(57)【要約】【課題】運転者の意図に応じてＳＲモータに対して回生制御と、フリーラン制御とを行うことにより、電力を効率的に利用することのできるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置は、ブレーキの操作量を示すブレーキ信号と、アクセルの操作量を示すアクセル信号とに応じて、前記スイッチトリラクタンスモータを駆動トルクを発生させる駆動制御、惰性により回転させるフリーラン制御、及び、制動トルクを発生させる回生制御のいずれかを選択する動作モード判定部と、前記アクセル信号に応じて駆動電流指令値を算出する駆動信号生成部と、前記アクセル信号、又は、前記ブレーキ信号に応じて回生電流指令値を算出する制動信号生成部と、前記動作モード判定部の選択に応じて、前記駆動電流指令値又は前記回生電流指令値に基づいてＳＲモータの通電を制御するＰＷＭ制御部とを備える。【選択図】図１
2010283951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワー回路が有するスイッチ素子のオンとオフとを切り替えることにより、該パワー回路を介して電力が供給され、電動車両に設けられたスイッチトリラクタンスモータを制御するモータ制御装置であって、
ブレーキの操作量を示すブレーキ信号と、アクセルの操作量を示すアクセル信号とに応じて、前記スイッチトリラクタンスモータを駆動トルクを発生させる駆動制御、惰性により回転させるフリーラン制御、及び、制動トルクを発生させる回生制御のいずれかを選択する動作モード判定部と、
前記アクセル信号に応じて駆動電流指令値を算出する駆動信号生成部と、
前記アクセル信号、又は、前記ブレーキ信号に応じて回生電流指令値を算出する制動信号生成部と、
前記動作モード判定部により前記駆動制御が選択された場合、前記駆動信号生成部が算出した駆動電流指令値に応じたデューティ比を算出し、算出したデューティ比により前記パワー回路を介した前記駆動制御を行い、前記動作モード判定部によりフリーラン制御が選択された場合、０％のデューティ比により前記パワー回路を介した前記フリーラン制御を行い、前記動作モード判定部により回生制御が選択された場合、前記制動信号生成部が算出した回生電流指令値に応じたデューティ比を算出し、算出したデューティ比により前記パワー回路を介した前記回生制御を行うＰＷＭ制御部と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記スイッチトリラクタンスモータの回転数に応じた前記回生電流指令値を予め記憶する電流指令マップを、前記スイッチトリラクタンスモータに発生させる制動トルクごとに複数備える電流指令マップ部と、
外部から入力されるマップ選択信号により制動トルクの上限値に対応した前記電流指令マップを選択し、選択した前記電流指令マップから、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数に応じた前記回生電流指令値を読み出し、読み出した前記回生電流指令値を前記回生電流指令値の上限として定める回生電流値範囲設定部と
を備え、
前記制動信号生成部は、前記回生電流値範囲設定部が定めた前記回生電流指令値の上限値以下の前記回生電流値を、前記ブレーキ信号及び前記アクセル信号に応じて算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記回生電流値範囲設定部は、更に、前記マップ選択信号により制動トルクの下限値に対応した前記電流指令マップを選択し、選択した前記電流指令マップから、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数に応じた前記回生電流指令値を読み出し、読み出した前記回生電流指令値を前記回生電流指令値の下限として定め、
前記制動信号生成部は、前記回生電流値範囲設定部が定めた前記回生電流指令値の下限値以上の前記回生電流値を、前記ブレーキ信号及び前記アクセル信号に応じて算出する
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制動信号生成部は、
前記アクセル信号が予め定めた第１の基準値以下の場合、前記ブレーキ信号に応じて前記最大回生電流値以下、且つ、前記最小回生電流値以上の第１の回生電流指令値を算出し、該第１の回生電流指令値を前記回生電流指令値として前記ＰＷＭ制御部に出力する
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制動信号生成部は、
前記アクセル信号が予め定めた前記第1の基準値より小さい第２の基準値以上の場合、前記アクセル信号に応じて第２の回生電流指令値を算出し、該第２の回生電流指令値と前記第１の電流回生指令値とを比較し、大きい方を前記回生電流指令値として前記ＰＷＭ制御部に出力する
ことを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記制動信号生成部が算出する前記第1の回生電流指令値は、
前記ブレーキの操作を行うブレーキペダルが有する遊び領域では、該ブレーキペダルの踏み込み量の増加に応じて増加し、該遊び領域以外では、該ブレーキペダルの踏み込み量に関わらず、前記最大回生電流値と等しい値となる
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記動作モード判定部は、
前記アクセルの操作を行うアクセルペダルの遊び領域に対応する前記アクセル信号に応じて前記回生制御又は前記フリーラン制御を選択する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生制御を行うモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータ）は、ステータ及びロータともに突極構造を有し、ステータが有する複数の突極それぞれに巻線して励磁コイルを形成して、各励磁コイルに選択的に通電することによりステータの突極にロータの突極を磁気吸引してロータを駆動及び制動する。このため、ＳＲモータは、ロータに永久磁石や巻線を設ける必要がなく、モータ構造が簡単で安価、機械的に堅牢、高回転可能、高温環境において使用可能、また、ロータに発熱問題がないなどの利点を有し、様々な用途に利用されている。電動車両、例えば、電動カートにも原動機として用いられている。
【０００３】
ＳＲモータを用いた電動車両において、内燃機関を用いた車両におけるアクセル操作によるエンジンブレーキと同様に制動を行いたいという要求がある。これに対して、例えば、アクセルペダルを戻してオフにした場合、ＳＲモータに対して回生制御を行うことにより制動トルクを発生させることにより、エンジンブレーキと同様の操作を実現している（特許文献１、２）。
アクセルペダルを戻してオフにすることでＳＲモータの回生制御を行うことは、例えば、電動カートを用いたスプリントレース（タイムアタック）などでは、効果的で、電動カートの運転者に対して良好な操作性を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０８６８９７号公報
【特許文献２】特開２００７−２３６１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように、アクセルペダルを戻すことにより、常に、ＳＲモータに対して回生制御を行うと、電動車両を惰性により走行させたい場合にも、回生制御により制動トルクが生じてしまい、惰性による走行ができず、少ない電気エネルギーにより電動車両を長距離走行させる、すなわち、電動車両における電力の効率的な利用を阻害してしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、運転者の意図に応じてＳＲモータに対して回生制御と、フリーラン制御とを行うことにより、電力を効率的に利用することのできるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、パワー回路が有するスイッチ素子のオンとオフとを切り替えることにより、該パワー回路を介して電力が供給され、電動車両に設けられたスイッチトリラクタンスモータを制御するモータ制御装置であって、ブレーキの操作量を示すブレーキ信号と、アクセルの操作量を示すアクセル信号とに応じて、前記スイッチトリラクタンスモータを駆動トルクを発生させる駆動制御、惰性により回転させるフリーラン制御、及び、制動トルクを発生させる回生制御のいずれかを選択する動作モード判定部と、前記アクセル信号に応じて駆動電流指令値を算出する駆動信号生成部と、前記アクセル信号、又は、前記ブレーキ信号に応じて回生電流指令値を算出する制動信号生成部と、前記動作モード判定部により前記駆動制御が選択された場合、前記駆動信号生成部が算出した駆動電流指令値に応じたデューティ比を算出し、算出したデューティ比により前記パワー回路を介した前記駆動制御を行い、前記動作モード判定部によりフリーラン制御が選択された場合、０％のデューティ比により前記パワー回路を介した前記フリーラン制御を行い、前記動作モード判定部により回生制御が選択された場合、前記制動信号生成部が算出した回生電流指令値に応じたデューティ比を算出し、算出したデューティ比により前記パワー回路を介した前記回生制御を行うＰＷＭ制御部とを備えることを特徴とするモータ制御装置である。
