(57)【要約】  電動二輪車は、バッテリと、第１相、第２相および第３相のコイルを有し、駆動輪に伝達すべき駆動力を発生する三相交流電動モータと、バッテリから電動モータのコイルへの電流供給を制御するモータコントローラとを含む。モータコントローラは、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列回路をそれぞれ有する第１相回路、第２相回路および第３相回路を含む駆動回路と、短絡条件が成立したことに応答して、第１相回路、第２相回路および第３相回路の全ての下アームスイッチング素子をオンさせることにより、電動モータを短絡状態とする短絡制御手段と、電動モータが短絡状態のときに、解除条件が成立したことに応答して、或る相のコイルから流出する電流が所定値に等しいかそれよりも小さい期間に、対応する相回路の下アームスイッチング素子をオフさせて、短絡状態を解除する解除制御手段とを含む。
2012070106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を有する電動二輪車であって、
バッテリと、
第１相、第２相および第３相のコイルを有し、前記駆動輪に伝達すべき駆動力を発生する三相交流電動モータと、
前記バッテリから前記電動モータのコイルへの電流供給を制御するモータコントローラとを含み、
前記モータコントローラは、
前記第１相、第２相および第３相にそれぞれ対応し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列回路をそれぞれ有し、前記バッテリに対して並列に接続された第１相回路、第２相回路および第３相回路を含む駆動回路と、
予め定める短絡条件が成立したことに応答して、前記第１相回路、第２相回路および第３相回路の全ての下アームスイッチング素子をオンさせることにより、前記第１相、第２相および第３相のコイルを短絡して前記電動モータを短絡状態とする短絡制御手段と、
前記電動モータが前記短絡状態のときに、予め定める解除条件が成立したことに応答して、或る相のコイルから流出する電流が所定値に等しいかそれよりも小さい期間に、対応する前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせて、前記短絡状態を解除する解除制御手段とを含む、
電動二輪車。
【請求項２】
前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段をさらに含み、
前記短絡条件が、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が予め定める短絡閾値に等しいか、または前記短絡閾値を超えたことを含む、請求項１に記載の電動二輪車。
【請求項３】
前記解除条件が、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が予め定める解除閾値に等しいか、または前記解除閾値未満となったことを含む、請求項２に記載の電動二輪車。
【請求項４】
前記解除条件が、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が、前記短絡条件が成立したときの前記電動モータの回転速度に等しいか、当該回転速度未満であることを含む、請求項２または３に記載の電動二輪車。
【請求項５】
前記バッテリが充電中かどうかを検出する充電検出手段を有し、前記バッテリの状態に応じて前記モータコントローラに回生指令を与えることによって、前記バッテリの充放電を制御するバッテリコントローラをさらに含み、
前記モータコントローラは、前記バッテリコントローラからの回生指令に応じて、前記電動モータが発生する回生電流を前記バッテリに供給するように前記駆動回路を制御する回生制御手段をさらに含み、
前記短絡条件が、前記バッテリコントローラから回生指令が発生されていないにもかかわらず前記充電検出手段が前記バッテリの充電中を検出したことを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動二輪車。
【請求項６】
前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段をさらに含み、
前記短絡条件が、前記バッテリ電圧が予め定める短絡閾値電圧に等しいか、または当該短絡閾値電圧を超えたことを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動二輪車。
【請求項７】
前記解除条件が、前記バッテリ電圧が予め定める解除閾値電圧に等しいか、または当該解除閾値電圧未満となったことを含む、請求項６に記載の電動二輪車。
【請求項８】
前記モータコントローラは、前記電動モータの電流制御余裕の有無を判定する制御余裕判定手段をさらに含み、
前記短絡条件が、前記制御余裕判定手段によって電流制御余裕がないと判断されたことを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動二輪車。
【請求項９】
前記モータコントローラは、予め定める弱め界磁実行条件が成立したときに、前記第１相、第２相および第３相のコイルに界磁を弱めるための電流を供給する弱め界磁制御手段をさらに含み、
前記解除条件が、前記弱め界磁実行条件が不成立であることを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動二輪車。
【請求項１０】
前記短絡制御手段は、各相回路の上アームスイッチング素子がオフの期間に当該相回路の下アームスイッチング素子をオンするように構成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動二輪車。
【請求項１１】
前記モータコントローラは、前記第１相回路、第２相回路および第３相回路にそれぞれ流れる第１相電流、第２相電流および第３相電流を検出する電流検出手段をさらに含み、
前記解除制御手段は、前記電流検出手段によって検出される第１相電流が前記第１相のコイルに引き込まれる方向に対応する値をとる期間に前記第１相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、前記電流検出手段によって検出される第２相電流が前記第２相のコイルに引き込まれる方向に相当する値をとる期間に前記第２相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、前記電流検出手段によって検出される第３相電流が前記第３相のコイルからの流出電流が前記所定値に等しいかそれよりも小さいことを示すときに前記第３相回路の下アームスイッチング素子をオフさせる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電動二輪車。
【請求項１２】
前記モータコントローラは、前記第１相回路、第２相回路および第３相回路にそれぞれ流れる相電流を検出する電流検出手段をさらに含み、
前記解除制御手段は、前記電流検出手段によって検出される相電流のいずれかが前記電動モータに引き込まれる方向に流れる期間に当該相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、その後、残る２相に対応する相電流のいずれかが前記電動モータに引き込まれる方向に流れる期間に当該相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、その後、残る１相に対応する相電流が前記電動モータからの前記所定値またはそれよりも小さい電流流出を示すときに当該相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電動二輪車。
【請求項１３】
前記解除制御手段は、２相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフした後、前記電動モータが予め定める回転角度だけ回転したことに応答して、残る１相に対応する前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせる、請求項１１または１２に記載の電動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、三相交流電動モータが発生する駆動力を駆動輪に伝達するように構成された電動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電動車両のモータ制御装置を開示している。このモータ制御装置は、モータを三相短絡させてモータを制動するように構成されている。より具体的には、電動車両が、バッテリが満充電に近い状態で下り坂を走行し、アクセルを踏んでいないのに増速する状況では、三相短絡が実行され、モータは、バッテリに充電することなく減速する。これにより、バッテリの過充電を回避し、かつ、機械的なブレーキ装置の作動量を緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０７０５３号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
特許文献１には、上記のような状況で三相短絡が実行された後、その後、どのようにして三相短絡を解除するのかについて、具体的な記述がない。
電動二輪車では、下り坂などで速度が上がって上限速度に達した場合に、３相短絡して速度を低下させたいという要望がある。その一方で、上限速度以下に減速した場合には、３相短絡を解除して、バッテリへの充電を行ったり、通常制御を行ったりしたい、という要望もある。【０００５】
本願発明者は、３相短絡の解除について研究を重ねた結果、バッテリを保護するためには、一定の手順に従って３相短絡を解除する必要があることに気づき、本願発明に想到した。
この発明は、駆動輪を有する電動二輪車であって、バッテリと、第１相、第２相および第３相のコイルを有し、前記駆動輪に伝達すべき駆動力を発生する三相交流電動モータと、前記バッテリから前記電動モータのコイルへの電流供給を制御するモータコントローラとを含む電動二輪車を提供する。前記モータコントローラは、前記第１相、第２相および第３相にそれぞれ対応し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列回路をそれぞれ有し、前記バッテリに対して並列に接続された第１相回路、第２相回路および第３相回路を含む駆動回路と、予め定める短絡条件が成立したことに応答して、前記第１相回路、第２相回路および第３相回路の全ての下アームスイッチング素子をオンさせることにより、前記第１相、第２相および第３相のコイルを短絡して前記電動モータを短絡状態とする短絡制御手段と、前記電動モータが前記短絡状態のときに、予め定める解除条件が成立したことに応答して、或る相のコイルから流出する電流が所定値に等しいかそれよりも小さい期間に、対応する前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせて、前記短絡状態を解除する解除制御手段とを含む。【０００６】
この構成によれば、予め定める短絡条件が成立すると、第１、第２および第３相回路の下アームスイッチング素子が全てオンされる。これにより、電動モータが短絡状態（３相短絡状態）となる。予め定める解除条件が成立すると、前記短絡状態が解除される。この解除に際しては、各相のコイルから流出する電流が所定値に等しいかそれよりも小さいときに、対応する相回路の下アームスイッチング素子がオフされる。これにより、短絡状態を解除するときに、大きな突入電流がバッテリに供給されないから、バッテリを保護することができる。このようにして、バッテリの保護を図りながら、電動モータの短絡状態を解除できる電動二輪車を提供できる。【０００７】
この発明の一実施形態では、前記電動二輪車は、前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段をさらに含み、前記短絡条件が、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が予め定める短絡閾値に等しいか、または前記短絡閾値を超えたことを含む。この構成によれば、電動モータの回転速度が短絡閾値に等しいか、または短絡閾値を超えると、電動モータが短絡状態とされる。これにより、電動モータが高速回転し、それによって誘起電圧が高くなる状況では、３相短絡状態となって、バッテリへの電力供給がカットされる。これにより、電動二輪車に搭載される制限された容量のバッテリを効果的に保護できる。【０００８】
この発明の一実施形態では、前記解除条件が、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が予め定める解除閾値に等しいか、または前記解除閾値未満となったことを含む。電動モータの回転速度が解除閾値に等しくなるか、または解除閾値未満になると、短絡状態が解除される。これにより、電動モータの回転速度が十分に低くなって、誘起電圧がバッテリへの電力供給に適する値であるときには、バッテリへの電力供給を行える。また、短絡状態を解除することによって、電動モータに対する通常の制御を再開できる。通常の制御とは、たとえば、電動二輪車に備えられたアクセル操作子の操作量に応じて電動モータを駆動する制御であってもよい。【０００９】
前記解除閾値を前記短絡閾値よりも小さい値に定めておけば、３相短絡の実行とその解除とにヒステリシスを与えることができるから、制御を安定化できる。
この発明の一実施形態では、前記解除条件が、前記回転速度検出手段によって検出される回転速度が、前記短絡条件が成立したときの前記電動モータの回転速度に等しいか、当該回転速度未満であることを含む。この構成によれば、モータ回転速度が短絡条件が成立したときの値以下のときに３相短絡を解除できる。したがって、確実にバッテリを保護できる。【００１０】
この発明の一実施形態では、前記電動二輪車は、前記バッテリが充電中かどうかを検出する充電検出手段を有し、前記バッテリの状態に応じて前記モータコントローラに回生指令を与えることによって、前記バッテリの充放電を制御するバッテリコントローラをさらに含む。そして、前記モータコントローラは、前記バッテリコントローラからの回生指令に応じて、前記電動モータが発生する回生電流を前記バッテリに供給するように前記駆動回路を制御する回生制御手段をさらに含む。また、前記短絡条件は、前記バッテリコントローラから回生指令が発生されていないにもかかわらず前記充電検出手段が前記バッテリの充電中を検出したことを含む。【００１１】
