後輪ＷＲが軸支されている。また、シートパイプ１６の上部とリアフォーク２２の後部との間に、左右一対のステー２４が配設されている。
【００１７】
ダウンフレーム１４及びリアフォーク２２は、アシスト駆動ユニット２６を支持する。シートパイプ１６には、上端にシート２８を有するシートポスト３０がシート２８の上下位置を調整可能に装着されている。シートパイプ１６の後方には、アシスト駆動ユニット２６に電力を供給するためのバッテリ３２が着脱可能にシートパイプ１６のステー３４に取り付けられている。
【００１８】
アシスト駆動ユニット２６及びスプロケット（出力部）３６を貫通して、車体の幅方向に延びるクランク軸３８が設けられ、クランク軸３８の両側に、ペダル４０Ｌを有するクランク４２Ｌ、ペダル４０Ｒを有するクランク４２Ｒが接続されている。運転者がペダル４０Ｌ、４０Ｒを漕ぐことにより、クランク軸３８に回転トルク（動力）が与えられる。クランク軸３８に与えられた回転トルクに起因してスプロケット３６が回転し、該スプロケット３６の回転は、チェーン４４を介して、後輪ＷＲ側のスプロケット４６に伝達され、後輪ＷＲが回転する。スプロケット３６、チェーン４４、及びスプロケット４６は駆動系機構として機能する。
【００１９】
ここで、図４に示すように、クランク軸３８に与えられる回転トルク値ｆは、運転者がペダル４０Ｌを漕いだときの踏み力Ｆの回転方向の分力であり、実際に運転者がペダルに与えた踏み力Ｆではない。回転トルク値ｆと踏み力Ｆとは、回転トルク値ｆ＝踏み力Ｆ×ｃｏｓθ、の関係式で表すことができる。運転者は、ペダル４０Ｌ、４０Ｒを漕ぐときには、ペダル４０Ｌ、４０Ｒを鉛直方向に踏むので、踏み力Ｆの方向は、鉛直方向となる。
【００２０】
アシスト駆動ユニット２６は、その筐体（ケース）４８内に、ブラシレスモータ（モータ）５０と、ブラシレスモータ５０を駆動させる駆動ドライバ５２と、後述する磁歪式トルクセンサ（トルクセンサ）によって検出された回転トルク値ｆに基づいて駆動ドライバ５２のＰＷＭ制御を行うコントローラ（補助動力制御装置）５４と、ブラシレスモータ５０の駆動軸５６と噛み合って回転する駆動ギア５８と、駆動ギア５８の回転に応じて回転する出力軸１０８と、出力軸１０８と一体となって回転するアシストスプロケット６０とを一体に保持する。アシストスプロケット６０にはチェーン４４が取り付けられる。アシスト駆動ユニット２６は、ブラシレスモータ５０の駆動力を前記駆動系機構に伝達する。
【００２１】
コントローラ５４は、磁歪式トルクセンサ８０によって検出された回転トルク値ｆから運転者が鉛直方向にペダル４０Ｌ、４０Ｒを踏む力（ペダル４０Ｌ、４０Ｒに与える踏み力）Ｆを算出し、該踏み力Ｆとアシスト自転車１０の車速に応じたアシスト比とによって定められるアシストトルク（アシスト力）をブラシレスモータ５０が発生するように、駆動ドライバ５２をＰＷＭ制御する（アシスト制御を行う）。アシスト自転車１０の車速は、前輪ＷＦ又は後輪ＷＲ等に設けられた図示しない車速センサによって得ることができる。なお、コントローラ５４はカウンタとしての機能も有する。
【００２２】
駆動ドライバ５２、複数相（本実施の形態では、ＵＶＷ相の３相）の各スイッチング素子を有し、コントローラ５４は、決められたデューティ比でＵＶＷ相の各スイッチング素子をオン・オフ制御することで、駆動ドライバ５２をＰＷＭ制御する。このＰＷＭ制御により、駆動ドライバ５２は、バッテリ３２の直流電力を３相交流電力に変換して、３相の交流電流をブラシレスモータ５０のＵ相のステータコイル、Ｖ相のステータコイル、Ｗ相のステータコイルに通電する。これにより、ブラシレスモータ５０の駆動軸５６が回転する。
【００２３】