【０００８】
（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数に応じた前記回生電流指令値を予め記憶する電流指令マップを、前記スイッチトリラクタンスモータに発生させる制動トルクごとに複数備える電流指令マップ部と、外部から入力されるマップ選択信号により制動トルクの上限値に対応した前記電流指令マップを選択し、選択した前記電流指令マップから、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数に応じた前記回生電流指令値を読み出し、読み出した前記回生電流指令値を前記回生電流指令値の上限として定める回生電流値範囲設定部とを備え、前記制動信号生成部は、前記回生電流値範囲設定部が定めた前記回生電流指令値の上限値以下の前記回生電流値を、前記ブレーキ信号及び前記アクセル信号に応じて算出することを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明は、上記記載の発明において、前記回生電流値範囲設定部は、更に、前記マップ選択信号により制動トルクの下限値に対応した前記電流指令マップを選択し、選択した前記電流指令マップから、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数に応じた前記回生電流指令値を読み出し、読み出した前記回生電流指令値を前記回生電流指令値の下限として定め、前記制動信号生成部は、前記回生電流値範囲設定部が定めた前記回生電流指令値の下限値以上の前記回生電流値を、前記ブレーキ信号及び前記アクセル信号に応じて算出することを特徴とする。
【００１０】
（４）また、本発明は、上記記載の発明において、前記制動信号生成部は、前記アクセル信号が予め定めた第１の基準値以下の場合、前記ブレーキ信号に応じて前記最大回生電流値以下、且つ、前記最小回生電流値以上の第１の回生電流指令値を算出し、該第１の回生電流指令値を前記回生電流指令値として前記ＰＷＭ制御部に出力することを特徴とする。
【００１１】
（５）また、本発明は、上記記載の発明において、前記制動信号生成部は、前記アクセル信号が予め定めた前記第1の基準値より小さい第２の基準値以上の場合、前記アクセル信号に応じて第２の回生電流指令値を算出し、該第２の回生電流指令値と前記第１の電流回生指令値とを比較し、大きい方を前記回生電流指令値として前記ＰＷＭ制御部に出力することを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明は、上記記載の発明において、前記制動信号生成部が算出する前記第1の回生電流指令値は、前記ブレーキの操作を行うブレーキペダルが有する遊び領域では、該ブレーキペダルの踏み込み量の増加に応じて増加し、該遊び領域以外では、該ブレーキペダルの踏み込み量に関わらず、前記最大回生電流値と等しい値となることを特徴とする。
【００１３】
（７）また、本発明は、上記記載の発明において、前記動作モード判定部は、前記アクセルの操作を行うアクセルペダルの遊び領域に対応する前記アクセル信号に応じて前記回生制御又は前記フリーラン制御を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、運転者の意図に応じてＳＲモータに対する回生制御と、フリーラン制御とを行うことにより、電力を効率的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】、同実施形態におけるアクセル操作量検出部１１が検出するアクセルペダルの開度（アクセル操作量θ）、及び、ブレーキ操作量検出部１２が検出するブレーキペダルの開度（ブレーキ操作量θ’）、並びに、駆動電流指令値、及び、回生電流指令値との関係を示すグラフの一例である。
【図３】同実施形態における制動トルクが３［Ｎｍ］と１［Ｎｍ］との場合における特性を示すグラフの一例である。
【図４】同実施形態におけるＰＷＭ制御部２１がＳＲモータ３の駆動制御及び回生制御において行う通電パターンを示す図である。
【図５】同実施形態における回生制御時のＳＲモータ３の回転数とトルク特性と電流波形との関係を示す波形図である。
【図６】同実施形態のモータ制御装置１の処理を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態に対する変形例における制動信号生成部１９が出力する回生電流指令値の一例を示すグラフである。
【図８】第２実施形態におけるＳＲモータ装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】第３実施形態におけるＳＲモータ装置３００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】同実施形態におけるアクセル操作量θ及びブレーキ操作量θ’と、回生電流指令値との関係を示すグラフの一例である。
【図１１】同実施形態のモータ制御装置１Ｂの処理を示すフローチャートである。
【図１２】同実施形態に対する変形例における制動信号生成部１９Ｂが出力する回生電流指令値の一例を示すグラフである。
【図１３】第４実施形態におけるＳＲモータ装置４００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】第５実施形態におけるＳＲモータ装置５００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】同実施形態のモータ制御装置１Ｄの処理を示すフローチャートである。
【図１６】第６実施形態におけるＳＲモータ装置６００の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態によるモータ制御装置を図面を参照して説明する。
ここで、以下の実施形態において、例として、モータ制御装置を電動カートに適用した場合について説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、ＳＲモータ装置１００は、モータ制御装置１と、ＳＲモータ３と、バッテリ４と、モータ制御装置１によるＰＷＭ制御によりバッテリ４の電力をＳＲモータ３に供給するパワー回路５と、ＳＲモータ３に流れる電流を検出する電流センサ９とを具備する。
【００１８】
ＳＲモータ３は、４つの突極部を有するロータ３１と、ロータ３１を外囲するように設けられ、内側のロータに向かって６つの突極部を有するステータ３２と、ロータ３１の回転角を検出するレゾルバ３３とを備える。ステータ３２の６つの突極部は、それぞれ巻線して励磁コイルを形成し、対向する突極部を対とするコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗを形成する。コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに対して選択的に通電することにより、ステータ３２の突極部がロータ３１の突極部を磁気吸引して、ロータ３１に駆動トルク及び制動トルクを発生させる。
【００１９】
パワー回路５は、バッテリ４に接続され、コンデンサ５１と、スイッチ素子としてｎ型チャネルのＦＥＴ（Field Effective Transistor;電界効果トランジスタ）５２〜５７と、ダイオード５８〜６３とを備える。コンデンサ５１は、一端がバッテリ４の正極に接続され、他端が負極に接続される。
ＦＥＴ５２は、ドレインがバッテリ４の正極に接続され、ソースがダイオード５８のカソードに接続される。ダイオード５８のアノードは、バッテリ４の負極に接続される。
ダイオード５９は、カソードがバッテリ４の正極に接続され、アノードがＦＥＴ５３のドレインに接続される。ＦＥＴ５３のソースは、バッテリ４の負極に接続される。
【００２０】