バッテリコントローラが回生指令を発生していないのに、バッテリが充電中であれば、モータコントローラによる回生制御が適切に機能していない。より具体的には、電動モータの回転速度が大きく、大きな誘起電圧のために意図しない回生電流が生じてしまう場合がある。そこで、回生指令が発生されていないにもかかわらず充電中であることを短絡条件とすれば、意図しない回生電流によるバッテリの充電を回避できる。これにより、バッテリを保護できる。【００１２】
この発明の一実施形態では、前記電動二輪車は、前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段をさらに含む。そして、前記短絡条件が、前記バッテリ電圧が予め定める短絡閾値電圧に等しいか、または当該短絡閾値電圧を超えたことを含む。この構成によれば、バッテリ電圧が短絡閾値電圧に等しいか、または短絡閾値電圧を超える高い値であるときに、３相短絡が実行される。これにより、バッテリ電圧が高くなりすぎることがないから、バッテリを保護できる。【００１３】
この発明の一実施形態では、前記解除条件が、前記バッテリ電圧が予め定める解除閾値電圧に等しいか、または当該解除閾値電圧未満となったことを含む。この構成によれば、バッテリ電圧が解除閾値に等しいか、または解除閾値未満となると、３相短絡が解除される。これにより、バッテリ電圧が十分に低いときには、回生電流によってバッテリを充電できる。【００１４】
この発明の一実施形態では、前記モータコントローラは、前記電動モータの電流制御余裕の有無を判定する制御余裕判定手段をさらに含み、前記短絡条件が、前記制御余裕判定手段によって電流制御余裕がないと判断されたことを含む。この構成によれば、電流制御余裕がないときに３相短絡が行われる。より具体的には、電動モータの回転速度が、制御余裕がなくなるほど高速になると、３相短絡が実行される。これにより、意図しない回生電流によるバッテリの充電を回避できる。これにより、バッテリを保護できる。【００１５】
この発明の一実施形態では、前記モータコントローラは、予め定める弱め界磁実行条件が成立したときに、前記第１相、第２相および第３相のコイルに界磁を弱めるための電流を供給する弱め界磁制御手段をさらに含み、前記解除条件が、前記弱め界磁実行条件が不成立であることを含む。この構成によれば、３相短絡を解除するときに、弱め界磁実行条件が不成立であることが条件となる。弱め界磁実行条件が成立しているときに３相短絡を解除すると、制御余裕がなくなるおそれがある。そこで、弱め界磁実行条件が不成立であることを３相短絡解除の条件とすれば、意図しない回生電流によるバッテリの充電を回避できる。これにより、バッテリを保護できる。【００１６】
この発明の一実施形態では、前記短絡制御手段は、各相回路の上アームスイッチング素子がオフの期間に当該相回路の下アームスイッチング素子をオンするように構成されている。これにより、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とが同時にオンして短絡し、貫通電流が流れることを回避できる。
この発明の一実施形態では、前記モータコントローラは、前記第１相回路、第２相回路および第３相回路にそれぞれ流れる第１相電流、第２相電流および第３相電流を検出する電流検出手段をさらに含み、前記解除制御手段は、前記電流検出手段によって検出される第１相電流が前記第１相のコイルに引き込まれる方向に対応する値をとる期間に前記第１相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、前記電流検出手段によって検出される第２相電流が前記第２相のコイルに引き込まれる方向に相当する値をとる期間に前記第２相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、前記電流検出手段によって検出される第３相電流が前記第３相のコイルからの流出電流が前記所定値に等しいかそれよりも小さいことを示すときに前記第３相回路の下アームスイッチング素子をオフさせる。この構成によれば、第１相電流が第１相のコイルに引き込まれる方向に流れているときに、第１相回路の下アームスイッチング素子がオフされる。したがって、下アームスイッチング素子をオフしたときに、バッテリに向かって突入電流が流れ込まないから、バッテリを保護できる。第２相回路についても同様である。第１相回路および第２相回路の下アームスイッチング素子をオフにすると、第３相のコイルからは専ら流出する方向に電流が流れる。そこで、この流出電流が所定値に等しいかそれよりも小さいときに第３相回路の下アームスイッチング素子がオフさせられる。これにより、バッテリに大きな突入電流が流れ込むことがないから、電動二輪車に搭載される小容量のバッテリであっても保護できる。【００１７】
この発明の一実施形態では、前記モータコントローラは、前記第１相回路、第２相回路および第３相回路にそれぞれ流れる相電流を検出する電流検出手段をさらに含み、前記解除制御手段は、前記電流検出手段によって検出される相電流のいずれかが前記電動モータに引き込まれる方向に流れる期間に当該相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、その後、残る２相に対応する相電流のいずれかが前記電動モータに引き込まれる方向に流れる期間に当該相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせ、その後、残る１相に対応する前記電動モータからの相電流が前記所定値またはそれよりも小さい電流流出を示すときに当該相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせる。この構成によれば、或る相の相電流が電動モータに引き込まれる方向のときに当該相の下アームスイッチング素子をオフさせ、次に、別の相の相電流が電動モータに引き込まれる方向のときに当該相の下アームスイッチング素子をオフさせる。残る一相については、電流の方向は専ら流出方向となる。そこで、その流出電流が所定値に等しいかまたはそれよりも小さいときに、当該相の下アームスイッチング素子をオフさせる。これにより、バッテリに大きな突入電流が流れ込むことがないから、電動二輪車に搭載される小容量のバッテリを保護できる。【００１８】
この発明の一実施形態では、前記解除制御手段は、２相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフした後、前記電動モータが予め定める回転角度だけ回転したことに応答して、残る１相に対応する前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせる。この構成によれば、２相の下アームスイッチング素子をオフしたのちに予め定める回転角度だけ回転すると、残る一相の下アームスイッチング素子もオフされる。これにより、一相だけが短絡された状態が長時間継続することがないから、当該一相に大きな電流が流れる時間を短くできる。したがって、電動モータや駆動回路を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る電動二輪車の左側面図である。
【図２】図２は、前記電動二輪車の後部の右側面図である。
【図３】図３は、前記電動二輪車に備えられたスイングユニットの分解斜視図であり、スイングユニットを右斜め後方から視た状態を示している。
【図４】図４は、前記スイングユニットおよび後輪の一部断面図であり、スイングユニットおよび後輪を上方から見た状態を示している。
【図５】図５は、スイングユニットの一部を分解した状態を示す右側面図であり、電動モータのロータおよび第１ステータを取り外した状態を示している。
【図６】図６は、電動モータの右側面図であり、ロータを取り外した状態を示す。
【図７】図７は、第２ステータの断面図であり、第２ステータを周方向に沿って切断した断面を示している。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、第２ステータを変位（モータ軸まわりに回動）させることに伴う電動モータの出力の特性の変化を説明するための主要部の図解図である。
【図９】図９は、電動モータおよびステータ駆動装置の制御に関連する電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、モータコントローラに備えられたＣＰＵの機能を説明するためのブロック図である。
【図１１】図１１は、ｑ軸上限電流値の参照マップの一例である。
【図１２】図１２は、ｄ軸上限電流値およびｄ軸下限電流値の参照マップの一例である。
【図１３】図１３は、目標ギャップ演算部が参照する目標ギャップマップの一例を示す。
【図１４】図１４は、短絡／解除処理部によって参照される短絡閾値マップの一例を示す。
【図１５】図１５は、短絡／解除処理部による短絡実行判断処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１６は、３相短絡処理およびその解除処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１７Ａ〜１７Ｄは、各相の短絡状態を解除するタイミングを説明するための原理図である。
【図１８】図１８Ａ〜１８Ｄは、３相短絡状態の解除を具体的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、この発明の一実施形態に係る電動二輪車１の左側面図である。電動二輪車１は、この実施形態では、スクータタイプの車両である。この電動二輪車１は、前部および後部に荷物を載せて走行することが可能であり、荷役車両としての用途に適している。
以下の説明における前後、上下および左右の各方向は、電動二輪車１が水平面を直進走行している状態に相当する基準姿勢にあり、かつライダー（運転者）が前方を向いているときの当該ライダーの視点を基準とする。また、垂直に起立し、前輪３および後輪４が路面Ａ１に接地し、かつ、ライダーが乗車していない状態の電動二輪車１を基準として、電動二輪車１の構成を説明する。
【００２１】
電動二輪車１は、車体フレーム２、前輪３、後輪４、電動モータ５、バッテリ６および車体カバー７を備えている。電動二輪車１は、バッテリ６から供給される電力によって、電動モータ５を駆動し、電動モータ５の出力によって駆動輪としての後輪４を駆動する。
電動二輪車１は、この電動二輪車１の前上部に配置されたヘッドパイプ８を有している。ヘッドパイプ８内には、ステアリング軸９が回動自在に挿入されている。ステアリング軸９の下端部には、左右一対のフロントフォーク１０が取り付けられている。前輪３は、フロントフォーク１０に取り付けられている。
【００２２】
ステアリング軸９の上端部には、ハンドル１１が取り付けられている。ライダーは、ハンドル１１を操作することにより、ステアリング軸９、フロントフォーク１０および前輪３をステアリング軸９の軸線回りに回すことが可能である。
ハンドル１１の左右両端部には、それぞれ、グリップ１２が設けられている（左側のグリップのみを図示）。右側のグリップはアクセルグリップ（アクセル操作子）を構成している。ライダーは、このアクセルグリップを回すことにより、電動モータ５の出力を調整することが可能である。左右のグリップ１２の各前方には、ブレーキレバー１６（ブレーキ操作子）が配置されている。ブレーキレバー１６は、ライダーの手指によって前後に操作されるように構成されている。たとえば、右ブレーキレバー１６は、前輪３を制動するために操作され、左ブレーキレバー１６は後輪４の制動のために操作されるように構成されている。
【００２３】
ハンドル１１の中央付近にはメータ１３が設けられている。メータ１３の下方には、荷台１４が配置されている。荷台１４は、ヘッドパイプ８に固定されている。荷台１４の下部には、ヘッドランプ１５が固定されている。
車体フレーム２は、ヘッドパイプ８から後方に延びている。車体フレーム２は、ダウンチューブ１９と、ダウンチューブ１９の後方に配置された左右一対のフレーム本体２０とを含む。ダウンチューブ１９は、ヘッドパイプ８の下部から後斜め下方に延びている。側面視において、フレーム本体２０は、ダウンチューブ１９の下端部から後方に延びており、車両の前後方向Ｘ１の途中部がＳ字状に形成されている。より詳細には、フレーム本体２０は、第１フレーム部２１と、第２フレーム部２２と、第３フレーム部２３と、第４フレーム部２４とを含む。第１フレーム部２１は、ダウンチューブ１９の下端部から後方にほぼ真っ直ぐに延びており、わずかに後斜め上方に傾斜している。第２フレーム部２２は、後斜め上方に向かって立ち上がっており、その下端部が第１フレーム部２１の後端部に連結されており、その上端部が第３フレーム部２３に連結されている。第３フレーム部２３は、わずかに後斜め上方に傾斜した姿勢で後方に延びている。第４フレーム部２４は、第２フレーム部２２の中間部から後方に延び、途中で後斜め上方へ湾曲され、第３フレーム部２３の中間部に接続されている。
【００２４】
車体カバー７は、車体フレーム２に取り付けられている。車体カバー７は、ヘッドパイプ８を覆う前カバー２５と、前カバー２５の下部から後方に延びる下カバー２６と、前カバー２５の後方に配置された後カバー２７とを含んでいる。
前カバー２５は、ステアリング軸９の一部およびヘッドパイプ８を取り囲み、かつ、ダウンチューブ１９を取り囲んでいる。下カバー２６は、前カバー２５の下部から後方に延びており、フレーム本体２０の一部を下方および左右両側方から覆っている。下カバー２６の上端部には、足載せ部２８が配置されている。足載せ部２８は、ライダーが足を載せるために設けられており、ほぼ平坦に形成されている。
【００２５】
後カバー２７は、全体として、下カバー２６の後部から後斜め上方に延びた形状に形成されている。後カバー２７は、フレーム本体２０の一部を前方および左右両側方から覆っている。
シート２９の下方には、左右一対のフレーム本体２０の間に収容空間が形成されている。この収容空間には、電動モータ５の電源としてのバッテリ６が配置されている。バッテリ６は、充電可能な二次電池である。
【００２６】
シート２９の後方には、荷台４５が配置されている。第３フレーム部２３の上方に配置され、第３フレーム部２３に支持されている。
図２は、電動二輪車１の後部の右側面図である。電動二輪車１は、車体フレーム２に対して揺動可能に結合されたスイングユニット４７を備えている。スイングユニット４７は、モータケース６７と、モータケース６７の前端部から突出した左右一対の結合アーム６８とを含んでいる。結合アーム６８は、モータケース６７から前斜め上方に延びている。各結合アーム６８の先端部は、ピボット軸５１を介して、一対のフレーム本体２０に結合されている。したがって、スイングユニット４７は、ピボット軸５１の回りを揺動可能である。スイングユニット４７は、後輪４の右方に配置されている。スイングユニット４７の後部は、ショックアブソーバ６９を介して第３フレーム部２３に連結されている。