ブラシレスモータ５０が発生したアシストトルクは、駆動軸５６、駆動ギア５８、を介して出力軸１０８に伝達される。出力軸１０８に伝達されたアシストトルクは、アシストスプロケット６０を介してチェーン４４に伝達される。したがって、運転者がペダル４０Ｌ、４０Ｒを漕ぐことによって、クランク軸３８に与えられた回転トルク値ｆ（駆動力）とブラシレスモータ５０が発生したアシストトルクとが、チェーン４４を介して、後輪側のスプロケット４６に伝達されて、後輪ＷＲが回転する。なお、アシストスプロケット６０の後方には、チェーン４４の巻き付け角を大きく取るためのアイドラ６２が設けられている。
【００２４】
ブラシレスモータ５０は、円周方向に交互に配置された計８個のＮ極及びＳ極の永久磁石６４を有するロータ６６と、ロータ６６の外周部を覆うように径方向で対抗配置され、ロータ６６を回転させる回転磁界を発生するＵＶＷ相の３相のステータ巻線６８を有するステータ７０を備える。ロータ６６の回転軸に駆動軸５６が設けられている。また、ステータ７０は、計１２個あるので、Ｕ相のステータ巻線６８、Ｖ相のステータ巻線６８、及び、Ｗ相のステータ巻線６８は、それぞれ４つある。ブラシレスモータ５０のＵ相のステータコイルは、４つのＵ相のステータ巻線６８によって構成され、Ｖ相のステータコイルは、４つのＶ相のステータ巻線６８によって構成され、Ｗ相のステータコイルは、４つのＷ相のステータ巻線６８によって構成される。
【００２５】
アシスト駆動ユニット２６は、アシスト自転車１０が前に進む方向（正方向）に、ペダル４０Ｌ、４０Ｒを漕いだ場合にスプロケット３６を回転させ、正方向とは反対の方向にペダル４０Ｌ、４０Ｒを漕いだ場合にスプロケット３６を回転させない機構を有する。具体的には、図３に示すように、アシスト駆動ユニット２６は、クランク軸３８の外周に挿嵌される中空部材（中空トルク伝達部材）７２と、該中空部材７２と筐体４８との間に設けられたベアリング部７４と、クランク軸３８と筐体４８との間に設けられたベアリング部７６と、クランク軸３８と中空部材７２との間に設けられたワンウェイクラッチ７８とを有する。ワンウェイクラッチ７８は、ペダル４０Ｌ、４０Ｒが正方向に漕がれたときにクランク軸３８の回転を中空部材７２に伝達し、ペダル４０Ｌ、４０Ｒが正方向と反対方向に漕がれたときにクランク軸３８の回転を中空部材７２に伝達しない構造を有する。中空部材７２の右端はスプラインが形成されており、スプロケット３６がスプラインに嵌合した状態で取り付けられている。
【００２６】
正方向にペダル４０Ｌ、４０Ｒが漕がれると、クランク軸３８が回転すると共に、ワンウェイクラッチ７８により中空部材７２が回転する。これにより、スプロケット３６が回転する。一方、正方向と反対方向にペダル４０Ｌ、４０Ｒが漕がれると、クランク軸３８は回転するが、中空部材７２は、ワンウェイクラッチ７８によって回転しない。これにより、正方向と反対方向にペダル４０Ｌ、４０Ｒが漕がれてもスプロケット３６は回転しない。
【００２７】
また、クランク軸３８に与えられた回転トルク値ｆを検出する磁歪式トルクセンサ８０は、クランク軸３８上に配置される。詳しくは、支持部材８２によって中空部材７２の外周に磁歪式トルクセンサ８０が配置されている。中空部材７２には磁性膜８４が設けられ、支持部材８２は、磁歪式トルクセンサ８０が該磁性膜８４に対向するように磁歪式トルクセンサ８０を中空部材７２と相対回転可能に支持する。磁歪式トルクセンサ８０は、２つの検出コイル８６、８８を含み、磁歪式トルクセンサ８０は、中空部材７２が回転することで発生する磁歪によって生じる各検出コイル８６、８８のインダクタンスの変化を電圧に変換してコントローラ５４に出力する。なお、正方向と逆方向にペダル４０Ｌ、４０Ｒが漕がれている場合は、中空部材７２は回転しないので、磁歪式トルクセンサ８０によって、クランク軸３８に与えられた回転トルク値ｆは検出されない。なお、磁歪式トルクセンサ８０は、所定の周期で（Δｔ毎に）回転トルク値ｆを検出する。
【００２８】
