モータ制御装置および電動車両
【課題】容易に又は効率的に高機能化を実現可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】例えば、モータ制御装置ＩＣ内に、スロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１と、ＰＷＭ信号を用いてインバータ部ＩＶ＿ＢＫを所定のシーケンスで制御するＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬ等に加えて、ＦＶ変換部ＦＶＣおよび外部端子Ｐ９を設ける。ＦＶＣは、モータ部ＭＴのホールセンサからの周波数信号を受け、この周波数信号の周期をカウントし、その逆数を演算した結果をアナログ電圧に変換することで、周波数に比例した速度電圧信号ＦＶをＰ９より出力する。このＰ９にはスピードメータ等が直接接続される。さらに、ＦＶＣは、車両速度を一定に保つクルーズコントロール部ＣＲＵＳ等でも利用される。
【解決手段】例えば、モータ制御装置ＩＣ内に、スロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１と、ＰＷＭ信号を用いてインバータ部ＩＶ＿ＢＫを所定のシーケンスで制御するＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬ等に加えて、ＦＶ変換部ＦＶＣおよび外部端子Ｐ９を設ける。ＦＶＣは、モータ部ＭＴのホールセンサからの周波数信号を受け、この周波数信号の周期をカウントし、その逆数を演算した結果をアナログ電圧に変換することで、周波数に比例した速度電圧信号ＦＶをＰ９より出力する。このＰ９にはスピードメータ等が直接接続される。さらに、ＦＶＣは、車両速度を一定に保つクルーズコントロール部ＣＲＵＳ等でも利用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御装置および電動車両に関し、特にエレクトリックバイクと呼ばれる電動モータ付き二輪車両およびこれに用いられるモータ制御装置に適用して有益な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、スタート時および登坂時にモータの駆動によって車両の回転を補助し、ブレーキ作動時および高速走行時にモータの回生制動動作により得られた電力をコンデンサに充電する電動補助自転車が示されている。具体的には、車輪の回転速度をＦ−Ｖ変換器で変換した電圧値と基準速度に対応した基準電圧値とを比較し、車輪の回転速度が基準速度よりも遅い場合にはモータに電流を供給し、逆に速い場合或いはブレーキを作動させた場合にはモータに回生制動動作を行わせ、その電圧をコンデンサに充電する。このようなコンデンサへの充電により、走行時における充電効率を高め、充電作業を低減可能となる。
【０００３】
また、特許文献２には、きめの細かいアシストトルク量のリアルタイム制御を行うことが可能な電動アシスト自転車が示されている。具体的には、ペダルにかかる踏力トルクを検出する手段と、このトルク検出信号に対してフィルタ処理を行う手段と、このフィルタ処理後の信号と前述したトルク検出信号とに基づいてアシストトルクを算出する手段とを含み、加えて前述したフィルタ特性を切り替える手段とを備えたものとなっている。このフィルタ特性（カットオフ周波数）を切り替える手段によって、走行の快適性（いわゆる乗り味）を容易に向上させることができる。
【特許文献１】特開２００１−３０９７４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、エレクトリックバイク（Ｅ−Ｂｉｋｅ）と呼ばれる電動モータ付き二輪車両の需要が拡大している。Ｅ−Ｂｉｋｅは、特許文献１および特許文献２に記載されているようなペダルの踏力の一部をモータでアシストする電動アシスト自転車と異なり、ペダルやスロットルを速度調整機構とする自動車のような車両となっている。図２０は、本発明の前提として検討した電動車両において、それに用いられるモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【０００５】
図２０に示すモータ制御装置ＩＣは、外部端子Ｐ１よりスロットル電圧ＴＨＲＴＬを受け、６つのパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌからなるインバータ部ＩＶ＿ＢＫを介して３相のモータ部ＭＴを制御するものとなっている。具体的には、モータ制御装置ＩＣは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣと、ＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１と、ドライバ部ＤＲＶと、ワンショットマルチバイブレータＭＶなどを含んでいる。ＰＷＭＣＭＰ１は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬとＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較することで、ＴＨＲＴＬに応じたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号をＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、複数のサイクルからなる所定の制御シーケンスに基づいて、各サイクル毎に、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の所定のパワートランジスタをＤＲＶを介してＰＷＭ信号で制御すると共に、残りのパワートランジスタのオン又はオフもＤＲＶを介して制御する。
【０００６】
図２１は、図２０のモータ制御装置におけるＰＷＭ信号の一例を示す波形図であり、（ａ）はスロットル電圧が高い場合、（ｂ）はスロットル電圧が低い場合を示すものである。図２１（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＷＭ信号は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬが高い程‘Ｈ’レベル期間が長くなる。この‘Ｈ’レベルの期間では、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の所定のパワートランジスタがオンに駆動され、これに伴いモータ部ＭＴに駆動電流が流れ、モータトルクが発生する。したがって、スロットル電圧ＴＨＲＴＬが高い程、モータ部ＭＴに多くの駆動電流が流れ、モータトルクが大きくなる。
【０００７】
また、モータ部ＭＴには、モータ回転速度を検出するためのホールセンサが備わっている。このホールセンサからの位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷは、モータ制御装置ＩＣ内のワンショットマルチバイブレータＭＶに入力される。ＭＶからは、所定のパルス幅のパルス信号が位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷの周期で出力される。このＭＶからの出力信号は、外部端子Ｐ４０を介してモータ制御装置ＩＣの外部に設けたフィルタ回路（ロウパスフィルタ回路）ＦＩＬで平滑化され、その出力となる速度電圧信号ＦＶが車両に取り付けられたスピードメータＳＭに入力される。
【０００８】
しかしながら、図２０に示すような構成では、抵抗や容量からなる外付けのフィルタ回路ＦＩＬを用いているため、部品数の増加が懸念される。また、モータ制御装置の高機能化を図る際に、図２０のようなワンショットマルチバイブレータＭＶを用いた構成では、高機能化を容易に又は効率的に実現することが困難である。
【０００９】
本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、容易に又は効率的に高機能化を実現可能なモータ制御装置およびそれを搭載した電動車両を提供することにある。また、本発明の他の目的の一つは、部品数の低減を可能にするモータ制御装置およびそれを搭載した電動車両を提供することにある。本発明の前記ならびにそれ以外の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１１】
本発明の一実施の形態によるモータ制御装置は、外部端子から入力されたスロットル電圧に基づいてＰＷＭ信号を生成する機能と、ＰＷＭ信号を用いてモータ部に接続されるインバータ部を制御するＰＷＭ制御機能と、周波数信号を電圧信号に変換するＦＶ変換機能と、この変換後の電圧信号を出力する外部端子とを有するものとなっている。ＦＶ変換機能は、例えば、モータ部に設けられたセンサから外部端子を介してモータ部の回転速度を示す周波数信号を受け、この周波数に比例した電圧値を持つ電圧信号を外部端子より出力する。この外部端子の先にはスピードメータなどが接続される。
【００１２】
このように、モータ制御装置にＦＶ変換機能とその出力を受ける外部端子を設けることで、外部端子から直にスピードメータに電圧信号を出力することができ、従来必要であった外付け部品が不要となるため、このモータ制御装置を含む電動車両において部品数の低減が実現可能となる。
【００１３】
また、前述したモータ制御装置は、電動車両の速度を一定に保つクルーズコントロール機能を備え、ＦＶ変換機能は、このクルーズコントロール機能でも利用される構成となっている。すなわち、クルーズコントロール機能は、外部端子からクルーズ信号が入力された時点でのＦＶ変換機能における電圧信号を保持し、この保持した電圧信号と以降にＦＶ変換機能によって生成される電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整されたＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ制御機能は、このＰＷＭ信号を用いてインバータ部を制御し、これによって、電動車両は、クルーズ信号が入力された時点の速度を維持する。このように、モータ制御装置にＦＶ変換機能を設けることで、クルーズコントロール機能を容易又は効率的に実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【００１４】
また、前述したモータ制御装置は、ペダルの回転速度に応じて電動車両の速度を制御するペダル制御機能を備え、ＦＶ変換機能は、このペダル制御機能でも利用される構成となっている。すなわち、ＦＶ変換機能は、外部端子から電動車両におけるペダルの回転速度を示す周波数信号を受け、この周波数に比例した電圧値を持つ電圧信号を生成し、ペダル制御機能は、この電圧信号に基づいてＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ制御機能は、このＰＷＭ信号を用いてインバータ部を制御し、これによって、電動車両は、ペダルの回転速度に応じた速度で走行する。このように、モータ制御装置にＦＶ変換機能を設けることで、ペダル制御機能を容易又は効率的に実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１６】
本発明の一実施の形態のモータ制御装置およびそれを搭載した電動車両によると、モータ制御装置および電動車両の高機能化を容易に又は効率的に実現可能となる。また、電動車両の部品数の低減が実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両において、その機能概要の一例を示すブロック図である。図１に示す電動車両は、二輪車両本体ＢＤと、これに搭載されるモータ制御装置ＩＣ、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ、モータ部ＭＴ、バッテリＢＡＴ、およびスピードメータＳＭなどによって構成される。モータ部ＭＴは、例えば、３相ブラシレスモータであり、二輪車両本体ＢＤの車輪を回転させる手段となっている。
【００２０】
インバータ部ＩＶ＿ＢＫは、６個のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌと電流検出用の抵抗Ｒｄを含み、モータ制御装置ＩＣの制御に基づいてモータ部ＭＴに所定の駆動電流を供給する。ここでは、６個のパワートランジスタはＮＭＯＳトランジスタとなっており、それぞれは、ソース−ドレイン間にボディダイオードを備えている。Ｔｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈのドレインは、電源電圧ＰＶＣＣに接続され、Ｔｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌのソースは、抵抗Ｒｄを介して接地電圧ＰＧＮＤに接続される。ＰＶＣＣは、バッテリＢＡＴによって供給される。
【００２１】
ＴｕｈのソースはＴｕｌのドレインと共通に接続され、この接続ノードからモータ部ＭＴのＵ相に駆動電流が供給される。ＴｖｈのソースはＴｖｌのドレインと共通に接続され、この接続ノードからモータ部ＭＴのＶ相に駆動電流が供給される。ＴｗｈのソースはＴｗｌのドレインと共通に接続され、この接続ノードからモータ部ＭＴのＷ相に駆動電流が供給される。
【００２２】
モータ制御装置ＩＣは、１つの半導体チップ上に形成され、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣ、ＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ、クルーズコントロール部ＣＲＵＳ、サーマル監視部ＴＭＮＩ、ホールアンプ部ＨＡＬＬ＿ＡＭＰ、ドライバ部ＤＲＶ、過電流検出部ＩＬＭＴ、全体制御部ＣＴＬおよびその一部となるＦＶ変換部ＦＶＣなどを含んでいる。モータ制御装置ＩＣは、バッテリＢＡＴによって電源電圧ＶＣＣが供給され、例えば、インバータ部ＩＶ＿ＢＫと共に１つの実装基板上に実装される。
【００２３】
ＰＷＭＯＳＣは、外部端子Ｐ２に接続された容量Ｃｃを用いて三角波を生成する。ＰＷＭＣＭＰは、外部端子Ｐ１から入力されたスロットル電圧ＴＨＲＴＬと、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較し、その比較結果となるＰＷＭ信号をＣＴＬに出力する。スロットル電圧ＴＨＲＴＬは、二輪車両本体ＢＤに備わったスロットルから、その開き具合に応じて生成される。ＣＲＵＳは、外部端子Ｐ５から入力されたクルーズ信号ＣＲＳを受け、全体制御部ＣＴＬを介してモータ部ＭＴの回転速度が一定となるような制御を行う。ここでは、この一定速度を保つためのＰＷＭ制御電圧が、外部端子Ｐ６に接続された容量Ｃｖで保持される。また、クルーズ信号ＣＲＳは、二輪車両本体ＢＤに備わったボタン等を作動した際に入力され、ＣＲＵＳは、このボタンを押した時点の速度を保持するように制御を行う。ＴＭＮＩは、モータ制御装置ＩＣの温度を監視し、所定の温度を越えた場合に全体制御部ＣＴＬに対して緊急停止信号などを出力する。
【００２４】
ＨＡＬＬ＿ＡＭＰは、モータ部ＭＴに取り付けられたホールセンサから外部端子Ｐ１０〜Ｐ１２を介して入力された位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを増幅し、全体制御部ＣＴＬに出力する。この位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷによって、モータ部ＭＴの回転位置と回転速度を認識することが可能となる。ＦＶＣは、周波数信号を、周波数の高さに比例した電圧値に変換する機能を備える。具体的には、ホールセンサから得られた回転速度情報（周波数信号）を速度電圧信号ＦＶに変換して外部端子Ｐ９より出力し、二輪車両本体ＢＤに備わったスピードメータＳＭに供給する。また、外部端子Ｐ７を介して入力されたペダル信号ＰＥＤＡＬの周波数を電圧値に変換したり、更には、クルーズコントロール部ＣＲＵＳの動作でも用いられる。ＩＬＭＴは、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の抵抗Ｒｄの両端を外部端子Ｐ２２，Ｐ２３を介してモニタし、抵抗Ｒｄに流れる電流（すなわちＩＶ＿ＢＫの駆動電流）が過大となった場合に、その過電流検出信号をＣＴＬに出力する。
【００２５】
全体制御部ＣＴＬは、前述したような各種信号を受け、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫ内のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを制御し、これによってモータ部ＭＴの回転を制御する。ＤＲＶからは、外部端子Ｐ１３〜Ｐ１８を介して制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬが出力される。パワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌのゲートは、それぞれ、この制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬによって制御される。なお、外部端子Ｐ１９、Ｐ２０、Ｐ２１は、それぞれ、モータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相への出力をモニタするために設けられている。
【００２６】
全体制御部ＣＴＬは、主な機能として、次の７つの制御機能を含んでいる。第１の制御機能は、スロットル制御機能であり、前述したスロットル電圧ＴＨＲＴＬを反映したＰＷＭＣＭＰからのＰＷＭ信号によってモータ部ＭＴの回転を制御する機能である。第２の制御機能は、ペダル制御機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったペダルから回転速度を示すペダル信号ＰＥＤＡＬを受け、この回転速度に応じてモータ部ＭＴの回転を制御する機能である。すなわち、前述したスロットルによる速度調整の他にペダルによる速度調整を実現する機能である。
【００２７】
第３の制御機能は、クルーズコントロール機能であり、前述したクルーズコントロール部ＣＲＵＳと連動してモータ部ＭＴの回転速度を一定に制御する機能である。第４の制御機能は、Ｅ−ＡＢＳ機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったＥ−ＡＢＳスイッチを作動させた際に外部端子Ｐ４より入力されるＥ−ＡＢＳ信号ＥＡＢＳＮを受け、モータ部ＭＴにブレーキをかけると共にモータ部ＭＴからの回生電流がバッテリＢＡＴに充電されるように制御する機能である。第５の制御機能は、セキュリティ機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったセキュリティスイッチを作動させた際に外部端子Ｐ８を介して入力されるセキュリティ信号ＳＣＲＴＹを受け、モータ部ＭＴを回転困難な状態に固定する機能である。
【００２８】
第６の制御機能は、駆動電流制限機能であり、前述したＩＬＭＴからの過電流検出信号を受け、駆動電流が増加しないようにＰＷＭ信号のパルス幅を調整する機能である。第７の制御機能は、ブレーキ機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったブレーキ機構を作動させた際に外部端子Ｐ３を介して入力されるブレーキ信号ＢＲＫＮを受け、モータ部ＭＴにブレーキをかける機能である。具体的には、６つのパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを全てオフに駆動する。