【００２７】
図３は、スイングユニット４７の分解斜視図であり、スイングユニット４７を右斜め後方から視た状態を示している。また、図４は、スイングユニット４７および後輪４の一部断面図であり、スイングユニット４７および後輪４を上方から見た状態を示している。スイングユニット４７のモータケース６７は、モータケース本体７１と、モータケース本体７１の前端部に固定された連結部材７２と、モータケース本体７１の右側面を覆う蓋７３とを含んでいる。
【００２８】
モータケース本体７１は、左右方向Ｙ１に延びる前端部６７ａを有しており、前端部６７ａの右部から後方に延びた形状に形成されている。
連結部材７２は、モータケース本体７１の前端部の左方に配置されている。連結部材７２と、モータケース本体７１の前端部は、複数のねじ部材７４を用いて固定されている。連結部材７２には、結合アーム６８Ｌ（６８）が一体成形されている。モータケース本体７１の前端部には、別の結合アーム６８Ｒ（６８）が一体成形されている。連結部材７２およびモータケース本体７１の前端部によって、モータケース６７の前端部６７ａが形成されている。
【００２９】
モータケース本体７１は、前後方向Ｘ１に延びる側壁７５と、側壁７５の外周縁部から右方に延びる筒状の周壁７６とを含んでいる。側壁７５および周壁７６によって、電動モータ５を収容可能なモータ収容空間ＳＰ１が形成されている。蓋７３は、周壁７６の右方に配置されており、モータ収容空間ＳＰ１を覆っている。蓋７３は、複数のねじ部材７７を用いて周壁７６の右端面に固定されている。周壁７６と蓋７３との間には、図示しないガスケットなどが配置されている。モータ収容空間ＳＰ１において、電動モータ５よりも前方には、モータコントローラ７８が収容されている。
【００３０】
スイングユニット４７は、電動モータ５の出力を後輪４に伝達するための減速機構１３１を含んでいる。減速機構１３１は、電動モータ５のモータ軸８５の回転を減速することにより、モータ軸８５からのトルクを増幅して後輪４に出力するように構成されている。減速機構１３１は、モータケース６７に固定されたギヤケース１３２に収容されている。ギヤケース１３２は、複数のねじ部材１３９を用いて、モータケース６７の左側面に固定されている。ギヤケース１３２内には、減速機構１３１を収容するギヤ収容空間ＳＰ２が形成されている。
【００３１】
減速機構１３１は、２段減速式に構成されている。具体的には、減速機構１３１は、入力ギヤ１４０と、中間軸１４１と、中間ギヤ１４２と、車軸１４３に設けられた出力ギヤ１４４とを含んでいる。この実施形態においては、各ギヤ１４０，１４２，１４４は、平歯車である。入力ギヤ１４０は、電動モータ５の出力軸であるモータ軸８５に一体に設けられている。モータ軸８５は、モータケース本体７１の側壁７５に形成された挿通孔１４５を挿通している。挿通孔１４５とモータ軸８５の中間部との間には、軸受１０３が配置されている。モータ軸８５は、軸受１０３の左方に向かってギヤ収容空間ＳＰ２に延びており、その左端部には、軸受１０４が嵌められている。軸受１０４は、ギヤケース１３２の左側壁に保持されている。中間軸１４１は、左右方向に延びており、その両端部は、軸受（図示せず）を介して、ギヤケース１３２の左側壁およびモータケース６７の左側壁にそれぞれ支持されている。中間ギヤ１４２は、中間軸１４１に設けられている。中間ギヤ１４２は、入力ギヤ１４０に噛み合い、かつ出力ギヤ１４４に噛み合うように構成されている。中間ギヤ１４２は、大径の第１中間ギヤ１４２ａと、それよりも小径の第２中間ギヤ１４２ｂとを有している。第１中間ギヤ１４２ａは、入力ギヤ１４０に噛み合っている。第２中間ギヤ１４２ｂは、出力ギヤ１４４に噛み合っている。出力ギヤ１４４は、第２中間ギヤ１４２ｂよりも大径に形成されており、車軸１４３に固定されている。
【００３２】
車軸１４３は、左右方向Ｙ１に延びており、その右端部および中間部には、軸受１０７，１０８がそれぞれ嵌められている。軸受１０７，１０８は、モータケース６７の左側壁およびギヤケース１３２の左側壁にそれぞれ保持されている。車軸１４３は、ギヤケース１３２の左方に突出し、後輪４に連結されている。
後輪４は、ホイル部材１４８と、ホイル部材１４８に取り付けられたタイヤ１４９と、を含んでいる。ホイル部材１４８は、ハブ１５０と、ディスク１５１と、ハブ１５０を取り囲む筒状部１５２と、リム１５３とを含んでいる。ハブ１５０は、車軸１４３に固定されている。これにより、ホイル部材１４８（後輪４）は、車軸１４３と一体回転可能に連結されている。タイヤ１４９は、リム１５３にはめ込まれている。
【００３３】
ホイル部材１４８とギヤケース１３２との間には、ブレーキ装置１５５が配置されている。この実施形態においては、ブレーキ装置１５５は、ドラムブレーキ装置である。ブレーキ装置１５５からは、操作軸１５６が右方に延びている。操作軸１５６の右端部は、操作レバー１５７に固定されている。操作レバー１５７は、操作軸１５６から後斜め下方に延びている。操作レバー１５７の下端部には、操作ケーブル１５８（図２参照）が接続されている。操作ケーブル１５８は、ライダーによって操作される左ブレーキレバー１６（図１参照）の操作によって前後方向Ｘ１に変位するように構成されている。
【００３４】
前輪３に関しても同様なブレーキ装置１６０（図１参照）が備えられており、右グリップ（図示せず）の前方に配置された右ブレーキレバー（図示せず）の操作に連動するように構成されている。
電動モータ５は、ロータ８１と、ロータ８１に対向したステータ８２とを含んでいる。この実施形態においては、電動モータ５は、８極１２スロットの３相ブラシレスモータ（３相交流電動モータ）である。電動モータ５は、この実施形態では、アキシャルギャップモータであり、ロータ８１とステータ８２との間には、電動モータ５の軸方向（左右方向Ｙ１）にギャップが設けられている。ロータ８１は、ステータ８２の右方に配置されている。
【００３５】
ロータ８１は、円板状に形成されたロータコア８３と、ロータコア８３に固定されたロータマグネット８４とを含んでいる。ロータコア８３は、モータ軸８５の右端部にスプライン結合などによって結合されており、モータ軸８５と一体回転可能である。また、ロータコア８３は、軸受１０５を介して、ステータ８２に支持されている。ロータマグネット８４は、ロータコア８３の左側面に固定され、ステータ８２と対向している。ロータマグネット８４は、複数（この実施形態では８個）設けられており、ロータコア８３の周方向に沿って等間隔に配置されている。これらのロータマグネット８４は、ロータコア８３の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互にステータ８２に対向するように配置されている。
【００３６】
ステータ８２は、ロータ８１の左方に配置されている。ステータ８２は、モータ軸８５を取り囲む扁平な筒状に形成されている。ステータ８２は、電動モータ５の軸方向に並ぶ第１ステータ８６および第２ステータ８７を含んでいる。第１ステータ８６は、ロータ８１の左方に配置されており、モータケース本体７１の側壁７５にねじ部材９２を用いて固定されている。第２ステータ８７は、第１ステータ８６の左方に配置されており、第１ステータ８６に対してステータ８２の周方向に変位可能（モータ軸８５まわりに回動可能）とされている。これにより、ステータ８２の界磁の強さを変化させることができるようになっている。
【００３７】
図５は、スイングユニット４７の一部を分解した状態を示す右側面図であり、電動モータ５のロータ８１および第１ステータ８６を取り外した状態を示している。スイングユニット４７は、モータ収容空間ＳＰ１内に配置されたモータコントローラ７８と、電動モータ５と、ステータ駆動装置７９とを含んでいる。モータ収容空間ＳＰ１内において、モータコントローラ７８は前方に配置され、電動モータ５は後方に配置されている。ステータ駆動装置７９は、モータコントローラ７８と電動モータ５との間において、モータ収容空間ＳＰ１内の上方領域に配置されている。
【００３８】
モータコントローラ７８は、合成樹脂などを用いて形成されたケース７８ａ内に、モータ駆動回路や、このモータ駆動回路を制御する制御回路などを収容して構成されている。
ステータ駆動装置７９は、駆動ユニット１１０と、歯車機構１１３と、出力ギヤ１１４とを含む。駆動ユニット１１０は、駆動モータ１１１を含む。駆動ユニット１１０は、必要に応じて、駆動モータ１１１の回転を減速する減速機構を含んでいてもよい。歯車機構１１３は、ウォーム減速機構であり、ウォーム軸１２０と、ウォームホイール１２１とを含んでいる。駆動ユニット１１０は、ウォーム軸１２０をその軸線まわりに回転駆動するように構成されている。出力ギヤ１１４は、たとえば、平歯車である。出力ギヤ１１４は、ウォームホイール１２１に結合されており、ウォームホイール１２１と一体的に回転するように構成されている。したがって、駆動モータ１１１を回転駆動（正転または逆転）すると、その回転が歯車機構１１３によって出力ギヤ１１４に伝達され、出力ギヤ１１４の回転を引き起こす。
【００３９】
出力ギヤ１１４は、第２ステータ８７の外周の一部に形成された歯部８７ａに噛み合っている。出力ギヤ１１４の回転に伴い、第２ステータ８７が電動モータ５の周方向に変位する。この実施形態においては、第２ステータ８７が電動モータ５の周方向に変位可能な角度範囲は、約１５度である。
第２ステータ８７の外周部には、歯部８７ａとは別の領域に、着磁部１２８が設けられている。着磁部１２８には、磁気パターンが形成されている。着磁部１２８（第２ステータ８７）の変位は、界磁位置センサ１２９ａによって検出される。界磁位置センサ１２９ａは、第２ステータ８７の手前側（第１ステータ８６側）に配置され、第１ステータ８６に固定された回路基板１２９に保持されている。界磁位置センサ１２９ａは、必要に応じて複数個設けられていてもよい。たとえば、着磁部１２８の着磁パターン、界磁位置センサ１２９ａの配置、界磁位置センサ１２９ａの個数等は、少なくとも第２ステータ８７の変位量を検出できるように定められている。より具体的には、着磁部１２８および１つまたは複数個の界磁位置センサ１２９ａは、第２ステータ８７の原点位置、第２ステータ８７の変位方向、および第２ステータ８７の変位量を検出できるように設計されていることが好ましい。
【００４０】
界磁位置センサ１２９ａの出力は、回路基板１２９を介してモータコントローラ７８に出力されるようになっている。モータコントローラ７８は、駆動モータ１１１に電気的に接続されている。モータコントローラ７８は、界磁位置センサ１２９ａで検出された第２ステータ８７の位置を参照しながら、駆動モータ１１１の駆動を制御するように構成されている。これにより、第２ステータ８７が変位される。
【００４１】
図６は、電動モータ５の右側面図であり、ロータ８１を取り外した状態を示す。第１ステータ８６は、第１ティース８８と、コイル８９と、第１合成樹脂部材９０とを含んでいる。第１ティース８８は、電動モータ５の軸方向に平行な複数枚の電磁鋼板を重ねて柱状に形成されている。第１ティース８８は、複数設けられており、ステータ８２の周方向に等間隔に配置されている。この実施形態においては、第１ティース８８は、１２個設けられている。
【００４２】
コイル８９は、各第１ティース８８に巻かれている。コイル８９は、電動モータ５の周方向に沿って、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル…、の順に規則的に配列されている。Ｕ相コイルは、Ｕ相給電線９１Ｕに接続されている。Ｖ相コイルは、Ｖ相給電線９１Ｖに接続されている。Ｗ相コイルは、Ｗ相給電線９１Ｗに接続されている。給電線９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗは、それぞれ、モータコントローラ７８に接続されている（図５参照）。
【００４３】
第１合成樹脂部材９０は、第１ティース８８およびコイル８９をモールドしている。第１合成樹脂部材９０は、その外周面から突出したフランジ部９０ｂを含んでいる。フランジ部９０ｂは、第１ステータ８６の左端部に配置されており、第２ステータ８２に隣接している。フランジ部９０ｂは、電動モータ５の周方向に沿って複数形成されている。フランジ部９０ｂには、ねじ挿通孔が形成されており、このねじ挿通孔にねじ部材９２（図３参照）が挿通されている。図３に示すように、各ねじ部材９２は、モータケース本体７１の側壁７５に形成されたねじ孔にねじ結合されている。これにより、第１ステータ８６は、モータケース本体７１に固定されている。
【００４４】
第１合成樹脂部材９０に隣接して、センサ基板１３０が配置されている。センサ基板１３０上に、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した磁極位置センサ１３０ａが保持されている。磁極位置センサ１３０ａは、ホール（hall）ＩＣセンサなどからなり、ロータ８１の回転に伴う磁界の変化を検出する。この実施形態では、磁極位置センサ１３０ａは、側面視において、隣り合うティース間のスロットに配置されている。磁極位置センサ１３０ａの出力は、モータコントローラ７８に入力されるようになっている。モータコントローラ７８は、各磁極位置センサ１３０ａからの信号に基づき、給電線９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗへ供給する電力を制御する。
【００４５】
図７は、第２ステータ８７の断面図であり、第２ステータ８７を周方向に沿って切断した断面を示している。第２ステータ８７は、ヨーク９３と、第２ティース９４と、第２合成樹脂部材９５とを含んでいる。
ヨーク９３は、円環状の板状の部分である。第２ティース９４は、第２ヨーク９３の右側面から第１ステータ８６に向かって突出している。第２ティース９４は、電動モータ５の周方向に等間隔に複数設けられている。この実施形態では、第２ティース９４の数は、第１ティース８８の数と同じである。第２合成樹脂部材９５は、円環状に形成されており、第２ヨーク９３および各第２ティース９４をモールドしている。各第２ティース９４の右端面は、第２合成樹脂部材９５から露出している。
【００４６】
図４に最もよく表れているように、電動モータ５の軸方向において、第２ティース９４の長さは、第１ティース８８の長さより短い。第２合成樹脂部材９５の内周面には、軸受１０２が取り付けられている。軸受１０２は、モータケース本体７１に取り付けられている。このようにして、第２ステータ８７は、第１ステータ８６に対して相対回転に支持されている。すなわち、ステータ駆動装置７９を駆動することによって、電動モータ５の周方向における第２ステータ８７の回転位置を変更することができる。
【００４７】