ブラシレスモータ５０の駆動軸５６には、磁石９０を保持するマグネットホルダー９２が設けられており、ロータ６６の回転と一緒に回転する。磁石９０を検出するホールＩＣ９４が磁石９０に対向するように設けられており、ホールＩＣ９４は３つ設けられている（図２参照）。この３つのホールＩＣ９４によって、ロータ６６の回転角度及び回転数を検出する。ホールＩＣ９４は、ホールＩＣハウジング９６によって保持されている。ホールＩＣハウジング９６は、ボルトｂによって、アシスト駆動ユニット２６の筐体４８内部に取り付けられている。磁石９０は、円周方向に沿って８個設けられており、Ｎ極の磁石９０とＳ極の磁石９０とが交互に配置されている。この磁石９０及びホールＩＣ９４がブラシレスモータ５０の回転角度を検出する磁極センサとして機能する。
【００２９】
ブラシレスモータ５０と駆動ギア５８とは収納される空間が区画されている。マグネットホルダー９２の外周には、ダストシール９８が設けられ、ダストシール９８は、駆動ギア５８が設けられている空間からブラシレスモータ５０が設けられている空間へのゴミ等の侵入を防ぐものである。ブラシレスモータ５０を保護するカバーは、ブラシレスモータ５０の外周に沿ってボルトＢによってアシスト駆動ユニット２６の筐体４８に取り付けられている。
【００３０】
筐体４８は、筐体４８内の空間を区画する仕切板１００を有し、駆動ドライバ５２、コントローラ５４、及び磁歪式トルクセンサ８０は、同一空間内に配置され、ブラシレスモータ５０は、クランク軸３８の後方且つ下方であり、磁歪式トルクセンサ８０と区画された空間に収納配置されている。また、駆動ドライバ５２及びコントローラ５４は、磁歪式トルクセンサ８０の下方に配置されている。
【００３１】
磁歪式トルクセンサ８０とブラシレスモータ５０とは収納される空間が区画されているが、磁歪式トルクセンサ８０とブラシレスモータ５０とは近接されて配置された状態にある。また、図示しないが駆動ドライバ５２と、コントローラ５４とは筐体４８壁面に固定されるとともに、対向する左右壁面に各々固定され、コントローラ５４は、磁歪式トルクセンサ８０側の筐体４８壁面に配置されている。
【００３２】
アイドラ６２は、支持アーム１０２によって軸支され、ピボット１０４は、揺動可能に支持アーム１０２を軸支する。ピボット１０４に軸支された支持アーム１０２は、トーションスプリングによりアイドラ６２がチェーン４４を加圧する方向に付勢されている。
【００３３】
アシストスプロケット６０が有する出力軸１０８と、駆動ギア５８との間には、ワンウェイクラッチ１０６が設けられ、ワンウェイクラッチ１０６は、駆動ギア５８が正方向（アシスト自転車１０が前に進む方向）に回転している場合のみ、該回転を出力軸１０８に伝達する。これにより、ブラシレスモータ５０のロータ６６が正方向に回転している場合のみ、アシストスプロケット６０が回転し、ブラシレスモータ５０が発生したアシストトルクがチェーン４４を介して後輪ＷＲ側のスプロケット４６に伝達される。
【００３４】
図５は、磁歪式トルクセンサ８０が検出した回転トルク値ｆ、及び、該検出した回転トルク値ｆに応じて定められる踏み力Ｆと示すタイムチャートである。図５の参照符号１５０は、磁歪式トルクセンサ８０が検出した回転トルク値ｆを示し、参照符号１５２は、該回転トルクから算出された踏み力Ｆを示す。回転トルクのピーク値が到来するのは、図４に示すクランク軸３８の回転角度θが、０度、１８０度となったときなので、回転トルク値ｆは、ペダル４０Ｌ、４０Ｒを１回転漕ぐ期間を１周期とすると、半周期毎（ペダル４０Ｌ、４０Ｒの半回転毎）にピーク値が到来することになる。このピーク位置間の時間、つまり、半周期の時間をＴｐｐとする。この回転トルク値ｆのピーク値が到来するのは、図４に示すクランク軸３８の回転角度θが、０度、１８０度となったときである。つまり、ピーク値ｆが到来するのは、クランク４２Ｌ、４２Ｒとアシスト自転車１０の前後方向とのなす角θが０度、１８０度になったときである。