ＦＥＴ５４は、ドレインがバッテリ４の正極に接続され、ソースがダイオード６０のカソードに接続される。ダイオード６０のアノードは、バッテリ４の負極に接続される。
ダイオード６１は、カソードがバッテリ４の正極に接続され、アノードがＦＥＴ５５のドレインに接続される。ＦＥＴ５５のソースは、バッテリ４の負極に接続される。
ＦＥＴ５６は、ドレインがバッテリ４の正極に接続され、ソースがダイオード６２のカソードに接続される。ダイオード６２のアノードは、バッテリ４の負極に接続される。
ダイオード６３は、カソードがバッテリ４の正極に接続され、アノードがＦＥＴ５７のドレインに接続される。ＦＥＴ５７のソースは、バッテリ４の負極に接続される。
【００２１】
すなわち、コンデンサ５１と、直列に接続されたＦＥＴ５２及びダイオード５８と、直列に接続されたＦＥＴ５３及びダイオード５９と、直列に接続されたＦＥＴ５４及びダイオード６０と、直列に接続されたＦＥＴ５５及びダイオード６１と、直列に接続されたＦＥＴ５６及びダイオード６２と、直列に接続されたＦＥＴ５７及びダイオード６３とは、それぞれバッテリ４に対して並列に接続される。
また、ＦＥＴ５２とダイオード５８との接続点には、ＳＲモータ３のコイルＬｕの一端が接続され、ＦＥＴ５３とダイオード５９との接続点には、コイルＬｕの他端が接続される。ＦＥＴ５４とダイオード６０との接続点には、ＳＲモータ３のコイルＬｖの一端が接続され、ＦＥＴ５５とダイオード６１との接続点には、コイルＬｖの他端が接続される。ＦＥＴ５６とダイオード６２との接続点には、ＳＲモータ３のコイルＬｗの一端が接続され、ＦＥＴ５７とダイオード６３との接続点には、コイルＬｗの他端が接続される。
【００２２】
上述のように、パワー回路５は、Ｈブリッジ回路により構成され、モータ制御装置１から入力される制御信号がＦＥＴ５２〜５７のゲートに入力され、入力される制御信号に応じて、ＦＥＴ５２〜５７のオンとオフとが切り替えられることにより、ＳＲモータ３が有するコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれに通電を行う。
電流センサ９は、ＳＲモータ３が有するコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれに流れる電流を検出してモータ制御装置１に出力する。
【００２３】
モータ制御装置１は、アクセル操作量検出部１１と、ブレーキ操作量検出部１２と、動作モード判定部１３と、位置検出部１４と、回転数検出部１５と、回生電流値範囲設定部１６と、駆動信号生成部１７と、フリーラン信号生成部１８と、制動信号生成部１９と、電流検出部２０と、ＰＷＭ制御部２１とを備える。
【００２４】
アクセル操作量検出部１１は、運転者が操作するモータの駆動出力を選択する入力装置、例えば、アクセルペダルの開度を検出する。アクセル操作量検出部１１は、例えば、可変抵抗器を有し、アクセルペダルと可変抵抗器のつまみ部とを剛性部材で接続し、アクセルペダルの開度（踏込み量）に応じて変化する可変抵抗器により分圧させた電圧を検出し、検出した電圧をアクセル信号として動作モード判定部１３及び駆動信号生成部１７に出力する。
ブレーキ操作量検出部１２は、運転者が操作するブレーキの制動力を選択する入力装置、例えば、ブレーキペダルの開度を検出する。ブレーキ操作量検出部は、例えば、アクセル操作量検出部１１と同様に、可変抵抗器を有し、ブレーキペダルと可変抵抗器のつまみ部とを剛性部材で接続し、ブレーキペダルの開度（踏込み量）に応じて変化する可変抵抗器により分圧させた電圧を検出し、検出した電圧をブレーキ信号として動作モード判定部１３及び制動信号生成部１９に出力する。
【００２５】
動作モード判定部１３は、アクセル操作量検出部１１が出力するアクセル信号と、ブレーキ操作量検出部１２が出力するブレーキ信号とに応じて、駆動信号生成部１７、フリーラン信号生成部１８、及び、制動信号生成部１９のうちの１つを選択して、動作させる制御をする。
位置検出部１４は、ＳＲモータ３に備えられたレゾルバ３３が出力する信号より、ロータ３１の回転角を検出して、回転数検出部１５と、ＰＷＭ制御部２１とに出力する。
回転数検出部１５は、位置検出部１４が出力するロータの回転角を示す信号の単位時間あたりの変化量を検出し、検出した変化量からロータ３１の回転数を算出して回生電流値範囲設定部１６に出力する。
【００２６】
回生電流値範囲設定部１６は、回生電流指令マップ部１６１と、回生電流値設定部１６２とを備える。回生電流指令マップ部１６１は、ＳＲモータ３の回生制御を行うときの回転数に対応する電流値が記憶された回生電流指令マップを、ＳＲモータ３の回生制御による制動トルク（制動力）ごとに複数有する。なお、回生電流指令マップに記憶される回転数ごとの電流値は、ＳＲモータ３の特性値よりシミュレーションを用いて算出されるか、又は、ＳＲモータ３の実測値により予め定められる。
回生電流値設定部１６２は、外部より入力されるマップ選択信号により、制動トルクの上限と下限とに対応する回生電流指令マップを回生電流指令値マップ部１６１から読み出す。また、回生電流値設定部１６２は、回転数検出部１５が出力するＳＲモータ３の回転数に応じた回生電流指令値を、読み出した回生電流指令マップそれぞれより選択し、選択した回生電流指令値それぞれを上限値及び下限値として制動信号生成部１９に出力する。
【００２７】
駆動信号生成部１７は、動作モード判定部１３により駆動制御が選択されると、アクセル操作量検出部１１が出力するアクセル信号に応じて、ＳＲモータ３により電動カートの速度を増加させる動力を発生させる駆動電流指令値を算出し、算出した駆動電流指令値をＰＷＭ制御部２１に出力する。
フリーラン信号生成部１８は、動作モード判定部１３によりフリーラン制御が選択されると、ＳＲモータ３に電流を流さずに、惰性により回転させるフリーランを行わせるＰＷＭ制御信号を出力させる０％のオンデューティを示すフリーラン信号をＰＷＭ制御部２１と通電タイミング出力部２１４とに出力する。
制動信号生成部１９は、動作モード判定部１３により制動制御が選択されると、ブレーキ操作量検出部１２が出力するブレーキ信号に応じて、電動カートを減速させる制動トルクをＳＲモータ３に発生させる回生電流指令値を算出し、算出した回生電流指令値をＰＷＭ制御部２１に出力する。
【００２８】
電流検出部２０は、電流センサ９より出力されるＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれに流れる電流の検出結果が入力されて、コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに流れる電流値をＰＷＭ制御部２１に出力する。
ＰＷＭ制御部２１は、電流比較部２１１、２１２と、ＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４と、ＰＷＭ信号出力部２１５とを備え、出力する制御信号によりパワー回路５が有するＦＥＴ５２〜５７のオンとオフとを切り替えて、ＳＲモータ３に対して駆動トルクを発生させる駆動制御と、ＳＲモータ３に対して制動トルクを発生させる回生制御と、ＳＲモータ３を惰性により回転させるフリーラン制御とを行う。
電流比較部２１１は、駆動信号生成部１７から出力された駆動電流指令値と、電流検出部２０から出力される電流値との差を算出し、算出した電流値の差をＰＷＭデューティ算出部２１３に出力する。電流比較部２１２は、制動信号生成部１９から出力された回生電流指令値と、電流検出部２０から出力される電流値との差を算出し、算出した電流値の差をＰＷＭデューティ算出部２１３に出力する。
【００２９】
ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１１から電流値の差が入力される場合、すなわち、ＳＲモータ３を駆動制御する場合、入力された電流値の差を０にする電圧値を算出し、算出した電圧値からＰＷＭ制御におけるＦＥＴ５２、５４、５６をオンにするデューティ比を算出して、算出したデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。また、ＰＷＭデューティ算出部２１３は、フリーラン信号生成部１８からフリーラン信号が入力される場合、すなわち、ＳＲモータ３を惰性により回転させる場合、ＦＥＴ５２、５４、５６を常にオフにする０％のデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。
【００３０】