図８Ａおよび図８Ｂは、第２ステータ８７を変位（モータ軸８５まわりに回動）させることに伴う電動モータ５の出力の特性の変化を説明するための主要部の図解図である。
ステータ駆動装置７９が発生する駆動力によって、第２ステータ８７は、図８Ａに示す第１位置と、図８Ｂに示す第２位置との間で変位可能である。第１位置（図８Ａ）とは、第２ステータの各第２ティース９４が、第１ステータ８６の対応する第１ティース８８とモータ軸８５に平行な方向に正対する位置である。第２位置（図８Ｂ）とは、第２ステータ８７の各第２ティース９４が、第１ステータ８６の隣り合う一対の第１ティース８８の中間位置に対向していて、いずれの第１ティース８８とも正対しない位置である。
【００４８】
図８Ａに示すように、第２ステータ８７が第１位置に位置しているとき、第１および第２ティース８８，９４は大きな面積で対向しており、それらの間のギャップＧ１は小さいので、このギャップＧ１における磁気抵抗が小さい。これにより、ステータ８２の界磁は最大の状態となる。ギャップＧ１が小さい状態では、電動モータ５には、強力な磁束Ｍ１が生じる。磁束Ｍ１は、ロータ８１のロータコア８３、第１ティース８８、第２ティース９４、および第２ステータ８７のヨーク９３を通る。強力な磁束Ｍ１が発生していることにより、電動モータ５は、低回転だが高トルクの出力を発生できる。モータコントローラ７８は、電動二輪車１が停車状態から発進するときや、坂道を上るときに、大きな磁束Ｍ１が生じるように第２ステータ８７の位置を制御するように構成されている。
【００４９】
一方、図８Ｂに示すように、第２ステータ８７が第２位置に位置しているときには、第１および第２ティース８８，９４は正対しておらず、それらの間のギャップＧ１における磁気抵抗が大きい。これにより、ステータ８２の界磁は最小の状態となる。ギャップＧ１が大きい状態では、電動モータ５には、磁束Ｍ１よりも弱い磁束Ｍ２が生じる。磁束Ｍ２は、ロータ８１のロータコア８３、および第１ティース８８の周囲に形成され、第２ステータ８７を通らない。弱い磁束Ｍ２が発生していることにより、電動モータ５は、低トルクだが高回転の出力を発生できる。モータコントローラ７８は、電動二輪車１が平坦路を一定速度で走行しているときなどに、磁束Ｍ２が生じるように第２ステータ８７の位置を制御するように構成されている。
【００５０】
このようにステータ８２の界磁の大きさを変化させることにより、電動二輪車１の走行状態に応じた出力を電動モータ５が発生できるようになっている。
図９は、電動モータ５およびステータ駆動装置７９の制御に関連する電気的構成を示すブロック図である。電動モータ５は、前述の通り、ステータ８２と、これに対向するロータ８１とを含む。ステータ８２は、第１ステータ８６（メインステータ）と、第１ステータ８６に対して予め定める角度範囲で相対回転する第２ステータ８７（界磁ステータ）とを含む。第２ステータ８７の回転位置は、界磁位置センサ１２９ａによって検出される。界磁位置センサ１２９ａの出力信号（界磁位置信号）は、モータコントローラ７８に入力される。一方、ロータ８１の磁極位置は、磁極位置センサ１３０ａによって検出される。磁極位置センサ１３０ａの出力信号（磁極位置信号）は、モータコントローラ７８に入力される。
【００５１】
モータコントローラ７８は、バッテリ６に接続されている。また、モータコントローラ７８は、電動モータ５に給電線９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗを介して接続されており、駆動モータ１１１に給電線９８を介して接続されている。
また、モータコントローラ７８には、メインスイッチ１７の出力信号と、アクセル操作量センサ３０１の出力信号と、ブレーキセンサ３０２の出力信号とが入力されている。メインスイッチ１７は、電動二輪車１の使用開始時に使用者によってオン操作され、使用終了時に使用者によってオフ操作されるスイッチである。アクセル操作量センサ３０１は、ライダーによるアクセルグリップ１２Ｒ（右側のグリップ１２）の操作量に応じたアクセル開度信号を、アクセル情報としてモータコントローラ７８に出力する。アクセル操作量センサ３０１は、たとえば、アクセル操作に応じて電気抵抗値が変化する可変抵抗器を含み、可変抵抗器の両端電圧をアクセル開度信号として出力するように構成されていてもよい。ブレーキセンサ３０２は、ライダーによって左右いずれかのブレーキレバー１６が操作されたか否か（ブレーキ操作の有無）を検出するように構成されている。たとえば、ブレーキセンサ３０２は、ブレーキレバー１６の変位量が予め定める閾値以上のとき（または閾値を超えたとき）、ブレーキ操作有りを検出し、さもなければブレーキ操作無しを検出するように構成されていてもよい。
【００５２】
さらに、モータコントローラ７８は、バッテリ６の充放電を制御するバッテリコントローラ２００との間で通信ライン１９０を介して情報通信を行うように構成されている。バッテリコントローラ２００は、バッテリ６への充電が行われているか否かを検出する充電検出部２０１と、バッテリ６の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出する充電状態検出部２０２と、バッテリ６の電圧ＶＢを検出するバッテリ電圧検出部２０３とを含む。バッテリコントローラ２００は、さらに、充電状態検出部２０２による充電状態に応じて回生指令を発生する回生指令発生部２０４を含む。回生指令とは、電動モータ５が発生する回生電流をバッテリ６への供給すべきことを表す指令である。充電検出部２０１、充電状態検出部２０２、バッテリ電圧検出部２０３および回生指令発生部２０４のうちの一部または全部は、バッテリコントローラ２００に備えられたコンピュータがプログラムを実行することによって実現される機能処理ユニットであってもよい。
【００５３】
モータコントローラ７８は、制御回路３１０と、モータ駆動回路３５０とを含む。
制御回路３１０は、ＣＰＵ２８０と、スイッチ駆動回路２８１と、ステータ駆動回路２８２とを含む。また、図示は省略するけれども、制御回路３１０は、ＣＰＵ２８０の動作プログラムや制御動作に必要なマップ等を記憶したＲＯＭと、演算データの一時記憶等のために用いられるＲＡＭとを含む。ＣＰＵ２８０には、メインスイッチ１７の作動信号、アクセル操作量センサ３０１の出力信号、バッテリコントローラ２００からのデータ信号、磁極位置センサ１３０ａの出力信号、界磁位置センサ１２９ａの出力信号等が、適当なインタフェースを介して入力されている。ＣＰＵ２８は、これらの入力信号に応じて、スイッチ駆動回路２８１と、ステータ駆動回路２８２とを制御する。スイッチ駆動回路２８１は、モータ駆動回路３５０に備えられたスイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する。また、ステータ駆動回路２８２は、ステータ駆動装置７９の駆動モータ１１１に駆動電力を供給する。
【００５４】
モータ駆動回路３５０は、バッテリ６が発生する直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ５に供給するＤＣ／ＡＣ変換回路（インバータ回路）である。より具体的には、モータ駆動回路３５０は、Ｕ相回路３５１と、Ｖ相回路３５２と、Ｗ相回路３５３とを含む。Ｕ相回路３５１、Ｖ相回路３５２およびＷ相回路３５３は、バッテリ６に対して互いに並列に接続されている。
【００５５】
Ｕ相回路３５１は、上アームスイッチング素子Ｓｗ１と下アームスイッチング素子Ｓｗ２との直列回路である。Ｖ相回路３５２は、上アームスイッチング素子Ｓｗ３と下アームスイッチング素子Ｓｗ４との直列回路である。Ｗ相回路３５３は、上アームスイッチング素子Ｓｗ５と下アームスイッチング素子Ｓｗ６との直列回路である。これらのスイッチング素子Ｓｗ１〜Ｓｗ６は、たとえば、パワーＭＯＳＦＥＴ等のパワーデバイスで構成されており、それらのゲートに、スイッチ駆動回路２８１からの駆動信号が供給されるようになっている。これにより、スイッチング素子Ｓｗ１〜Ｓｗ６がオン／オフ駆動される。各スイッチング素子Ｓｗ１〜Ｓｗ６には、ダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ並列に接続されている。これらのダイオードＤ１〜Ｄ６は、パワーＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子に内蔵されたダイオード（たとえば寄生ダイオード）であってもよいし、素子外に並列接続したダイオードであってもよい。
【００５６】
各相回路において上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との間に、対応する相の給電線が接続されている。すなわち、Ｕ相回路の上アームスイッチング素子Ｓｗ１と下アームスイッチング素子Ｓｗ２との間にＵ相給電線９１Ｕが接続されている。Ｖ相回路３５２の上アームスイッチング素子Ｓｗ３と下アームスイッチング素子Ｓｗ４との間にＶ相給電線９１Ｖが接続されている。さらに、Ｗ相回路３５３の上アームスイッチング素子Ｓｗ５と下アームスイッチング素子Ｓｗ６との間にＷ相給電線９１Ｗが接続されている。Ｕ相給電線９１Ｕは、電動モータ５のＵ相コイル５Ｕに接続されており、Ｖ相給電線９１Ｖは電動モータ５のＶ相コイル５Ｖに接続されており、Ｗ相給電線９１Ｗは電動モータ５のＷ相コイル５Ｗに接続されている。
【００５７】
各相の電流を検出するために、モータ駆動回路３５０には、電流検出回路３５４が備えられている。電流検出回路３５４は、各相の下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６に流れる電流を検出し、その方向および大きさを表す検出信号（電流値信号）を制御回路３１０に入力するように構成されている。すなわち、電流検出回路３５４は、Ｕ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＵおよびＷ相電流ＩＷの検出値を出力する。これらの相電流検出値は、ＣＰＵ２８０に入力される。
【００５８】
図１０は、ＣＰＵ２８０の機能を説明するためのブロック図である。ＣＰＵ２８０は、動作プログラムを実行することによって、複数の機能処理ユニットとして機能するように構成されている。この複数の機能処理ユニットには、電流指令値演算部３１１と、回転速度演算部３１２と、ｑ軸電流偏差演算部３１３と、ｄ軸電流偏差演算部３１４と、ｑ軸ＰＩ（比例積分）演算部３１５と、ｄ軸ＰＩ演算部３１６と、３相／２相座標変換部３１７とが含まれている。さらに、複数の機能処理ユニットには、電気角演算部３１８と、電圧指令値演算部３１９と、２相／３相座標変換部３２０と、駆動信号生成部３２１と、目標ギャップ演算部３２２と、ギャップ差分演算部３２３と、ギャップＰＩ演算部３２４と、駆動信号生成部３２５と、実ギャップ演算部３２６とが含まれている。さらに、前記複数の機能処理ユニットには、短絡／解除処理部３３０と、回生量設定部３４０とが含まれている。
【００５９】
電流指令値演算部３１１は、アクセル操作量センサ３０１からのアクセル開度信号に基づいてアクセル開度ＡＯ（％）を算出する。アクセル開度ＡＯは、アクセル操作量の最大値に対する実際のアクセル操作量の比率、すなわち、アクセル開度信号の最大値に対するアクセル操作量センサ３０１によって取得されたアクセル開度信号の比率を百分率で表した値であってもよい。
【００６０】
電流指令値演算部３１１は、アクセル開度ＡＯと回転速度演算部３１２によって演算される電動モータ５の回転速度ｎとに基づいて、電動モータ５を駆動するための電流指令値（目標電流値）を演算する。回転速度演算部３１２は、電気角演算部３１８が演算する電気角θに基づいて、電動モータ５の回転速度ｎを演算するように構成されていてもよい。電気角演算部３１８は、磁極位置センサ１３０ａの出力信号に基づいて、電動モータ５の電気角θを算出する。
【００６１】
電流指令値演算部３１１は、この実施形態では、ｄｑ軸座標系における電流指令値を演算する。ｄｑ座標系とは、電動モータ５のロータ８１とともに回転する２相回転座標系であり、界磁の方向に沿うｄ軸と、ｄ軸に対して直交するｑ軸とで定義される直交座標系である。電流指令値演算部３１１は、トルクを発生する成分となるｑ軸電流の指令値Ｉｑ＊と、電動モータ５の誘起電圧を弱める成分となるｄ軸電流の指令値Ｉｄ＊とを演算する。
【００６２】
ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、たとえば、ｑ軸上限電流値Ｉｑmaxにアクセル開度ＡＯを乗じて算出される（Ｉｑ＊＝Ｉｑmax×ＡＯ÷１００）。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、アクセル開度ＡＯ、電動モータ５の回転速度ｎおよびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊のうち少なくともいずれか１つをパラメータ情報として、計算によって求められる。
ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、たとえば、ｄ軸上限電流値Ｉｄmaxにアクセル開度ＡＯを乗じて算出されてもよい（Ｉｄ＊＝Ｉｄmax×ＡＯ÷１００）。また、電動モータ５の回転速度ｎをパラメータ情報とし、回転速度ｎに対応する最適なＩｄ＊を予め実験等で求めてマップデータとしてＲＯＭに記憶しておき、当該マップデータに基づいて電動モータ５の回転速度ｎからｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を求めてもよい。さらに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊のパラメータ情報に対応する最適なＩｄ＊を予め実験等で求めてマップデータとしてＲＯＭに記憶しておき、当該マップデータに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊からｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を求めてもよい。また、アクセル開度ＡＯとｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とのパラメータ情報に対応する最適なＩｄ＊を予め実験等で求めて三次元マップデータとしてＲＯＭに記憶しておき、当該三次元マップデータに基づいてアクセル開度ＡＯとｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とからｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を求めてもよい。なお、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、上述したアクセル開度ＡＯ、電動モータ５の回転速度ｎ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の情報にかかわらず、常にゼロ（Ｉｄ＊＝０）に設定されてもよい。