【００２９】
このような構成において、本実施の形態による電動車両の主要な特徴は、１つの半導体チップからなるモータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを備えたことと、このＦＶＣを活用して第２の制御機能（ペダル制御機能）や第３の制御機能（クルーズコントロール機能）を実現していることにある。また、他の主要な特徴は、第４の制御機能（Ｅ−ＡＢＳ機能）、第５の制御機能（セキュリティ機能）、第６の制御機能（駆動電流制限機能）を備えたことにある。これらの特徴の詳細は、以降の複数の実施の形態の中で説明する。
【００３０】
図２は、図１の電動車両において、そのモータ制御装置内のＦＶ変換部およびスロットル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図２において、ＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬと三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較し、スロットル電圧の大きさに応じたパルス幅を持つＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、このＰＷＭ信号を用い、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫ内のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを制御する。
【００３１】
具体的には、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷの状態に基づいて、モータ部ＭＴを回転させるための複数のサイクルからなる所定のシーケンスを実行する。このシーケンス内の各サイクルでは、パワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌ内の所定のパワートランジスタをＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号によって駆動することが規定され、残りのパワートランジスタをそれぞれ当該サイクル内でオンするかオフするかも規定されている。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、このシーケンスに基づいて、ＤＲＶを介してＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを駆動する。これによって、モータ部ＭＴは、スロットル電圧ＴＨＲＴＬを反映した回転速度で回転することになる。
【００３２】
また、ＦＶ変換部ＦＶＣは、クロック生成部ＣＧと、カウンタ部ＣＵＮＴと、逆数演算部ＲＣＡＬと、レジスタＲＥＧ１と、ディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ１と、エッジ検出部ＥＤなどを備えている。クロック生成部ＣＧは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波を方形波に変換してＣＵＮＴに出力する。エッジ検出部ＥＤは、モータ部ＭＴのホールセンサからの位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷのいずれかに対してその立ち上がりおよび立ち下がりエッジを検出し、その検出結果をＣＵＮＴに出力する。図３は、図２のＦＶ変換部の動作の一例を示す波形図である。
【００３３】
図３では、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣの出力ノードＮａの波形例と、クロック生成部ＣＧの出力ノードＮｂの波形例と、エッジ検出部ＥＤの入力ノードＮｃの波形例（位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷのいずれかの波形例）と、エッジ検出部ＥＤの出力ノードＮｄの波形例が示されている。図３に示すように、エッジ検出部ＥＤは、入力ノードＮｃにおいてエッジを検出した際にノードＮｂのクロック信号に同期してその１クロック分のパルス信号を生成している。カウンタ部ＣＵＮＴは、ノードＮｂのクロック信号に同期してカウント動作を行うと共に、ノードＮｄにパルス信号が入力された際には、その時点のカウント値を逆数演算部ＲＣＡＬに転送し、その後にカウント値をリセットする。これによって、ＣＵＮＴは、モータ部ＭＴの回転周期の長さを算出することになる。
【００３４】
逆数演算部ＲＣＡＬは、この回転周期の逆数を演算することによって周波数の高さを算出し、その結果をレジスタＲＥＧ１に格納する。また、この際に、ＣＵＮＴのビット数となるｋ（例えばｋ＝１３）ビットからＤＡＣ１のビット数のなるｊ（例えばｊ＝７）ビットへの圧縮も行う。そして、レジスタＲＥＧ１の出力は、ＤＡＣ１によってアナログ電圧に変換され、このアナログ電圧値が、速度電圧信号ＦＶとして外部端子Ｐ９を介して図１に示したスピードメータＳＭに出力される。
【００３５】
以上、本実施の形態１の電動車両を用いると、モータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを設けることで、図２０に示したような外付け部品となるフィルタ回路ＦＩＬが不要となり、電動車両の部品数の低減またはコスト低減が実現可能となる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による電動車両において、図１のモータ制御装置内のクルーズコントロール機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図４に示すモータ制御装置ＩＣは、図２の構成例に対して、クルーズコントロール部ＣＲＵＳと、第２のＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ２と、最大速度選択部ＭＳＥＬなどが加わったものとなっている。
【００３７】
クルーズコントロール部ＣＲＵＳは、レジスタＲＥＧ２と、ディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ２と、コンパレータ部ＣＭＰ１と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３などによって構成される。ＳＷ３は、クルーズ信号ＣＲＳが入力された際に所定の期間オンとなり、これに伴い、ＲＥＧ２は、このＣＲＳが入力された時点での前述したＦＶ変換部ＦＶＣ内のレジスタＲＥＧ１の値をＳＷ３を介してラッチする。このＲＥＧ２でラッチされた値は、ＤＡＣ２によってアナログ電圧に変換された後、ＣＭＰ１の一方の入力となる。すなわち、このＣＭＰ１の一方の入力には、ＣＲＳが入力された時点の速度電圧信号ＦＶが保持されることになる。ＣＭＰ１の他方の入力は、前述したＦＶＣ内のＤＡＣ１の出力となる速度電圧信号ＦＶである。
【００３８】
また、ＳＷ１は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬと容量Ｃｖの間を接続し、ＳＷ２は、ＣＭＰ１の出力と容量Ｃｖの間を接続する。ＳＷ１は、クルーズ信号ＣＲＳが入力された際にオンからオフに遷移し、ＳＷ２は、ＣＲＳが入力された際にオフからオンに遷移する。したがって、ＣＲＳが入力された際には、容量Ｃｖに初期状態としてスロットル電圧ＴＨＲＴＬが保持され、この保持電圧に対してＣＭＰ１からの比較結果に基づく充電または放電が行われる。具体的には、ＤＡＣ２の出力電圧をクルーズ設定電圧信号Ｖ２とすると、ＤＡＣ１の出力電圧となる速度電圧信号ＦＶと比較して、Ｖ２＞ＦＶの場合（例えば路面状況等に応じて実際の回転速度がクルーズに伴う設定回転速度よりも遅くなった場合）は、容量Ｃｖに対して充電が行われ、逆にＶ２＜ＦＶの場合は容量Ｃｖに対して放電が行われる。この結果、容量Ｃｖの電圧は、クルーズに伴う設定回転速度を常に維持できるような電圧値に収束することになる。
【００３９】
容量Ｃｖの電圧は、ＰＷＭＣＭＰ２の一方の入力となる。ＰＷＭＣＭＰ２の他方の入力は、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣが生成した三角波である。これにより、ＰＷＭＣＭＰ２は、容量Ｃｖの電圧値に応じたＰＷＭ信号を生成する。言い換えれば、クルーズに伴う設定回転速度を維持するＰＷＭ信号を生成する。また、ＭＳＥＬは、このＰＷＭＣＭＰ２からのＰＷＭ信号と、図２で述べたような、スロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づくＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号とを受け、オンデューティが大きい方のＰＷＭ信号（つまりＴＨＲＴＬと容量Ｃｖの電圧の内いずれか大きい方の電圧に対応するＰＷＭ信号）を選択し、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。ＭＳＥＬは、具体的には例えば、ＴＨＲＴＬと容量Ｃｖの電圧とを比較する回路と、この比較結果に応じて選択を行うセレクタ回路などによって実現できる。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、図２と同様の動作により、ドライバ部ＤＲＶおよびインバータ部ＩＶ＿ＢＫを介してモータ部ＭＴを制御する。
【００４０】
図５は、図４のクルーズコントロール機能の動作例を概念的に表す波形図である。図５には、実際にモータ部ＭＴを制御する電圧（すなわちＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに入力されるＰＷＭ信号に対応するＰＷＭ制御電圧）と、スロットル電圧ＴＨＲＴＬと、クルーズ信号ＣＲＳが示されている。クルーズ信号ＣＲＳを作動させると、その時点のスロットル電圧ＴＨＲＴＬに応じたＰＷＭ制御電圧でモータ部ＭＴが制御される。その後、仮にスロットル電圧ＴＨＲＴＬを下げた場合でも、最大速度選択部ＭＳＥＬによってＰＷＭＣＭＰ２側のＰＷＭ信号が選択されるためＰＷＭ制御電圧のレベルはそのまま維持される。
【００４１】
一方、仮にスロットル電圧ＴＨＲＴＬを上げた場合は、最大速度選択部ＭＳＥＬによってＰＷＭＣＭＰ１側のＰＷＭ信号が選択されるため、ＰＷＭ制御電圧がこのスロットル電圧ＴＨＲＴＬとなり、モータ部ＭＴでは加速動作が行われる。クルーズ信号ＣＲＳが解除されると、スロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づく通常の動作に復帰する。なお、ブレーキ信号ＢＲＫＮを作動させることでもクルーズコントロール機能は解除できる。
【００４２】
以上、本実施の形態２の電動車両を用いると、モータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを設けることで、このＦＶＣを利用して容易に又は効率的にクルーズコントロール機能が実現可能となる。また、これにより電動車両の高機能化が図れる。
【００４３】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。図６に示す電動車両は、実施の形態２で述べた図４の構成例を変形した構成例となっており、モータ制御装置ＩＣと、図４と同様のインバータ部ＩＶ＿ＢＫおよびモータ部ＭＴを含んでいる。すなわち、図４のモータ制御装置ＩＣは、アナログ信号に基づいてスロットル制御機能やクルーズコントロール機能を実現するものであったが、図６のモータ制御装置ＩＣは、これらの機能をディジタル信号に基づいて実現するものである。これは、例えば、プロセッサ等による演算を主としてモータ部ＭＴを制御したい場合に適している。
【００４４】
図６のモータ制御装置ＩＣは、スロットル電圧ＴＨＲＴＬをディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換部ＡＤＣと、クルーズコントロール部ＣＲＵＳと、ＦＶ変換部ＦＶＣと、オンデューティ演算部ＯＤＣと、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬと、ドライバ部ＤＲＶなどを含んでいる。ＦＶ変換部ＦＶＣは、図４等と同様に、クロック信号を生成するクロック生成部ＣＧと、このクロック信号を用いてホールセンサからの信号の周期をカウントするカウンタ部ＣＵＮＴと、このカウント値の逆数を演算し、その結果をラッチする逆数演算部ＲＣＡＬおよびレジスタＲＥＧ１と、ＲＥＧ１の出力を変換するディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ１等で構成される。
【００４５】
クルーズコントロール部ＣＲＵＳは、レジスタＲＥＧ３と、コンパレータ部ＣＭＰ２と、加減算演算部ＰＭＣＡＬと、スイッチＳＷ４などで構成される。ＲＥＧ３は、クルーズ信号ＣＲＳをトリガとしてＲＥＧ１の値をラッチする。ＣＭＰ２は、ＲＥＧ１とＲＥＧ３の値を比較し、その結果をＰＭＣＡＬに出力する。ＰＭＣＡＬは、ＣＭＰ２によるＲＥＧ１とＲＥＧ３の大小関係に応じて加算値または減算値を演算する。例えば、（ＲＥＧ３の値）＞（ＲＥＧ１の値）の場合には加算となり、（ＲＥＧ３の値）＜（ＲＥＧ１の値）場合には減算となり、その絶対値は｜（ＲＥＧ３の値）−（ＲＥＧ１の値）｜によって定められる。ＳＷ４は、ＣＲＳが作動した際にオフからオンに遷移し、ＰＭＣＡＬからの加減算値は、このＳＷ４を介してオンデューティ演算部ＯＤＣに出力される。
【００４６】
オンデューティ演算部ＯＤＣは、ＡＤＣの出力となるディジタル値とＣＲＵＳの出力となるディジタル値を受け、これらのディジタル値の大きさに基づいてＰＷＭ信号のオン時間を演算する。例えば、ＣＲＵＳの出力に関しては、ＣＲＳを作動させた時点でのＡＤＣからのディジタル値を基準として、ＣＲＵＳからの加算値に応じて当該ディジタル値を増大させ、減算値に応じて当該ディジタル値を減少させるような演算を行う。また、図５の動作と同様に、この加減算が反映されたディジタル値とＡＤＣからのディジタル値とを比較し、いずれか大きい方のディジタル値に基づいてＰＷＭ信号のオン時間を設定する。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、図４等で示したＰＷＭコンパレータＰＷＭＣＭＰからのＰＷＭ信号の代わりに、このオンデューティ演算部ＯＤＣによってオン時間が設定されたＰＷＭ信号を用いて、ドライバ部ＤＲＶを介してモータ部ＭＴを制御する。
【００４７】
以上、本実施の形態３の電動車両を用いると、実施の形態２の場合と同様にモータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを設けることで、このＦＶＣを利用して容易に又は効率的にクルーズコントロール機能が実現可能となる。また、これにより電動車両の高機能化が図れる。さらに、実施の形態２の場合と異なり、ＰＷＭコンパレータを備えないモータ制御装置を用いる場合でも、高機能化が実現可能となる。
【００４８】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４による電動車両において、図１のモータ制御装置内のペダル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図７に示すモータ制御装置ＩＣは、スロットル制御機能とペダル制御機能を備えている。スロットル制御機能は、図２等と同様に、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波とスロットル電圧ＴＨＲＴＬとをＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１で比較し、その出力となるＰＷＭ信号を用いてモータ部ＭＴを駆動することで実現される。
【００４９】
一方、ペダル制御機能は、ＦＶ変換部ＦＶＣ２とＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ３を用いてＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号でモータ部ＭＴを駆動することで実現される。ＦＶ変換部ＦＶＣ２は、クロック生成部ＣＧと、分周回路ＮＤＩＶと、カウンタ部ＣＵＮＴと、逆数演算部ＲＣＡＬと、レジスタＲＥＧ１と、ディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ１等で構成される。クロック生成部ＣＧは、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を方形波に変換することでクロック信号を生成する。分周回路ＮＤＩＶは、このクロック信号を分周してカウンタ部ＣＵＮＴに出力する。
【００５０】
カウンタ部ＣＵＮＴは、このＮＤＩＶを介したクロック信号を用いて、外部端子Ｐ７を介して入力されたペダル信号ＰＥＤＡＬの周期をカウントする。ペダル信号ＰＥＤＡＬは、二輪車両本体ＢＤのペダルに取り付けられたセンサから例えば図３で述べたホールセンサの場合と同様の信号形態で入力される。この場合、ＣＵＮＴは、図示はしないが、図２の場合と同様に例えばエッジ検出部ＥＤを用いてカウント動作を行う。ＣＵＮＴの出力は、逆数演算部ＲＣＡＬによって周波数の大きさに変換され、この変換された値がＲＥＧ１に取り込まれる。そして、ＲＥＧ１の値がＤＡＣ１によってアナログ電圧に変換され、このアナログ電圧がＰＷＭＣＭＰ３の一方の入力となる。
【００５１】
このように、ＦＶ変換部ＦＶＣ２は、図２や図４に示したＦＶ変換部ＦＶＣに対して分周回路ＮＤＩＶが付加されたものとなっており、それ以外は図２や図４と同様の構成となっている。この分周回路ＮＤＩＶは、図２や図４に示したようなモータ部ＭＴの回転数を示すホールセンサからの信号の周波数と比較して、ペダル信号ＰＥＤＡＬの周波数が非常に低いため、ＣＵＮＴのカウント数を図２や図４におけるＣＵＮＴのカウント数と同等レベルに整合させるために設けている。
【００５２】
ＰＷＭＣＭＰ３は、このＤＡＣ１の出力と、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較して、ペダルの回転数に応じたＰＷＭ信号を生成する。このＰＷＭＣＭＰ３からのＰＷＭ信号と前述したスロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づくＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号は、共に最大速度選択部ＭＳＥＬ１に入力される。ＭＳＥＬ１は、図４の場合と同様に、この２つのＰＷＭ信号の中からいずれかオンデューティが大きい方のＰＷＭ信号（つまりＴＨＲＴＬとＤＡＣ１の出力電圧の内のいずれか大きい方に対応するＰＷＭ信号）を選択し、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、図２と同様の動作により、ドライバ部ＤＲＶおよびインバータ部ＩＶ＿ＢＫを介してモータ部ＭＴを制御する。これによって、スロットルかペダルのいずれかによって速度調整が可能となり、また、両方で行った場合にはいずれか速い方の速度が選択される。
