駆動制御装置及びこれを搭載した電動車両
【課題】コストアップが抑制された構成でモータを任意の回転速度で回転させて定速走行でき、モータの駆動に関して低消費電力化の向上が図られた駆動制御装置を提供する。
【解決手段】電動車両１のモータ１３の駆動制御装置２０は、モータ１３の回転速度を計測する速度計測部２５と、時間を計測する計時部２４と、外部からモータ１３の駆動についての加減速指令を受け付けるとともに、速度計測部２５から得られるモータ１３の回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータ１３の駆動制御を前記加減速指令に基づく制御から現在のモータ１３の回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替える制御部２１と、を備える。これにより、スロットル７を用いてモータ１３を制御しているとき、モータ１３の回転速度が所定期間所定範囲内である場合、現在のモータ１３の回転速度を目標速度としたモータ１３の定速走行制御が実現する。
【解決手段】電動車両１のモータ１３の駆動制御装置２０は、モータ１３の回転速度を計測する速度計測部２５と、時間を計測する計時部２４と、外部からモータ１３の駆動についての加減速指令を受け付けるとともに、速度計測部２５から得られるモータ１３の回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータ１３の駆動制御を前記加減速指令に基づく制御から現在のモータ１３の回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替える制御部２１と、を備える。これにより、スロットル７を用いてモータ１３を制御しているとき、モータ１３の回転速度が所定期間所定範囲内である場合、現在のモータ１３の回転速度を目標速度としたモータ１３の定速走行制御が実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両用モータの駆動制御装置に関する。また、この駆動制御装置を搭載した電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両は、一般的に運転者が操作するスロットルやアクセルの開き具合に基づくトルク制御によりモータを駆動している。すなわち、電動車両に搭載される駆動制御装置はスロットルやアクセルの開き具合に対応するモータの目標トルク値を設定してモータを駆動することにより、運転者の意思に基づいて電動車両を走行させる。運転者は速度計に注意を払いながらスロットルやアクセルを調整することにより、所望の速度で電動車両を走行させることができる。
【０００３】
ここで、電動車両において一定の車両速度、すなわち定速で走行したい場合、運転者は速度計を見る機会が増加する。これにより、運転者に負担がかかって疲労する虞があるのとともに、運転上の注意力が散漫になる可能性があり、安全性の面でも好ましくない。
【０００４】
そこで、上記のような問題を防止するため、簡単な操作で定速走行が可能な制御装置が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。特許文献１に記載された電動車両の定速走行制御装置は速度設定手段を備え、車両速度の設定を行うことによってモータ電流を制御し、定速走行を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６９３１７号公報（第３頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された電動車両の定速走行制御装置は速度設定手段を用いて車両速度の設定を行うことによりモータ電流を制御しているので、走行前に予め運転者が車両速度を設定しておかなければならない。これにより、ある特定の車両速度でのみ定速走行が可能であって、運転中に任意の車両速度で定速走行したい場合には対応が困難である。
【０００７】
また、上記定速走行制御装置は速度設定手段を別途あらためて電動車両に搭載する必要がある。したがって、制御装置ならびに電動車両が高コスト化する可能性が高い。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、コストアップが抑制された構成でモータを任意の回転速度で回転させて定速走行することができ、モータの駆動に関して低消費電力化の向上が図られた駆動制御装置を提供することを目的とする。また、このような駆動制御装置を備えた燃費性能の高い電動車両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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、電動車両用モータの駆動制御装置であって、モータの回転速度を計測する速度計測部と、時間を計測する計時部と、外部からモータの駆動についての加減速指令を受け付けるとともに、前記速度計測部から得られるモータの回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータの駆動制御を前記加減速指令に基づく制御から現在のモータの回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替える制御部と、を備えることとした。
【００１０】
この構成によれば、例えばスロットルやアクセルなどを用いて外部からモータの駆動についての加減速指令、具体的には加速や減速に応じたトルク指令がモータに対して送られる。そして、スロットルなどを用いてモータを制御しているとき、モータの回転速度が所定期間所定範囲内である場合、現在のモータの回転速度を目標速度としたモータの定速走行制御を実現する。
【００１１】
なお、上記「所定期間」は予め設定した任意の期間であり、車両の運転においてほぼ一定の速度で運転していると判断することができる程度の期間であって、例えば数秒から数分程度の期間とすることが可能であるが、必要に応じて適切に設定できる。したがって、後述する実施形態では「所定期間」を「５秒」と設定しているが、このような期間に限定されるわけではない。また、以下の手段の複数箇所において用いられる「所定期間」という語についてはすべてが同じ期間であるというわけではなく、期間が設定される対象に応じて任意の期間が設定可能である。
【００１２】
同様に、上記「所定範囲」は予め設定したモータ回転速度の任意の範囲であり、例えば１ｋｍ／ｈ以内、２ｋｍ／ｈ以内などといった範囲として構わない。後述する実施形態では「所定範囲」を「１ｋｍ／ｈ以内」と設定しているが、このような範囲に限定されるわけではない。また、以下の手段の複数箇所において用いられる「所定範囲」という語についてはすべてが同じ範囲であるというわけではなく、範囲が設定される対象に応じて任意の範囲が設定可能である。
【００１３】
また、上記構成の駆動制御装置において、モータのトルクを計測するトルク計測部を備え、前記制御部は、外部からモータの制動指令を受け付けるとともに、前記定速走行制御時、前記制動指令を受け付けた場合、若しくは外部から前記加減速指令を受け付けた場合、若しくはモータに掛かる負荷トルクが所定変化率以上で変化した場合、若しくは前記加減速指令で指示された前記目標速度を維持するための目標トルクと前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクとの差が所定範囲外となった場合、若しくは出力可能なトルク範囲以上のトルクがモータに必要となった場合、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えることとした。
【００１４】