また、ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１２から電流値の差が入力される場合、すなわち、ＳＲモータ３を回生制御する場合、入力された電流値の差を０になるまで、ＳＲモータ３に電圧を印加するためにＦＥＴ５２、５４、５６を常にオンにする１００％のデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力し、一旦、電流値の差が０になると、電流値の差が０になる電圧値を算出し、算出した電圧値からＰＷＭ制御におけるデューティ比を算出して、算出したデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。ここで、ＰＷＭデューティ算出部２１３は、入力される電流値の差に基づいて、一般的に公知のＰＩ（Proportional Integral）制御、又は、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御を用いて上述のデューティ比を算出する。
【００３１】
通電タイミング出力部２１４は、位置検出部１４が出力するＳＲモータ３のロータ３１の回転角に基づいて、パワー回路５が有するＦＥＴ５３、５５、５７のオンとオフとを切り替える制御信号をＦＥＴ５３，５５、５７のゲートに出力する。また、通電タイミング出力部２１４は、位置検出部１４から入力されるロータ３１の回転角の時系列から進角を算出し、算出した進角と、進角に応じた通電角とをＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。また、通電タイミング出力部２１４は、回生制御において、電流比較部２１２が出力する信号から、ＳＲモータ３に流れる電流が回生電流指令値に達したことを検出すると、ＦＥＴ５３、５５、５７をオフにする。
ＰＷＭ信号出力部２１５は、通電タイミング出力部２１４が出力する進角及び通電角に応じた通電区間において、ＰＷＭデューティ算出部２１３が算出したデューティ比に基づいて、ＦＥＴ５２、５４、５６をオンとオフとを切り替える制御信号をＦＥＴ５２、５４、５６のゲートに出力する。
【００３２】
図２は、同実施形態におけるアクセル操作量検出部１１が検出するアクセルペダルの開度（アクセル操作量θ）、及び、ブレーキ操作量検出部１２が検出するブレーキペダルの開度（ブレーキ操作量θ’）、並びに、駆動電流指令値、及び、回生電流指令値との関係を示すグラフの一例である。
図２（ａ）は、ブレーキ操作量θ’と電動カートに作用する制動力との関係を示したグラフである。ブレーキペダルには、踏み込んでから電動カートが有する油圧ブレーキによる制動力が生じるまでの間の遊び領域（ブレーキ操作量θ’が０からθ３’）がある。運転者は、ブレーキペダルの遊び領域におけるブレーキペダルの踏み込み量に応じて、ＳＲモータ３の回生動作による電動カートに対する制動力を選択する。ここで、ブレーキペダル操作量が０とは、ブレーキペダルを踏み込まない状態を示す。
【００３３】
図２（ｂ）は、ブレーキ操作量検出部１２が検出するブレーキ操作量θ’と、制動信号生成部１９が出力する回生電流指令値との関係を示すグラフの一例である。横軸方向は、ブレーキ操作量θ’を示し、縦軸方向は回生電流指令値の大きさを示す。
図示するように、制動信号生成部１９は、ブレーキペダルを踏み込んでから油圧ブレーキが制動力を生じるまでの遊び領域（ブレーキ操作量θ’が０からθ３’）におけるブレーキ信号に応じて回生電流指令値を出力する。ブレーキ操作量θ’が０からθ１’までの間（０≦θ≦θ１’）において、０［Ａ］の回生電流指令値を出力し、ブレーキ操作量θ’がθ１’からθ２’までの間（θ１’＜θ’≦θ２’）において、ブレーキ操作量θ’に応じた回生電流指令値を出力し、ブレーキ操作量θ’がθ２’以上では、ＳＲモータ３の回生制御による制動トルクに対して予め定めた上限値に対応する回生電流指令値を出力する。
【００３４】
ここで、ブレーキ操作量θ’がθ１’からθ２’の間において、制動信号生成部１９が出力する回生電流指令値は、ＳＲモータ３の回生制御による制動トルクに対して予め定めた下限値に対応する回生電流指令値から、ＳＲモータ３の回生制御による制動トルクに対して予め定めた上限値に対応する回生電流指令値までの値であり、ブレーキ操作量θ’の増加に応じて単調増加する。
また、ブレーキ操作量θ１’は、ＳＲモータ３の回生制御により制動トルクを発生させる開始点を定め、ブレーキ操作量θ’が０からθ１’（０≦θ≦θ１’）は、回生制御に対する遊び領域である。ブレーキ操作量θ２’は、ＳＲモータ３の回生制御により最大の制動トルクを発生させる点を定める。ブレーキ操作量θ３’は、油圧ブレーキによる制動トルクを発生させる開始点である。また、常に、θ１’＜θ２’＜θ３’となる。ここで、ブレーキ操作量θ１’、θ２’、θ３’それぞれは、電動カートを利用する状況、あるいは、運転者が有する電動カートの操作技量に応じて設定される。
【００３５】
図２（ｃ）は、回生電流値範囲設定部１６が出力する回生電流指令値の上限及び下限の一例を示すグラフである。図示する例では、外部から入力されるマップ選択信号により制動トルクの上限を３［Ｎｍ］とし、下限を１［Ｎｍ］とする。回生電流値選択部１６２は、それぞれの制動トルクに対応する回生電流指令マップを回生電流指令マップ部１６１から読み出し、回転数検出部１５から出力される回転数に対応する回生電流指令値を、読み出した回生電流指令マップそれぞれより読み出して、読み出した回生電流指令値を上限値及び下限値として制動信号生成部１９に出力する。すなわち、図２（ｃ）において、制動信号生成部１９は、この場合、３［Ｎｍ］の示す回生電流指令値と、１［Ｎｍ］の示す回生電流指令値との間の値をブレーキ操作量θ’に応じて出力する。
この場合、図２（ｂ）のブレーキ操作量θ’がθ１’である場合、制動信号生成部１９が出力する回生電流指令値は、１［Ｎｍ］に対応する回生電流指令値となり、ブレーキ操作量θ’がθ２’以上である場合、制動信号生成部１９が出力する回生電流指令値は、３［Ｎｍ］に対応する回生電流指令値となる。
【００３６】
図２（ｄ）は、アクセル操作量検出部１１が検出するアクセルペダルの開度（アクセル操作量θ）と、駆動信号生成部１７が出力する駆動電流指令値との関係を示すグラフである。横軸方向は、アクセル操作量θを示し、縦軸方向は駆動電流指令値の大きさを示す。
図示するように、アクセルペダルには、踏み込んでから駆動電流指令値が０以上の値になるまでに遊び領域がある。動作モード判定部１３は、アクセルペダルの遊び領域におけるアクセルペダルの踏み込み量、すなわち、アクセル操作量検出部１１より出力されるアクセル信号に応じて、ＳＲモータ３の動作を選択する。アクセルペダルの踏み込み量が０から踏み込み量がθ１までの領域をＳＲモータ３による制動を選択する領域とし、踏み込み量がθ１からθ２までの領域を回生制御及び駆動制御を行わずに、ＳＲモータ３の惰性による回転を選択する領域とし、踏み込み量がθ２以上の領域をＳＲモータ３による電動カートの駆動を選択する領域とする。
アクセル操作量θ１は、制動制御とフリーラン制御とを切り替える閾値であり、アクセル操作量θ２は、フリーラン制御と駆動制御とを切り替える閾値である。ここで、アクセル操作量θ１とθ２とは、電動カートを利用する環境、あるいは、運転者が有する電動カートの操作技量に応じて設定される。
【００３７】
図３は、同実施形態における制動トルクが３［Ｎｍ］と１［Ｎｍ］との場合における特性を示すグラフの一例である。図３（ａ）は、回生電流値範囲設定部１６が出力する回生電流指令値の上限及び下限の一例を示すグラフである。図３（ｂ）は、図３（ａ）から得られる回生電流指令値に基づいてＳＲモータ３を制御した場合の発電電力を示すグラフである。図示するように、ＳＲモータ３は、回転数の上昇に応じて発電電力が増加する。また、図３（ｃ）は、図３（ａ）から得られる回生電流指令値に基づいて、ＳＲモータ３を制御した場合にＳＲモータ３に生じる制動トルクを示すグラフである。図示するように、ＳＲモータ３は、回生電流指令マップに記憶されている回生電流指令値に基づいて制御することにより、ほぼ一定の制動トルクを生じさせることができる。図３（ｄ）は、図３（ａ）から得られる回生電流指令値に基づいてＳＲモータ３を制御した場合の発電効率を示すグラフである。図示するようにＳＲモータ３は、回転数の上昇に応じて発電効率が増加する。
アクセルペダルとブレーキペダルと踏み込み量に応じて、図３（ａ）〜（ｄ）のそれぞれのグラフにおける３［Ｎｍ］と１［Ｎｍ］とに挟まれた間の値を選択することができる。
【００３８】