【００６３】
一方、アクセル開度ＡＯが零の場合およびブレーキ操作が検出された場合に、バッテリコントローラ２００（図９参照）から回生指令が与えられているときには、電流指令値演算部３１１は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を負の値に設定する。このとき、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、バッテリコントローラ２００から与えられる充電状態（ＳＯＣ）やバッテリ電圧ＶＢに応じて定められてもよい。また、高速回転時には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の値に設定して、弱め界磁制御が行われてもよい。
【００６４】
回生量設定部３４０は、アクセル開度ＡＯが零のとき、およびブレーキ操作がされたときの最大回生電流を設定する。回生電流とは、バッテリ６に実際に回生されてその充電に用いられる電流（バッテリ電流）であり、最大回生電流はその最大値である。回生電流と電流指令値との間に相関関係はあるが、それらは一致するわけではない。回生量設定部３４０は、具体的には、アクセル開度ＡＯが零であって、ブレーキセンサ３０２がブレーキ操作なしを検出しているときには、最大回生電流を第１の一定値に設定する。また、回生量設定部３４０は、ブレーキセンサ３０２がブレーキ操作ありを検出しているときには、最大回生電流を、第１の一定値よりも大きな第２の一定値に設定する。さらに、回生量制御部３４０は、アクセル開度ＡＯが零でないときは、最大回生電流を零に設定する。回生電流設定部３４０が最大回生電流を設定したときには、電流指令値演算部３１１は、その設定された最大回生電流以下（または未満）の回生電流となるように、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊およびｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。
【００６５】
電流指令値演算部３１１は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊をｑ軸電流差分演算部３１３に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊をｄ軸電流差分演算部３１４にそれぞれ出力する。ｑ軸電流差分演算部３１３には、３相／２相座標変換部３１７から、電動モータ５に実際に流れたｑ軸実電流値Ｉｑが供給される。ｑ軸電流差分演算部３１３は、ｑ軸実電流値Ｉｑとｑ軸電流指令値Ｉｑ＊との差分値（Ｉｑ＊−Ｉｑ）を算出し、ｑ軸ＰＩ演算部３１５に出力する。また、ｄ軸電流差分演算部３１４には、３相／２相座標変換部３１７から、電動モータ５に実際に流れたｄ軸実電流値Ｉｄが供給される。ｄ軸電流差分演算部３１４は、ｄ軸実電流値Ｉｄとｄ軸電流指令値Ｉｄ＊との差分値（Ｉｄ＊−Ｉｄ）を算出し、ｄ軸ＰＩ演算部３１６に出力する。
【００６６】
３相／２相座標変換部３１７は、電流検出回路３５４が出力するＵ相実電流ＩＵ、Ｖ相実電流ＩＶおよびＷ相実電流ＩＵを座標変換して、ｑ軸実電流値Ｉｑおよびｄ軸実電流値Ｉｄを算出する。すなわち、３相／２相座標変換部３１７は、３相固定座標系であるＵＶＷ座標系から、２相回転座標系であるｄｑ座標系への座標変換を行う。この座標変換のために、３相／２相座標変換部３１７は、電気角演算部３１８によって算出された電気角θを用いる。
【００６７】
ｑ軸ＰＩ演算部３１５は、差分値（Ｉｑ＊−Ｉｑ）に基づいて比例積分演算を行い、ｑ軸実電流値Ｉｑがｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に追従するような制御量を算出する。同様に、ｄ軸ＰＩ演算部３１６は、差分値（Ｉｄ＊−Ｉｄ）に基づいて比例積分演算を行い、ｄ軸実電流値Ｉｄがｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に追従するような制御量を算出する。このようにして算出された制御量は、電圧指令値演算部３１９に出力され、電圧指令値演算部３１９においてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊およびｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊に変換される。
【００６８】
ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊およびｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊は、２相／３相座標変換部３２０に出力される。２相／３相座標変換部３２０は、電気角演算部３１８によって算出された電気角θを用いて、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊およびｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を、３相の電圧指令値ＶＵ＊，ＶＶ＊，ＶＷ＊に変換する。すなわち、２相／３相座標変換部３２０は、２相回転座標系であるｄｑ座標系から、３相固定座標系であるＵＶＷ座標系への座標変換を実行する。３相の電圧指令値ＶＵ＊，ＶＶ＊，ＶＷ＊は、駆動信号生成部３２１に供給される。駆動信号生成部３２１は、電圧指令値ＶＵ＊，ＶＶ＊，ＶＷ＊に応じたデューティ制御信号（ＰＷＭ制御信号）をスイッチ駆動回路２８１に出力する。これにより、モータ駆動回路３５０のスイッチング素子Ｓｗ１〜Ｓｗ６が、当該デューティ比に応じてオン／オフ駆動される。これにより、電動モータ５には、電圧指令値ＶＵ＊，ＶＶ＊，ＶＷ＊に応じた電圧で、駆動用電力が供給される。
【００６９】
次に、ステータ駆動装置７９の駆動モータ１１１の制御系について説明する。目標ギャップ演算部３２２は、第２ステータ８７の目標位置を演算する。より具体的には、第１ステータ８６の第１ティース８８と第２ステータ８７の第２ティース９４との間のギャップＧの目標値（目標ギャップ）Ｇ＊を演算する。第１ティース８８と第２ティース９４とが正対する第１位置（図８Ａ参照）におけるギャップＧが０％と定義され、第１ティース８８と第２ティース９４とが最も離れた第２位置（図８Ｂ参照）におけるギャップＧが１００％と定義される。実際のギャップＧおよび目標ギャップＧ＊は、０％〜１００％の値をとる。この実施形態では、ギャップＧおよび目標ギャップＧ＊は、０％〜１００％の値で段階的に（たとえば１０％間隔で）変化する値をとるように制御される。むろん、ギャップＧおよび目標ギャップＧ＊は、０％〜１００％の値で連続的に変化する値をとってもよい。
【００７０】
目標ギャップ演算部３２２には、たとえば、回転速度演算部３１２によって演算された電動モータ５の回転速度ｎと、電流指令値演算部３１１によって演算されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、バッテリ６の電圧ＶＢと、実ギャップ演算部３２６によって演算された実ギャップＧとが入力される。目標ギャップ演算部３２２は、これらの入力情報に基づいて、目標ギャップＧ＊を演算し、ギャップ差分演算部３２３に出力する。また、目標ギャップ演算部３２２は、メインスイッチ１７の投入操作が行われた直後には、目標ギャップＧ＊を０％に設定する。これは、電動二輪車１の走行開始時に必要な大トルク発生の準備のためである。また、目標ギャップ演算部３２２は、メインスイッチ１７の遮断操作が行われると、目標ギャップＧ＊を１００％に設定する。これは、電動二輪車１を押し歩きするときに電動モータ５が大きな負荷とならないようにするためである。
【００７１】
ギャップ差分演算部３２３は、目標ギャップＧ＊と、実ギャップ演算部３２６によって演算された実ギャップＧとの差分値（Ｇ＊−Ｇ）を演算し、ギャップＰＩ演算部３２４に出力する。ギャップＰＩ演算部３２４は、差分値（Ｇ＊−Ｇ）に基づいて比例積分演算を行い、実ギャップＧが目標ギャップＧ＊に追従するような制御量を演算する。駆動信号生成部３２５は、その演算結果に応じたデューティ比の駆動信号（ＰＷＭ信号）をステータ駆動回路２８２に出力する。
【００７２】
ステータ駆動回路２８２は、バッテリ６に接続されており、たとえばＭＯＳＦＥＴからなる４個のスイッチング素子を含むＨブリッジ回路であってもよい。各スイッチング素子のゲートに、駆動信号生成部３２５からの駆動信号が入力される。これにより、各スイッチング素子がオン／オフ駆動され、デューティ比に応じた電圧で駆動モータ１１１に駆動用電力が供給する。駆動モータ１１１への通電方向に応じて、駆動モータ１１１は、正転方向または逆転方向に回転する。
【００７３】
実ギャップ演算部３２６は、ステータ駆動装置７９の界磁位置センサ１２９ａからの出力信号に基づいてギャップＧを演算し、目標ギャップ演算部３２２に出力する。
短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５の３相の端子間を短絡する３相短絡を実行したり、３相短絡状態の解除を行ったりする。短絡／解除処理部３３０は、回転速度演算部３１２によって演算される回転速度ｎやバッテリ電圧ＶＢ等の情報に基づいて、所定の短絡条件が成立すると、３相短絡を実行する。また、短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５が３相短絡状態のときに、所定の解除条件が成立すると、３相短絡状態を解除する。３相短絡を実行するとき、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に対して、モータ駆動回路３５０の全ての相回路３５１，３５２，３５３における下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６をオン状態とするための指令を与える。また、短絡／解除処理部３３０は、３相短絡状態を解除するとき、駆動信号生成部３２１に対して、モータ駆動回路３５０の全ての相回路３５１，３５２，３５３における下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６をオフ状態とするための指令を与える。これらの詳細については、後述する。
【００７４】
３相短絡状態とは、モータ駆動回路３５０のＵ相回路３５１、Ｖ相回路３５２およびＷ相回路３５３の全てにおいて、下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６をオンしている状態である。このとき、電動モータ５のＵ相コイル５Ｕ、Ｖ相コイル５ＶおよびＷ相コイル５Ｖの端子間が短絡され、ロータ８１の回転によって生じる電力は、コイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗによって熱消費される。すなわち、電動モータ５からバッテリ６に回生される回生電流は零になる。
【００７５】
３相短絡状態のとき、電動モータ５に流れる電流は、電動モータ５の回転を妨げる。すなわち、電動モータ５は、制動トルクを発生し、この制動トルクが電動二輪車１に作用する。電動モータ５が発生する電流をバッテリ６に回生させる回生動作を行うときも、回生電流に応じた制動トルクが生じる。回生量設定部３４０が設定する前記第１の一定値は、３相短絡状態のときに電動モータ５が発生する制動トルクと同等の制動トルクを発生させる回生電流に相当している。
【００７６】
図１１は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の上限値であるｑ軸上限電流値Ｉｑmaxの参照マップの一例である。電流指令値演算部３１１は、この参照マップに基づいてｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを決定し、そのｑ軸上限電流値Ｉｑmaxに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊（＝Ｉｑmax×ＡＯ÷１００）を演算する。この参照マップは、ｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを電動モータ５の回転速度ｎおよびギャップＧに基づいて設定するために用いられる。ギャップＧ＝０％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％および１００％の場合について、異なる参照曲線に従って、ｑ軸上限電流値Ｉｑmaxが設定される。
【００７７】
参照曲線は、ｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを０以上の値に設定する力行（りきこう）参照曲線群と、ｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを０以下に設定する回生参照曲線群とを含む。力行参照曲線群は、電動モータ５を電動機として作用させ、後輪４に駆動力を伝達する力行動作時に参照される。回生参照曲線群は、電動モータ５を発電機として作用させ、後輪４から伝達さる駆動力によって回転される電動モータ５が発生する回生電流をバッテリ６に供給する回生動作時に参照される。
【００７８】
力行参照曲線群の各参照曲線（力行参照曲線）は、電動モータ５の回転速度ｎが各所定値に達するまではｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを一定値とし、当該所定値を超える領域では、回転速度ｎの増加に伴ってｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを減少させる特性となるように設定されている。ギャップＧが大きいほどステータ８７の界磁が弱くなるので、誘起電圧が抑制され、高速回転が可能となる。
【００７９】
ギャップＧ＝１００％の力行参照曲線は、高速度域まで延びる特性に設定されている。これは、ギャップＧ＝１００％のときには、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の値に設定して弱め界磁制御を行い、ｑ軸電流を流せる領域を拡大していることによる。この実施形態では、ギャップＧ＜１００％のときには、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＝０として、弱め界磁制御を行わないように構成されている。むろん、ギャップＧ＜１００％のときにも弱め界磁制御を行ってもよい。