この構成によれば、定速走行中に例えばブレーキレバーを用いてブレーキが掛けられたり、スロットル操作がなされたり、比較的大きな負荷がモータに掛かったりなどすることにより、モータの定速走行制御がスロットルなどを用いて行う加減速指令に基づく制御に切り替わる。
【００１５】
また、上記構成の駆動制御装置において、前記制御部は、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えるとき、前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクを前記加減速指令で指示された目標トルクに所定期間後に同じになるように近づけることとした。
【００１６】
この構成によれば、モータの定速走行制御からスロットルなどを用いて行う加減速指令に基づく制御に切り替わる際、そのときのモータの出力トルクが自動的に、運転者が調整するスロットルからの目標トルクに近づく。
【００１７】
また、上記構成の駆動制御装置において、前記制御部は、前記定速走行制御への移行後、前記加減速指令としての制御信号を変化させることにより前記定速走行制御における目標速度を変更可能であることとした。
【００１８】
この構成によれば、定速走行制御中、定速走行制御の目標速度が逐次変化する。
【００１９】
また、上記構成の駆動制御装置において、モータの駆動についての前記加減速指令はスロットルやアクセルを用いて実行され、モータの制動についての前記制動指令はブレーキレバーやブレーキペダルを用いて実行されることとした。
【００２０】
また本発明では、上記駆動制御装置を電動車両に搭載することとした。
【００２１】
この構成によれば、電動車両において、例えばスロットルやアクセルなどを用いて外部からモータの駆動についての加減速指令が送られ、運転される。そして、スロットルなどを用いて制御しながら走行しているとき、車両速度が所定期間所定範囲内である場合、現在の車両速度を目標速度とした定速走行運転が実現する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成によれば、特別な装置を別途付加することなく、コストアップが抑制された構成でモータを任意の回転速度で回転させて定速走行させることができる。そして、モータに比較的大きなトルク変動が生じなければ、任意のモータ回転速度で自動的に定速走行が維持される。したがって、運転者による冗長な加減速指令の影響がモータに及ぶのを防止することができる。
【００２３】
また、定速走行制御でモータを駆動している際、例えば運転者がスロットルやブレーキレバーの操作を行ったり、比較的大きな負荷がモータに掛かったりなどすることにより自動的に加減速指令に基づく制御に切り替わるので、運転状況の変化に逐次対応してあらたに任意のモータ回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えることができる。
【００２４】
その結果、モータの駆動に関して低消費電力化の向上が図られた駆動制御装置を提供することが可能である。そして、このような駆動制御装置を備えた燃費性能の高い電動車両を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した電動車両の一例を示す右側面図である。
【図２】図１の電動車両の構成を示すブロック図である。
【図３】駆動制御装置による加減速制御から定速走行制御への切り替え動作を示すフローチャートである。
【図４】駆動制御装置による定速走行制御から加減速制御への切り替え動作を示すフローチャートである。
【図５】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【図６】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【図７】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【図８】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づき説明する。
【００２７】
最初に、本発明の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した電動車両について、図１及び図２を用いてその構造を説明する。図１は駆動制御装置を搭載した電動車両の一例を示す右側面図、図２は電動車両の構成を示すブロック図である。
【００２８】
電動車両１は、図１に示すように、前輪２、及び後輪３を備えた電動式の二輪車であり、具体的には電動式の自動二輪車である。電動車両１はメインフレーム４、及びスイングアーム５が主たる骨組みとして構成されている。
【００２９】
メインフレーム４は前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪２及びハンドル６を操舵可能に支持している。ハンドル６には電動車両１の加減速時に用いるスロットル７と、制動時に用いるブレーキレバー８とが設けられている。
【００３０】
メインフレーム４の後端側であって、電動車両１の前後方向の略中央部には使用者が腰を掛けるシート９と、バッテリ収容部１０とが備えられている。バッテリ収容部１０はシート９の下方に設けられ、内部にバッテリ１１を収容することができる。シート９はバッテリ収容部１０の蓋の役目も果たし、バッテリ収容部１０に対して開閉可能にして取り付けられている。メインフレーム４のシート９の後方であって、後輪３の上方の箇所には荷物台１２が備えられている。
【００３１】
スイングアーム５はメインフレーム４後部の、シート９及びバッテリ収容部１０の箇所の下方から後方に向かって延びている。後輪３はスイングアーム５の後端に支持されている。また、後輪３は駆動輪であり、スイングアーム５との間に後輪３を駆動させるモータ１３が備えられている。すなわち、スイングアーム５はモータ１３及び後輪３の回転軸を水平にして支持している。また、スイングアーム５のモータ１３の箇所の上部から上方の荷物台９に向かって、モータ１３及び後輪３を吊り下げるサスペンションユニット１４が設けられている。
【００３２】
また、電動車両１は車両全体の動作制御のため、図２に示すようにその内部に駆動制御装置２０と、モータ駆動部１５とを備えている。駆動制御装置２０は制御部２１、記憶部２３、計時部２４、速度計測部２５、及びトルク計測部２６を備えている。なお、制御部２１と、記憶部２３と、計時部２４とは一般的なマイコンによって構成され、このマイコン内の記憶部２３に記憶、入力されたプログラム、データに基づき、制御部２１が電動車両１の走行に係る一連の動作を制御するプロセッサとして機能するものである。また、計時部２４は電動車両１の走行に係る制御に必要な時間を計測する。
【００３３】
速度計測部２５はホールＩＣ、ロータリエンコーダなどのセンサをモータ１３の近傍に備え、このセンサによりモータ１３の回転速度を計測する。或いは、これらのセンサを用いないで、モータ１３に流れる電流値から回転速度を推定することも可能である。トルク計測部２６はトルクセンサなどを用いてモータ１３の出力トルクを計測する。或いは、トルクセンサを用いないで、モータ１３に流れる電流値から出力トルクを推定することも可能である。
【００３４】
これらの速度計測部２５とトルク計測部２６とをセンサを用いない、所謂センサレス方式で実現しようとする場合は速度計測部２５及びトルク計測部２６の機能である回転速度及び出力トルクの計測をモータ駆動部１５が担うことも可能である。すなわち、モータ駆動部１５ではモータ１３の駆動に必要な電流を流しており、この電流をこのモータ駆動部１５内に備えた電流センサ（図示せず）によって検出することができるので、上述の回転速度や出力トルクの推定が可能となる。
【００３５】