図４は、同実施形態におけるＰＷＭ制御部２１がＳＲモータ３の駆動制御及び回生制御において行う通電パターンを示す図である。ここでは、ＦＥＴ５２、５３及びダイオード５８、５９により構成されるコイルＬｕに接続されたＨブリッジ回路を例にして説明する。なお、ＦＥＴ５４、５５及びダイオード６０、６１により構成され、コイルＬｖに接続されるＨブリッジ回路と、ＦＥＴ５６、５７及びダイオード６２、６３により構成され、コイルＬｗに接続されるＨブリッジ回路とは、同様の動作をする。
【００３９】
駆動制御において、コイルＬｕにロータ３１の突極が近づく場合、ＰＷＭ制御部２１の通電タイミング出力部２１４は、ＦＥＴ５３をオン状態にし、ＰＷＭ制御部２１のＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部２１３から入力されたデューティ比によりＦＥＴ５２のオンとオフとを切り替える（図４（ａ）、（ｂ））。コイルＬｕとロータ３１の突極とが対向すると、通電タイミング出力部２１４は、ＦＥＴ５３をオフ状態にし、ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＦＥＴ５２をオフ状態にし、コイルＬｕに蓄積された電気エネルギーをバッテリ４に出力させ、コイルＬｕを消磁してコイルＬｕ、次のコイルＬｕの駆動制御に備える（図４（ｃ））。
ここで、ＦＥＴ５２、５３ともにオン状態、すなわち、バッテリ４により供給される電力がコイルＬｕに印加される状態を供給モードという。また、ＦＥＴ５２がオフ状態であり、ＦＥＴ５３がオン状態、すなわち、ＦＥＴ５３、ダイオード５８、及びコイルＬｕが閉回路を構成する状態を第１の還流モードという。また、ＦＥＴ５２、５３がともにオフ状態、すなわち、コイルＬｕに生じた起電力をバッテリ４に出力する状態を回生モードという。
【００４０】
回生制御において、コイルＬｕにロータ３１の突極が近づく場合、ＰＷＭ制御部２１の通電タイミング出力部２１４は、ＦＥＴ５３をオン状態にし、ＰＷＭ信号出力部２１５はＦＥＴ５２をオン状態にして、回生により起電力を得るために、予め定めた電流値の電流が流れるまでコイルＬｕに通電し、コイルＬｕを励磁する（図４（ｄ））。コイルＬｕに流れる電流値が予め定めた値に達すると、通電タイミング出力部２１４は、ＦＥＴ５３をオフ状態にし、ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部２１３から入力されたデューティ比によりＦＥＴ５２のオンとオフとを切り替える（図４（ｅ）、（ｆ））。
ここで、ＦＥＴ５２がオン状態であり、ＦＥＴ５３がオフ状態、すなわち、コイルＬｕに生じた起電力をバッテリ４に出力する状態を第２の還流モードという。
【００４１】
図５は、同実施形態における回生制御時のＳＲモータ３の回転数とトルク特性と電流波形との関係を示す波形図である。図示するように、それぞれの関係をＳＲモータ３におけるロータ３１の回転数に応じて３つの場合、（ａ）低中回転領域、（ｂ）高回転領域、（ｃ）超高回転領域に分けて説明する。ここでは、コイルＬｕについて説明するが、コイルＬｖ、Ｌｗについても同様である。
【００４２】
（ａ）低中回転領域において、横軸方向はロータ３１の回転角を示し、縦軸方向は巻線インダクタンス、巻線電圧、及び、巻線電流それぞれの値を示す。図示するように、巻線インダクタンスは、ロータ３１の突極がコイルＬｕに近づくにしたがい増加し、ロータ３１の突極とコイルＬｕの突極とが対向する回転角において最も高くなり、ロータ３１の突極がコイルＬｕから離れるにしたがい減少する。このコイルＬｕのインダクタンスが減少する領域において回生による発電が行われる。
回生制御において、ＰＷＭ制御部２１は、コイルＬｕとロータ３１が対向する付近で上述の供給モードにより、起電力を得るために電圧をコイルＬｕに印加する（巻線電圧が正の値になる）ことで、巻線電流が上昇する。巻線電流が回生電流指令値に達すると、ＰＷＭ制御部２１は、第２の還流モードと回生モードと切り替えて、コイルＬｕに生じる起電力をバッテリ４に出力させる（巻線電圧が負の値と０とに変化する）。また、ＰＷＭ制御部２１は、第２の還流モードと回生モードとを切り替えることにより、コイルＬｕに流れる巻線電流を電流指令値近傍に保つ。
【００４３】
（ｂ）高回転領域、及び、（ｃ）超高回転領域では、２通りの電流制御、本実施形態で用いる制動トルクを一定にするＭＡＰ方式と、コイルＬｕに流れる電流を一定にする定電流方式とを示している。（ｂ）高回転領域、及び、（ｃ）超高回転領域においては、ＰＷＭ制御部２１は、（ａ）低中回転領域と同様に、コイルＬｕとロータ３１が対向する付近で供給モードにより、起電力を得るために電圧をコイルＬｕに印加するが、コイルＬｕに流れる電流が電流指令値に達すると、第２の還流モードと回生モードとを切り替えずに、回生モードのみを選択し、コイルＬｕに生じる起電力をバッテリ４に出力させる。
定電流方式とＭＡＰ方式とは、定電流方式が、コイルＬｕに流れる電流が予め定められた値になると、供給モードから回生モードに切り替えるのに対して、ＭＡＰ方式は、回転数が高くなるに応じて、供給モードから回生モードに切り替える電流値を低くする点が異なる。
【００４４】
図６は、同実施形態のモータ制御装置１の処理を示すフローチャートである。
図６（ａ）は、モータ制御装置１において、ブレーキ連動回生制御、フリーラン制御、及び、駆動制御のうちいずれか１つの制御を選択する処理を示すフローチャートである。ここで、ブレーキ連動回生制御とは、ブレーキ操作量θ’に応じてＳＲモータ３の回生制御による制動トルクを選択する回生制御である。
まず、アクセル操作量検出部１１は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検出し、検出した踏み込み量に応じたアクセル信号を動作モード判定部１３と、駆動信号生成部１７とに出力し、ブレーキ操作量検出部１２は、運転者によるブレーキペダルの踏み込み量を検出し、検出した踏み込み量に応じたブレーキ信号を動作モード判定部１３と、制動信号生成部１９とに出力する（ステップＳ１０１）。
動作モード判定部１３は、アクセル操作量検出部１１が出力したアクセル信号により、アクセル操作量θが図２（ｄ）に示したθ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００４５】
アクセル操作量θがθ１以下でない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、動作モード判定部１３は、アクセル操作量θが、θ１より大きく、且つ、図２（ｄ）に示したθ２以下であるか否か、すなわち、θ１＜θ≦θ２を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
アクセル操作量θがθ１＜θ≦θ２を満たす場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、動作モード判定部１３は、フリーラン制御を選択し、フリーラン信号生成部１８にフリーラン信号を出力させる（ステップＳ１０６）。
一方、アクセル操作量θがθ１＜θ≦θ２を満たさない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、動作モード判定部１３は、駆動制御を選択し、駆動信号生成部１７に駆動電流指令値を出力させる（ステップＳ１０７）。
【００４６】
アクセル操作量θがθ１以下である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、動作モード判定部１３は、ブレーキ操作量検出部１２が出力したブレーキ信号により、ブレーキ操作量θ’が図２（ｂ）に示したθ１’以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
ブレーキ操作量θ’がθ１’以上である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、動作モード判定部１３は、ブレーキ連動回生制御を選択し、制動信号生成部１９に回生電流指令値を出力させる（ステップＳ１０４）。
一方、ブレーキ操作量θ’がθ１以上でない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、動作モード判定部１３は、フリーラン制御を選択し、フリーラン信号生成部１８にフリーラン信号を出力させる（ステップＳ１０６）。
【００４７】
図６（ｂ）は、モータ制御装置１におけるブレーキ連動回生制御の処理を示すフローチャートである。
ブレーキ連動回生制御において、回転数検出部１５は、位置検出部１４が出力するロータ３１の回転角を示す信号の時間単位あたりの変化量を検出し、検出した変化量からロータ３１の回転数を算出して回生電流値範囲設定部１６に出力する（ステップＳ１１１）。