【００５３】
以上、本実施の形態４の電動車両を用いると、モータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣ２を設けることで、このＦＶＣ２を利用して容易に又は効率的にペダル制御機能が実現可能となる。また、これにより電動車両の高機能化が図れる。
【００５４】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５による電動車両において、図１のモータ制御装置内のセキュリティ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図８に示すモータ制御装置ＩＣは、前述したＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬの入力にスイッチＳＷ５が設けられ、このＳＷ５を介して例えばスロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づくＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号が伝達される構成となっている。
【００５５】
このＳＷ５は、図１で述べたセキュリティ信号ＳＣＲＴＹを作動させた際に、オンからオフに遷移する。セキュリティ信号ＳＣＲＴＹは、例えば、二輪車両本体ＢＤの鍵などに連動させることができる。このようにセキュリティ信号ＳＣＲＴＹによってＳＷ５をオフにすることで、セキュリティ信号ＳＣＲＴＹを解除しない限りモータ部ＭＴに動力を伝達させることができなくなる。
【００５６】
また、セキュリティ信号ＳＣＲＴＹを作動させると、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の電源電圧ＰＶＣＣ側のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈをオフに固定し、接地電圧ＰＧＮＤ側のパワートランジスタＴｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌをオンに固定する。これによって、モータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各入力端子を接地電圧ＰＧＮＤにショートさせることができるため、モータ部ＭＴを回転困難な状態に保つことができる。すなわち、モータ部ＭＴでは常にブレーキが作動している状態となるため、二輪車両本体ＢＤを動かすことが困難となる。これらによって、盗難防止といったセキュリティ機能が容易に実現できる。
【００５７】
以上、本実施の形態５の電動車両を用いることで、盗難防止といったセキュリティ機能を実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【００５８】
（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６による電動車両において、図１のモータ制御装置内のＥ−ＡＢＳ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図９のモータ制御装置ＩＣは、外部端子Ｐ４を介してＥ−ＡＢＳ信号ＥＡＢＳＮが入力された際に、これに応じてＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬが、ドライブ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫを制御する構成となっている。すなわち、ＰＷＭ＿ＣＴＬは、ＩＶ＿ＢＫ内の電源電圧ＰＶＣＣ側のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈをオフに駆動し、接地電圧ＰＧＮＤ側のパワートランジスタＴｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌを同時に所定のＰＷＭ信号で駆動する。
【００５９】
図１０は、図９のモータ制御装置において、Ｅ−ＡＢＳ機能の動作の一例を示す波形図である。図９に示すように、Ｅ−ＡＢＳ信号ＥＡＢＳＮが入力されると、所定のＥ−ＡＢＳ設定電圧と三角波との比較によって所定のデューティ比のＰＷＭ信号が生成される。このＰＷＭ信号は、図示はしないがＥ−ＡＢＳ設定電圧を生成する固定電圧生成部を設け、例えば、この電圧を、前述したスロットル電圧ＴＨＲＴＬの代わりにＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１に入力したり、あるいは、別途設けたＰＷＭコンパレータ部で三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波と比較させることなどで生成可能である。
【００６０】
このようにして生成したＰＷＭ信号は、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の接地電圧ＰＧＮＤ側のパワートランジスタＴｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌに同時に入力される。ここで、このＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルの期間では、モータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の入力ノードが接地電圧ＰＧＮＤにショートされるためブレーキ動作が行われる。一方、ＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルから‘Ｌ’レベルに遷移すると、その直後からモータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のノードに誘起電圧が生じる。この誘起電圧が電源電圧ＰＶＣＣよりも高くなると、モータ部ＭＴから、電源電圧ＰＶＣＣ側のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈのボディダイオードを介してＰＶＣＣに向けた回生電流が流れ、この回生電流がバッテリＢＡＴに充電される。したがって、ブレーキ動作とバッテリＢＡＴへの充電動作を両立して行うことができ、バッテリＢＡＴの電力使用効率を高めることが可能となる。
【００６１】
以上、本実施の形態６の電動車両を用いることで、ブレーキ動作と共にバッテリＢＡＴへの充電動作も行うＥ−ＡＢＳ機能を実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【００６２】
（実施の形態７）
図１１は、本発明の実施の形態７による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。図１１に示す電動車両は、モータ制御装置ＩＣが、これまでに述べたようなスロットル制御機能、クルーズコントロール機能、およびペダル制御機能に加えて過充電保護機能を備え、更に、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬが、同期整流によるＰＷＭ制御機能を備えたことが主要な特徴となっている。
【００６３】
モータ制御装置ＩＣは、３個のＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１，ＰＷＭＣＭＰ２，ＰＷＭＣＭＰ３を含む。ＰＷＭＣＭＰ１の一方の入力は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬである。ＰＷＭＣＭＰ２の一方の入力は、クルーズ信号ＣＲＳに伴い図４に示したようなＦＶ変換部ＦＶＣおよびクルーズコントロール部ＣＲＵＳで生成されたＰＷＭ制御電圧である。ＰＷＭＣＭＰ３の一方の入力は、ペダル信号ＰＥＤＡＬに伴い図７に示したようなＦＶ変換部ＦＶＣ２で生成されたＰＷＭ制御電圧である。図１１では、このようなＦＶＣ、ＣＲＵＳ、ＦＶＣ２をＰＷＭ制御電圧生成部ＰＢＫとして記載している。また、ＰＷＭＣＭＰ１〜ＰＷＭＣＭＰ３の他方の入力は、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波である。
【００６４】
ＰＷＭＣＭＰ１〜ＰＷＭＣＭＰ３から生成されるＰＷＭ信号は、図４等でも述べたような最大速度選択部ＭＳＥＬ２によって最大速度に該当するＰＷＭ信号が選択され、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力される。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、この選択されたＰＷＭ信号を用いて、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫを制御する。また、モータ制御装置ＩＣは、過充電保護部ＣＰを含む。過充電保護部ＣＰは、バッテリＢＡＴの電源電圧ＰＶＣＣを抵抗Ｒ１，Ｒ２によって抵抗分割した電圧が外部端子Ｐ３０を介して入力される。過充電保護部ＣＰは、この外部端子Ｐ３０からの電圧によってバッテリＢＡＴの電源電圧ＰＶＣＣを監視し、ＰＶＣＣが所定の値を超えた場合にＰＷＭ＿ＣＴＬに過充電検出信号を出力する。
【００６５】
図１２は、図１１のＰＷＭ制御部の動作例を示すものであり、（ａ）は通常動作時および過充電保護時の動作シーケンス図であり、（ｂ）は（ａ）の補足図である。図１２に示すように、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、通常動作時、モータ部ＭＴのホールセンサからの位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷに応じて、例えばＳ１１〜Ｓ１６のシーケンスを実行する。例えば、Ｓ１２では、パワートランジスタＴｕｈ、Ｔｖｈ、Ｔｗｈが、それぞれ、‘Ｈ’、‘Ｌ’、同期整流用パルス信号で駆動され、パワートランジスタＴｕｌ、Ｔｖｌ、Ｔｗｌが、それぞれ、‘Ｌ’、‘Ｌ’、ＰＷＭ信号で駆動される。この場合、電流が、モータ部ＭＴのＵ相とＷ相の間で流れる。
【００６６】
なお、図１２（ｂ）に示すように、同期整流用パルス信号は、ＰＷＭ信号の逆相の信号である。また、他のシーケンスＳ１１，Ｓ１３〜Ｓ１６においても同様に、パワートランジスタＴｕｈ、Ｔｖｈ、Ｔｗｈ，Ｔｕｌ、Ｔｖｌ、Ｔｗｌのいずれか３つが、それぞれ、‘Ｈ’、ＰＷＭ信号、同期整流用パルス信号で駆動され、残りの３つが‘Ｌ’で駆動される。
【００６７】
一方、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、過充電保護部ＣＰから過充電検出信号を受けた場合に、Ｓ１１〜Ｓ１６とは異なるシーケンスＳ２１〜Ｓ２６を実行する。Ｓ２１〜Ｓ２６は、Ｓ１１〜Ｓ１６にそれぞれ対応しており、Ｓ１１〜Ｓ１６内の同期整流用パルス信号を‘Ｌ’に変更したシーケンスとなっている。例えば、Ｓ２２では、パワートランジスタＴｕｈ、Ｔｖｈ、Ｔｗｈが、それぞれ、‘Ｈ’、‘Ｌ’、‘Ｌ’で駆動され、パワートランジスタＴｕｌ、Ｔｖｌ、Ｔｗｌが、それぞれ、‘Ｌ’、‘Ｌ’、ＰＷＭ信号で駆動される。
【００６８】
図１３は、図１２の各シーケンスの一つを例にインバータ部の詳細動作を示す説明図であり、（ａ）はモータ部の誘起電圧が小さい場合の動作例、（ｂ）はモータ部の誘起電圧が大きい場合の動作例である。図１３（ａ），（ｂ）は、図１２のシーケンスＳ１２に対応するインバータ部ＩＶ＿ＢＫの動作例を示している。図１３（ａ）は、モータ部ＭＴの誘起電圧Ｖｅｍｆと電源電圧ＰＶＣＣの関係がＰＶＣＣ＞Ｖｅｍｆの場合である。この場合において、ＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルの期間では、パワートランジスタＴｕｈ，Ｔｗｌがオンとなり、Ｔｕｈ→ＭＴ→Ｔｗｌの経路で電流が流れる。
【００６９】
一方、ＰＷＭ信号が‘Ｌ’レベルの期間では、同期整流用パルス信号に伴いパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｗｈがオンとなり、Ｔｕｈ→ＭＴ→Ｔｗｈの経路で電流が流れる。なお、この場合は、ＰＶＣＣ＞｛Ｖｅｍｆ＋ＰＶＣＣ×（Ｔｗｈのオンデューティ）｝の関係となる。このように、同期整流用パルス信号を用いてＴｗｈをオンに駆動することで、Ｔｗｈと並列接続されたボディダイオードを介して電流を流す場合と比べて電力損失が小さくなり、バッテリＢＡＴの電力使用効率を高めることが可能となる。
【００７０】
図１３（ｂ）は、ＰＶＣＣ＜Ｖｅｍｆの場合である。この条件は、例えば下り坂などでモータ部ＭＴに外力が加わった場合などで発生する。この場合において、ＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルの期間では、Ｔｕｈ，Ｔｗｌがオンとなり、図１３（ａ）の場合とは逆に、Ｔｗｌ→ＭＴ→Ｔｕｈの経路で回生電流が流れる。一方、ＰＷＭ信号が‘Ｌ’レベルの期間では、同期整流用パルス信号に伴いＴｕｈ，Ｔｗｈがオンとなり、図１３（ａ）の場合とは逆に、Ｔｗｈ→ＭＴ→Ｔｕｈの経路で回生電流が流れる。なお、この場合は、ＰＶＣＣ＜｛Ｖｅｍｆ＋ＰＶＣＣ×（Ｔｗｈのオンデューティ）｝の関係となる。
【００７１】
ここで、このＰＷＭ信号が‘Ｌ’レベルの期間において、仮に同期整流用パルス信号を用いずにＴｗｈを常にオフ状態とした場合には、Ｔｗｌに並列接続されたボディダイオード→ＭＴ→Ｔｕｈの経路で回生電流が流れることになるが、この場合、ボディダイオードにおいて電力損失が発生する。一方、同期整流用パルス信号を用いるとＴｗｈを通る経路で回生電流を流せるため電力損失が小さくなり、また、Ｔｗｈを介してモータ部ＭＴの一端のノード電圧を｛ＰＶＣＣ×（Ｔｗｈのオンデューティ）｝分持ち上げることができるため、より回生電流が発生し易くなる。これにより、バッテリＢＡＴに対する充電効率を高めることが可能となる。
【００７２】
以上のような回生電流または実施の形態６で述べたようなＥ−ＡＢＳ機能に伴う回生電流によって、バッテリＢＡＴに充電を行うことができる。ただし、バッテリＢＡＴが過剰に充電されると、各種部品が破損する恐れがあるため、これを防止する必要がある。そこで、過充電保護部ＣＰが過充電検出信号を発生した場合、図１２で述べたように、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬが同期整流用パルス信号を停止することで、前述したようなボディダイオードの電力損失等を利用して充電効率を低下させる。そして、これによってバッテリＢＡＴに対する過剰な充電を保護する。
【００７３】
また、過充電保護部ＣＰは、例えばスロットル電圧ＴＨＲＴＬを監視することでＰＷＭ信号のオンデューティが小さくなる場合を検出し、この場合に過充電検出信号を出力する。すなわち、ＰＷＭ信号のオンデューティが例えば２０％未満程度に小さくなると、同期整流用パルス信号のオンデューティが過大となり、これに伴い、部品に破損が生じたり、モータ部ＭＴの制動を調整できないような事態が生じ得る。そこで、このような場合に、過充電保護部ＣＰは、過充電検出信号を出力することで、同期整流用パルス信号を停止させ、前述したような不具合を回避する。
【００７４】
以上、本実施の形態７の電動車両を用いると、同期整流用パルス信号によってバッテリへの充電効率を高めることができ、電動車両の高機能化が図れる。また、過充電保護機能によって信頼性の確保も可能となる。
【００７５】
（実施の形態８）
図１４は、本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する基本概念を示す説明図である。図１５は、本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【００７６】
一般的に、モータ部ＭＴのトルクを上げるためには、駆動電流を増加させればよいが、駆動電流が過大になると、インバータ部ＩＶ＿ＢＫのパワートランジスタが破損する恐れがあるため、これを保護する必要がある。そこで、通常、図１５に示すように、インバータ部ＩＶ＿ＢＫに電流検出用の抵抗Ｒｄを設け、この抵抗Ｒｄに発生する電圧が所定値を超えないように駆動電流の制限が行われる。
【００７７】
図１４には、Ｘ軸をオンデューティ（％）、Ｙ軸を駆動電流（Ａ）とした関係図が示されている。Ａ線は、オンデューティが１００％時の電流リミット値を起点としたＡＣ電流を表す線であり、「電流リミット値／オンデューティ」を示す線である。Ｂ線は、モータ部ＭＴに流す事のできる理論的最大電流であり、「（電源電圧／モータ抵抗）×オンデューティ」の線となる。
【００７８】
ここで、従来においては、Ｃ線に示すように、オンデューティが１００％時の電流リミット値を、オンデューティの比率に関わらず固定の電流リミット値としている。したがって、従来においては、本来、Ａ線とＢ線が交わるレベルまで電流を流す事ができるにもかかわらず電流を過剰に制限することになっていた。そこで、本実施の形態では、Ｄ線に示すように、オンデューティが減少するにつれて電流リミット値を増加させる機能を実現する。これによって、従来では領域Ｂの範囲でしか流す事ができなかった電流が、領域Ａ＋領域Ｂの範囲まで流せるようになり、インバータ部ＩＶ＿ＢＫを保護した上で、よりモータトルクが上げられるようになる。
【００７９】
このような機能を実現するため、図１５に示すモータ制御装置ＩＣは、過電流検出部ＩＬＭＴを備える。ＩＬＭＴは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波を反転および増幅（又は減衰）するアンプ部ＡＭＰと、ＡＭＰの出力の直流レベルを調整するレベルシフト部ＬＳと、ＬＳの出力を一方の入力とするコンパレータ部ＣＭＰ３を含んでいる。ＣＭＰ３の他方の入力には、ＩＶ＿ＢＫ内の電流検出用の抵抗Ｒｄから外部端子Ｐ２２を介して入力された電圧が印加される。また、ＣＭＰ３は、Ｐ２２からの入力電圧がＬＳの出力電圧を超えた場合に過電流検出信号をＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。
【００８０】
図１６は、図１５のモータ制御装置の動作例を示すものであり、（ａ）はその比較対象として従来構成を用いた場合の動作例を示す波形図、（ｂ）は図１５の構成を用いた場合の動作例を示す波形図である。まず、従来においては、図１６（ａ）に示すように、電流リミット値に該当するリミット電圧が固定となっており、電流検出用の抵抗Ｒｄによって検出した電圧がこのリミット電圧を超えた場合に、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬがＰＷＭ信号を‘Ｌ’に遷移させる構成となっていた。具体的には、例えば、図１５におけるコンパレータ部ＣＭＰ３の一端が固定電圧であるような回路構成となっている。
【００８１】