なお、上述の出力トルクとはモータ駆動部１５による制御とモータ１３に掛かる負荷により決定されるモータ１３が発生する実トルクである。速度計測部２５で得られたモータ１３の回転速度、及びトルク計測部２６で得られたモータ１３の出力トルクに係る情報は各々制御部２１に送信される。
【００３６】
ここで、電動車両１を走行させるとき、駆動制御装置２０は運転者が操作するスロットル７から得られるスロットル７の開き具合に応じた目標トルクをモータ駆動部１５に送る。そして、モータ駆動部１５は制御部２１からの制御指令に基づき電流や電圧などを調整し、モータ１３を駆動させる。
【００３７】
なお、制御部２１はブレーキレバー８から、ブレーキレバー８の握り具合で示される制御信号をモータ１３の制動指令として逐次受け付ける。また、速度計測部２５やトルク計測部２６、計時部２４で得られる各種情報は逐次制御部２１に送信され、モータ１３の駆動制御に利用される。
【００３８】
上記のように、駆動制御装置２０は基本的に、運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づきモータ１３を駆動制御し、電動車両１を走行させる。一方、駆動制御装置２０は速度計測部２５から得られるモータ１３の回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータ１３の駆動制御を加減速指令に基づく制御（加減速制御）から現在のモータ１３の回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えることができる。この所定期間としては例えば５秒間などが設定され、記憶部２３に記憶されている。また、この速度の所定範囲としては例えば１ｋｍ／ｈ以下などが設定され、記憶部２３に記憶されている。
【００３９】
定速走行制御ではモータ１３の回転速度を目標速度で維持するよう制御部２１がモータ駆動部１５を介してモータ１３の駆動制御を実行する。
【００４０】
これに関して、電動車両１の走行制御に係る、駆動制御装置２０による加減速制御から定速走行制御への切り替え動作について、図３に示すフローに沿って説明する。図３は駆動制御装置２０による加減速制御から定速走行制御への切り替え動作を示すフローチャートである。
【００４１】
加減速制御で電動車両１が走行中（図３のスタート）、駆動制御装置２０の制御部２１は速度計測部２５にモータ１３の回転速度を計測させる（図３のステップ＃１０１）。なお、時間カウンタがゼロの場合は回転速度を基準速度として保存する。そして、ステップ＃１０１で基準速度と現在速度（１回目は現在速度を基準速度としているために、同じ値が入っている）の差が１ｋｍ／ｈ以内の時（ステップ＃１０２のＹｅｓ）は時間カウンタを始動させる（ステップ＃１０３）。続いてステップ＃１０４において、時間カウンタが５秒以内の場合（ステップ＃１０４のＮｏ）は再度ステップ＃１０１に戻り、モータ回転速度を計測する。ステップ＃１０４において、時間カウンタが５秒以上の時（ステップ＃１０４のＹｅｓ）は定速走行制御に切り替える（ステップ＃１０５）。ここで、ステップ＃１０１で計測された回転速度をステップ＃１０２にて基準速度と比較した際に、差が１ｋｍ／ｈを超える場合（ステップ＃１０２のＮｏ）には時間カウンタをリセットする（ステップ＃１０６）。そして、前回のステップ＃１０１で計測したモータ回転速度を基準速度として再度設定する。
【００４２】
このときの計測のサンプル周期は、上述の所定期間の長さ５秒としてもよいが、より詳細に回転速度を観察するために、５秒より短い周期とすることができる。本実施形態の場合、このサンプル周期を１秒としている。
【００４３】
定速走行制御ではモータ１３の回転速度が目標速度を維持するように、制御部２１が速度計測部２５にモータ１３の回転速度を計測させながら、モータ駆動部１５を介してモータ１３の駆動制御を実行する（図３のエンド）。
【００４４】
なお、運転者は定速走行を意識して運転していてもスロットル７を完全に固定できるわけではなく、意図せず微小にスロットル７の開き具合が変化してしまうことがある。これに対応するため、駆動制御装置２０は定速走行制御に切り替わるときの直前の５秒間にスロットル７から得られる加減速指令の大きさの幅を計測し、この計測した値を記憶部２３に記録している。記憶されたこの加減速指令の幅は、後述する図５〜図８で説明する出力トルクの幅（所定範囲）に該当するものであり、詳細は後述する。
【００４５】
また、加減速指令の大きさの幅の計測の方法としては、次の方法も可能である。すなわち、例えばスロットル７の開き具合にして数％等に相当する信号が設定され、記憶部２３に記憶されている。そして、定速走行制御中、制御部２１はこの加減速指令の制御信号の所定範囲内において自動的に目標速度を維持するようモータ１３の駆動制御を実行する。
【００４６】
また、制御部２１は、定速走行制御への移行後、スロットル７を用いた加減速指令としての制御信号を変化させることにより定速走行制御における目標速度を変更可能にすることもできる。これにより、定速走行制御中、定速走行制御の目標速度が逐次変化する。
【００４７】
一方、スロットル７の開き具合が上記所定範囲外に変化するなどした場合、制御部２１は運転者が意図的にスロットル７を操作したと判断する。
【００４８】
そして、電動車両１が定速走行制御に基づき走行している際、運転者がスロットル７やブレーキレバー８を操作したり、坂道に差し掛かるなどの外的要因でモータ１３に負荷が掛かったりすると、駆動制御装置２０はモータ１３の駆動制御を定速走行制御からスロットル７を用いた加減速制御へ切り替える。
【００４９】
続いて、駆動制御装置２０による定速走行制御から加減速制御への切り替え動作について、図４に示すフローに沿って図５〜図８を用いて説明する。図４は駆動制御装置２０による定速走行制御から加減速制御への切り替え動作を示すフローチャート、図５〜図８は定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の例を説明するグラフである。
【００５０】
定速走行制御で電動車両１が走行中（図４のスタート）、駆動制御装置２０の制御部２１は運転者によるスロットル７の操作があるか否かを判定する（図４のステップ＃２０１）。スロットル７の操作があった場合、すなわちスロットル７から得られる加減速指令としての制御信号が所定範囲外に変化するなどした場合（ステップ＃２０１のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速指令に基づく制御、すなわち加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５１】
運転者によるスロットル７の操作がない場合、すなわちスロットル７から得られる加減速指令としての制御信号の変化が所定範囲内にある場合（ステップ＃２０１のＮｏ）、制御部２１は運転者によるブレーキレバー８の操作があるか否かを判定する（ステップ＃２０３）。ブレーキレバー８の操作があった場合（ステップ＃２０３のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５２】
運転者によるブレーキレバー８の操作がない場合（ステップ＃２０３のＮｏ）、制御部２１はモータ１３に掛かる負荷トルクが急激に変化、すなわち所定変化率以上で変化したか否かを判定する（ステップ＃２０４）。なお、負荷トルクはモータ１３が仕事を行うのに要したトルクであって、出力トルクのことである。モータ１３に掛かる負荷トルクが所定変化率以上で変化した場合（ステップ＃２０４のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５３】