回生電流値範囲設定部１６の回生電流値選択部１６２は、外部より入力されるマップ選択信号により選択された制動トルクの上限値及び下限値に対応する回生電流指令マップを回生電流指令マップ部１６１から読み出し、読み出した回生電流指令マップそれぞれから回転数検出部１５から出力された回転数に対応する回生電流指令値を読み出して制動信号生成部１９に出力する（ステップＳ１１２）。
【００４８】
制動信号生成部１９は、回生電流値範囲設定部１６から出力された回生電流指令値の上限値及び下限値と、ブレーキ操作量検出部１２から出力されたブレーキ信号とに応じて、図２（ｂ）に示すような回生電流指令値を算出し、算出した回生電流指令値をＰＷＭ制御部２１に出力する（ステップＳ１１３）。
ここで、制動信号生成部１９は、ブレーキ信号の示すブレーキ操作量θ’がθ１’＜θ’≦θ２’の範囲にある場合、ブレーキ操作量θ’の増加に応じて回生電流指令値の下限値から上限値の間の単調増加する回生電流指令値を算出し、ブレーキ操作量θ’がθ’＞θ２’の範囲にある場合、回生電流指令値の上限値とする。
【００４９】
ＰＷＭ制御部２１の電流比較部２１２は、制動信号生成部１９から出力された回生電流指令値と、電流検出部２０から出力された電流値との差を算出してＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４に出力する。
ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１２から出力される電流値の差が０になるまで、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれを常にオンにする１００％のデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。通電タイミング出力部２１４は、位置検出部１４から出力されるロータ３１の回転角に応じて、ＦＥＴ５３、５５、５７それぞれをオンにし、ロータ３１の回転角より進角及び通電角を算出してＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部２１３から出力されたデューティ比と、通電タイミング出力部２１４から出力された進角及び通電角とに応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれをオンにして、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態を図４（ｄ）に示した供給モードにする（ステップＳ１１４）。
【００５０】
電流比較部２１２は、制動信号生成部１９から出力された回生電流指令値と、電流検出部から出力された電流値との差を算出し続けてＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４とに出力し、また、ＳＲモータ３に流れる電流値が回生電流指令値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。
電流比較部２１２から出力された電流値が、制動信号生成部１９から出力された回生電流指令値に達するまで（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、ＰＷＭデューティ算出部２１３と通電タイミング出力部２１４とは、上述のステップＳ１１４を行う。
【００５１】
電流比較部２１２から出力された電流値が、制動信号生成部１９から出力された回生電流指令値に達すると（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１２から出力された電流値の差と、ＳＲモータ３の特性値とに応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれをオンにするデューティ比を算出し、算出したデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。更に、通電タイミング出力部２１４は、ＦＥＴ５３、５５、５７それぞれをオフにする。ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部から出力されたデューティ比に応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれのオンとオフとを切り替える。
これにより、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態が、ＦＥＴ５２、５４、５６のオンとオフとの切り替え、すなわち、ＰＷＭ制御により、第２の還流モードと回生モードとになり、回生制御される（ステップＳ１１６）。
【００５２】
図６（ｃ）は、モータ制御装置１におけるフリーラン制御の処理を示すフローチャートである。
フリーラン制御において、ＰＷＭデューティ算出部２１３は、フリーラン信号生成部１８からフリーラン信号が入力されると、ＦＥＴ５２、５４、５６を常にオフにする０％のデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。通電タイミング出力部２１４は、フリーラン信号生成部１８からフリーラン信号が入力されると、ＦＥＴ５３、５５、５７をオフにする（ステップＳ１２１）。
これにより、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗはいずれも励磁されず、ロータ３１は惰性により回転するフリーラン状態となる。
【００５３】
図６（ｄ）は、モータ制御装置１における駆動制御の処理を示すフローチャートである。
駆動制御において、駆動信号生成部１７は、アクセル操作量θに応じた駆動電流指令値を算出し、算出した駆動電流指令値を電流比較部２１１に出力する。電流比較部２１１は、駆動信号生成部１７から出力された駆動電流指令値と、電流検出部２０から出力された電流値との差を算出し、算出した差をＰＷＭデューティ算出部２１３に出力する。ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１１から出力された電流の差に応じてＦＥＴ５２、５４、５６をオンにするデューティ比を算出し、算出したデューティ比をＰＷＭ信号出力部に出力する。
【００５４】
ロータ３１の突極がＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに近づくとき、通電タイミング出力部２１４は、位置検出部１４から出力された回転角に応じて、ＦＥＴ５３、５５、５７をオンにする。ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部２１３から出力されたデューティ比に応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６をオンとオフとを切り替える。
これにより、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態は、ＰＷＭ制御により、交互に図４（ａ）、（ｂ）に示した供給モードと第１の還流モードとなる（ステップＳ１３１）。
【００５５】
ロータ３１の突極がＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗと対向付近にとなると、通電タイミング出力部２１４は、位置検出部１４から出力された回転角に応じて、ＦＥＴ５３、５５、５７をオフにし、ＰＷＭ信号出力部２１５は、通電タイミング出力部２１４から出力される進角及び通電角に応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６をオフにする。
これにより、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態は、回生モードとなる（ステップＳ１３２）。
【００５６】
上述のように、モータ制御装置１は、運転者に操作されるアクセルペダルの踏み込み量に応じてＳＲモータ３に対して回生制御を選択する場合、運転者に操作されるブレーキペダルの踏み込み量に応じて、ＳＲモータ３を回生制御して制動トルクを発生させることができる。これにより、モータ制御装置１は、運転者が減速の意思のある場合のみ、回生制御を行うため、運転者の意思に応じてＳＲモータ３の制御を行うことができる。更に、運転者の意思に応じてＳＲモータ３の駆動制御、回生制御、及び、フリーラン制御を行うことで、電動カートの操作性を向上させることができる。