【００８０】
一方、回生参照曲線群を構成する各参照曲線（回生参照曲線）は、電動モータ５の回転速度ｎが各所定値に達するまではｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを一定値とし、当該所定値を超える領域では、回転速度ｎの増加に伴ってｑ軸上限電流値Ｉｑmaxを減少（絶対値を増加）させる特性となるように設定されている。回生動作時には、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、その絶対値がｑ軸上限電流値Ｉｑmaxの絶対値以下となるように設定される。ギャップＧが大きいほどステータ８７の界磁が弱くなるので、誘起電圧が抑制され、高回転時でも適切な回生電流が得られる。
【００８１】
ギャップＧ＝１００％の回生参照曲線は、高速度域まで延びる特性に設定されている。これは、ギャップＧ＝１００％のときには、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を負の値に設定して弱め界磁制御を行い、ｑ軸電流を流せる領域を拡大していることによる。この実施形態では、ギャップＧ＜１００％のときには、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊＝０として、弱め界磁制御を行わないように構成されている。むろん、ギャップＧ＜１００％のときにも弱め界磁制御を行ってもよい。
【００８２】
図１１には、電動モータ５の低速回転領域にｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を制限するための低速制限参照曲線Ｌが併せて示されている。電動モータ５の回転速度ｎが所定の回転速度閾値ｎ１以下の場合において、回生参照曲線に基づいて定められたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が低速制限参照曲線Ｌ上の制限値を下回るときには、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、当該制限値に補正される。低速制限参照曲線Ｌは、回転速度ｎが低いほど絶対値が小さくなり、所定の低速閾値ｎ２以下（または低速閾値ｎ２未満）の極低速域において零になる特性を有している。回転速度ｎは、後輪４の回転速度に比例しているから、電動二輪車１の車速に比例している。したがって、回転速度演算部３１２（図１０参照）が演算する回転速度ｎは、車速に相当するである。回転速度閾値ｎ１は、たとえば、電動二輪車１の車速に換算すると、２５ｋｍ／ｈ程度に相当する。また、低速閾値ｎ２は、たとえば、電動二輪車１の車速に換算すると、６ｋｍ／ｈ程度に相当する。したがって、電動二輪車１が低速で惰性走行しているときには、回生電流が抑制されるので、それに応じて、電動モータ５が発生する制動トルクが弱められる。その結果、低速走行時の制動感を抑制できるから、良好な乗車フィーリングが得られる。
【００８３】
図１２は、ｄ軸電流指令値Ｉｑの上限値であるｄ軸上限電流値Ｉｄmaxおよびその下限値であるｄ軸下限電流値Ｉｄminの参照マップの一例である。電流指令値演算部３１１は、この参照マップに基づいてｄ軸上限電流値Ｉｄmaxおよびｄ軸下限電流値Ｉｄminを決定し、そのｄ軸上限電流値Ｉｄmaxおよびｄ軸下限電流値Ｉｄminに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を演算する。
【００８４】
この参照マップは、ｄ軸上限電流値Ｉｄmaxおよびｄ軸下限電流値Ｉｄminを電動モータ５の回転速度ｎに基づいて設定するために用いられる。より具体的には、参照マップは、ｄ軸上限電流値Ｉｄmaxを回転速度ｎに基づいて設定するためのｄ軸上限曲線と、ｄ軸下限電流値Ｉｄminを回転速度ｎに基づいて設定するためのｄ軸下限曲線とを含む。これらの曲線は、いずれもＩｄ＜０の領域に設定されている。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、ｄ軸上限曲線（Ｉｄmax）とｄ軸下限曲線（Ｉｄmin）との間の値に定められる。
【００８５】
ｄ軸上限曲線（Ｉｄmax）は、界磁を弱めて、ｑ軸電流値Ｉｑの絶対値を最大値（たとえば１００アンペア）とすることができるｄ軸電流値を表す。このｄ軸上限曲線（Ｉｄmax）は、回転速度ｎの所定値以上の領域において有意な値（負の値）をとり、回転速度ｎの増加に伴って減少（絶対値が増加）するように定められている。ｄ軸下限曲線（Ｉｄmin）は、ｑ軸電流Ｉｑを有意値として制御することができる最小絶対値のｄ軸電流値を表す。このｄ軸下限曲線（Ｉｄmin）は、回転速度ｎの所定値以上の領域において有意な値（負の値）をとり、回転速度ｎの増加に伴って減少（絶対値が増加）するように定められている。ｄ軸電流値を、ｄ軸上限曲線（Ｉｄmax）とｄ軸下限曲線（Ｉｄmin）との間の値に定めることによって、界磁を弱めたのと同等の効果を得ることができる。すなわち、力行動作時には、電動モータ５を高速に回転させることができ、回生動作時には、高速回転時でも過大な誘起電圧を回避できる。
【００８６】
図１３は、目標ギャップ演算部３２２が参照する目標ギャップマップの一例を示す。目標ギャップ演算部３２２は、この目標ギャップマップを参照して目標ギャップＧ＊を設定するように構成されていてもよい。目標ギャップＧ＊は、この例では、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値｜Ｉｑ＊｜と、電動モータ５の回転速度ｎとに応じて設定される。目標ギャップマップは、ｑ軸電流指令値の絶対値｜Ｉｑ＊｜＝０，３０，６０，７０，８０，９０，１００（アンペア）にそれぞれ対応した複数の目標ギャップ曲線を有している。各目標ギャップ曲線は、電動モータ５の回転速度ｎが或る値になるまでは目標ギャップＧ＊＝０％で、その値以上の領域では、回転速度ｎが大きいほど目標ギャップＧ＊を大きくする特性に設定されている。これにより、低速回転時にはステータ８７の界磁が強く、高速回転時にはステータ８７の界磁が弱められる。さらに、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の絶対値｜Ｉｑ＊｜が大きいほど、小さな回転速度ｎで大きな目標ギャップＧ＊を設定する特性に設定されている。
【００８７】
図１４は、短絡／解除処理部３３０によって参照される短絡閾値マップの一例を示す。短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５の回転速度と短絡閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、３相短絡を実行するか否かを決定する。短絡閾値マップは、その短絡閾値を設定する。図１４に示す短絡閾値マップは、ステータ８７における第１および第２ステータ８６，８７間のギャップＧに応じて短絡閾値を変化させるように設定されている。ギャップＧが大きいほど、短絡閾値が大きくなる。ギャップＧが大きいほど、界磁が弱められるので、誘起電圧が小さくなるからである。
【００８８】
図１４には、バッテリ電圧ＶＢが４６Ｖの場合と５４Ｖの場合とについて、短絡閾値の変動を表す曲線が示されている。すなわち、短絡閾値は、バッテリ電圧ＶＢに応じて可変設定されてもよい。バッテリ電圧ＶＢが高いほど高い誘起電圧が許容されるから、それに応じて短絡閾値が高回転側にシフトしている。ギャップＧが９０％の場合と１００％の場合とで短絡閾値が大きく異なるのは、弱め界磁制御の有無に起因する。すなわち、ギャップＧ＝１００％のときは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を有意値に設定して弱め界磁制御が行われるから、誘起電圧が一層抑制されるので、より高い短絡閾値が許容される。
【００８９】
図１５は、短絡／解除処理部３３０による短絡実行判断処理を説明するためのフローチャートである。短絡／解除処理部３３０（ＣＰＵ２８０）は、予め定める制御周期毎に短絡実行判断処理を繰り返し実行する。短絡／解除処理部３３０は、まず、３相短絡状態かどうかを判断する（ステップＳ１）。
３相短絡状態でなければ（ステップＳ１：ＮＯ）、短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５の回転速度ｎが短絡閾値Ａ（図１４参照）を超えている（ｎ＞Ａ）かどうかを判断する（ステップＳ２）。この判断は、回転速度ｎが短絡閾値Ａ以上（ｎ≧Ａ）か否かの判断に代えてもよい。回転速度ｎが短絡閾値Ａを超えていれば（または短絡閾値Ａ以上であれば）、短絡／解除処理部３３０は、３相短絡実行要求を発生する（ステップＳ６）。すなわち、電動モータ５の回転速度ｎが大きく、バッテリ６に大きな電圧がかかるおそれがあるときには、３相短絡が実行される。これにより、バッテリ６の保護が図られる。
【００９０】
回転速度ｎが短絡閾値Ａを超えていなければ（または短絡閾値Ａ以上であれば）、短絡／解除処理部３３０は、バッテリコントローラ２００から通信ライン１９０を介して与えられている情報を参照する（ステップＳ３）。より具体的には、バッテリコントローラ２００から回生指令が与えられているかどうかを調べる。さらに、バッテリ６が充電中かどうかを調べる。回生指令が与えられておらず、かつ充電中であれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、３相短絡実行要求を発生する（ステップＳ６）。一般的には、ステップＳ３の判断が肯定されることはないけれども、たとえば、急加速時、急減速時、無負回転時（スタンドを立てた状態で後輪を空転させた場合）などには、制御の追従遅れによって、ステップＳ３の判断が肯定される可能性がある。
【００９１】
ステップＳ３の判断が否定のときは、短絡／解除処理部３３０は、さらに、バッテリ電圧ＶＢが短絡閾値電圧Ｂを超えている（ＶＢ＞Ｂ）かどうかを判断する（ステップＳ４）。この判断は、バッテリ電圧ＶＢが短絡閾値電圧Ｂ以上（ＶＢ≧Ｂ）か否かの判断に代えてもよい。ステップＳ４の判断が肯定されると、短絡／解除処理部３３０は、３相短絡実行要求を発生する（ステップＳ６）。これにより、バッテリ６が満充電に近い状態のときに、回生電流がバッテリ６に供給されることを回避できる。短絡閾値電圧Ｂは、バッテリ６が充電限界まで充電されたときのバッテリ電圧値であってもよいし、それよりも少し低い値であってもよい。
【００９２】
ステップＳ４の判断が否定のときは、短絡／解除処理部３３０は、さらに、モータ電流の制御余裕があるかどうかを判断する（ステップＳ５）。具体的には、駆動信号生成部３２１がデューティ比１００％の駆動信号を生成しており、かつｑ軸電流偏差（Ｉｑ＊−Ｉｑ）が負の値のときには、制御余裕がないと判断され、さもなければ制御余裕があると判断される。ステップＳ５の判断が肯定のときは、短絡／解除処理部３３０は、３相短絡実行要求を発生する（ステップＳ６）。これにより、電動モータ５の回転速度ｎを適切な範囲に保つことができ、制御余裕のある通常状態への復帰を促すことができる。ステップＳ５の判断が否定のときは、当該制御周期における３相短絡判断処理を終える。
【００９３】
ステップＳ２〜Ｓ５において判断される条件は、３相短絡を実行するための条件（短絡条件）の例である。この実施形態では、少なくともいずれか一つの短絡条件が成立すると、３相短絡実行要求が発生される。ただし、これらの短絡条件のうちの一つまたは２つ以上が省かれてもよい。たとえば、回転速度ｎに関する短絡条件（ステップＳ２）のみを判断してもよい。また、回転速度ｎに関する短絡条件（ステップＳ２）と、バッテリ電圧ＶＢに関する短絡条件（ステップＳ５）との２つの短絡条件のみを用いてもよい。
【００９４】
一方、３相短絡状態であれば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、３相短絡解除判定（ステップＳ７〜Ｓ１０）が行われる。
具体的には、短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５の回転速度ｎが解除閾値Ａ′（＝Ａ−α。αは０以上の定数。たとえばαは５００rpm程度。）未満かどうかを判断する（ステップＳ７）。この判断は、回転速度ｎが解除閾値Ａ′以下（ｎ≦Ａ）か否かの判断に代えてもよい。Ａ＞Ａ′（α＞０）とすることにより、３相短絡の実行とその解除とにヒステリシス特性を与えることができるので、制御を安定化できる。
【００９５】
また、短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５の回転速度ｎが、３相短絡を開始したときの回転速度ｎｉ未満（ｎ＜ｎｉ）かどうかを判断する（ステップＳ８）。この判断は、回転速度ｎが３相短絡を開始したときの回転速度ｎｉ以下（ｎ≦ｎｉ）か否かの判断に代えてもよい。
さらに、短絡／解除処理部３３０は、バッテリ６の電圧ＶＢが、解除閾値電圧Ｂ′（＝Ｂ−β。βは０よりも大きな定数。たとえばβは１Ｖ程度。）未満（ＶＢ＜Ｂ′）かどうかを判断する（ステップＳ９）。この判断は、バッテリ電圧ＶＢが解除閾値電圧Ｂ′以下（ＶＢ≦Ｂ′）か否かの判断に代えてもよい。Ｂ＞Ｂ′（β＞０）とすることにより、３相短絡の実行とその解除とにヒステリシス特性を与えることができるので、制御を安定化できる。
【００９６】
さらに、短絡／解除処理部３３０は、弱め界磁制御が不要な制御領域（Ｉｄ不要領域）かどうかを判断する（ステップＳ１０）。弱め界磁制御が不要な制御領域とは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が零に保たれる領域である。より具体的には、図１１に示すギャップＧが１００％以外の力行参照曲線において、ｑ軸上限電流値Ｉｑmaxが零となる回転速度ｎ以下の回転速度領域は、弱め界磁制御が不要な制御領域である。したがって、弱め界磁制御が不要かどうかは、ギャップＧおよび回転速度ｎに基づいて判断される。
【００９７】
ステップＳ７〜Ｓ１０のいずれかの判断が否定されれば、当該制御周期における３相短絡判断処理を終える。一方、ステップＳ７〜Ｓ１０の全ての判断が肯定されると、短絡／解除処理部３３０は、３相短絡解除要求を発生する（ステップＳ１１）。
ステップＳ７〜Ｓ１０において判断される条件は、３相短絡を解除するための条件（解除条件）の例である。この実施形態では、例示した全ての解除条件が成立すると、３相短絡実行要求が発生される。ただし、これらの解除条件のうちの一つまたは２つ以上が省かれてもよい。たとえば、回転速度ｎに関する解除条件（ステップＳ７）のみを判断してもよい。また、回転速度ｎに関する解除条件（ステップＳ７）と、バッテリ電圧ＶＢに関する解除条件（ステップＳ９）との２つの解除条件のみを用いてもよい。