モータ１３に掛かる負荷トルクの変化が所定変化率以下の変化である場合（ステップ＃２０４のＮｏ）、制御部２１は定速走行制御における目標速度を維持するための基準トルクとモータ１３の出力トルクとの差が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップ＃２０５、図５参照）。なお、この場合の基準トルクとしては、加減速制御におけるスロットルの開き具合から得られた目標トルクが用いられる。
【００５４】
基準トルクと出力トルクとの差が所定範囲外である場合（ステップ＃２０５のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５５】
基準トルクと出力トルクとの差が所定範囲内である場合（ステップ＃２０５のＮｏ）、制御部２１はステップ＃２０５の条件以外で、基準トルク（目標トルク）に対してモータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としているか否かを判定する（ステップ＃２０６）。モータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としている場合とは、ステップ＃２０５の条件のほか、例えば基準トルクに対して出力トルクの正負が逆になったり（図６参照）、或いは出力トルクの変化範囲が所定範囲を超えたり（図７参照）、或いは出力可能なトルク範囲内での制御では目標速度の維持が困難になったり（図８参照）などする場合である。
【００５６】
このように、基準トルク（目標トルク）に対してモータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としている場合（ステップ＃２０６のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５７】
モータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としていない場合（ステップ＃２０６のＮｏ）、制御部２１は再度運転者によるスロットル７の操作があるか否かを判定する（ステップ＃２０１）。このようにして、制御部２１は定速走行中、ステップ＃２０１、及びステップ＃２０３〜ステップ＃２０６の各条件のいずれかを満たすか否かを繰り返し判定している。なお、各条件の判定順序は上記順序に限定されるわけではなく、順番を入れ替えても良い。そして、上記いずれかの条件を満たすとき、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御からスロットル７を用いた加減速制御へ切り替える。
【００５８】
モータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御へ切り替えるとき、制御部２１は例えばトルク計測部２６から得られるモータ１３の出力トルクを加減速指令、すなわちスロットル７の開き具合から求めた目標トルクに所定期間後に同じになるように近づける。この所定期間としては例えば３秒などが設定され、記憶部２３に記憶されている。
【００５９】
ステップ＃２０１、及びステップ＃２０３〜ステップ＃２０６のいずれの条件も満たさないとき、制御部２１は定速走行制御を維持する。
【００６０】
上記実施形態のように、駆動制御装置２０の制御部２１はモータ１３の回転速度の変化の幅が５秒間、１ｋｍ／ｈ以下であるとき、モータ１３の駆動制御を、スロットル７を用いた加減速制御から現在のモータ１３の回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えるので、特別な装置を別途付加することなく、コストアップが抑制された構成でモータ１３を任意の回転速度で回転させて定速走行させることができる。そして、モータ１３に比較的大きなトルク変動が生じなければ、任意のモータ回転速度で自動的に定速走行が維持される。したがって、運転者による冗長な加減速指令の影響がモータ１３に及ぶのを防止することができる。
【００６１】
また、定速走行制御でモータ１３を駆動している際、例えば運転者がスロットル７やブレーキレバー８の操作を行ったり、比較的大きな負荷がモータ１３に掛かったりなどすることにより自動的に加減速指令に基づく制御に切り替わるので、運転状況の変化に逐次対応してあらたに任意のモータ回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えることができる。
【００６２】
その結果、モータ１３の駆動に関して低消費電力化の向上が図られた駆動制御装置２０を提供することが可能である。そして、このような駆動制御装置２０を備えた燃費性能の高い電動車両１を提供することが可能である。
【００６３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００６４】
例えば、モータ駆動部１５を制御部２１と区別して説明したが、モータ駆動部１５の機能を制御部２１に担わせる構成としても良い。
【００６５】
また、上述の加減速制御から定速走行制御への切り替えの条件として、図３のフローを示したが、これに限定されることなく、たとえば、以下のように制御部２１を動作させることも可能である。加減速制御の状態において、モータ１３の回転速度をサンプル周期０．１秒で５秒間測定して記憶し、このサンプル値（すなわち回転速度の値）のうち最も大きい値と最も小さい値との差が所定の値（例えば１ｋｍ／ｈ）以下であるか否かを判定して、１ｋｍ／ｈ以下であれば定速走行制御に切り替えることもできる。
【００６６】
また、例えば本発明の実施形態では、モールドモータを搭載した電動車両１に、図１に示す自動二輪車を一例として掲げて説明したが、搭載対象となる電動車両は自動二輪車に限定されるわけではなく、自動三輪車や自動四輪車であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、電動車両用モータの駆動制御装置全般において利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 電動車両
２ 前輪
３ 後輪
６ ハンドル
７ スロットル
８ ブレーキレバー
１３ モータ
１５ モータ駆動部
２０ 駆動制御装置
２１ 制御部
２３ 記憶部
２４ 計時部
２５ 速度計測部
２６ トルク計測部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両用モータの駆動制御装置に関する。また、この駆動制御装置を搭載した電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両は、一般的に運転者が操作するスロットルやアクセルの開き具合に基づくトルク制御によりモータを駆動している。すなわち、電動車両に搭載される駆動制御装置はスロットルやアクセルの開き具合に対応するモータの目標トルク値を設定してモータを駆動することにより、運転者の意思に基づいて電動車両を走行させる。運転者は速度計に注意を払いながらスロットルやアクセルを調整することにより、所望の速度で電動車両を走行させることができる。
【０００３】
ここで、電動車両において一定の車両速度、すなわち定速で走行したい場合、運転者は速度計を見る機会が増加する。これにより、運転者に負担がかかって疲労する虞があるのとともに、運転上の注意力が散漫になる可能性があり、安全性の面でも好ましくない。
【０００４】
そこで、上記のような問題を防止するため、簡単な操作で定速走行が可能な制御装置が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。特許文献１に記載された電動車両の定速走行制御装置は速度設定手段を備え、車両速度の設定を行うことによってモータ電流を制御し、定速走行を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６９３１７号公報（第３頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された電動車両の定速走行制御装置は速度設定手段を用いて車両速度の設定を行うことによりモータ電流を制御しているので、走行前に予め運転者が車両速度を設定しておかなければならない。これにより、ある特定の車両速度でのみ定速走行が可能であって、運転中に任意の車両速度で定速走行したい場合には対応が困難である。