一方、本実施の形態においては、図１６（ｂ）に示すように、電流リミット値に該当するリミット電圧が、ＰＷＭ信号の各サイクル毎に時間の経過とともに減少するように変動し、電流検出用の抵抗Ｒｄによって検出した電圧がこのリミット電圧を超えた場合に、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬがＰＷＭ信号を‘Ｌ’に遷移させる構成となっている。このようなリミット電圧の波形は、図１５に示したように、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を反転され、その振幅レベルをアンプ部ＡＭＰによって調整し、更に直流レベルをレベルシフト部ＬＳによって調整することで実現可能である。これによって、図１６（ｂ）に示すように、インバータ部ＩＶ＿ＢＫを保護した上で、図１６（ａ）の場合よりも更にオンデューティを増加させることができ、これに伴う電流によってモータトルクを限界まで引き出すことが可能となる。
【００８２】
以上、本実施の形態８の電動車両を用いると、駆動電流制限機能によってインバータ部の保護と、従来に比べてモータトルクの限界値の向上が可能となり、電動車両の高機能化が図れる。
【００８３】
（実施の形態９）
図１７は、本発明の実施の形態９による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図であり、当該機能を図１５と異なる構成で実現するものである。すなわち、図１５のモータ制御装置ＩＣは、アナログ信号に基づいて駆動電流制限機能を実現するものであったが、図１７のモータ制御装置ＩＣは、前述した図６の場合と同様に、この機能をディジタル信号に基づいて実現するものである。これは、例えば、プロセッサ等による演算を主としてモータ部ＭＴを制御したい場合に適している。
【００８４】
図１７に示すモータ制御装置ＩＣは、オンデューティ演算部ＯＤＣおよびアナログ−ディジタル変換部ＡＤＣ，ＡＤＣ１を含み、前述した抵抗Ｒｄの電圧が外部端子Ｐ２２およびＡＤＣ１を介してＯＤＣに入力され、例えばスロットル電圧ＴＨＲＴＬがＡＤＣを介してＯＤＣに入力される構成となっている。ここで、ＯＤＣは、例えば、オンデューティのディジタル値（Ｄ）とこの値に対応する電流リミット値のディジタル値（Ｉ）との関係式等を保持している。この関係式は、例えば、（Ｄ）の増加に伴い（Ｉ）が減少するような式である。
【００８５】
そして、例えば、外部端子Ｐ２２からＡＤＣ１を介してディジタル値Ｉ１が入力された際に、ＯＤＣは、それを当該関係式の（Ｉ）に代入してオンデューティのディジタル値Ｄ１を算出する。一方、ＡＤＣからはスロットル電圧ＴＨＲＴＬに対応するオンデューティのディジタル値Ｄ２が入力されており、ＯＤＣは、このＤ１とＤ２を比較して、Ｄ２＞Ｄ１の場合にはＤ１をオンデューティとするＰＷＭ信号を生成し、Ｄ２＜Ｄ１の場合にはＤ２をオンデューティとするＰＷＭ信号を生成する。
【００８６】
以上、本実施の形態９の電動車両を用いると、駆動電流制限機能によってインバータ部の保護と、従来に比べてモータトルクの限界値の向上が可能となり、電動車両の高機能化が図れる。さらに、実施の形態８の場合と異なり、ＰＷＭコンパレータを備えないモータ制御装置を用いる場合でも、高機能化が実現可能となる。
【００８７】
（実施の形態１０）
図１８は、本発明の実施の形態１０による電動車両において、図１５の変形例を示すブロック図である。図１８に示すモータ制御装置ＩＣは、図１５に示した過電流検出部ＩＬＭＴ内において、更に、マスク制御部ＭＣとスイッチＳＷ６が加わったものとなっている。マスク制御部ＭＣは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波と、レベルシフト部ＬＳからの出力とを受けて、ＰＷＭＯＳＣからの三角波の立ち下がりの期間と、ＬＳからの出力の立ち上がりの期間とでマスク信号を出力する。ＳＷ６は、コンパレータ部ＣＭＰ３の出力とＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬの間に設けられ、マスク制御部ＭＣからのマスク信号を受けた期間でオフに駆動される。
【００８８】
図１９は、図１８のモータ制御装置の動作例を示す波形図である。図１９に示すように、ＰＷＮ信号が‘Ｈ’レベルに遷移した瞬間、インバータ部ＩＶ＿ＢＫでのパワートランジスタのスイッチングによってスパイク電流が発生することがある。電流検出用の抵抗Ｒｄは、このスパイク電流に伴ってスパイク電圧を発生し、このスパイク電圧は、通常、過電流検出部ＩＬＭＴでのリミット電圧を超えるレベルまで上昇する。しかしながら、これに伴ってＩＬＭＴが過電流検出信号を出力してしまうと、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬにおいて誤動作が生じてしまう恐れがある。
【００８９】
そこで、マスク制御部ＭＣによって、ＰＷＭＯＳＣからの三角波の立ち下がりの期間と、ＬＳからの出力（電流リミット波形）の立ち上がりの期間とでマスク信号を出力し、この期間でＳＷ６をオフに駆動することで、このスパイク電圧に伴って生じ得る過電流検出信号を無効にすることが可能となる。このように、本実施の形態１０の電動車両を用いると、駆動電流制限機能の信頼性を向上させることが可能となり、電動車両の高機能化が図れる。
【００９０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本実施の形態によるモータ制御装置および電動車両は、特に、エレクトリックバイクで用いられるモータ制御装置および電動車両に適用して有益な技術であり、これに限らず、モータ制御装置およびそれを搭載した電動車両全般に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態１による電動車両において、その機能概要の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の電動車両において、そのモータ制御装置内のＦＶ変換部およびスロットル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図３】図２のＦＶ変換部の動作の一例を示す波形図である。
【図４】本発明の実施の形態２による電動車両において、図１のモータ制御装置内のクルーズコントロール機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図５】図４のクルーズコントロール機能の動作例を概念的に表す波形図である。
【図６】本発明の実施の形態３による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態４による電動車両において、図１のモータ制御装置内のペダル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態５による電動車両において、図１のモータ制御装置内のセキュリティ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態６による電動車両において、図１のモータ制御装置内のＥ−ＡＢＳ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９のモータ制御装置において、Ｅ−ＡＢＳ機能の動作の一例を示す波形図である。
【図１１】本発明の実施の形態７による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１１のＰＷＭ制御部の動作例を示すものであり、（ａ）は通常動作時および過充電保護時の動作シーケンス図であり、（ｂ）は（ａ）の補足図である。
【図１３】図１２の各シーケンスの一つを例にインバータ部の回路動作を示す説明図であり、（ａ）はモータ部の誘起電圧が小さい場合の動作例、（ｂ）はモータ部の誘起電圧が大きい場合の動作例である。
【図１４】本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する基本概念を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１５のモータ制御装置の動作例を示すものであり、（ａ）はその比較対象として従来構成を用いた場合の動作例を示す波形図、（ｂ）は図１５の構成を用いた場合の動作例を示す波形図である。
【図１７】本発明の実施の形態９による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態１０による電動車両において、図１５の変形例を示すブロック図である。
【図１９】図１８のモータ制御装置の動作例を示す波形図である。
【図２０】本発明の前提として検討した電動車両において、それに用いられるモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２０のモータ制御装置におけるＰＷＭ信号の一例を示す波形図であり、（ａ）はスロットル電圧が高い場合、（ｂ）はスロットル電圧が低い場合を示すものである。
【符号の説明】
【００９３】
ＰＷＭＣＭＰ ＰＷＭコンパレータ部
ＰＷＭＯＳＣ 三角波発振部
ＣＲＵＳ クルーズコントロール部
ＴＭＮＩ サーマル監視部
ＨＡＬＬ＿ＡＭＰ ホールアンプ部
ＤＲＶ ドライバ部
ＩＬＭＴ 過電流検出部
ＣＴＬ 全体制御部
ＦＶＣ ＦＶ変換部
ＩＣ モータ制御装置
ＩＶ＿ＢＫ インバータ部
Ｔ パワートランジスタ
ＭＴ モータ部
ＢＤ 二輪車両本体
ＳＭ スピードメータ
ＢＡＴ バッテリ
Ｃ 容量
Ｒ 抵抗
Ｐ 外部端子
ＰＷＭ＿ＣＴＬ ＰＷＭ制御部
ＣＧ クロック生成部
ＣＵＮＴ カウンタ部
ＲＣＡＬ 逆数演算部
ＲＥＧ レジスタ
ＤＡＣ ディジタル−アナログ変換部
ＥＤ エッジ検出部
ＭＳＥＬ 最大速度選択部
ＣＭＰ コンパレータ部
ＳＷ スイッチ
ＰＭＣＡＬ 加減算演算部
ＯＤＣ オンデューティ演算部
ＡＤＣ アナログ−ディジタル変換部
ＮＤＩＶ 分周回路
ＰＢＫ ＰＷＭ制御電圧生成部
ＣＰ 過充電保護部
ＦＩＬ フィルタ回路
ＭＶ ワンショットマルチバイブレータ
ＡＭＰ アンプ部
ＬＳ レベルシフト部
ＭＣ マスク制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御装置および電動車両に関し、特にエレクトリックバイクと呼ばれる電動モータ付き二輪車両およびこれに用いられるモータ制御装置に適用して有益な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、スタート時および登坂時にモータの駆動によって車両の回転を補助し、ブレーキ作動時および高速走行時にモータの回生制動動作により得られた電力をコンデンサに充電する電動補助自転車が示されている。具体的には、車輪の回転速度をＦ−Ｖ変換器で変換した電圧値と基準速度に対応した基準電圧値とを比較し、車輪の回転速度が基準速度よりも遅い場合にはモータに電流を供給し、逆に速い場合或いはブレーキを作動させた場合にはモータに回生制動動作を行わせ、その電圧をコンデンサに充電する。このようなコンデンサへの充電により、走行時における充電効率を高め、充電作業を低減可能となる。
【０００３】
また、特許文献２には、きめの細かいアシストトルク量のリアルタイム制御を行うことが可能な電動アシスト自転車が示されている。具体的には、ペダルにかかる踏力トルクを検出する手段と、このトルク検出信号に対してフィルタ処理を行う手段と、このフィルタ処理後の信号と前述したトルク検出信号とに基づいてアシストトルクを算出する手段とを含み、加えて前述したフィルタ特性を切り替える手段とを備えたものとなっている。このフィルタ特性（カットオフ周波数）を切り替える手段によって、走行の快適性（いわゆる乗り味）を容易に向上させることができる。
【特許文献１】特開２００１−３０９７４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、エレクトリックバイク（Ｅ−Ｂｉｋｅ）と呼ばれる電動モータ付き二輪車両の需要が拡大している。Ｅ−Ｂｉｋｅは、特許文献１および特許文献２に記載されているようなペダルの踏力の一部をモータでアシストする電動アシスト自転車と異なり、ペダルやスロットルを速度調整機構とする自動車のような車両となっている。図２０は、本発明の前提として検討した電動車両において、それに用いられるモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【０００５】
図２０に示すモータ制御装置ＩＣは、外部端子Ｐ１よりスロットル電圧ＴＨＲＴＬを受け、６つのパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌからなるインバータ部ＩＶ＿ＢＫを介して３相のモータ部ＭＴを制御するものとなっている。具体的には、モータ制御装置ＩＣは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣと、ＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１と、ドライバ部ＤＲＶと、ワンショットマルチバイブレータＭＶなどを含んでいる。ＰＷＭＣＭＰ１は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬとＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較することで、ＴＨＲＴＬに応じたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号をＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、複数のサイクルからなる所定の制御シーケンスに基づいて、各サイクル毎に、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の所定のパワートランジスタをＤＲＶを介してＰＷＭ信号で制御すると共に、残りのパワートランジスタのオン又はオフもＤＲＶを介して制御する。
【０００６】
図２１は、図２０のモータ制御装置におけるＰＷＭ信号の一例を示す波形図であり、（ａ）はスロットル電圧が高い場合、（ｂ）はスロットル電圧が低い場合を示すものである。図２１（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＷＭ信号は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬが高い程‘Ｈ’レベル期間が長くなる。この‘Ｈ’レベルの期間では、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の所定のパワートランジスタがオンに駆動され、これに伴いモータ部ＭＴに駆動電流が流れ、モータトルクが発生する。したがって、スロットル電圧ＴＨＲＴＬが高い程、モータ部ＭＴに多くの駆動電流が流れ、モータトルクが大きくなる。
【０００７】
また、モータ部ＭＴには、モータ回転速度を検出するためのホールセンサが備わっている。このホールセンサからの位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷは、モータ制御装置ＩＣ内のワンショットマルチバイブレータＭＶに入力される。ＭＶからは、所定のパルス幅のパルス信号が位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷの周期で出力される。このＭＶからの出力信号は、外部端子Ｐ４０を介してモータ制御装置ＩＣの外部に設けたフィルタ回路（ロウパスフィルタ回路）ＦＩＬで平滑化され、その出力となる速度電圧信号ＦＶが車両に取り付けられたスピードメータＳＭに入力される。
【０００８】
しかしながら、図２０に示すような構成では、抵抗や容量からなる外付けのフィルタ回路ＦＩＬを用いているため、部品数の増加が懸念される。また、モータ制御装置の高機能化を図る際に、図２０のようなワンショットマルチバイブレータＭＶを用いた構成では、高機能化を容易に又は効率的に実現することが困難である。
【０００９】
本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、容易に又は効率的に高機能化を実現可能なモータ制御装置およびそれを搭載した電動車両を提供することにある。また、本発明の他の目的の一つは、部品数の低減を可能にするモータ制御装置およびそれを搭載した電動車両を提供することにある。本発明の前記ならびにそれ以外の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１１】
本発明の一実施の形態によるモータ制御装置は、外部端子から入力されたスロットル電圧に基づいてＰＷＭ信号を生成する機能と、ＰＷＭ信号を用いてモータ部に接続されるインバータ部を制御するＰＷＭ制御機能と、周波数信号を電圧信号に変換するＦＶ変換機能と、この変換後の電圧信号を出力する外部端子とを有するものとなっている。ＦＶ変換機能は、例えば、モータ部に設けられたセンサから外部端子を介してモータ部の回転速度を示す周波数信号を受け、この周波数に比例した電圧値を持つ電圧信号を外部端子より出力する。この外部端子の先にはスピードメータなどが接続される。
【００１２】
このように、モータ制御装置にＦＶ変換機能とその出力を受ける外部端子を設けることで、外部端子から直にスピードメータに電圧信号を出力することができ、従来必要であった外付け部品が不要となるため、このモータ制御装置を含む電動車両において部品数の低減が実現可能となる。
【００１３】
また、前述したモータ制御装置は、電動車両の速度を一定に保つクルーズコントロール機能を備え、ＦＶ変換機能は、このクルーズコントロール機能でも利用される構成となっている。すなわち、クルーズコントロール機能は、外部端子からクルーズ信号が入力された時点でのＦＶ変換機能における電圧信号を保持し、この保持した電圧信号と以降にＦＶ変換機能によって生成される電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整されたＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ制御機能は、このＰＷＭ信号を用いてインバータ部を制御し、これによって、電動車両は、クルーズ信号が入力された時点の速度を維持する。このように、モータ制御装置にＦＶ変換機能を設けることで、クルーズコントロール機能を容易又は効率的に実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【００１４】
また、前述したモータ制御装置は、ペダルの回転速度に応じて電動車両の速度を制御するペダル制御機能を備え、ＦＶ変換機能は、このペダル制御機能でも利用される構成となっている。すなわち、ＦＶ変換機能は、外部端子から電動車両におけるペダルの回転速度を示す周波数信号を受け、この周波数に比例した電圧値を持つ電圧信号を生成し、ペダル制御機能は、この電圧信号に基づいてＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ制御機能は、このＰＷＭ信号を用いてインバータ部を制御し、これによって、電動車両は、ペダルの回転速度に応じた速度で走行する。このように、モータ制御装置にＦＶ変換機能を設けることで、ペダル制御機能を容易又は効率的に実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１６】