【００３５】
コントローラ５４は、検出された回転トルク値ｆからピーク位置を検出する。そして、直前に検出された回転トルク値ｆのピーク位置間の時間Ｔｐｐと、直近にピーク位置が検出されたタイミングｔ１から直近に回転トルク値ｆが検出されたタイミングｔ２までの時間とから、タイミングｔ２におけるクランク軸３８の回転角度θを算出する。詳しくは、回転角度θ＝１８０度×（ｔ２−ｔ１）／Ｔｐｐ、の関係式を用いて回転角度θを算出する。そして、コントローラ５４は、直近に検出された回転トルク値（タイミングｔ２で検出された回転トルク値）ｆから、該算出された回転角度θにおける踏み力Ｆを算出する。詳しくは、踏み力Ｆ＝回転トルク値ｆ／ｃｏｓθ、の関係式に基づいて算出する。そして、該算出した踏み力Ｆに応じたアシストトルクをブラシレスモータ５０が発生するように、駆動ドライバ５２をＰＷＭ制御する。
【００３６】
このように、コントローラ５４は、検出された回転トルク値ｆから運転者が鉛直方向にペダル４０Ｌ、４０Ｒを踏む踏み力Ｆを算出して、駆動ドライバ５２を制御するので、運転者が踏んでいる力に対してリニアにアシストすることができ、運転者の踏み力Ｆに沿ったアシスト制御を行うことができる。
【００３７】
しかしながら、運転者が実際にペダル４０Ｌ、４０Ｒを漕ぐ場合、図５に示すように、回転トルク値ｆのピーク位置が一定の周期で到来する波形にはならずに、不規則に乱れる可能性もあり、このような場合は、正確に回転トルク値ｆのピーク位置を推定することはできず、クランク軸３８の回転角度θを適切に求めることができない。したがって本実施の形態ではさらに、このような場合も勘案して、正確にピーク位置を推定するというものである。なお、回転トルク値ｆのピーク位置が一定の周期で到来しない場合としては、運転者がペダル４０Ｌ、４０Ｒを半回転させずに、ペダル４０Ｌ、４０Ｒを逆方向に回転させて戻した後、再度ペダル４０Ｌ、４０Ｒを踏むというような場合がある。
【００３８】
次に、コントローラ５４の動作を、図６のフローチャートにしたがって説明する。なお、コントローラ５４は、磁歪式トルクセンサ８０が検出した回転トルク値ｆをコントローラ５４の図示しないバッファメモリ（データ記憶部）に逐次記憶させていく。
【００３９】
まず、コントローラ５４は、磁歪式トルクセンサ８０が検出した回転トルク値ｆに基づいて、回転トルク値ｆのピーク位置の検出処理を行う（ステップＳ１）。回転トルク値ｆのピーク位置の検出処理は、Δｆを算出する。Δｆは、Δｆ＝（現在検出された（今回に検出された）回転トルク値ｆ−前回検出された回転トルク値ｆ）／Δｔ、の関係式により求めることができる。
【００４０】
次いで、コントローラ５４は、回転トルク値ｆのピーク位置が検出されたか否かを判断する（ステップＳ２）。詳しくは、今回求めたΔｆが０より小さく、前回求めたΔｆが０より大きい場合は、ピーク位置が検出されたと判断する。この場合、前回回転トルク値ｆを検出したタイミングがピーク位置となる。
【００４１】
ステップＳ２で、ピーク位置が検出されていないと判断するとそのままステップＳ５に進み、ピーク位置が検出されたと判断すると、コントローラ５４は、相関値未検出フラグがハイであるか（相関値未検出フラグが立っているか）否かを判断する（ステップＳ３）。前記データ記憶部は、相関値未検出フラグのハイ（１）、ロー（０）を記憶するフラグ記憶領域を有し、コントローラ５４は、該フラグ記憶領域にハイが記憶されているか否かにより判断する。なお、初期値として最初は、フラグ記憶領域にハイ（１）が記憶されている。また、初期値としてＴｐｐ＝０、カウント値ｃ＝０に設定されている。
【００４２】