【０００７】
また、上記定速走行制御装置は速度設定手段を別途あらためて電動車両に搭載する必要がある。したがって、制御装置ならびに電動車両が高コスト化する可能性が高い。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、コストアップが抑制された構成でモータを任意の回転速度で回転させて定速走行することができ、モータの駆動に関して低消費電力化の向上が図られた駆動制御装置を提供することを目的とする。また、このような駆動制御装置を備えた燃費性能の高い電動車両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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、電動車両用モータの駆動制御装置であって、モータの回転速度を計測する速度計測部と、時間を計測する計時部と、外部からモータの駆動についての加減速指令を受け付けるとともに、前記速度計測部から得られるモータの回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータの駆動制御を前記加減速指令に基づく制御から現在のモータの回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替える制御部と、を備えることとした。
【００１０】
この構成によれば、例えばスロットルやアクセルなどを用いて外部からモータの駆動についての加減速指令、具体的には加速や減速に応じたトルク指令がモータに対して送られる。そして、スロットルなどを用いてモータを制御しているとき、モータの回転速度が所定期間所定範囲内である場合、現在のモータの回転速度を目標速度としたモータの定速走行制御を実現する。
【００１１】
なお、上記「所定期間」は予め設定した任意の期間であり、車両の運転においてほぼ一定の速度で運転していると判断することができる程度の期間であって、例えば数秒から数分程度の期間とすることが可能であるが、必要に応じて適切に設定できる。したがって、後述する実施形態では「所定期間」を「５秒」と設定しているが、このような期間に限定されるわけではない。また、以下の手段の複数箇所において用いられる「所定期間」という語についてはすべてが同じ期間であるというわけではなく、期間が設定される対象に応じて任意の期間が設定可能である。
【００１２】
同様に、上記「所定範囲」は予め設定したモータ回転速度の任意の範囲であり、例えば１ｋｍ／ｈ以内、２ｋｍ／ｈ以内などといった範囲として構わない。後述する実施形態では「所定範囲」を「１ｋｍ／ｈ以内」と設定しているが、このような範囲に限定されるわけではない。また、以下の手段の複数箇所において用いられる「所定範囲」という語についてはすべてが同じ範囲であるというわけではなく、範囲が設定される対象に応じて任意の範囲が設定可能である。
【００１３】
また、上記構成の駆動制御装置において、モータのトルクを計測するトルク計測部を備え、前記制御部は、外部からモータの制動指令を受け付けるとともに、前記定速走行制御時、前記制動指令を受け付けた場合、若しくは外部から前記加減速指令を受け付けた場合、若しくはモータに掛かる負荷トルクが所定変化率以上で変化した場合、若しくは前記加減速指令で指示された前記目標速度を維持するための目標トルクと前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクとの差が所定範囲外となった場合、若しくは出力可能なトルク範囲以上のトルクがモータに必要となった場合、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えることとした。
【００１４】
この構成によれば、定速走行中に例えばブレーキレバーを用いてブレーキが掛けられたり、スロットル操作がなされたり、比較的大きな負荷がモータに掛かったりなどすることにより、モータの定速走行制御がスロットルなどを用いて行う加減速指令に基づく制御に切り替わる。
【００１５】
また、上記構成の駆動制御装置において、前記制御部は、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えるとき、前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクを前記加減速指令で指示された目標トルクに所定期間後に同じになるように近づけることとした。
【００１６】
この構成によれば、モータの定速走行制御からスロットルなどを用いて行う加減速指令に基づく制御に切り替わる際、そのときのモータの出力トルクが自動的に、運転者が調整するスロットルからの目標トルクに近づく。
【００１７】
また、上記構成の駆動制御装置において、前記制御部は、前記定速走行制御への移行後、前記加減速指令としての制御信号を変化させることにより前記定速走行制御における目標速度を変更可能であることとした。
【００１８】
この構成によれば、定速走行制御中、定速走行制御の目標速度が逐次変化する。
【００１９】
また、上記構成の駆動制御装置において、モータの駆動についての前記加減速指令はスロットルやアクセルを用いて実行され、モータの制動についての前記制動指令はブレーキレバーやブレーキペダルを用いて実行されることとした。
【００２０】
また本発明では、上記駆動制御装置を電動車両に搭載することとした。
【００２１】
この構成によれば、電動車両において、例えばスロットルやアクセルなどを用いて外部からモータの駆動についての加減速指令が送られ、運転される。そして、スロットルなどを用いて制御しながら走行しているとき、車両速度が所定期間所定範囲内である場合、現在の車両速度を目標速度とした定速走行運転が実現する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成によれば、特別な装置を別途付加することなく、コストアップが抑制された構成でモータを任意の回転速度で回転させて定速走行させることができる。そして、モータに比較的大きなトルク変動が生じなければ、任意のモータ回転速度で自動的に定速走行が維持される。したがって、運転者による冗長な加減速指令の影響がモータに及ぶのを防止することができる。
【００２３】
また、定速走行制御でモータを駆動している際、例えば運転者がスロットルやブレーキレバーの操作を行ったり、比較的大きな負荷がモータに掛かったりなどすることにより自動的に加減速指令に基づく制御に切り替わるので、運転状況の変化に逐次対応してあらたに任意のモータ回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えることができる。
【００２４】
その結果、モータの駆動に関して低消費電力化の向上が図られた駆動制御装置を提供することが可能である。そして、このような駆動制御装置を備えた燃費性能の高い電動車両を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した電動車両の一例を示す右側面図である。
【図２】図１の電動車両の構成を示すブロック図である。
【図３】駆動制御装置による加減速制御から定速走行制御への切り替え動作を示すフローチャートである。
【図４】駆動制御装置による定速走行制御から加減速制御への切り替え動作を示すフローチャートである。