また、モータ制御装置１は、アクセルペダルの踏み込み量と、ブレーキペダルの踏み込み量とに応じて、ＳＲモータ３を惰性で回転させるフリーラン制御を選択できるので、アクセルペダルにより、駆動制御と回生制御とのいずれか一方のみを選択してＳＲモータ３を制御する場合に比べ、回生制御における運動エネルギーを電気エネルギーに変換する際のエネルギーロスを減らすことができ、電力を効率的に利用することができる。
また、制動トルクの下限値を設定することにより、図３（ｂ）に示したように、発電電力を一定以上に保ち、回生制御により制動トルクを効率的に電気エネルギーに変換してバッテリ４に充電することができる。
【００５７】
なお、本実施形態において、回生電流値選択部１６２は、外部から入力されるマップ選択信号により、制動トルクの上限と下限とに対応する回生電流指令マップを回生電流指令値マップ部１６１から読み出す構成としたが、マップ選択信号により制動トルクの上限のみを選択する構成としてもよい。この場合、回生電流値範囲設定部１６が出力する回生電流指令値の下限値は、０となり、制動信号生成部１９が出力する回生電流指令値は、例えば図７に示すように、ブレーキ操作量θ’がθ１’＜θ’≦θ２’の場合、ブレーキ操作量θ’に応じて、０から上限値まで単調増加する。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態におけるＳＲモータ装置２００の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、ＳＲモータ装置２００は、モータ制御装置１Ａと、ＳＲモータ３と、バッテリ４と、モータ制御装置１ＡによるＰＷＭ制御によりバッテリ４の電力をＳＲモータ３に供給するパワー回路７と、ＳＲモータ３に流れる電流を検出する電流センサ９とを具備する。
本実施形態のＳＲモータ装置２００は、第１実施形態のＳＲモータ装置１００と比べ、パワー回路７の構成と、モータ制御装置１Ａにおいて、パワー回路７が有するスイッチ素子のオンとオフとを切り替える構成とが異なり、他の構成は同じである。第１実施形態のＳＲモータ装置１００と同じ構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
パワー回路７は、バッテリ４に接続され、コンデンサ７１と、ｎ型チャネルのＦＥＴ７２〜７９と、ダイオード８０〜８７とを備える。コンデンサ７１は、一端がバッテリ４の正極に接続され、他端が負極に接続される。
ダイオード８０、８１と、ダイオード８２、８３と、ダイオード８４、８５と、ダイオード８６、８７とは、それぞれ順方向に直列に接続され、ダイオード８０、８２、８４、８６のカソードは、バッテリ４の正極に接続され、ダイオード８１、８３、８５、８７のアノードは、バッテリ４の負極に接続される。
ＦＥＴ７２は、ドレインがダイオード８０のカソードに接続され、ソースがダイオード８０のアノードに接続される。ＦＥＴ７３〜７９は、それぞれ、ＦＥＴ７２と同様に、ダイオード８１〜８７に接続される。
【００６０】
ダイオード８２、８３の接続点には、ＳＲモータ３のコイルＬｕの他端が接続され、ダイオード８４、８５の接続点には、コイルＬｖの一端が接続され、ダイオード８６、８７の接続点には、コイルＬｗの一端が接続され、ダイオード８０、８１との接続点には、コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの他端が共通接続されたスター結線の中性点が接続される。パワー回路７は、モータ制御装置１Ａから入力される制御信号により、ＦＥＴ７２〜７９それぞれのオンとオフとが切り替えられ、ＳＲモータ３が有するコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれに通電を行う。
【００６１】
パワー回路７は、ＦＥＴ７２〜７９のオンとオフとの組み合わせにより、図４に示したコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗへの通電パターンを切り替えて、駆動制御、及び、回生制御を行うことができる。例えば、ＦＥＴ７４とＦＥＴ７３とをオン状態にすることにより、コイルＬｕの通電を供給モードにし、ＦＥＴ７４、７３のいずれか一方をオン状態にし、他のＦＥＴをオフにすることによりコイルＬｕの通電を第１の還流モードと第２の還流モードにすることができる。また、例えば、ＦＥＴ７２〜７５をオフ状態とすることにより、コイルＬｕの通電を回生モードにすることができる。
また、ＦＥＴ
【００６２】
モータ制御装置１Ａは、アクセル操作量検出部１１と、ブレーキ操作量検出部１２と、動作モード判定部１３と、位置検出部１４と、回転数検出部１５と、回生電流値範囲設定部１６と、駆動信号生成部１７と、フリーラン信号生成部１８と、制動信号生成部１９と、電流検出部２０と、ＰＷＭ制御部２１Ａとを備える。ＰＷＭ制御部２１Ａは、電流比較部２１１、２１２と、ＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４Ａと、ＰＷＭ信号出力部２１５Ａとを備え、出力する制御信号によりパワー回路７が有するＦＥＴ７２〜７９のオンとオフとを切り替えて、ＳＲモータ３に対して駆動トルクを発生させる駆動制御と、ＳＲモータ３に対して制動トルクを発生させる回生制御と、ＳＲモータ３を惰性により回転させるフリーラン制御とを行う。
モータ制御装置１Ａは、第１実施形態のモータ制御装置１に比べ、通電タイミング出力部２１４に替えて通電タイミング出力部２１４Ａを備え、ＰＷＭ信号出力部２１５に替えてＰＷＭ信号出力部２１５Ａを備える点が異なり、他の構成は同じである。第１実施形態のモータ制御装置１と同じ構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
通電タイミング出力部２１４Ａは、フリーラン信号生成部と電流比較部２１２とから入力される信号により、ＳＲモータ３に対して駆動、フリーラン、及び、回生いずれの制御を行うかを判定して、位置検出部１４から出力されるＳＲモータ３のロータ３１の回転角に基づいて、パワー回路７が有するＦＥＴ７２〜７９それぞれのオンとオフとを切り替える制御信号をＦＥＴ７２〜７９のゲートに出力する。また、通電タイミング出力部２１４Ａは、位置検出部１４から入力されるロータ３１の回転角の時系列から進角を算出し、算出した進角と、進角に応じた通電角とをＰＷＭ信号出力部２１５Ａに出力する。
ＰＷＭ信号出力部２１５Ａは、通電タイミング出力部２１４Ａが出力する進角及び通電角に応じた通電区間において、ＰＷＭデューティ算出部２１３が算出するデューティ比に基づいて、ＦＥＴ７４〜７９それぞれのオンとオフとを切り替える制御信号をＦＥＴ７４〜７９のゲートに出力する。
【００６４】
上述の構成により、モータ制御装置１Ａは、８つのスイッチ素子を用いて構成されたパワー回路７によりＳＲモータ３を駆動する構成に対しても、第１実施形態と同様に、運転者に操作されるアクセルペダルの踏み込み量に応じてＳＲモータ３に対して駆動トルクの発生を選択しない場合、運転者に操作されるブレーキペダルの踏み込み量に応じて、ＳＲモータ３を回生制御して制動トルクを発生させることができる。これにより、モータ制御装置１は、運転者が減速の意思のある場合のみ、回生制御を行うため、運転者の意思に応じてＳＲモータ３の制御を行うことができる。更に、運転者の意思に応じたＳＲモータ３の制御を行うことで、電動カートの操作性を向上させることができる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態におけるＳＲモータ装置３００の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、ＳＲモータ装置３００は、モータ制御装置１Ｂと、ＳＲモータ３と、バッテリ４と、モータ制御装置１ＢによるＰＷＭ制御によりバッテリ４の電力をＳＲモータ３に供給するパワー回路５と、ＳＲモータ３に流れる電流を検出する電流センサ９とを具備する。
本実施形態のＳＲモータ装置３００は、第１実施形態のＳＲモータ装置１００と比べ、アクセル操作量θに応じて回生電流指令値を算出する方法が異なり、モータ制御装置１Ｂは、第１実施形態のモータ制御装置１に対して、制動信号生成部１９に替えて制動信号生成部１９Ｂを備える点が異なり、他の構成は同じである。第１実施形態のＳＲモータ装置１００と同じ構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