ステップＳ３で、相関値未検出フラグがローであると判断するとそのままステップＳ５に進み、相関値未検出フラグがハイであると判断すると、コントローラ５４は、前記データ記憶部の参照データ記憶領域に記憶されている参照データｇの入れ替えを行って前記参照データ記憶領域の記憶を更新する（ステップＳ４）して、ステップＳ５に進む。この参照データとは、ピーク位置間で検出された複数の回転トルク値ｆの集合であり、入れ替えられる参照データは、前回のピーク位置間（直近のピーク位置間）で検出された複数の回転トルク値ｆである。ここで、ピーク位置間を１サイクルとする。
【００４３】
ステップＳ５に進むと、コントローラ５４は、前記データ記憶部の前記参照データ記憶領域に記憶されている参照データを用いて、磁歪式トルクセンサ８０が検出した回転トルク値ｆを正規化相関して相関値γを算出する。詳しくは、数１に示す関係式を用いて相関値γを算出する。ｆ（ｔ）は、タイミングｔ時に検出された回転トルク値を示し、γ（ｔ）は、タイミングｔ時に回転トルク値ｆから求められた相関値を示す。ｇ（ｔ）は、タイミングｔ時に検出された参照データとしての回転トルク値ｆ（ｔ）を示す。なお、参照データｇがない場合は、算出される相関値γは、０となる。
【００４４】
【数１】
2012214151.tif 000003
【００４５】
次いで、コントローラ５４は、算出された相関値γに基づいて、相関値γのピーク位置の検出処理を行う（ステップＳ６）。相関値γのピーク位置の検出処理は、Δγを算出する。Δγは、Δγ＝（直近に算出した（今回算出した）相関値γ−前回算出した相関値γ）／Δｔ、の関係式により求めることができる。
【００４６】
次いで、コントローラ５４は、相関値γのピーク位置が検出された否かを判断する（ステップＳ７）。詳しくは、今回求めたΔγが０より小さく、前回求めたΔγが０より大きく、且つ、前回算出した相関値γが所定値（例えば、０．６５）より大きい場合は、ピーク位置が検出されたと判断する。ピーク位置が検出されたと判断された場合は前回相関値γを算出したタイミングがピーク位置となる。この相関値γのピーク位置を回転トルク値ｆのピーク位置と推定する。この相関値γは１を超えることがない値である。この相関値γ（ｔ）は、タイミングｔにおける参照データｇ（前回のサイクルにおける回転トルク値ｆ）と回転トルク値ｆとの類似度を表しており、相関値γが１の場合は最も類似度が高く（完全一致しており）、相関値γが低いほど類似度は低くなる。
【００４７】
ステップＳ７で、相関値γのピーク位置が検出されていないと判断すると、コントローラ５４は、現在のカウント値ｃが０より大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。ステップＳ８で、カウント値ｃが０より大きくないと判断するとステップＳ１に戻り、ステップＳ８で、カウント値ｃが０より大きいと判断すると、コントローラ５４は、カウント値ｃをインクリメントする（ステップＳ９）。つまり、カウント値ｃ＝カウント値ｃ＋１、にする。
【００４８】
次いで、コントローラ５４は、カウント値ｃが閾値αより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０でカウント値ｃが閾値αより大きくないと判断した場合はステップＳ１６に進み、ステップＳ１０でカウント値ｃが閾値αより大きいと判断した場合は、相関値未検出フラグをハイにする（ステップＳ１１）。次いで、カウント値ｃを０にすると共に、１サイクルの時間Ｔｐｐを０にして（ステップＳ１２）、ステップＳ１６に進む。
【００４９】
一方、ステップＳ７で、相関値γのピーク位置が検出されたと判断すると、次いで、コントローラ５４は、相関値未検出フラグをローにする。詳しくは、前記フラグ記憶領域にロー（０）を記憶させる（ステップＳ１３）。
【００５０】