【図５】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【図６】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【図７】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【図８】定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の一例を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づき説明する。
【００２７】
最初に、本発明の実施形態に係る駆動制御装置を搭載した電動車両について、図１及び図２を用いてその構造を説明する。図１は駆動制御装置を搭載した電動車両の一例を示す右側面図、図２は電動車両の構成を示すブロック図である。
【００２８】
電動車両１は、図１に示すように、前輪２、及び後輪３を備えた電動式の二輪車であり、具体的には電動式の自動二輪車である。電動車両１はメインフレーム４、及びスイングアーム５が主たる骨組みとして構成されている。
【００２９】
メインフレーム４は前端部が上方に向かって屈曲しており、その前端部で前輪２及びハンドル６を操舵可能に支持している。ハンドル６には電動車両１の加減速時に用いるスロットル７と、制動時に用いるブレーキレバー８とが設けられている。
【００３０】
メインフレーム４の後端側であって、電動車両１の前後方向の略中央部には使用者が腰を掛けるシート９と、バッテリ収容部１０とが備えられている。バッテリ収容部１０はシート９の下方に設けられ、内部にバッテリ１１を収容することができる。シート９はバッテリ収容部１０の蓋の役目も果たし、バッテリ収容部１０に対して開閉可能にして取り付けられている。メインフレーム４のシート９の後方であって、後輪３の上方の箇所には荷物台１２が備えられている。
【００３１】
スイングアーム５はメインフレーム４後部の、シート９及びバッテリ収容部１０の箇所の下方から後方に向かって延びている。後輪３はスイングアーム５の後端に支持されている。また、後輪３は駆動輪であり、スイングアーム５との間に後輪３を駆動させるモータ１３が備えられている。すなわち、スイングアーム５はモータ１３及び後輪３の回転軸を水平にして支持している。また、スイングアーム５のモータ１３の箇所の上部から上方の荷物台９に向かって、モータ１３及び後輪３を吊り下げるサスペンションユニット１４が設けられている。
【００３２】
また、電動車両１は車両全体の動作制御のため、図２に示すようにその内部に駆動制御装置２０と、モータ駆動部１５とを備えている。駆動制御装置２０は制御部２１、記憶部２３、計時部２４、速度計測部２５、及びトルク計測部２６を備えている。なお、制御部２１と、記憶部２３と、計時部２４とは一般的なマイコンによって構成され、このマイコン内の記憶部２３に記憶、入力されたプログラム、データに基づき、制御部２１が電動車両１の走行に係る一連の動作を制御するプロセッサとして機能するものである。また、計時部２４は電動車両１の走行に係る制御に必要な時間を計測する。
【００３３】
速度計測部２５はホールＩＣ、ロータリエンコーダなどのセンサをモータ１３の近傍に備え、このセンサによりモータ１３の回転速度を計測する。或いは、これらのセンサを用いないで、モータ１３に流れる電流値から回転速度を推定することも可能である。トルク計測部２６はトルクセンサなどを用いてモータ１３の出力トルクを計測する。或いは、トルクセンサを用いないで、モータ１３に流れる電流値から出力トルクを推定することも可能である。
【００３４】
これらの速度計測部２５とトルク計測部２６とをセンサを用いない、所謂センサレス方式で実現しようとする場合は速度計測部２５及びトルク計測部２６の機能である回転速度及び出力トルクの計測をモータ駆動部１５が担うことも可能である。すなわち、モータ駆動部１５ではモータ１３の駆動に必要な電流を流しており、この電流をこのモータ駆動部１５内に備えた電流センサ（図示せず）によって検出することができるので、上述の回転速度や出力トルクの推定が可能となる。
【００３５】
なお、上述の出力トルクとはモータ駆動部１５による制御とモータ１３に掛かる負荷により決定されるモータ１３が発生する実トルクである。速度計測部２５で得られたモータ１３の回転速度、及びトルク計測部２６で得られたモータ１３の出力トルクに係る情報は各々制御部２１に送信される。
【００３６】
ここで、電動車両１を走行させるとき、駆動制御装置２０は運転者が操作するスロットル７から得られるスロットル７の開き具合に応じた目標トルクをモータ駆動部１５に送る。そして、モータ駆動部１５は制御部２１からの制御指令に基づき電流や電圧などを調整し、モータ１３を駆動させる。
【００３７】
なお、制御部２１はブレーキレバー８から、ブレーキレバー８の握り具合で示される制御信号をモータ１３の制動指令として逐次受け付ける。また、速度計測部２５やトルク計測部２６、計時部２４で得られる各種情報は逐次制御部２１に送信され、モータ１３の駆動制御に利用される。
【００３８】
上記のように、駆動制御装置２０は基本的に、運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づきモータ１３を駆動制御し、電動車両１を走行させる。一方、駆動制御装置２０は速度計測部２５から得られるモータ１３の回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータ１３の駆動制御を加減速指令に基づく制御（加減速制御）から現在のモータ１３の回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えることができる。この所定期間としては例えば５秒間などが設定され、記憶部２３に記憶されている。また、この速度の所定範囲としては例えば１ｋｍ／ｈ以下などが設定され、記憶部２３に記憶されている。
【００３９】
定速走行制御ではモータ１３の回転速度を目標速度で維持するよう制御部２１がモータ駆動部１５を介してモータ１３の駆動制御を実行する。
【００４０】
これに関して、電動車両１の走行制御に係る、駆動制御装置２０による加減速制御から定速走行制御への切り替え動作について、図３に示すフローに沿って説明する。図３は駆動制御装置２０による加減速制御から定速走行制御への切り替え動作を示すフローチャートである。
【００４１】
加減速制御で電動車両１が走行中（図３のスタート）、駆動制御装置２０の制御部２１は速度計測部２５にモータ１３の回転速度を計測させる（図３のステップ＃１０１）。なお、時間カウンタがゼロの場合は回転速度を基準速度として保存する。そして、ステップ＃１０１で基準速度と現在速度（１回目は現在速度を基準速度としているために、同じ値が入っている）の差が１ｋｍ／ｈ以内の時（ステップ＃１０２のＹｅｓ）は時間カウンタを始動させる（ステップ＃１０３）。続いてステップ＃１０４において、時間カウンタが５秒以内の場合（ステップ＃１０４のＮｏ）は再度ステップ＃１０１に戻り、モータ回転速度を計測する。ステップ＃１０４において、時間カウンタが５秒以上の時（ステップ＃１０４のＹｅｓ）は定速走行制御に切り替える（ステップ＃１０５）。ここで、ステップ＃１０１で計測された回転速度をステップ＃１０２にて基準速度と比較した際に、差が１ｋｍ／ｈを超える場合（ステップ＃１０２のＮｏ）には時間カウンタをリセットする（ステップ＃１０６）。そして、前回のステップ＃１０１で計測したモータ回転速度を基準速度として再度設定する。
【００４２】
このときの計測のサンプル周期は、上述の所定期間の長さ５秒としてもよいが、より詳細に回転速度を観察するために、５秒より短い周期とすることができる。本実施形態の場合、このサンプル周期を１秒としている。
【００４３】