本発明の一実施の形態のモータ制御装置およびそれを搭載した電動車両によると、モータ制御装置および電動車両の高機能化を容易に又は効率的に実現可能となる。また、電動車両の部品数の低減が実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両において、その機能概要の一例を示すブロック図である。図１に示す電動車両は、二輪車両本体ＢＤと、これに搭載されるモータ制御装置ＩＣ、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ、モータ部ＭＴ、バッテリＢＡＴ、およびスピードメータＳＭなどによって構成される。モータ部ＭＴは、例えば、３相ブラシレスモータであり、二輪車両本体ＢＤの車輪を回転させる手段となっている。
【００２０】
インバータ部ＩＶ＿ＢＫは、６個のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌと電流検出用の抵抗Ｒｄを含み、モータ制御装置ＩＣの制御に基づいてモータ部ＭＴに所定の駆動電流を供給する。ここでは、６個のパワートランジスタはＮＭＯＳトランジスタとなっており、それぞれは、ソース−ドレイン間にボディダイオードを備えている。Ｔｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈのドレインは、電源電圧ＰＶＣＣに接続され、Ｔｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌのソースは、抵抗Ｒｄを介して接地電圧ＰＧＮＤに接続される。ＰＶＣＣは、バッテリＢＡＴによって供給される。
【００２１】
ＴｕｈのソースはＴｕｌのドレインと共通に接続され、この接続ノードからモータ部ＭＴのＵ相に駆動電流が供給される。ＴｖｈのソースはＴｖｌのドレインと共通に接続され、この接続ノードからモータ部ＭＴのＶ相に駆動電流が供給される。ＴｗｈのソースはＴｗｌのドレインと共通に接続され、この接続ノードからモータ部ＭＴのＷ相に駆動電流が供給される。
【００２２】
モータ制御装置ＩＣは、１つの半導体チップ上に形成され、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣ、ＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ、クルーズコントロール部ＣＲＵＳ、サーマル監視部ＴＭＮＩ、ホールアンプ部ＨＡＬＬ＿ＡＭＰ、ドライバ部ＤＲＶ、過電流検出部ＩＬＭＴ、全体制御部ＣＴＬおよびその一部となるＦＶ変換部ＦＶＣなどを含んでいる。モータ制御装置ＩＣは、バッテリＢＡＴによって電源電圧ＶＣＣが供給され、例えば、インバータ部ＩＶ＿ＢＫと共に１つの実装基板上に実装される。
【００２３】
ＰＷＭＯＳＣは、外部端子Ｐ２に接続された容量Ｃｃを用いて三角波を生成する。ＰＷＭＣＭＰは、外部端子Ｐ１から入力されたスロットル電圧ＴＨＲＴＬと、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較し、その比較結果となるＰＷＭ信号をＣＴＬに出力する。スロットル電圧ＴＨＲＴＬは、二輪車両本体ＢＤに備わったスロットルから、その開き具合に応じて生成される。ＣＲＵＳは、外部端子Ｐ５から入力されたクルーズ信号ＣＲＳを受け、全体制御部ＣＴＬを介してモータ部ＭＴの回転速度が一定となるような制御を行う。ここでは、この一定速度を保つためのＰＷＭ制御電圧が、外部端子Ｐ６に接続された容量Ｃｖで保持される。また、クルーズ信号ＣＲＳは、二輪車両本体ＢＤに備わったボタン等を作動した際に入力され、ＣＲＵＳは、このボタンを押した時点の速度を保持するように制御を行う。ＴＭＮＩは、モータ制御装置ＩＣの温度を監視し、所定の温度を越えた場合に全体制御部ＣＴＬに対して緊急停止信号などを出力する。
【００２４】
ＨＡＬＬ＿ＡＭＰは、モータ部ＭＴに取り付けられたホールセンサから外部端子Ｐ１０〜Ｐ１２を介して入力された位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを増幅し、全体制御部ＣＴＬに出力する。この位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷによって、モータ部ＭＴの回転位置と回転速度を認識することが可能となる。ＦＶＣは、周波数信号を、周波数の高さに比例した電圧値に変換する機能を備える。具体的には、ホールセンサから得られた回転速度情報（周波数信号）を速度電圧信号ＦＶに変換して外部端子Ｐ９より出力し、二輪車両本体ＢＤに備わったスピードメータＳＭに供給する。また、外部端子Ｐ７を介して入力されたペダル信号ＰＥＤＡＬの周波数を電圧値に変換したり、更には、クルーズコントロール部ＣＲＵＳの動作でも用いられる。ＩＬＭＴは、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の抵抗Ｒｄの両端を外部端子Ｐ２２，Ｐ２３を介してモニタし、抵抗Ｒｄに流れる電流（すなわちＩＶ＿ＢＫの駆動電流）が過大となった場合に、その過電流検出信号をＣＴＬに出力する。
【００２５】
全体制御部ＣＴＬは、前述したような各種信号を受け、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫ内のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを制御し、これによってモータ部ＭＴの回転を制御する。ＤＲＶからは、外部端子Ｐ１３〜Ｐ１８を介して制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬが出力される。パワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌのゲートは、それぞれ、この制御信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬによって制御される。なお、外部端子Ｐ１９、Ｐ２０、Ｐ２１は、それぞれ、モータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相への出力をモニタするために設けられている。
【００２６】
全体制御部ＣＴＬは、主な機能として、次の７つの制御機能を含んでいる。第１の制御機能は、スロットル制御機能であり、前述したスロットル電圧ＴＨＲＴＬを反映したＰＷＭＣＭＰからのＰＷＭ信号によってモータ部ＭＴの回転を制御する機能である。第２の制御機能は、ペダル制御機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったペダルから回転速度を示すペダル信号ＰＥＤＡＬを受け、この回転速度に応じてモータ部ＭＴの回転を制御する機能である。すなわち、前述したスロットルによる速度調整の他にペダルによる速度調整を実現する機能である。
【００２７】
第３の制御機能は、クルーズコントロール機能であり、前述したクルーズコントロール部ＣＲＵＳと連動してモータ部ＭＴの回転速度を一定に制御する機能である。第４の制御機能は、Ｅ−ＡＢＳ機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったＥ−ＡＢＳスイッチを作動させた際に外部端子Ｐ４より入力されるＥ−ＡＢＳ信号ＥＡＢＳＮを受け、モータ部ＭＴにブレーキをかけると共にモータ部ＭＴからの回生電流がバッテリＢＡＴに充電されるように制御する機能である。第５の制御機能は、セキュリティ機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったセキュリティスイッチを作動させた際に外部端子Ｐ８を介して入力されるセキュリティ信号ＳＣＲＴＹを受け、モータ部ＭＴを回転困難な状態に固定する機能である。
【００２８】
第６の制御機能は、駆動電流制限機能であり、前述したＩＬＭＴからの過電流検出信号を受け、駆動電流が増加しないようにＰＷＭ信号のパルス幅を調整する機能である。第７の制御機能は、ブレーキ機能であり、二輪車両本体ＢＤに備わったブレーキ機構を作動させた際に外部端子Ｐ３を介して入力されるブレーキ信号ＢＲＫＮを受け、モータ部ＭＴにブレーキをかける機能である。具体的には、６つのパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを全てオフに駆動する。
【００２９】
このような構成において、本実施の形態による電動車両の主要な特徴は、１つの半導体チップからなるモータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを備えたことと、このＦＶＣを活用して第２の制御機能（ペダル制御機能）や第３の制御機能（クルーズコントロール機能）を実現していることにある。また、他の主要な特徴は、第４の制御機能（Ｅ−ＡＢＳ機能）、第５の制御機能（セキュリティ機能）、第６の制御機能（駆動電流制限機能）を備えたことにある。これらの特徴の詳細は、以降の複数の実施の形態の中で説明する。
【００３０】
図２は、図１の電動車両において、そのモータ制御装置内のＦＶ変換部およびスロットル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図２において、ＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬと三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較し、スロットル電圧の大きさに応じたパルス幅を持つＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、このＰＷＭ信号を用い、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫ内のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを制御する。
【００３１】
具体的には、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷの状態に基づいて、モータ部ＭＴを回転させるための複数のサイクルからなる所定のシーケンスを実行する。このシーケンス内の各サイクルでは、パワートランジスタＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌ内の所定のパワートランジスタをＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号によって駆動することが規定され、残りのパワートランジスタをそれぞれ当該サイクル内でオンするかオフするかも規定されている。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、このシーケンスに基づいて、ＤＲＶを介してＴｕｈ，Ｔｕｌ，Ｔｖｈ，Ｔｖｌ，Ｔｗｈ，Ｔｗｌを駆動する。これによって、モータ部ＭＴは、スロットル電圧ＴＨＲＴＬを反映した回転速度で回転することになる。
【００３２】
また、ＦＶ変換部ＦＶＣは、クロック生成部ＣＧと、カウンタ部ＣＵＮＴと、逆数演算部ＲＣＡＬと、レジスタＲＥＧ１と、ディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ１と、エッジ検出部ＥＤなどを備えている。クロック生成部ＣＧは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波を方形波に変換してＣＵＮＴに出力する。エッジ検出部ＥＤは、モータ部ＭＴのホールセンサからの位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷのいずれかに対してその立ち上がりおよび立ち下がりエッジを検出し、その検出結果をＣＵＮＴに出力する。図３は、図２のＦＶ変換部の動作の一例を示す波形図である。
【００３３】
図３では、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣの出力ノードＮａの波形例と、クロック生成部ＣＧの出力ノードＮｂの波形例と、エッジ検出部ＥＤの入力ノードＮｃの波形例（位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷのいずれかの波形例）と、エッジ検出部ＥＤの出力ノードＮｄの波形例が示されている。図３に示すように、エッジ検出部ＥＤは、入力ノードＮｃにおいてエッジを検出した際にノードＮｂのクロック信号に同期してその１クロック分のパルス信号を生成している。カウンタ部ＣＵＮＴは、ノードＮｂのクロック信号に同期してカウント動作を行うと共に、ノードＮｄにパルス信号が入力された際には、その時点のカウント値を逆数演算部ＲＣＡＬに転送し、その後にカウント値をリセットする。これによって、ＣＵＮＴは、モータ部ＭＴの回転周期の長さを算出することになる。
【００３４】
逆数演算部ＲＣＡＬは、この回転周期の逆数を演算することによって周波数の高さを算出し、その結果をレジスタＲＥＧ１に格納する。また、この際に、ＣＵＮＴのビット数となるｋ（例えばｋ＝１３）ビットからＤＡＣ１のビット数のなるｊ（例えばｊ＝７）ビットへの圧縮も行う。そして、レジスタＲＥＧ１の出力は、ＤＡＣ１によってアナログ電圧に変換され、このアナログ電圧値が、速度電圧信号ＦＶとして外部端子Ｐ９を介して図１に示したスピードメータＳＭに出力される。
【００３５】
以上、本実施の形態１の電動車両を用いると、モータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを設けることで、図２０に示したような外付け部品となるフィルタ回路ＦＩＬが不要となり、電動車両の部品数の低減またはコスト低減が実現可能となる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による電動車両において、図１のモータ制御装置内のクルーズコントロール機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図４に示すモータ制御装置ＩＣは、図２の構成例に対して、クルーズコントロール部ＣＲＵＳと、第２のＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ２と、最大速度選択部ＭＳＥＬなどが加わったものとなっている。
【００３７】
クルーズコントロール部ＣＲＵＳは、レジスタＲＥＧ２と、ディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ２と、コンパレータ部ＣＭＰ１と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３などによって構成される。ＳＷ３は、クルーズ信号ＣＲＳが入力された際に所定の期間オンとなり、これに伴い、ＲＥＧ２は、このＣＲＳが入力された時点での前述したＦＶ変換部ＦＶＣ内のレジスタＲＥＧ１の値をＳＷ３を介してラッチする。このＲＥＧ２でラッチされた値は、ＤＡＣ２によってアナログ電圧に変換された後、ＣＭＰ１の一方の入力となる。すなわち、このＣＭＰ１の一方の入力には、ＣＲＳが入力された時点の速度電圧信号ＦＶが保持されることになる。ＣＭＰ１の他方の入力は、前述したＦＶＣ内のＤＡＣ１の出力となる速度電圧信号ＦＶである。
【００３８】
また、ＳＷ１は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬと容量Ｃｖの間を接続し、ＳＷ２は、ＣＭＰ１の出力と容量Ｃｖの間を接続する。ＳＷ１は、クルーズ信号ＣＲＳが入力された際にオンからオフに遷移し、ＳＷ２は、ＣＲＳが入力された際にオフからオンに遷移する。したがって、ＣＲＳが入力された際には、容量Ｃｖに初期状態としてスロットル電圧ＴＨＲＴＬが保持され、この保持電圧に対してＣＭＰ１からの比較結果に基づく充電または放電が行われる。具体的には、ＤＡＣ２の出力電圧をクルーズ設定電圧信号Ｖ２とすると、ＤＡＣ１の出力電圧となる速度電圧信号ＦＶと比較して、Ｖ２＞ＦＶの場合（例えば路面状況等に応じて実際の回転速度がクルーズに伴う設定回転速度よりも遅くなった場合）は、容量Ｃｖに対して充電が行われ、逆にＶ２＜ＦＶの場合は容量Ｃｖに対して放電が行われる。この結果、容量Ｃｖの電圧は、クルーズに伴う設定回転速度を常に維持できるような電圧値に収束することになる。
【００３９】
容量Ｃｖの電圧は、ＰＷＭＣＭＰ２の一方の入力となる。ＰＷＭＣＭＰ２の他方の入力は、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣが生成した三角波である。これにより、ＰＷＭＣＭＰ２は、容量Ｃｖの電圧値に応じたＰＷＭ信号を生成する。言い換えれば、クルーズに伴う設定回転速度を維持するＰＷＭ信号を生成する。また、ＭＳＥＬは、このＰＷＭＣＭＰ２からのＰＷＭ信号と、図２で述べたような、スロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づくＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号とを受け、オンデューティが大きい方のＰＷＭ信号（つまりＴＨＲＴＬと容量Ｃｖの電圧の内いずれか大きい方の電圧に対応するＰＷＭ信号）を選択し、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。ＭＳＥＬは、具体的には例えば、ＴＨＲＴＬと容量Ｃｖの電圧とを比較する回路と、この比較結果に応じて選択を行うセレクタ回路などによって実現できる。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、図２と同様の動作により、ドライバ部ＤＲＶおよびインバータ部ＩＶ＿ＢＫを介してモータ部ＭＴを制御する。
【００４０】
図５は、図４のクルーズコントロール機能の動作例を概念的に表す波形図である。図５には、実際にモータ部ＭＴを制御する電圧（すなわちＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに入力されるＰＷＭ信号に対応するＰＷＭ制御電圧）と、スロットル電圧ＴＨＲＴＬと、クルーズ信号ＣＲＳが示されている。クルーズ信号ＣＲＳを作動させると、その時点のスロットル電圧ＴＨＲＴＬに応じたＰＷＭ制御電圧でモータ部ＭＴが制御される。その後、仮にスロットル電圧ＴＨＲＴＬを下げた場合でも、最大速度選択部ＭＳＥＬによってＰＷＭＣＭＰ２側のＰＷＭ信号が選択されるためＰＷＭ制御電圧のレベルはそのまま維持される。
【００４１】
一方、仮にスロットル電圧ＴＨＲＴＬを上げた場合は、最大速度選択部ＭＳＥＬによってＰＷＭＣＭＰ１側のＰＷＭ信号が選択されるため、ＰＷＭ制御電圧がこのスロットル電圧ＴＨＲＴＬとなり、モータ部ＭＴでは加速動作が行われる。クルーズ信号ＣＲＳが解除されると、スロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づく通常の動作に復帰する。なお、ブレーキ信号ＢＲＫＮを作動させることでもクルーズコントロール機能は解除できる。
【００４２】
以上、本実施の形態２の電動車両を用いると、モータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを設けることで、このＦＶＣを利用して容易に又は効率的にクルーズコントロール機能が実現可能となる。また、これにより電動車両の高機能化が図れる。