次いで、コントローラ５４は、コントローラ５４は、前記データ記憶部の前記参照データ記憶領域に記憶されている参照データｇの入れ替えを行って前記参照データ記憶領域の記憶を更新させる（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、相関値γのピーク位置間（直近に検出された回転トルク値ｆのピーク位置間）で検出された回転トルク値ｆを参照データｇとして記憶する。
【００５１】
次いで、コントローラ５４は、ピーク位置間（１サイクル）の時間Ｔｐｐを現在のカウンタ値ｃにするとともに、カウンタ値ｃを１にして（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に進む。
【００５２】
ステップＳ１６に進むと、コントローラ５４は、相関値未検出フラグがローで、且つ、Ｔｐｐが０より大きいか否かを判断する。ステップＳ１９で、相関値未検出フラグがローの場合、若しくはＴｐｐが０より大きくないと判断された場合は、ステップＳ１に戻る。
【００５３】
一方で、ステップＳ１６で、相関値未検出フラグがローで、且つ、Ｔｐｐが０より大きいと判断するとステップＳ１７に進み、コントローラ５４は、現在のクランク軸３８の回転角度θを算出する。詳しくは、前回の（直近の）１サイクルの時間Ｔｐｐと現在のカウント値ｃとから現在のクランク軸３８の回転角度θ（今回検出された回転トルク値ｆにおけるクランク軸３８の回転角度）を算出する。直近に検出した相関値γのピーク位置をｔ１、今回検出した回転トルク値ｆの検出タイミングをｔ２とすると（図５参照）、クランク軸３８の回転角度θは、θ＝１８０度×（ｔ２−ｔ１）／Ｔｐｐ、の関係式から求めることでき、（ｔ２−ｔ１）が現在のカウント値ｃとなる。
【００５４】
次いで、コントローラ５４は、今回検出された回転トルク値ｆ及びクランク軸３８の回転角度とから踏み力Ｆを推定する（ステップＳ１８）。踏み力Ｆは、踏み力Ｆ＝回転トルク値ｆ／ｃｏｓθ、の関係式によって求めることができる。
【００５５】
次いで、該求めた踏み力Ｆと、現在のアシスト自転車１０の車速に応じたアシスト比とによって定められるアシストトルクをブラシレスモータ５０が発生するように駆動ドライバ５２をＰＷＭ制御してブラシレスモータ５０を駆動させる（ステップＳ１９）。
【００５６】
図７Ａは、検出された回転トルク値ｆを示すタイムチャートであり、図７Ｂは、回転トルク値ｆを用いて正規化相関された相関値γを示すタイムチャートである。なお、図７Ａ、図７Ｂで示すタイムチャートにおいては、カウンタ値ｃは閾値αより大きくなることは無いものとする。
【００５７】
上述した動作により、タイミングｔ１で最初に回転トルク値ｆのピーク値が検出されるが、ステップＳ４で参照データｇとして入れ替えられる回転トルク値ｆは、ピーク位置間の一部の期間で検出された回転トルク値であるため、ステップＳ５で算出される相関値γは低い値となる。したがって、ステップＳ７で相関値γのピーク位置は検出されない。
【００５８】
その後、タイミングｔ２が到来すると、ステップＳ４でタイミングｔ１〜タイミングｔ２の間に検出された回転トルク値ｆが参照データｇとして入れ替えられ、相関値γが算出される。
【００５９】
タイミングｔ３が到来すると、ステップＳ７で相関値γのピーク位置として検出され、ステップＳ１４で、タイミングｔ２〜タイミングｔ３の間で検出された回転トルク値ｆが参照データｇとして入れ替えられる。そして、ステップＳ１５で、現在のカウント値ｃがピーク位置間（１サイクル）の時間Ｔｐｐとして設定されるとともに、カウント値が１に設定される。タイミングｔ３では、カウント値ｃは０なので、Ｔｐｐ＝０となる。次いで、ステップＳ１６でＹｅｓと判断され、ステップＳ１７に進む。なお、このときは、Ｔｐｐが０であることから、正確なクランク軸３８の回転角度を算出することができない。したがって、Ｔｐｐ＝０の場合は、ブラシレスモータ５０の駆動制御を行わなくてもよい。つまり、Ｔｐｐ＝０の場合は、ステップＳ１７〜ステップＳ１９の動作を行わなくてもよい。