【００９８】
図１６は、３相短絡処理およびその解除処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、短絡／解除処理部３３０（ＣＰＵ２８０）によって、予め定める制御周期毎に繰り返し実行される。
短絡／解除処理部３３０は、３相短絡実行要求の有無を判断する（ステップＳ２１）。３相短絡実行要求があれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５に通電しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。より具体的には、モータ駆動回路３５０に供給される駆動信号のデューティ比に基づいて、通電中かどうかが判断される。通電中でなければ（ステップＳ２２：ＮＯ）、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に３相短絡指令を与える（ステップＳ２３）。これに応答して、駆動信号生成部３２１は、モータ駆動回路３５０の全ての相回路３５１〜３５３において、上アームスイッチング素子Ｓｗ１，Ｓｗ３，Ｓｗ４をオフ状態に保持し、下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６をオン状態に保持するための駆動信号を生成する。これにより、電動モータ５は３相短絡状態となる。
【００９９】
一方、電動モータ５に通電中であれば（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に通電停止指令を与え、実際に通電停止に至るまでの一定時間を待機する（ステップＳ２３）。その後、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に３相短絡指令を与える（ステップＳ２３）。通電中には、モータ駆動回路３５０の上アームスイッチング素子Ｓｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ３がオン／オフ駆動されている。この状態で、３相短絡のために下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６をオンすると、バッテリ６のプラス端子とマイナス端子間が短絡して、大きな貫通電流が流れるおそれがある。ステップＳ２３の処理によって、上アームスイッチング素子Ｓｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ３を完全にオフしてから３相短絡を実行できるので、バッテリ６の端子間短絡を回避できる。
【０１００】
３相短絡実行要求がなければ（ステップＳ２１：ＮＯ）、短絡／解除処理部３３０は、電動モータ５が３相短絡状態かどうかを判断する（ステップＳ２５）。３相短絡状態でなければ（ステップＳ２５：ＮＯ）、当該制御周期の処理を終える。３相短絡状態のときは（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、３相短絡解除要求の有無を判断する（ステップＳ２６）。３相短絡解除要求がなければ（ステップＳ２６：ＮＯ）、当該制御周期の処理を終える。３相短絡解除要求があれば（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、３相短絡解除処理（ステップＳ２７〜Ｓ３５）を実行する。
【０１０１】
３相短絡解除処理は、Ｕ相短絡解除（ステップＳ２７〜Ｓ２９）と、Ｖ相短絡解除（ステップＳ３０〜３２）と、Ｗ相短絡解除（ステップＳ３３〜Ｓ３５）とを含む。この実施形態では、Ｕ相短絡解除、Ｖ相短絡解除およびＷ相短絡解除の順に実行される。したがって、まず、Ｕ相回路３５１の下アームスイッチング素子Ｓｗ２がオン状態からオフ状態に切り換えられる。次に、Ｖ相回路３５２の下アームスイッチング素子Ｓｗ４がオン状態からオフ状態に切り換えられる。その後に、Ｗ相回路３５３の下アームスイッチング素子Ｓｗ６がオン状態からオフ状態に切り換えられる。
【０１０２】
Ｕ相短絡解除は、Ｕ相短絡中かどうかの判断（ステップＳ２７）を含む。この判断は、Ｕ相回路３５１の下アームスイッチング素子Ｓｗ２がオン状態か否かの判断である。さらに、短絡／解除処理部３３０は、電流検出回路３５４によって検出されるＵ相電流ＩＵを参照して、Ｕ相電流ＩＵが電動モータ５に流れ込む方向の値かどうかを判断する（ステップＳ２８）。「流れ込む方向」とは、下アームスイッチング素子から電動モータ５に向かって流れる電流の方向である。逆に、電動モータ５から下アームスイッチング素子に向かって流れる電流の方向を、「流れ出る方向」または「流出する方向」などということにする。たとえば、各相電流は、電動モータ５に流れ込む方向のときに正符号で表され、電動モータ５から流れ出る方向のときに負符号で表されてもよい。この場合、ステップＳ２８の判断は、Ｕ相電流ＩＵが正（または０以上）か否かの判断となる。Ｕ相電流ＩＵが電動モータ５から流出する方向であれば（ステップＳ２８：ＮＯ）、当該制御周期での処理を終える。Ｕ相電流ＩＵが電動モータ５に流れ込む方向であれば（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に対して、Ｕ相短絡解除指令を与える（ステップＳ２９）。これにより、駆動信号生成部３２１は、Ｕ相回路３５１の下アームスイッチング素子Ｓｗ２をオンからオフに切り換えるための駆動信号を生成する。こうして、Ｕ相短絡が解除される。
【０１０３】
Ｖ相短絡解除（ステップＳ３０〜Ｓ３２）は、Ｕ相短絡解除と同様である。すなわち、Ｖ相短絡解除は、Ｖ相短絡中かどうかの判断（ステップＳ３０）を含む。この判断は、Ｖ相回路３５２の下アームスイッチング素子Ｓｗ４がオン状態か否かの判断である。さらに、短絡／解除処理部３３０は、電流検出回路３５４によって検出されるＶ相電流ＩＶを参照して、Ｖ相電流ＩＶが電動モータ５に流れ込む方向の値かどうかを判断する（ステップＳ３１）。この判断は、Ｖ相電流ＩＶが正（または０以上）か否かの判断であってもよい。Ｖ相電流ＩＶが電動モータ５から流出する方向であれば（ステップＳ３１：ＮＯ）、当該制御周期での処理を終える。Ｖ相電流ＩＶが電動モータ５に流れ込む方向であれば（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に対して、Ｖ相短絡解除指令を与える（ステップＳ３２）。これにより、駆動信号生成部３２１は、Ｖ相回路３５２の下アームスイッチング素子Ｓｗ４をオンからオフに切り換えるための駆動信号を生成する。こうして、Ｖ相短絡が解除される。
【０１０４】
Ｗ相短絡解除に際しては、短絡／解除処理部３３０は、電流検出回路３５４によって検出されるＷ相電流ＩＷを参照して、電動モータ５から流出するＷ相電流ＩＷが所定値以下（または所定値未満）かどうかを判断する（ステップＳ３３）。電動モータ５に流れ込む方向の電流値に正符号を与えている場合、ステップＳ３３の判断は、Ｗ相電流ＩＷが負の所定値以上かどうかの判断であってもよい。電動モータ５から流出するＷ相電流ＩＷが所定値以下であれば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に対して、Ｗ相短絡解除指令を与える（ステップＳ３４）。これにより、駆動信号生成部３２１は、Ｗ相回路３５３の下アームスイッチング素子Ｓｗ６をオンからオフに切り換えるための駆動信号を生成する。こうして、Ｗ相短絡が解除される。電動モータ５から流出するＷ相電流ＩＷが所定値を超えていれば（または所定値以上であれば）（ステップＳ３３：ＮＯ）、短絡／解除処理部３３０は、さらに、Ｖ相の短絡を解除してから予め定める一定回転角度（電気角であってもよい）だけロータが回転したかどうかを判断する（ステップＳ３５）。この一定回転角度は、Ｖ相の短絡を解除してから、電動モータ５から流出するＷ相電流ＩＷが前記所定値以下となると見積もられる値（たとえば９０度）に設定されている。前記一定回転角度だけ回転した場合には（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、短絡／解除処理部３３０は、駆動信号生成部３２１に対して、Ｗ相短絡解除指令を与える（ステップＳ３２）。前記一定回転角度の回転前であれば（ステップＳ３５：ＮＯ）、当該制御周期での処理を終える。
【０１０５】
図１７Ａ〜１７Ｄは、各相の短絡状態を解除するタイミングを説明するための原理図である。図１７Ａに示すように、バッテリ６に上アームスイッチング素子ＳｗＨ（Ｓｗ１，Ｓｗ３，Ｓｗ５）と下アームスイッチング素子ＳｗＬ（Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６）との直列回路が接続されている。上アームスイッチング素子ＳｗＨには並列にダイオードＤＨ（Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５）が接続されており、下アームスイッチング素子ＳｗＬには並列にダイオードＤＬ（Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６）が接続されている。
【０１０６】
短絡状態では、下アームスイッチング素子ＳｗＬがオン状態であり、図１７Ｂに示すように、ロータ８１の回転に伴って発生する相電流Ｉｍは、交流波状に変化する。したがって、相電流Ｉｍが電動モータ５のコイルに流れ込む期間（正の値の期間）と、相電流Ｉｍが電動モータ５のコイルから流出する期間（負の値の期間）とが存在する。この相電流Ｉｍは、オン状態の下アームスイッチング素子ＳｗＬを通って流れ、上アームスイッチング素子ＳｗＨまたはダイオードＤＨからバッテリ６に向かうことはない。よって、相電流Ｉｍは、電動モータ５のコイルで熱消費される。
【０１０７】
相電流Ｉｍが電動モータ５から流れ出る期間（Ｉｍ＜０の期間）に下アームスイッチング素子ＳｗＬをオフして短絡状態を解除すると、図１７Ｃに示すように、その相電流は、上アーム側のダイオードＤＨを通ってバッテリ６に流れ込んで吸収される。
一方、相電流Ｉｍが電動モータ５に流れ込む期間（Ｉｍ＞０の期間）に下アームスイッチング素子ＳｗＬをオフして短絡状態を解除すると、図１７Ｄに示すように、その相電流は、下アーム側のダイオードＤＬを通って電動モータ５に流れ込む。したがって、バッテリ６に向かうことはない。
【０１０８】
したがって、相電流Ｉｍが電動モータ５に流れ込んでいる期間に下アームスイッチング素子ＳｗＬをオフして短絡状態を解除すれば（図１７Ｄ参照）、回生電流がバッテリ６に流れ込まないので、突入電流が生じない。また、相電流Ｉｍが電動モータ５から流れ出している期間であっても、その絶対値が所定値以下のときに下アームスイッチング素子ＳｗＬをオフ状態として短絡状態を解除すれば、大きな突入電流がバッテリ６に流れ込むことを回避できる。
【０１０９】
図１８Ａ〜１８Ｄは、３相短絡状態の解除を具体的に説明するための図である。図２０Ａは、３相短絡状態でロータ８１が回転しているときのＵ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶおよびＷ相電流ＩＷの波形を示す。相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷは、１２０度ずつ位相のずれた正弦波状の変化を示す。
Ｕ相回路３５１の下アームスイッチング素子Ｓｗ２は、ＩＵ＞０（またはＩＵ≧０）の期間にオフ状態に切り換えられる。たとえば、電気角０度でＵ相回路３５１の下アームスイッチング素子Ｓｗ２をオフすると、その後の相電流波形は、図１８Ｂに示すとおりとなる。Ｕ相電流ＩＵは、０以上の範囲（ＩＵ≧０）の範囲で変化する波形となり、Ｖ相電流ＩＶおよびＷ相電流ＩＷは、正負の範囲に跨がる範囲で変化する波形となる。つまり、Ｕ相電流ＩＵは、専ら、電動モータ５に流入する方向に流れる。
【０１１０】
次に、Ｖ相回路３５２の下アームスイッチング素子Ｓｗ４は、ＩＶ＞０（またはＩＶ≧０）の期間にオフ状態に切り換えられる。たとえば、電気角０度でＵ相回路３５１の下アームスイッチング素子Ｓｗ２をオフした後、さらに電気角９０度でＶ相回路３５２の下アームスイッチング素子Ｓｗ４をオフすると、その後の相電流波形は、図１８Ｃに示すとおりとなる。これにより、Ｕ相電流ＩＵおよびＶ相電流ＩＶは、いずれも０以上の範囲（ＩＵ≧０，ＩＶ≧０）で変化する波形となる。Ｗ相電流ＩＷは、０以下の範囲（ＩＷ≦０）の範囲で変化する波形となる。つまり、Ｕ相電流ＩＵおよびＶ相電流ＩＶは、専ら電動モータ５に流れ込む方向に流れ、Ｗ相電流ＩＷは専ら電動モータ５から流出する方向に流れる。
【０１１１】
次に、Ｗ相回路３５３の下アームスイッチング素子Ｓｗ６は、ＩＷ≧Ｉth（またはＩＷ＞Ｉth。Ｉthは負の所定値）が満たされると、オフ状態に切り換わる。これにより、バッテリ６に流れ込む突入電流を抑制しつつ、Ｗ相の短絡状態を解除できる。Ｖ相の下アームスイッチング素子Ｓｗ４をオフしてから一定回転角度（たとえば電気角で９０度）だけロータが回転するまでにＩＷ≧Ｉth（またはＩＷ＞Ｉth）の条件が満たされなかった場合には、Ｗ相回路３５３の下アームスイッチング素子Ｓｗ６は強制的にオフ状態に切り換えられる。これにより、Ｗ相の短絡状態が解除される。前記一定回転角度は、たとえば、Ｖ相短絡解除の後、Ｗ相電流ＩＷ＝０となると見込まれるまでの角度値に設定されてもよい。図１８Ｃは、電気角０度および９０度でＵ相回路３５１およびＶ相回路３５２の下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４をそれぞれオフし、その後に、電気角１８０度でＷ相回路３５３の下アームスイッチング素子Ｓｗ６をオフしたときの相電流波形を示す。
【０１１２】
以上のように、この実施形態によれば、モータコントローラ７８は、予め定める短絡条件（ステップＳ２〜Ｓ５）が成立したことに応答して、電動モータ５を３相短絡状態とする短絡制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０、ステップＳ２〜Ｓ６，Ｓ２２〜Ｓ２４）を含む。さらに、モータコントローラ７８は、電動モータ５が３相短絡状態のときに、予め定める解除条件（ステップＳ７〜Ｓ１０）が成立したことに応答して、３相短絡状態を解除する解除制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０、ステップＳ７〜Ｓ１１，Ｓ２７〜Ｓ３４）を含む。この解除制御手段は、或る相のコイルから流出する電流が所定値（｜Ｉth｜）に等しいかそれよりも小さい期間に、対応する相回路（３５１，３５２，３５３）の下アームスイッチング素子（Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６）をオフさせて、３相短絡状態を解除するように構成されている。これにより、３相短絡状態を解除するときに、大きな突入電流がバッテリ６に供給されないから、バッテリ６を保護することができる。