定速走行制御ではモータ１３の回転速度が目標速度を維持するように、制御部２１が速度計測部２５にモータ１３の回転速度を計測させながら、モータ駆動部１５を介してモータ１３の駆動制御を実行する（図３のエンド）。
【００４４】
なお、運転者は定速走行を意識して運転していてもスロットル７を完全に固定できるわけではなく、意図せず微小にスロットル７の開き具合が変化してしまうことがある。これに対応するため、駆動制御装置２０は定速走行制御に切り替わるときの直前の５秒間にスロットル７から得られる加減速指令の大きさの幅を計測し、この計測した値を記憶部２３に記録している。記憶されたこの加減速指令の幅は、後述する図５〜図８で説明する出力トルクの幅（所定範囲）に該当するものであり、詳細は後述する。
【００４５】
また、加減速指令の大きさの幅の計測の方法としては、次の方法も可能である。すなわち、例えばスロットル７の開き具合にして数％等に相当する信号が設定され、記憶部２３に記憶されている。そして、定速走行制御中、制御部２１はこの加減速指令の制御信号の所定範囲内において自動的に目標速度を維持するようモータ１３の駆動制御を実行する。
【００４６】
また、制御部２１は、定速走行制御への移行後、スロットル７を用いた加減速指令としての制御信号を変化させることにより定速走行制御における目標速度を変更可能にすることもできる。これにより、定速走行制御中、定速走行制御の目標速度が逐次変化する。
【００４７】
一方、スロットル７の開き具合が上記所定範囲外に変化するなどした場合、制御部２１は運転者が意図的にスロットル７を操作したと判断する。
【００４８】
そして、電動車両１が定速走行制御に基づき走行している際、運転者がスロットル７やブレーキレバー８を操作したり、坂道に差し掛かるなどの外的要因でモータ１３に負荷が掛かったりすると、駆動制御装置２０はモータ１３の駆動制御を定速走行制御からスロットル７を用いた加減速制御へ切り替える。
【００４９】
続いて、駆動制御装置２０による定速走行制御から加減速制御への切り替え動作について、図４に示すフローに沿って図５〜図８を用いて説明する。図４は駆動制御装置２０による定速走行制御から加減速制御への切り替え動作を示すフローチャート、図５〜図８は定速走行制御から加減速制御への切り替え判定の例を説明するグラフである。
【００５０】
定速走行制御で電動車両１が走行中（図４のスタート）、駆動制御装置２０の制御部２１は運転者によるスロットル７の操作があるか否かを判定する（図４のステップ＃２０１）。スロットル７の操作があった場合、すなわちスロットル７から得られる加減速指令としての制御信号が所定範囲外に変化するなどした場合（ステップ＃２０１のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速指令に基づく制御、すなわち加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５１】
運転者によるスロットル７の操作がない場合、すなわちスロットル７から得られる加減速指令としての制御信号の変化が所定範囲内にある場合（ステップ＃２０１のＮｏ）、制御部２１は運転者によるブレーキレバー８の操作があるか否かを判定する（ステップ＃２０３）。ブレーキレバー８の操作があった場合（ステップ＃２０３のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５２】
運転者によるブレーキレバー８の操作がない場合（ステップ＃２０３のＮｏ）、制御部２１はモータ１３に掛かる負荷トルクが急激に変化、すなわち所定変化率以上で変化したか否かを判定する（ステップ＃２０４）。なお、負荷トルクはモータ１３が仕事を行うのに要したトルクであって、出力トルクのことである。モータ１３に掛かる負荷トルクが所定変化率以上で変化した場合（ステップ＃２０４のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５３】
モータ１３に掛かる負荷トルクの変化が所定変化率以下の変化である場合（ステップ＃２０４のＮｏ）、制御部２１は定速走行制御における目標速度を維持するための基準トルクとモータ１３の出力トルクとの差が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップ＃２０５、図５参照）。なお、この場合の基準トルクとしては、加減速制御におけるスロットルの開き具合から得られた目標トルクが用いられる。
【００５４】
基準トルクと出力トルクとの差が所定範囲外である場合（ステップ＃２０５のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５５】
基準トルクと出力トルクとの差が所定範囲内である場合（ステップ＃２０５のＮｏ）、制御部２１はステップ＃２０５の条件以外で、基準トルク（目標トルク）に対してモータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としているか否かを判定する（ステップ＃２０６）。モータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としている場合とは、ステップ＃２０５の条件のほか、例えば基準トルクに対して出力トルクの正負が逆になったり（図６参照）、或いは出力トルクの変化範囲が所定範囲を超えたり（図７参照）、或いは出力可能なトルク範囲内での制御では目標速度の維持が困難になったり（図８参照）などする場合である。
【００５６】
このように、基準トルク（目標トルク）に対してモータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としている場合（ステップ＃２０６のＹｅｓ）、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御に切り替える（ステップ＃２０２）。加減速制御では運転者によるスロットル７を用いた加減速指令に基づき制御部２１がモータ１３の駆動制御を実行する（図４のエンド）。
【００５７】
モータ１３が出力可能なトルク範囲以上のトルクを必要としていない場合（ステップ＃２０６のＮｏ）、制御部２１は再度運転者によるスロットル７の操作があるか否かを判定する（ステップ＃２０１）。このようにして、制御部２１は定速走行中、ステップ＃２０１、及びステップ＃２０３〜ステップ＃２０６の各条件のいずれかを満たすか否かを繰り返し判定している。なお、各条件の判定順序は上記順序に限定されるわけではなく、順番を入れ替えても良い。そして、上記いずれかの条件を満たすとき、制御部２１はモータ１３の駆動制御を定速走行制御からスロットル７を用いた加減速制御へ切り替える。
【００５８】
モータ１３の駆動制御を定速走行制御から加減速制御へ切り替えるとき、制御部２１は例えばトルク計測部２６から得られるモータ１３の出力トルクを加減速指令、すなわちスロットル７の開き具合から求めた目標トルクに所定期間後に同じになるように近づける。この所定期間としては例えば３秒などが設定され、記憶部２３に記憶されている。
【００５９】
ステップ＃２０１、及びステップ＃２０３〜ステップ＃２０６のいずれの条件も満たさないとき、制御部２１は定速走行制御を維持する。
【００６０】
上記実施形態のように、駆動制御装置２０の制御部２１はモータ１３の回転速度の変化の幅が５秒間、１ｋｍ／ｈ以下であるとき、モータ１３の駆動制御を、スロットル７を用いた加減速制御から現在のモータ１３の回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えるので、特別な装置を別途付加することなく、コストアップが抑制された構成でモータ１３を任意の回転速度で回転させて定速走行させることができる。そして、モータ１３に比較的大きなトルク変動が生じなければ、任意のモータ回転速度で自動的に定速走行が維持される。したがって、運転者による冗長な加減速指令の影響がモータ１３に及ぶのを防止することができる。