【００６０】
タイミングｔ４が到来すると、ステップＳ７で相関値γのピーク位置として検出され、ステップＳ１４で、タイミングｔ３〜タイミングｔ４の間で検出された回転トルク値ｆが参照データｇとして入れ替えられる。そして、ステップＳ１５で、現在のカウント値ｃがピーク位置間（１サイクル）の時間Ｔｐｐとして設定されるとともに、カウント値が１に設定される。その後、ステップＳ１７〜ステップＳ１９によってクランク軸３８の回転角度、踏み力Ｆが順に算出され、ブラシレスモータ５０が駆動されアシストトルクを発生する。
【００６１】
その後、次の相関値γのピーク位置であるタイミングｔ６が到来するまでは、ステップＳ９でカウント値ｃがインクリメントされていき、ステップＳ１７では、Ｔｐｐを用いて現在のカウント値ｃと応じた回転角度θが算出される。
【００６２】
ここで、タイミングｔ６の前後のタイミングｔ５、タイミングｔ７では、回転トルクｆのピーク位置が検出されるが、相関値γに基づいてピーク位置を検出しているので、運転者がペダル４０Ｌ、４０Ｒの踏み込みを連続して複数回行い、ピーク位置が連続して複数発生した場合であっても、適切にクランク軸の回転角度θを算出することでき、適切なアシストトルクを発生させることができ、運転者に違和感を与えることがないアシスト制御を行うことができる。
【００６３】
逆に、タイミングｔ５、タイミングｔ7をピーク位置と見做してしまうと、タイミングｔ４〜タイミングｔ５、タイミングｔ５〜タイミングｔ６、タイミングｔ６〜タイミングｔ７は、ペダル４０Ｌ、４０Ｒが半回転した期間と見做されてしまうことになり、タイミングｔ４〜タイミングｔ５、タイミングｔ５〜タイミングｔ６、タイミングｔ６〜タイミング７におけるクランク軸３８の回転角度を適切に算出することができない。
【００６４】
したがって、相関値γを求め、相関値γのピーク位置を回転トルク値ｆのピーク位置と推定することで、運転者に違和感を与えることがないアシスト制御を行うことができる。
【００６５】
なお、図６のフローチャートにおいては、ステップＳ１０で、カウンタ値ｃが閾値αより大きいと判断した場合は、相関値未検出フラグをハイにし（ステップＳ１１）、カウンタ値ｃを０、１サイクルの時間Ｔｐｐを０にする（ステップＳ１２）ようにしたのは、所定時間が経過しているのに、相関値γのピーク位置が検出されない場合は、異常と判断して、初期化することで最初から図６に示す動作を行うためであり、異常事態にも対応することができる。
【００６６】
以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、特許請求の範囲に記載された括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号をつけた要素に限定して解釈されるものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１０…電動車両                  ２８…モータ
５６…シート                    ６０…バッテリ
６４…モータ駆動部              ７０…プリチャージ用リレー
７２、８６…抵抗                ７６…メインコンタクタ
７８…インバータ                ８０…コンデンサ
８２…第１スイッチ              ８４…第２スイッチ
８８…放電回路                  １０６…放電操作手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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