【００４３】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。図６に示す電動車両は、実施の形態２で述べた図４の構成例を変形した構成例となっており、モータ制御装置ＩＣと、図４と同様のインバータ部ＩＶ＿ＢＫおよびモータ部ＭＴを含んでいる。すなわち、図４のモータ制御装置ＩＣは、アナログ信号に基づいてスロットル制御機能やクルーズコントロール機能を実現するものであったが、図６のモータ制御装置ＩＣは、これらの機能をディジタル信号に基づいて実現するものである。これは、例えば、プロセッサ等による演算を主としてモータ部ＭＴを制御したい場合に適している。
【００４４】
図６のモータ制御装置ＩＣは、スロットル電圧ＴＨＲＴＬをディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換部ＡＤＣと、クルーズコントロール部ＣＲＵＳと、ＦＶ変換部ＦＶＣと、オンデューティ演算部ＯＤＣと、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬと、ドライバ部ＤＲＶなどを含んでいる。ＦＶ変換部ＦＶＣは、図４等と同様に、クロック信号を生成するクロック生成部ＣＧと、このクロック信号を用いてホールセンサからの信号の周期をカウントするカウンタ部ＣＵＮＴと、このカウント値の逆数を演算し、その結果をラッチする逆数演算部ＲＣＡＬおよびレジスタＲＥＧ１と、ＲＥＧ１の出力を変換するディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ１等で構成される。
【００４５】
クルーズコントロール部ＣＲＵＳは、レジスタＲＥＧ３と、コンパレータ部ＣＭＰ２と、加減算演算部ＰＭＣＡＬと、スイッチＳＷ４などで構成される。ＲＥＧ３は、クルーズ信号ＣＲＳをトリガとしてＲＥＧ１の値をラッチする。ＣＭＰ２は、ＲＥＧ１とＲＥＧ３の値を比較し、その結果をＰＭＣＡＬに出力する。ＰＭＣＡＬは、ＣＭＰ２によるＲＥＧ１とＲＥＧ３の大小関係に応じて加算値または減算値を演算する。例えば、（ＲＥＧ３の値）＞（ＲＥＧ１の値）の場合には加算となり、（ＲＥＧ３の値）＜（ＲＥＧ１の値）場合には減算となり、その絶対値は｜（ＲＥＧ３の値）−（ＲＥＧ１の値）｜によって定められる。ＳＷ４は、ＣＲＳが作動した際にオフからオンに遷移し、ＰＭＣＡＬからの加減算値は、このＳＷ４を介してオンデューティ演算部ＯＤＣに出力される。
【００４６】
オンデューティ演算部ＯＤＣは、ＡＤＣの出力となるディジタル値とＣＲＵＳの出力となるディジタル値を受け、これらのディジタル値の大きさに基づいてＰＷＭ信号のオン時間を演算する。例えば、ＣＲＵＳの出力に関しては、ＣＲＳを作動させた時点でのＡＤＣからのディジタル値を基準として、ＣＲＵＳからの加算値に応じて当該ディジタル値を増大させ、減算値に応じて当該ディジタル値を減少させるような演算を行う。また、図５の動作と同様に、この加減算が反映されたディジタル値とＡＤＣからのディジタル値とを比較し、いずれか大きい方のディジタル値に基づいてＰＷＭ信号のオン時間を設定する。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、図４等で示したＰＷＭコンパレータＰＷＭＣＭＰからのＰＷＭ信号の代わりに、このオンデューティ演算部ＯＤＣによってオン時間が設定されたＰＷＭ信号を用いて、ドライバ部ＤＲＶを介してモータ部ＭＴを制御する。
【００４７】
以上、本実施の形態３の電動車両を用いると、実施の形態２の場合と同様にモータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣを設けることで、このＦＶＣを利用して容易に又は効率的にクルーズコントロール機能が実現可能となる。また、これにより電動車両の高機能化が図れる。さらに、実施の形態２の場合と異なり、ＰＷＭコンパレータを備えないモータ制御装置を用いる場合でも、高機能化が実現可能となる。
【００４８】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４による電動車両において、図１のモータ制御装置内のペダル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図７に示すモータ制御装置ＩＣは、スロットル制御機能とペダル制御機能を備えている。スロットル制御機能は、図２等と同様に、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波とスロットル電圧ＴＨＲＴＬとをＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１で比較し、その出力となるＰＷＭ信号を用いてモータ部ＭＴを駆動することで実現される。
【００４９】
一方、ペダル制御機能は、ＦＶ変換部ＦＶＣ２とＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ３を用いてＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号でモータ部ＭＴを駆動することで実現される。ＦＶ変換部ＦＶＣ２は、クロック生成部ＣＧと、分周回路ＮＤＩＶと、カウンタ部ＣＵＮＴと、逆数演算部ＲＣＡＬと、レジスタＲＥＧ１と、ディジタル−アナログ変換部ＤＡＣ１等で構成される。クロック生成部ＣＧは、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を方形波に変換することでクロック信号を生成する。分周回路ＮＤＩＶは、このクロック信号を分周してカウンタ部ＣＵＮＴに出力する。
【００５０】
カウンタ部ＣＵＮＴは、このＮＤＩＶを介したクロック信号を用いて、外部端子Ｐ７を介して入力されたペダル信号ＰＥＤＡＬの周期をカウントする。ペダル信号ＰＥＤＡＬは、二輪車両本体ＢＤのペダルに取り付けられたセンサから例えば図３で述べたホールセンサの場合と同様の信号形態で入力される。この場合、ＣＵＮＴは、図示はしないが、図２の場合と同様に例えばエッジ検出部ＥＤを用いてカウント動作を行う。ＣＵＮＴの出力は、逆数演算部ＲＣＡＬによって周波数の大きさに変換され、この変換された値がＲＥＧ１に取り込まれる。そして、ＲＥＧ１の値がＤＡＣ１によってアナログ電圧に変換され、このアナログ電圧がＰＷＭＣＭＰ３の一方の入力となる。
【００５１】
このように、ＦＶ変換部ＦＶＣ２は、図２や図４に示したＦＶ変換部ＦＶＣに対して分周回路ＮＤＩＶが付加されたものとなっており、それ以外は図２や図４と同様の構成となっている。この分周回路ＮＤＩＶは、図２や図４に示したようなモータ部ＭＴの回転数を示すホールセンサからの信号の周波数と比較して、ペダル信号ＰＥＤＡＬの周波数が非常に低いため、ＣＵＮＴのカウント数を図２や図４におけるＣＵＮＴのカウント数と同等レベルに整合させるために設けている。
【００５２】
ＰＷＭＣＭＰ３は、このＤＡＣ１の出力と、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を比較して、ペダルの回転数に応じたＰＷＭ信号を生成する。このＰＷＭＣＭＰ３からのＰＷＭ信号と前述したスロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づくＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号は、共に最大速度選択部ＭＳＥＬ１に入力される。ＭＳＥＬ１は、図４の場合と同様に、この２つのＰＷＭ信号の中からいずれかオンデューティが大きい方のＰＷＭ信号（つまりＴＨＲＴＬとＤＡＣ１の出力電圧の内のいずれか大きい方に対応するＰＷＭ信号）を選択し、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、図２と同様の動作により、ドライバ部ＤＲＶおよびインバータ部ＩＶ＿ＢＫを介してモータ部ＭＴを制御する。これによって、スロットルかペダルのいずれかによって速度調整が可能となり、また、両方で行った場合にはいずれか速い方の速度が選択される。
【００５３】
以上、本実施の形態４の電動車両を用いると、モータ制御装置ＩＣ内にＦＶ変換部ＦＶＣ２を設けることで、このＦＶＣ２を利用して容易に又は効率的にペダル制御機能が実現可能となる。また、これにより電動車両の高機能化が図れる。
【００５４】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５による電動車両において、図１のモータ制御装置内のセキュリティ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図８に示すモータ制御装置ＩＣは、前述したＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬの入力にスイッチＳＷ５が設けられ、このＳＷ５を介して例えばスロットル電圧ＴＨＲＴＬに基づくＰＷＭＣＭＰ１からのＰＷＭ信号が伝達される構成となっている。
【００５５】
このＳＷ５は、図１で述べたセキュリティ信号ＳＣＲＴＹを作動させた際に、オンからオフに遷移する。セキュリティ信号ＳＣＲＴＹは、例えば、二輪車両本体ＢＤの鍵などに連動させることができる。このようにセキュリティ信号ＳＣＲＴＹによってＳＷ５をオフにすることで、セキュリティ信号ＳＣＲＴＹを解除しない限りモータ部ＭＴに動力を伝達させることができなくなる。
【００５６】
また、セキュリティ信号ＳＣＲＴＹを作動させると、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の電源電圧ＰＶＣＣ側のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈをオフに固定し、接地電圧ＰＧＮＤ側のパワートランジスタＴｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌをオンに固定する。これによって、モータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各入力端子を接地電圧ＰＧＮＤにショートさせることができるため、モータ部ＭＴを回転困難な状態に保つことができる。すなわち、モータ部ＭＴでは常にブレーキが作動している状態となるため、二輪車両本体ＢＤを動かすことが困難となる。これらによって、盗難防止といったセキュリティ機能が容易に実現できる。
【００５７】
以上、本実施の形態５の電動車両を用いることで、盗難防止といったセキュリティ機能を実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【００５８】
（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６による電動車両において、図１のモータ制御装置内のＥ−ＡＢＳ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。図９のモータ制御装置ＩＣは、外部端子Ｐ４を介してＥ−ＡＢＳ信号ＥＡＢＳＮが入力された際に、これに応じてＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬが、ドライブ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫを制御する構成となっている。すなわち、ＰＷＭ＿ＣＴＬは、ＩＶ＿ＢＫ内の電源電圧ＰＶＣＣ側のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈをオフに駆動し、接地電圧ＰＧＮＤ側のパワートランジスタＴｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌを同時に所定のＰＷＭ信号で駆動する。
【００５９】
図１０は、図９のモータ制御装置において、Ｅ−ＡＢＳ機能の動作の一例を示す波形図である。図９に示すように、Ｅ−ＡＢＳ信号ＥＡＢＳＮが入力されると、所定のＥ−ＡＢＳ設定電圧と三角波との比較によって所定のデューティ比のＰＷＭ信号が生成される。このＰＷＭ信号は、図示はしないがＥ−ＡＢＳ設定電圧を生成する固定電圧生成部を設け、例えば、この電圧を、前述したスロットル電圧ＴＨＲＴＬの代わりにＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１に入力したり、あるいは、別途設けたＰＷＭコンパレータ部で三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波と比較させることなどで生成可能である。
【００６０】
このようにして生成したＰＷＭ信号は、インバータ部ＩＶ＿ＢＫ内の接地電圧ＰＧＮＤ側のパワートランジスタＴｕｌ，Ｔｖｌ，Ｔｗｌに同時に入力される。ここで、このＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルの期間では、モータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の入力ノードが接地電圧ＰＧＮＤにショートされるためブレーキ動作が行われる。一方、ＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルから‘Ｌ’レベルに遷移すると、その直後からモータ部ＭＴのＵ相、Ｖ相、Ｗ相のノードに誘起電圧が生じる。この誘起電圧が電源電圧ＰＶＣＣよりも高くなると、モータ部ＭＴから、電源電圧ＰＶＣＣ側のパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｖｈ，Ｔｗｈのボディダイオードを介してＰＶＣＣに向けた回生電流が流れ、この回生電流がバッテリＢＡＴに充電される。したがって、ブレーキ動作とバッテリＢＡＴへの充電動作を両立して行うことができ、バッテリＢＡＴの電力使用効率を高めることが可能となる。
【００６１】
以上、本実施の形態６の電動車両を用いることで、ブレーキ動作と共にバッテリＢＡＴへの充電動作も行うＥ−ＡＢＳ機能を実現でき、電動車両の高機能化が図れる。
【００６２】
（実施の形態７）
図１１は、本発明の実施の形態７による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。図１１に示す電動車両は、モータ制御装置ＩＣが、これまでに述べたようなスロットル制御機能、クルーズコントロール機能、およびペダル制御機能に加えて過充電保護機能を備え、更に、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬが、同期整流によるＰＷＭ制御機能を備えたことが主要な特徴となっている。
【００６３】
モータ制御装置ＩＣは、３個のＰＷＭコンパレータ部ＰＷＭＣＭＰ１，ＰＷＭＣＭＰ２，ＰＷＭＣＭＰ３を含む。ＰＷＭＣＭＰ１の一方の入力は、スロットル電圧ＴＨＲＴＬである。ＰＷＭＣＭＰ２の一方の入力は、クルーズ信号ＣＲＳに伴い図４に示したようなＦＶ変換部ＦＶＣおよびクルーズコントロール部ＣＲＵＳで生成されたＰＷＭ制御電圧である。ＰＷＭＣＭＰ３の一方の入力は、ペダル信号ＰＥＤＡＬに伴い図７に示したようなＦＶ変換部ＦＶＣ２で生成されたＰＷＭ制御電圧である。図１１では、このようなＦＶＣ、ＣＲＵＳ、ＦＶＣ２をＰＷＭ制御電圧生成部ＰＢＫとして記載している。また、ＰＷＭＣＭＰ１〜ＰＷＭＣＭＰ３の他方の入力は、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波である。
【００６４】
ＰＷＭＣＭＰ１〜ＰＷＭＣＭＰ３から生成されるＰＷＭ信号は、図４等でも述べたような最大速度選択部ＭＳＥＬ２によって最大速度に該当するＰＷＭ信号が選択され、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力される。ＰＷＭ＿ＣＴＬは、この選択されたＰＷＭ信号を用いて、ドライバ部ＤＲＶを介してインバータ部ＩＶ＿ＢＫを制御する。また、モータ制御装置ＩＣは、過充電保護部ＣＰを含む。過充電保護部ＣＰは、バッテリＢＡＴの電源電圧ＰＶＣＣを抵抗Ｒ１，Ｒ２によって抵抗分割した電圧が外部端子Ｐ３０を介して入力される。過充電保護部ＣＰは、この外部端子Ｐ３０からの電圧によってバッテリＢＡＴの電源電圧ＰＶＣＣを監視し、ＰＶＣＣが所定の値を超えた場合にＰＷＭ＿ＣＴＬに過充電検出信号を出力する。
【００６５】
図１２は、図１１のＰＷＭ制御部の動作例を示すものであり、（ａ）は通常動作時および過充電保護時の動作シーケンス図であり、（ｂ）は（ａ）の補足図である。図１２に示すように、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、通常動作時、モータ部ＭＴのホールセンサからの位置検出信号ＨＵ，ＨＶ，ＨＷに応じて、例えばＳ１１〜Ｓ１６のシーケンスを実行する。例えば、Ｓ１２では、パワートランジスタＴｕｈ、Ｔｖｈ、Ｔｗｈが、それぞれ、‘Ｈ’、‘Ｌ’、同期整流用パルス信号で駆動され、パワートランジスタＴｕｌ、Ｔｖｌ、Ｔｗｌが、それぞれ、‘Ｌ’、‘Ｌ’、ＰＷＭ信号で駆動される。この場合、電流が、モータ部ＭＴのＵ相とＷ相の間で流れる。
【００６６】
なお、図１２（ｂ）に示すように、同期整流用パルス信号は、ＰＷＭ信号の逆相の信号である。また、他のシーケンスＳ１１，Ｓ１３〜Ｓ１６においても同様に、パワートランジスタＴｕｈ、Ｔｖｈ、Ｔｗｈ，Ｔｕｌ、Ｔｖｌ、Ｔｗｌのいずれか３つが、それぞれ、‘Ｈ’、ＰＷＭ信号、同期整流用パルス信号で駆動され、残りの３つが‘Ｌ’で駆動される。
【００６７】
一方、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬは、過充電保護部ＣＰから過充電検出信号を受けた場合に、Ｓ１１〜Ｓ１６とは異なるシーケンスＳ２１〜Ｓ２６を実行する。Ｓ２１〜Ｓ２６は、Ｓ１１〜Ｓ１６にそれぞれ対応しており、Ｓ１１〜Ｓ１６内の同期整流用パルス信号を‘Ｌ’に変更したシーケンスとなっている。例えば、Ｓ２２では、パワートランジスタＴｕｈ、Ｔｖｈ、Ｔｗｈが、それぞれ、‘Ｈ’、‘Ｌ’、‘Ｌ’で駆動され、パワートランジスタＴｕｌ、Ｔｖｌ、Ｔｗｌが、それぞれ、‘Ｌ’、‘Ｌ’、ＰＷＭ信号で駆動される。
【００６８】
図１３は、図１２の各シーケンスの一つを例にインバータ部の詳細動作を示す説明図であり、（ａ）はモータ部の誘起電圧が小さい場合の動作例、（ｂ）はモータ部の誘起電圧が大きい場合の動作例である。図１３（ａ），（ｂ）は、図１２のシーケンスＳ１２に対応するインバータ部ＩＶ＿ＢＫの動作例を示している。図１３（ａ）は、モータ部ＭＴの誘起電圧Ｖｅｍｆと電源電圧ＰＶＣＣの関係がＰＶＣＣ＞Ｖｅｍｆの場合である。この場合において、ＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルの期間では、パワートランジスタＴｕｈ，Ｔｗｌがオンとなり、Ｔｕｈ→ＭＴ→Ｔｗｌの経路で電流が流れる。
【００６９】
一方、ＰＷＭ信号が‘Ｌ’レベルの期間では、同期整流用パルス信号に伴いパワートランジスタＴｕｈ，Ｔｗｈがオンとなり、Ｔｕｈ→ＭＴ→Ｔｗｈの経路で電流が流れる。なお、この場合は、ＰＶＣＣ＞｛Ｖｅｍｆ＋ＰＶＣＣ×（Ｔｗｈのオンデューティ）｝の関係となる。このように、同期整流用パルス信号を用いてＴｗｈをオンに駆動することで、Ｔｗｈと並列接続されたボディダイオードを介して電流を流す場合と比べて電力損失が小さくなり、バッテリＢＡＴの電力使用効率を高めることが可能となる。
【００７０】