【００６１】
また、定速走行制御でモータ１３を駆動している際、例えば運転者がスロットル７やブレーキレバー８の操作を行ったり、比較的大きな負荷がモータ１３に掛かったりなどすることにより自動的に加減速指令に基づく制御に切り替わるので、運転状況の変化に逐次対応してあらたに任意のモータ回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替えることができる。
【００６２】
その結果、モータ１３の駆動に関して低消費電力化の向上が図られた駆動制御装置２０を提供することが可能である。そして、このような駆動制御装置２０を備えた燃費性能の高い電動車両１を提供することが可能である。
【００６３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００６４】
例えば、モータ駆動部１５を制御部２１と区別して説明したが、モータ駆動部１５の機能を制御部２１に担わせる構成としても良い。
【００６５】
また、上述の加減速制御から定速走行制御への切り替えの条件として、図３のフローを示したが、これに限定されることなく、たとえば、以下のように制御部２１を動作させることも可能である。加減速制御の状態において、モータ１３の回転速度をサンプル周期０．１秒で５秒間測定して記憶し、このサンプル値（すなわち回転速度の値）のうち最も大きい値と最も小さい値との差が所定の値（例えば１ｋｍ／ｈ）以下であるか否かを判定して、１ｋｍ／ｈ以下であれば定速走行制御に切り替えることもできる。
【００６６】
また、例えば本発明の実施形態では、モールドモータを搭載した電動車両１に、図１に示す自動二輪車を一例として掲げて説明したが、搭載対象となる電動車両は自動二輪車に限定されるわけではなく、自動三輪車や自動四輪車であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、電動車両用モータの駆動制御装置全般において利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 電動車両
２ 前輪
３ 後輪
６ ハンドル
７ スロットル
８ ブレーキレバー
１３ モータ
１５ モータ駆動部
２０ 駆動制御装置
２１ 制御部
２３ 記憶部
２４ 計時部
２５ 速度計測部
２６ トルク計測部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両用モータの駆動制御装置であって、
モータの回転速度を計測する速度計測部と、
時間を計測する計時部と、
外部からモータの駆動についての加減速指令を受け付けるとともに、前記速度計測部から得られるモータの回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータの駆動制御を前記加減速指令に基づく制御から現在のモータの回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
モータのトルクを計測するトルク計測部を備え、
前記制御部は、外部からモータの制動指令を受け付けるとともに、前記定速走行制御時、前記制動指令を受け付けた場合、若しくは外部から前記加減速指令を受け付けた場合、若しくはモータに掛かる負荷トルクが所定変化率以上で変化した場合、若しくは前記加減速指令で指示された前記目標速度を維持するための目標トルクと前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクとの差が所定範囲外となった場合、若しくは出力可能なトルク範囲以上のトルクがモータに必要となった場合、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えるとき、前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクを前記加減速指令で指示された目標トルクに所定期間後に同じになるように近づけることを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記定速走行制御への移行後、前記加減速指令としての制御信号を変化させることにより前記定速走行制御における目標速度を変更可能であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
モータの駆動についての前記加減速指令はスロットルやアクセルを用いて実行され、モータの制動についての前記制動指令はブレーキレバーやブレーキペダルを用いて実行されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の駆動制御装置を搭載したことを特徴とする電動車両。
【請求項１】
電動車両用モータの駆動制御装置であって、
モータの回転速度を計測する速度計測部と、
時間を計測する計時部と、
外部からモータの駆動についての加減速指令を受け付けるとともに、前記速度計測部から得られるモータの回転速度が所定期間所定範囲内であるとき、モータの駆動制御を前記加減速指令に基づく制御から現在のモータの回転速度を目標速度とする定速走行制御に切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
モータのトルクを計測するトルク計測部を備え、
前記制御部は、外部からモータの制動指令を受け付けるとともに、前記定速走行制御時、前記制動指令を受け付けた場合、若しくは外部から前記加減速指令を受け付けた場合、若しくはモータに掛かる負荷トルクが所定変化率以上で変化した場合、若しくは前記加減速指令で指示された前記目標速度を維持するための目標トルクと前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクとの差が所定範囲外となった場合、若しくは出力可能なトルク範囲以上のトルクがモータに必要となった場合、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、モータの駆動制御を前記定速走行制御から前記加減速指令に基づく制御に切り替えるとき、前記トルク計測部から得られるモータの出力トルクを前記加減速指令で指示された目標トルクに所定期間後に同じになるように近づけることを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記定速走行制御への移行後、前記加減速指令としての制御信号を変化させることにより前記定速走行制御における目標速度を変更可能であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
モータの駆動についての前記加減速指令はスロットルやアクセルを用いて実行され、モータの制動についての前記制動指令はブレーキレバーやブレーキペダルを用いて実行されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の駆動制御装置を搭載した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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１３９５６７（Ｐ２０１１−１３９５６７Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９７１６６（Ｐ２００９−２９７１６６）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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