【０１１３】
さらに、この実施形態では、前記短絡条件が、電動モータ５の回転速度ｎが予め定める短絡閾値Ａに等しいか、または前記短絡閾値Ａを超えたことを含む（ステップＳ２）。これにより、電動モータ５が高速回転し、それによって誘起電圧が高くなる状況では、３相短絡状態となって、バッテリ６への電力供給がカットされる。これにより、電動二輪車１に搭載される制限された容量のバッテリ６を保護できる。
【０１１４】
また、この実施形態では、前記解除条件が、電動モータ５の回転速度ｎが予め定める解除閾値Ａ′に等しいか、または前記解除閾値Ａ′未満となったことを含む（ステップＳ７）。これにより、電動モータ５の回転速度ｎが十分に低くなって、誘起電圧がバッテリ６への電力供給に適する値であるときには、バッテリ６への電力供給（回生電流による充電）を行える。また、３相短絡状態を解除することによって、電動モータ５に対する通常の制御を再開できる。すなわち、アクセルグリップの操作量（アクセル開度）に応じて電動モータ５を駆動制御する状態に回復できる。
【０１１５】
さらに、この実施形態では、前記解除条件が、電動モータ５の回転速度ｎが、前記短絡条件が成立したときの電動モータ５の回転速度ｎｉに等しいか、当該回転速度ｎｉ未満であることを含む（ステップＳ８）。これにより、確実にバッテリ６を保護できる。
また、この実施形態では、バッテリコントローラ２００は、バッテリ６が充電中かどうかを検出する充電検出部２０１を有し、バッテリ６の状態に応じてモータコントローラ７８に回生指令を与える。これによって、バッテリコントローラ２００は、バッテリ６の充放電を制御する。そして、モータコントローラ７８は、バッテリコントローラ２００からの回生指令に応じて、電動モータ５が発生する回生電流をバッテリ６に供給するようにモータ駆動回路３５０を制御する回生制御手段（ＣＰＵ２８０、電流指令値演算部３１１、回生量設定部３４０）を含む。また、前記短絡条件は、バッテリコントローラ２００から回生指令が発生されていないにもかかわらず充電検出部２０１がバッテリ６の充電中を検出していることを含む（ステップＳ３）。これにより、意図しない回生電流によるバッテリ６の充電を回避できる。これにより、バッテリ６を保護できる。
【０１１６】
さらに、この実施形態では、前記短絡条件が、バッテリ電圧ＶＢが予め定める短絡閾値電圧Ｂに等しいか、または当該短絡閾値電圧Ｂを超えたことを含む（ステップＳ４）。これにより、バッテリ電圧ＶＢが高くなりすぎることがないから、バッテリ６を保護できる。
また、この実施形態では、前記解除条件が、バッテリ電圧ＶＢが予め定める解除閾値電圧Ｂ′に等しいか、または当該解除閾値電圧Ｂ′未満となったことを含む（ステップＳ９）。したがって、バッテリ電圧ＶＢが十分に低いときには、回生電流によってバッテリ６を充電でき、エネルギー利用効率を高めることができる。
【０１１７】
また、この実施形態では、モータコントローラ７８は、電動モータ５の電流制御余裕の有無を判定する制御余裕判定手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０、ステップＳ５）をさらに含み、前記短絡条件が、前記制御余裕判定手段によって電流制御余裕がないと判断されたことを含む（ステップＳ５）。これにより、電動モータ５の回転速度ｎが、制御余裕がなくなるほど高速になると、３相短絡が実行される。これにより、意図しない回生電流によるバッテリ６の充電を回避できる。これにより、バッテリ６を保護できる。
【０１１８】
また、この実施形態では、モータコントローラ７８は、予め定める弱め界磁実行条件が成立したときに、電動モータ５のコイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに界磁を弱めるための電流（Ｉｄ＜０）を供給する弱め界磁制御手段（ＣＰＵ２８０、電流指令値演算部３１１）を含む。そして、前記解除条件が、前記弱め界磁実行条件が不成立であることを含む（ステップＳ１０）。弱め界磁実行条件が成立しているときに３相短絡を解除すると、制御余裕がなくなるおそれがある。そこで、弱め界磁実行条件が不成立であることを３相短絡解除の条件とすることにより、意図しない回生電流によるバッテリ６の充電を回避できる。これにより、バッテリ６を保護できる。
【０１１９】
さらに、この実施形態では、前記短絡制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０）は、各相回路３５１，３５２，３５３の上アームスイッチング素子Ｓｗ１，Ｓｗ３，Ｓｗ５がオフの期間に当該相回路の下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６をオンするように構成されている（ステップＳ２２〜Ｓ２４）。これにより、上アームスイッチング素子Ｓｗ１，Ｓｗ３，Ｓｗ５と下アームスイッチング素子Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６とが同時にオンして短絡し、貫通電流が流れることを回避できる。
【０１２０】
さらに、この実施形態では、モータコントローラ７８は、Ｕ相回路３５１、Ｖ相回路３５２およびＷ相回路３５１にそれぞれ流れるＵ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶおよびＷ相電流ＩＶを検出する電流検出回路３５４を含む。そして、前記解除制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０）は、Ｕ相電流ＩＵがＵ相コイル５Ｕに引き込まれる方向に対応する値をとる期間にＵ相回路３５１の下アームスイッチング素子Ｓｗ２をオフさせる（ステップＳ２８，Ｓ２９）。また、前記解除制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０）は、Ｖ相電流ＩＶがＶ相コイル５Ｖに引き込まれる方向に相当する値をとる期間にＶ相回路３５２の下アームスイッチング素子Ｓｗ４をオフさせる（ステップＳ３１，Ｓ３２）。さらに、前記解除制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０）は、Ｗ相コイル５Ｗからの流出電流（Ｗ相電流ＩＷが負値の場合の絶対値に相当）が所定値（｜Ｉth｜）に等しいかそれよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳ３３）。この判断が肯定されると、Ｗ相回路の下アームスイッチング素子Ｓｗ６がオフされる（ステップＳ３４）。この構成により、バッテリ６に大きな突入電流が流れ込むことを回避できるから、電動二輪車１に搭載される小容量のバッテリ６であっても確実に保護できる。
【０１２１】
この実施形態では、Ｕ相が本発明の「第１相」に相当し、Ｖ相が本発明の「第２相」に相当し、Ｗ相が本発明の「第３相」に相当している。むろん、下アームスイッチング素子をオフする順序は、Ｕ相回路３５１、Ｖ相回路３５２およびＷ相回路３５３の間で任意に変更できるから、第１相、第２相および第３相と、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相との対応関係は任意に設定し得る。
【０１２２】
したがって、別の見方をすれば、この実施形態における解除制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０）は、相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷのいずれかが電動モータ５に引き込まれる方向に流れる期間に当該相の相回路の下アームスイッチング素子をオフさせるように構成されている。さらに、この解除制御手段は、その後、残る２相に対応する相電流のいずれかが電動モータ５に引き込まれる方向に流れる期間に当該相の相回路の下アームスイッチング素子をオフさせるように構成されている。そして、当該解除制御手段は、その後、残る１相に対応する電動モータ５からの相電流が前記所定値（｜Ｉth｜）またはそれよりも小さい電流流出を示すときに、当該相の相回路の下アームスイッチング素子をオフさせるように構成されている。
【０１２３】
さらに、この実施形態では、前記解除制御手段（ＣＰＵ２８０、短絡／解除処理部３３０）は、２相の前記相回路の下アームスイッチング素子をオフした後、電動モータ５が予め定める回転角度だけ回転したことに応答して、残る１相に対応する前記相回路の下アームスイッチング素子をオフさせる（ステップＳ３４，Ｓ３５）。これにより、一相だけが短絡された状態が長時間継続することがないから、当該一相に大きな電流が流れる時間を短くできる。したがって、電動モータ５およびモータコントローラ７８（とくにモータ駆動回路３５０）を保護することができる。
【０１２４】
以上、この発明の一実施形態について詳細に説明したけれども、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の順に下アームスイッチング素子をオフして３相短絡状態を解除する例を示したけれども、この順序が任意であることは前述のとおりである。さらに、短絡状態を解除する相の順序を予め定めておく必要もない。すなわち、３相短絡実行要求（ステップＳ６）が発生した後、相電流が電動モータ５に引き込まれるタイミングが最初に到来する相を、短絡状態解除を最初に行う第１解除相としてもよい。そして、残る２相のうち、相電流が電動モータ５に引き込まれるタイミングが次に到来する相を、短絡状態解除を次に行う第２解除相としてもよい。残る１相が、短絡状態解除を最後に行う第３解除相となる。
【０１２５】
また、前述の実施形態では、第１番目および第２番目に短絡状態が解除される相については、相電流が電動モータ５に引きまれる方向であることを解除実行条件（ステップＳ２８，Ｓ３１）としている。しかし、相電流が電動モータ５から流出する方向であっても、その大きさが十分に小さければ、大きな突入電流がバッテリ６に供給されることはない。したがって、電動モータ５から流出する相電流が所定値未満（または以下）であることを、各相の短絡解除の実行条件としてもよい。
【０１２６】
また、前述の実施形態は、電動モータ５の各相のコイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに流れる相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを検出し、その検出結果に応じて各相の短絡状態を解除するように構成されている。しかし、図１８Ａ〜１８Ｄから明らかなとおり、各相の相電流はロータ８１の電気角（位相角）に基づいて推定可能である。そこで、相電流の検出値を用いる代わりに、電気角に基づいて、各相の短絡状態を解除してもよい。より具体的には、電気角に基づいて、各相のコイル５Ｕ，５Ｖ，５Ｗから流出する電流が所定値以下のタイミングで、各相の短絡解除を実行してもよい。さらに具体的に言えば、図１８Ａ〜図１８Ｄの例のように、電気角０度でＵ相短絡解除を行い、電気角９０度でＶ相短絡解除を行い、電気角１８０度でＷ相短絡解除を行えばよい。このような構成は、たとえば、コスト低減のために電流検出のための構成が省かれる場合に有利である。各相の短絡解除を行う電気角は、電動モータ５の回転速度ｎに依存するように定められてもよい。この場合には、回転速度ｎに対する短絡解除電気角（短絡解除位相角）を定めたマップをモータコントローラ７８に備え、そのマップに従って短絡解除電気角が決定されてもよい。また、各相の短絡解除を行う電気角は、電動モータ５の回転速度ｎおよびギャップＧに依存するように定められてもよい。この場合には、回転速度ｎおよびギャップＧに対する短絡解除電気角を定めたマップをモータコントローラ７８に備え、そのマップに従って短絡解除電気角が決定されてもよい。
【０１２７】
さらに、前述の実施形態では、アクシャルギャップ型の電動モータ５を例示した。しかし、モータ軸に直交する径方向にステータ／ロータ間のギャップを形成したラジアルギャップ型の電動モータを有する電動二輪車に対しても、この発明の適用が可能である。
また、前述の実施形態では、界磁の強さを変更できる構造の電動モータ５を示したけれども、界磁の強さを変更できない構造の電動モータを有する電動二輪車にこの発明が適用されてもよい。
【０１２８】
さらに、前述の実施形態では、スクータ型の電動二輪車１を例示したけれども、この発明は他の形態の電動二輪車にも同様に適用することができる。たとえば、いわゆるモーターサイクル、モペット、オフロード車等のような型の二輪車に対しても、この発明を適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１    電動二輪車
３    前輪
４    後輪
５    電動モータ
５Ｕ    Ｕ相コイル
５Ｖ    Ｖ相コイル
５Ｗ    Ｗ相コイル
６    バッテリ
４７    スイングユニット
６７    モータケース
７８    モータコントローラ
８１    ロータ
８２    ステータ
８５    モータ軸
９１Ｕ    Ｕ相給電線
９１Ｖ    Ｖ相給電線
９１Ｗ    Ｗ相給電線
１３０ａ    磁極位置センサ
１９０    通信ライン
２００    バッテリコントローラ
２０１    充電検出部
２０２    充電状態検出部
２０３    バッテリ電圧検出部
２０４    回生指令発生部
２８０    ＣＰＵ
２８１    スイッチ駆動回路
３０１    アクセル操作量センサ
３０２    ブレーキセンサ
３１０    制御回路
３１１    電流指令値演算部
３１２    回転速度演算部
３１８    電気角演算部
３２１    駆動信号生成部
３３０    短絡／解除処理部
３４０    回生量設定部
３５０    モータ駆動回路
３５１    Ｕ相回路
３５２    Ｖ相回路
３５３    Ｗ相回路
３５４    電流検出回路
Ｄ１〜Ｄ６    ダイオード
Ｓｗ１，Ｓｗ３，Ｓｗ５    上アームスイッチング素子
Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｓｗ６    下アームスイッチング素子
ＳｗＨ    上アームスイッチング素子
ＳｗＬ    下アームスイッチング素子
【図１】
2012070106.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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