図１３（ｂ）は、ＰＶＣＣ＜Ｖｅｍｆの場合である。この条件は、例えば下り坂などでモータ部ＭＴに外力が加わった場合などで発生する。この場合において、ＰＷＭ信号が‘Ｈ’レベルの期間では、Ｔｕｈ，Ｔｗｌがオンとなり、図１３（ａ）の場合とは逆に、Ｔｗｌ→ＭＴ→Ｔｕｈの経路で回生電流が流れる。一方、ＰＷＭ信号が‘Ｌ’レベルの期間では、同期整流用パルス信号に伴いＴｕｈ，Ｔｗｈがオンとなり、図１３（ａ）の場合とは逆に、Ｔｗｈ→ＭＴ→Ｔｕｈの経路で回生電流が流れる。なお、この場合は、ＰＶＣＣ＜｛Ｖｅｍｆ＋ＰＶＣＣ×（Ｔｗｈのオンデューティ）｝の関係となる。
【００７１】
ここで、このＰＷＭ信号が‘Ｌ’レベルの期間において、仮に同期整流用パルス信号を用いずにＴｗｈを常にオフ状態とした場合には、Ｔｗｌに並列接続されたボディダイオード→ＭＴ→Ｔｕｈの経路で回生電流が流れることになるが、この場合、ボディダイオードにおいて電力損失が発生する。一方、同期整流用パルス信号を用いるとＴｗｈを通る経路で回生電流を流せるため電力損失が小さくなり、また、Ｔｗｈを介してモータ部ＭＴの一端のノード電圧を｛ＰＶＣＣ×（Ｔｗｈのオンデューティ）｝分持ち上げることができるため、より回生電流が発生し易くなる。これにより、バッテリＢＡＴに対する充電効率を高めることが可能となる。
【００７２】
以上のような回生電流または実施の形態６で述べたようなＥ−ＡＢＳ機能に伴う回生電流によって、バッテリＢＡＴに充電を行うことができる。ただし、バッテリＢＡＴが過剰に充電されると、各種部品が破損する恐れがあるため、これを防止する必要がある。そこで、過充電保護部ＣＰが過充電検出信号を発生した場合、図１２で述べたように、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬが同期整流用パルス信号を停止することで、前述したようなボディダイオードの電力損失等を利用して充電効率を低下させる。そして、これによってバッテリＢＡＴに対する過剰な充電を保護する。
【００７３】
また、過充電保護部ＣＰは、例えばスロットル電圧ＴＨＲＴＬを監視することでＰＷＭ信号のオンデューティが小さくなる場合を検出し、この場合に過充電検出信号を出力する。すなわち、ＰＷＭ信号のオンデューティが例えば２０％未満程度に小さくなると、同期整流用パルス信号のオンデューティが過大となり、これに伴い、部品に破損が生じたり、モータ部ＭＴの制動を調整できないような事態が生じ得る。そこで、このような場合に、過充電保護部ＣＰは、過充電検出信号を出力することで、同期整流用パルス信号を停止させ、前述したような不具合を回避する。
【００７４】
以上、本実施の形態７の電動車両を用いると、同期整流用パルス信号によってバッテリへの充電効率を高めることができ、電動車両の高機能化が図れる。また、過充電保護機能によって信頼性の確保も可能となる。
【００７５】
（実施の形態８）
図１４は、本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する基本概念を示す説明図である。図１５は、本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【００７６】
一般的に、モータ部ＭＴのトルクを上げるためには、駆動電流を増加させればよいが、駆動電流が過大になると、インバータ部ＩＶ＿ＢＫのパワートランジスタが破損する恐れがあるため、これを保護する必要がある。そこで、通常、図１５に示すように、インバータ部ＩＶ＿ＢＫに電流検出用の抵抗Ｒｄを設け、この抵抗Ｒｄに発生する電圧が所定値を超えないように駆動電流の制限が行われる。
【００７７】
図１４には、Ｘ軸をオンデューティ（％）、Ｙ軸を駆動電流（Ａ）とした関係図が示されている。Ａ線は、オンデューティが１００％時の電流リミット値を起点としたＡＣ電流を表す線であり、「電流リミット値／オンデューティ」を示す線である。Ｂ線は、モータ部ＭＴに流す事のできる理論的最大電流であり、「（電源電圧／モータ抵抗）×オンデューティ」の線となる。
【００７８】
ここで、従来においては、Ｃ線に示すように、オンデューティが１００％時の電流リミット値を、オンデューティの比率に関わらず固定の電流リミット値としている。したがって、従来においては、本来、Ａ線とＢ線が交わるレベルまで電流を流す事ができるにもかかわらず電流を過剰に制限することになっていた。そこで、本実施の形態では、Ｄ線に示すように、オンデューティが減少するにつれて電流リミット値を増加させる機能を実現する。これによって、従来では領域Ｂの範囲でしか流す事ができなかった電流が、領域Ａ＋領域Ｂの範囲まで流せるようになり、インバータ部ＩＶ＿ＢＫを保護した上で、よりモータトルクが上げられるようになる。
【００７９】
このような機能を実現するため、図１５に示すモータ制御装置ＩＣは、過電流検出部ＩＬＭＴを備える。ＩＬＭＴは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波を反転および増幅（又は減衰）するアンプ部ＡＭＰと、ＡＭＰの出力の直流レベルを調整するレベルシフト部ＬＳと、ＬＳの出力を一方の入力とするコンパレータ部ＣＭＰ３を含んでいる。ＣＭＰ３の他方の入力には、ＩＶ＿ＢＫ内の電流検出用の抵抗Ｒｄから外部端子Ｐ２２を介して入力された電圧が印加される。また、ＣＭＰ３は、Ｐ２２からの入力電圧がＬＳの出力電圧を超えた場合に過電流検出信号をＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬに出力する。
【００８０】
図１６は、図１５のモータ制御装置の動作例を示すものであり、（ａ）はその比較対象として従来構成を用いた場合の動作例を示す波形図、（ｂ）は図１５の構成を用いた場合の動作例を示す波形図である。まず、従来においては、図１６（ａ）に示すように、電流リミット値に該当するリミット電圧が固定となっており、電流検出用の抵抗Ｒｄによって検出した電圧がこのリミット電圧を超えた場合に、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬがＰＷＭ信号を‘Ｌ’に遷移させる構成となっていた。具体的には、例えば、図１５におけるコンパレータ部ＣＭＰ３の一端が固定電圧であるような回路構成となっている。
【００８１】
一方、本実施の形態においては、図１６（ｂ）に示すように、電流リミット値に該当するリミット電圧が、ＰＷＭ信号の各サイクル毎に時間の経過とともに減少するように変動し、電流検出用の抵抗Ｒｄによって検出した電圧がこのリミット電圧を超えた場合に、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬがＰＷＭ信号を‘Ｌ’に遷移させる構成となっている。このようなリミット電圧の波形は、図１５に示したように、ＰＷＭＯＳＣからの三角波を反転され、その振幅レベルをアンプ部ＡＭＰによって調整し、更に直流レベルをレベルシフト部ＬＳによって調整することで実現可能である。これによって、図１６（ｂ）に示すように、インバータ部ＩＶ＿ＢＫを保護した上で、図１６（ａ）の場合よりも更にオンデューティを増加させることができ、これに伴う電流によってモータトルクを限界まで引き出すことが可能となる。
【００８２】
以上、本実施の形態８の電動車両を用いると、駆動電流制限機能によってインバータ部の保護と、従来に比べてモータトルクの限界値の向上が可能となり、電動車両の高機能化が図れる。
【００８３】
（実施の形態９）
図１７は、本発明の実施の形態９による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図であり、当該機能を図１５と異なる構成で実現するものである。すなわち、図１５のモータ制御装置ＩＣは、アナログ信号に基づいて駆動電流制限機能を実現するものであったが、図１７のモータ制御装置ＩＣは、前述した図６の場合と同様に、この機能をディジタル信号に基づいて実現するものである。これは、例えば、プロセッサ等による演算を主としてモータ部ＭＴを制御したい場合に適している。
【００８４】
図１７に示すモータ制御装置ＩＣは、オンデューティ演算部ＯＤＣおよびアナログ−ディジタル変換部ＡＤＣ，ＡＤＣ１を含み、前述した抵抗Ｒｄの電圧が外部端子Ｐ２２およびＡＤＣ１を介してＯＤＣに入力され、例えばスロットル電圧ＴＨＲＴＬがＡＤＣを介してＯＤＣに入力される構成となっている。ここで、ＯＤＣは、例えば、オンデューティのディジタル値（Ｄ）とこの値に対応する電流リミット値のディジタル値（Ｉ）との関係式等を保持している。この関係式は、例えば、（Ｄ）の増加に伴い（Ｉ）が減少するような式である。
【００８５】
そして、例えば、外部端子Ｐ２２からＡＤＣ１を介してディジタル値Ｉ１が入力された際に、ＯＤＣは、それを当該関係式の（Ｉ）に代入してオンデューティのディジタル値Ｄ１を算出する。一方、ＡＤＣからはスロットル電圧ＴＨＲＴＬに対応するオンデューティのディジタル値Ｄ２が入力されており、ＯＤＣは、このＤ１とＤ２を比較して、Ｄ２＞Ｄ１の場合にはＤ１をオンデューティとするＰＷＭ信号を生成し、Ｄ２＜Ｄ１の場合にはＤ２をオンデューティとするＰＷＭ信号を生成する。
【００８６】
以上、本実施の形態９の電動車両を用いると、駆動電流制限機能によってインバータ部の保護と、従来に比べてモータトルクの限界値の向上が可能となり、電動車両の高機能化が図れる。さらに、実施の形態８の場合と異なり、ＰＷＭコンパレータを備えないモータ制御装置を用いる場合でも、高機能化が実現可能となる。
【００８７】
（実施の形態１０）
図１８は、本発明の実施の形態１０による電動車両において、図１５の変形例を示すブロック図である。図１８に示すモータ制御装置ＩＣは、図１５に示した過電流検出部ＩＬＭＴ内において、更に、マスク制御部ＭＣとスイッチＳＷ６が加わったものとなっている。マスク制御部ＭＣは、三角波発振部ＰＷＭＯＳＣからの三角波と、レベルシフト部ＬＳからの出力とを受けて、ＰＷＭＯＳＣからの三角波の立ち下がりの期間と、ＬＳからの出力の立ち上がりの期間とでマスク信号を出力する。ＳＷ６は、コンパレータ部ＣＭＰ３の出力とＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬの間に設けられ、マスク制御部ＭＣからのマスク信号を受けた期間でオフに駆動される。
【００８８】
図１９は、図１８のモータ制御装置の動作例を示す波形図である。図１９に示すように、ＰＷＮ信号が‘Ｈ’レベルに遷移した瞬間、インバータ部ＩＶ＿ＢＫでのパワートランジスタのスイッチングによってスパイク電流が発生することがある。電流検出用の抵抗Ｒｄは、このスパイク電流に伴ってスパイク電圧を発生し、このスパイク電圧は、通常、過電流検出部ＩＬＭＴでのリミット電圧を超えるレベルまで上昇する。しかしながら、これに伴ってＩＬＭＴが過電流検出信号を出力してしまうと、ＰＷＭ制御部ＰＷＭ＿ＣＴＬにおいて誤動作が生じてしまう恐れがある。
【００８９】
そこで、マスク制御部ＭＣによって、ＰＷＭＯＳＣからの三角波の立ち下がりの期間と、ＬＳからの出力（電流リミット波形）の立ち上がりの期間とでマスク信号を出力し、この期間でＳＷ６をオフに駆動することで、このスパイク電圧に伴って生じ得る過電流検出信号を無効にすることが可能となる。このように、本実施の形態１０の電動車両を用いると、駆動電流制限機能の信頼性を向上させることが可能となり、電動車両の高機能化が図れる。
【００９０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本実施の形態によるモータ制御装置および電動車両は、特に、エレクトリックバイクで用いられるモータ制御装置および電動車両に適用して有益な技術であり、これに限らず、モータ制御装置およびそれを搭載した電動車両全般に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態１による電動車両において、その機能概要の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の電動車両において、そのモータ制御装置内のＦＶ変換部およびスロットル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図３】図２のＦＶ変換部の動作の一例を示す波形図である。
【図４】本発明の実施の形態２による電動車両において、図１のモータ制御装置内のクルーズコントロール機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図５】図４のクルーズコントロール機能の動作例を概念的に表す波形図である。
【図６】本発明の実施の形態３による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態４による電動車両において、図１のモータ制御装置内のペダル制御機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態５による電動車両において、図１のモータ制御装置内のセキュリティ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態６による電動車両において、図１のモータ制御装置内のＥ−ＡＢＳ機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９のモータ制御装置において、Ｅ−ＡＢＳ機能の動作の一例を示す波形図である。
【図１１】本発明の実施の形態７による電動車両において、その構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１１のＰＷＭ制御部の動作例を示すものであり、（ａ）は通常動作時および過充電保護時の動作シーケンス図であり、（ｂ）は（ａ）の補足図である。
【図１３】図１２の各シーケンスの一つを例にインバータ部の回路動作を示す説明図であり、（ａ）はモータ部の誘起電圧が小さい場合の動作例、（ｂ）はモータ部の誘起電圧が大きい場合の動作例である。
【図１４】本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する基本概念を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態８による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１５のモータ制御装置の動作例を示すものであり、（ａ）はその比較対象として従来構成を用いた場合の動作例を示す波形図、（ｂ）は図１５の構成を用いた場合の動作例を示す波形図である。
【図１７】本発明の実施の形態９による電動車両において、図１のモータ制御装置内の駆動電流制限機能に関する詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態１０による電動車両において、図１５の変形例を示すブロック図である。
【図１９】図１８のモータ制御装置の動作例を示す波形図である。
【図２０】本発明の前提として検討した電動車両において、それに用いられるモータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２０のモータ制御装置におけるＰＷＭ信号の一例を示す波形図であり、（ａ）はスロットル電圧が高い場合、（ｂ）はスロットル電圧が低い場合を示すものである。
【符号の説明】
【００９３】
ＰＷＭＣＭＰ ＰＷＭコンパレータ部
ＰＷＭＯＳＣ 三角波発振部
ＣＲＵＳ クルーズコントロール部
ＴＭＮＩ サーマル監視部
ＨＡＬＬ＿ＡＭＰ ホールアンプ部
ＤＲＶ ドライバ部
ＩＬＭＴ 過電流検出部
ＣＴＬ 全体制御部
ＦＶＣ ＦＶ変換部
ＩＣ モータ制御装置
ＩＶ＿ＢＫ インバータ部
Ｔ パワートランジスタ
ＭＴ モータ部
ＢＤ 二輪車両本体
ＳＭ スピードメータ
ＢＡＴ バッテリ
Ｃ 容量
Ｒ 抵抗
Ｐ 外部端子
ＰＷＭ＿ＣＴＬ ＰＷＭ制御部
ＣＧ クロック生成部
ＣＵＮＴ カウンタ部
ＲＣＡＬ 逆数演算部
ＲＥＧ レジスタ
ＤＡＣ ディジタル−アナログ変換部
ＥＤ エッジ検出部
ＭＳＥＬ 最大速度選択部
ＣＭＰ コンパレータ部
ＳＷ スイッチ
ＰＭＣＡＬ 加減算演算部
ＯＤＣ オンデューティ演算部
ＡＤＣ アナログ−ディジタル変換部
ＮＤＩＶ 分周回路
ＰＢＫ ＰＷＭ制御電圧生成部
ＣＰ 過充電保護部
ＦＩＬ フィルタ回路
ＭＶ ワンショットマルチバイブレータ
ＡＭＰ アンプ部
ＬＳ レベルシフト部
ＭＣ マスク制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル電圧が入力される第１外部端子と、
モータ部に設けられたセンサから、前記モータ部の回転速度に応じたクロック周波数を持つセンサ検出信号が入力される第２外部端子と、
前記スロットル電圧に応じたデューティ比を持つ第１ＰＷＭ信号を生成するスロットル制御部と、
前記第１ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されるインバータ部を所定の動作シーケンスで制御するＰＷＭ制御部と、
前記センサ検出信号を受けて、前記センサ検出信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つ速度電圧信号を生成するＦＶ変換部と、
前記速度電圧信号を出力する第３外部端子とを有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、さらに、
クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成するクルーズ制御部とを備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第２ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のモータ制御装置において、
さらに、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号が入力され、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力する最大速度選択部を備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のモータ制御装置において、さらに、
ペダルの回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号が入力される第５外部端子と、
ペダル制御部とを備え、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第３ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１記載のモータ制御装置において、さらに、
クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
ペダルの回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号が入力される第５外部端子と、
クルーズ制御部と、
ペダル制御部と、
最大速度選択部とを備え、
前記クルーズ制御部は、前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数の高さに比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記最大速度選択部は、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号と前記第３ＰＷＭ信号とを入力として、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
スロットル電圧が入力される第１外部端子と
モータ部に設けられたセンサから、前記モータ部の回転速度に応じたクロック周波数を持つセンサ検出信号が入力される第２外部端子と、
三角波を生成する三角波発振部と、
前記三角波発振部からの三角波と前記スロットル電圧とを比較して第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭコンパレータ部と、
前記第１ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御するＰＷＭ制御部と、
前記センサ検出信号を受けて、前記センサ検出信号のクロック周波数の高さに比例した電圧値を持つ速度電圧信号を生成するＦＶ変換部と、
前記速度電圧信号を出力する第３外部端子とを備え、
前記ＦＶ変換部は、
前記三角波を用いて方形波の基準クロック信号を生成するクロック生成部と、
前記センサ検出信号のクロック周期の長さを前記基準クロック信号のカウント値によって算出するカウンタ部と、
前記カウンタ部のカウント値に対して逆数を演算する逆数演算部と、
前記逆数演算部の出力をラッチする第１レジスタと、
前記第１レジスタの値をアナログ電圧に変換することで前記速度電圧信号を生成する第１ディジタル・アナログ変換部とを有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項６記載のモータ制御装置において、さらに、
クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
クルーズ制御部と、
最大速度選択部と、
第２ＰＷＭコンパレータ部とを備え、
前記クルーズ制御部は、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記第１レジスタの値をラッチする第２レジスタと、
前記第２レジスタの値をアナログ電圧に変換する第２ディジタル・アナログ変換部と、
容量が接続される第１ノードと、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記スロットル電圧を前記第１ノードに保持するための第１スイッチと、
前記第２ディジタル・アナログ変換部の出力電圧と前記第１ディジタル・アナログ変換部の出力電圧とを比較し、この比較結果に応じて前記第１ノードに対して充放電を行うコンパレータ部とを有し、
前記第２ＰＷＭコンパレータ部は、前記第１ノードの電圧と前記三角波とを比較して第２ＰＷＭ信号を生成し、
前記最大速度選択部は、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号とを入力として、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
車輪を含む車両本体と、
前記車両本体に搭載されたバッテリと、
前記車両本体に搭載され、前記車輪を回転させるモータ部と、
前記モータ部に搭載され、前記モータ部の回転位置および回転速度に応じて所定のクロック周波数を持つセンサ検出信号を生成するセンサと、
前記車両本体に搭載され、スロットル電圧を生成し、前記スロットル電圧の大きさによって前記車両本体の走行スピードを指示するスロットル機構と、
前記車両本体に搭載され、前記車両本体の走行スピードを表示するスピードメータと、
前記モータ部に接続され、複数のパワートランジスタを介して前記モータ部に電流を供給するインバータ部と、
前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを制御し、１個の半導体チップによって形成されたモータ制御装置とを備え、
前記モータ制御装置は、
前記スロットル電圧が入力される第１外部端子と、
前記センサ検出信号が入力される第２外部端子と、
前記スロットル電圧に応じたデューティ比を持つ第１ＰＷＭ信号を生成するスロットル制御部と、
前記第１ＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御するＰＷＭ制御部と、
前記センサ検出信号を受けて、前記センサ検出信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つ速度電圧信号を生成するＦＶ変換部と、
前記速度電圧信号を前記スピードメータに出力する第３外部端子とを有することを特徴とする電動車両。
【請求項９】
請求項８記載の電動車両において、
さらに、前記車両本体に搭載され、前記車両本体の走行スピードを一定に保つ指示を受けた際にクルーズ信号を生成するクルーズスイッチ機構を備え、
前記モータ制御装置は、さらに、
前記クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成するクルーズ制御部とを備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第２ＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【請求項１０】
請求項９記載の電動車両において、
前記モータ制御装置は、さらに、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号が入力され、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力する最大速度選択部を備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【請求項１１】
請求項８記載の電動車両において、
さらに、前記車両本体に搭載され、自身の回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号を出力するペダル機構を備え、
前記モータ制御装置は、さらに、
前記ペダル信号が入力される第５外部端子と、
ペダル制御部とを備え、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第３ＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【請求項１２】
請求項８記載の電動車両において、さらに、
前記車両本体に搭載され、前記車両本体の走行スピードを一定に保つ指示を受けた際にクルーズ信号を生成するクルーズスイッチ機構と、
前記車両本体に搭載され、自身の回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号を出力するペダル機構とを備え、
前記モータ制御装置は、さらに、
前記クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
前記ペダル信号が入力される第５外部端子と、
クルーズ制御部と、
ペダル制御部と、
最大速度選択部とを備え、
前記クルーズ制御部は、前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数の高さに比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記最大速度選択部は、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号と前記第３ＰＷＭ信号とを入力として、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【請求項１】
スロットル電圧が入力される第１外部端子と、
モータ部に設けられたセンサから、前記モータ部の回転速度に応じたクロック周波数を持つセンサ検出信号が入力される第２外部端子と、
前記スロットル電圧に応じたデューティ比を持つ第１ＰＷＭ信号を生成するスロットル制御部と、
前記第１ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されるインバータ部を所定の動作シーケンスで制御するＰＷＭ制御部と、
前記センサ検出信号を受けて、前記センサ検出信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つ速度電圧信号を生成するＦＶ変換部と、
前記速度電圧信号を出力する第３外部端子とを有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、さらに、
クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成するクルーズ制御部とを備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第２ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のモータ制御装置において、
さらに、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号が入力され、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力する最大速度選択部を備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のモータ制御装置において、さらに、
ペダルの回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号が入力される第５外部端子と、
ペダル制御部とを備え、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第３ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１記載のモータ制御装置において、さらに、
クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
ペダルの回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号が入力される第５外部端子と、
クルーズ制御部と、
ペダル制御部と、
最大速度選択部とを備え、
前記クルーズ制御部は、前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数の高さに比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記最大速度選択部は、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号と前記第３ＰＷＭ信号とを入力として、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
スロットル電圧が入力される第１外部端子と
モータ部に設けられたセンサから、前記モータ部の回転速度に応じたクロック周波数を持つセンサ検出信号が入力される第２外部端子と、
三角波を生成する三角波発振部と、
前記三角波発振部からの三角波と前記スロットル電圧とを比較して第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭコンパレータ部と、
前記第１ＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御するＰＷＭ制御部と、
前記センサ検出信号を受けて、前記センサ検出信号のクロック周波数の高さに比例した電圧値を持つ速度電圧信号を生成するＦＶ変換部と、
前記速度電圧信号を出力する第３外部端子とを備え、
前記ＦＶ変換部は、
前記三角波を用いて方形波の基準クロック信号を生成するクロック生成部と、
前記センサ検出信号のクロック周期の長さを前記基準クロック信号のカウント値によって算出するカウンタ部と、
前記カウンタ部のカウント値に対して逆数を演算する逆数演算部と、
前記逆数演算部の出力をラッチする第１レジスタと、
前記第１レジスタの値をアナログ電圧に変換することで前記速度電圧信号を生成する第１ディジタル・アナログ変換部とを有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項６記載のモータ制御装置において、さらに、
クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
クルーズ制御部と、
最大速度選択部と、
第２ＰＷＭコンパレータ部とを備え、
前記クルーズ制御部は、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記第１レジスタの値をラッチする第２レジスタと、
前記第２レジスタの値をアナログ電圧に変換する第２ディジタル・アナログ変換部と、
容量が接続される第１ノードと、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記スロットル電圧を前記第１ノードに保持するための第１スイッチと、
前記第２ディジタル・アナログ変換部の出力電圧と前記第１ディジタル・アナログ変換部の出力電圧とを比較し、この比較結果に応じて前記第１ノードに対して充放電を行うコンパレータ部とを有し、
前記第２ＰＷＭコンパレータ部は、前記第１ノードの電圧と前記三角波とを比較して第２ＰＷＭ信号を生成し、
前記最大速度選択部は、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号とを入力として、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記モータ部に接続されたインバータ部を所定の動作シーケンスで制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
車輪を含む車両本体と、
前記車両本体に搭載されたバッテリと、
前記車両本体に搭載され、前記車輪を回転させるモータ部と、
前記モータ部に搭載され、前記モータ部の回転位置および回転速度に応じて所定のクロック周波数を持つセンサ検出信号を生成するセンサと、
前記車両本体に搭載され、スロットル電圧を生成し、前記スロットル電圧の大きさによって前記車両本体の走行スピードを指示するスロットル機構と、
前記車両本体に搭載され、前記車両本体の走行スピードを表示するスピードメータと、
前記モータ部に接続され、複数のパワートランジスタを介して前記モータ部に電流を供給するインバータ部と、
前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを制御し、１個の半導体チップによって形成されたモータ制御装置とを備え、
前記モータ制御装置は、
前記スロットル電圧が入力される第１外部端子と、
前記センサ検出信号が入力される第２外部端子と、
前記スロットル電圧に応じたデューティ比を持つ第１ＰＷＭ信号を生成するスロットル制御部と、
前記第１ＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御するＰＷＭ制御部と、
前記センサ検出信号を受けて、前記センサ検出信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つ速度電圧信号を生成するＦＶ変換部と、
前記速度電圧信号を前記スピードメータに出力する第３外部端子とを有することを特徴とする電動車両。
【請求項９】
請求項８記載の電動車両において、
さらに、前記車両本体に搭載され、前記車両本体の走行スピードを一定に保つ指示を受けた際にクルーズ信号を生成するクルーズスイッチ機構を備え、
前記モータ制御装置は、さらに、
前記クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成するクルーズ制御部とを備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第２ＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【請求項１０】
請求項９記載の電動車両において、
前記モータ制御装置は、さらに、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号が入力され、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力する最大速度選択部を備え、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【請求項１１】
請求項８記載の電動車両において、
さらに、前記車両本体に搭載され、自身の回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号を出力するペダル機構を備え、
前記モータ制御装置は、さらに、
前記ペダル信号が入力される第５外部端子と、
ペダル制御部とを備え、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数に比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記第３ＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【請求項１２】
請求項８記載の電動車両において、さらに、
前記車両本体に搭載され、前記車両本体の走行スピードを一定に保つ指示を受けた際にクルーズ信号を生成するクルーズスイッチ機構と、
前記車両本体に搭載され、自身の回転速度に応じたクロック周波数を持つペダル信号を出力するペダル機構とを備え、
前記モータ制御装置は、さらに、
前記クルーズ信号が入力される第４外部端子と、
前記ペダル信号が入力される第５外部端子と、
クルーズ制御部と、
ペダル制御部と、
最大速度選択部とを備え、
前記クルーズ制御部は、前記クルーズ信号が入力された時点での前記ＦＶ変換部の前記速度電圧信号をクルーズ設定電圧信号として保持し、前記モータ部の実際の回転速度に対応する前記速度電圧信号と前記クルーズ設定電圧信号とを比較し、この比較結果に応じてデューティ比が調整された第２ＰＷＭ信号を生成し、
前記ＦＶ変換部は、さらに、前記ペダル信号を受けて、前記ペダル信号のクロック周波数の高さに比例した電圧値を持つペダル速度電圧信号を生成し、
前記ペダル制御部は、前記ペダル速度電圧信号の電圧値に応じたデューティ比を持つ第３ＰＷＭ信号を生成し、
前記最大速度選択部は、前記第１ＰＷＭ信号と前記第２ＰＷＭ信号と前記第３ＰＷＭ信号とを入力として、前記モータ部の回転速度をより速くする側のＰＷＭ信号を選択して出力し、
前記ＰＷＭ制御部は、前記最大速度選択部で選択されたＰＷＭ信号を用いて、前記インバータ部の複数のパワートランジスタのオン・オフを所定の動作シーケンスで制御することを特徴とする電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００９−８３７１０（Ｐ２００９−８３７１０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５７６３５（Ｐ２００７−２５７６３５）
【出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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