制動信号生成部１９Ｂは、動作モード判定部１３により制動制御が選択されると、アクセル操作量検出部が出力するアクセル信号と、ブレーキ操作量検出部１２が出力するブレーキ信号とに応じて、ＳＲモータ３により電動カートを減速させる制動トルクを発生させる際の回生電流指令値を算出し、算出した回生電流指令値をＰＷＭ制御部２１に出力する。
【００６７】
図１０は、同実施形態におけるアクセル操作量θ及びブレーキ操作量θ’と、回生電流指令値との関係を示すグラフの一例である。
図１０（ａ）は、ブレーキ操作量検出部１２が検出するブレーキ操作量θ’と、ブレーキ操作量θ’から制動信号生成部１９Ｂが算出する回生電流指令値との関係を示すグラフの一例である。横軸方向はブレーキ操作量θ’を示し、縦軸方向は回生電流指令値の大きさを示す。図示するように、制動信号生成部１９Ｂは、ブレーキペダルを踏み込んでから油圧ブレーキが制動力を生じるまでの遊び領域（ブレーキ操作量θ’が０からθ３’）におけるブレーキ信号に応じて回生電流指令値を算出する。ブレーキ操作量θ’が０からθ１’までの間（０≦θ≦θ１’）において、０［Ａ］の回生電流指令値を算出し、ブレーキ操作量θ’がθ１’からθ２’までの間（θ１’＜θ’≦θ２’）において、ブレーキ操作量θ’に応じた回生電流指令値を算出し、ブレーキ操作量θ’がθ２’以上（θ’≧θ２’）では、ＳＲモータ３の回生制御による制動トルクに対して予め定めた上限値に対応する回生電流指令値を算出する。
【００６８】
ここで、ブレーキ操作量θ’がθ１’からθ２’の間において、制動信号生成部１９Ｂが出力する回生電流指令値は、ＳＲモータ３の回生制御による制動トルクに対して予め定めた下限値に対応する回生電流指令値から、ＳＲモータ３の回生動作による制動トルクに対して予め定めた上限値に対応する回生電流指令値までの値であり、ブレーキ操作量θ’の増加に応じて単調増加する。
【００６９】
図１０（ｂ）は、アクセル操作量検出部１１が検出するアクセル操作量θと、アクセル操作量θから制動信号生成部１９Ｂが算出する回生電流指令値との関係を示すグラフの一例である。横軸方向はアクセル操作量θを示し、縦軸方向は回生電流指令値の大きさを示す。図示するように、制動信号生成部１９Ｂは、アクセルペダルを踏み込んでからＳＲモータ３を駆動制御するまでの遊び領域（アクセル操作量θが０からθ２までの間）においけるアクセル信号に応じて回生電流指令値を算出する。制動信号生成部１９Ｂは、本実施形態では、図１０（ｂ）に示す例のように、アクセル操作量θが０からθ１までの間（０＜θ≦θ１）において、予め定めた制動トルクを発生させる回生電流指令値を算出する。ここで、予め定めた制動トルクは、例えば、マップ選択信号により選択される制動トルクの下限値が設定される。
【００７０】
制動信号生成部１９Ｂは、上述のように、ブレーキ操作量検出部１２から出力されるブレーキ信号から算出した回生電流指令値と、アクセル操作量検出部１１から出力されるアクセル信号から算出した回生電流指令値とを比較し、回生電流指令値の大きい方をＰＷＭ制御部２１に出力する。
【００７１】
図１１は、同実施形態のモータ制御装置１Ｂの処理を示すフローチャートである。
図１１（ａ）は、モータ制御装置１Ｂにおいて、アクセル・ブレーキ連動回生制御、フリーラン制御、及び、駆動制御のうちいずれか１つの制御を選択する処理を示すフローチャートである。ここで、アクセル・ブレーキ連動回生制御とは、アクセル操作量θとブレーキ操作量θ’とに応じてＳＲモータ３の回生制御による制動トルクを選択する回生制御である。
まず、アクセル操作量検出部１１は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検出し、検出した踏み込み量に応じたアクセル信号を動作モード判定部１３と、駆動信号生成部１７とに出力し、ブレーキ操作量検出部１２は、運転者によるブレーキペダルの踏み込み量を検出し、検出した踏み込み量に応じたブレーキ信号を動作モード判定部１３と、制動信号生成部１９とに出力する（ステップＳ２０１）。
動作モード判定部１３は、アクセル操作量検出部１１が出力したアクセル信号により、アクセル操作量θが図１０（ｂ）に示したθ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００７２】
アクセル操作量θがθ１以下でない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、動作モード判定部１３は、アクセル操作量θが、θ１より大きく、且つ、図１０（ｂ）に示したθ２以下であるか否か、すなわち、θ１＜θ≦θ２を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
アクセル操作量θがθ１＜θ≦θ２を満たす場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、動作モード判定部１３は、フリーラン制御を選択し、フリーラン信号生成部１８にフリーラン信号を出力させる（ステップＳ２０５）。
一方、アクセル操作量θがθ１＜θ≦θ２を満たさない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、動作モード判定部１３は、駆動制御を選択し、駆動信号生成部１７に駆動電流指令値を出力させる（ステップＳ２０６）。
アクセル操作量θがθ１以下である場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、動作モード判定部１３は、アクセル・ブレーキ連動回生制御を選択し、制動信号生成部１９Ｂに回生電流指令値を出力させる（ステップＳ２０３）。
【００７３】
図１１（ｂ）は、モータ制御装置１Ｂにおけるアクセル・ブレーキ連動回生制御の処理を示すフローチャートである。
アクセル・ブレーキ連動回生制御において、回転数検出部１５は、位置検出部１４が出力するロータ３１の回転角を示す信号の時間単位あたりの変化量を検出し、検出した変化量からロータ３１の回転数を算出して回生電流値範囲設定部１６に出力する（ステップＳ２１１）。
回生電流値範囲設定部１６の回生電流値選択部１６２は、外部より入力されるマップ選択信号により選択された制動トルクの上限値及び下限値に対応する回生電流指令マップを回生電流指令マップ部１６１から読み出し、読み出した回生電流指令マップそれぞれから回転数検出部１５から出力された回転数に対応する回生電流指令値を読み出して制動信号生成部１９Ｂに出力する（ステップＳ２１２）。
【００７４】
制動信号生成部１９Ｂは、アクセル操作量検出部１１から出力されたアクセル信号に応じて、図１０（ｂ）に示すような回生電流指令値を算出する（ステップＳ２１３）。
制動信号生成部１９Ｂは、回生電流値範囲設定部１６から出力された回生電流指令値の上限値及び下限値と、ブレーキ操作量検出部１２から出力されたブレーキ信号とに応じて、図１０（ａ）に示すような回生電流指令値を算出する（ステップＳ２１４）。
制動信号生成部１９Ｂは、ステップＳ２１３においてアクセル信号から算出した回生電流指令値と、ステップＳ２１４においてブレーキ信号から算出した回生電流指令値とを比較し、回生電流指令値の大きい方をＰＷＭ制御部２１に出力する（ステップＳ２１５）。
【００７５】
ＰＷＭ制御部２１の電流比較部２１２は、制動信号生成部１９Ｂから出力された回生電流指令値と、電流検出部２０から出力された電流値との差を算出してＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４に出力する。
ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１２から出力される電流値の差が０になるまで、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれを常にオンにする１００％のデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。通電タイミング出力部２１４は、位置検出部１４から出力されるロータ３１の回転角に応じて、ＦＥＴ５３、５５、５７それぞれをオンにし、ロータ３１の回転角より進角及び通電角を算出してＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部２１３から出力されたデューティ比と、通電タイミング出力部２１４から出力された進角及び通電角とに応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれをオンにして、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態を図４（ｄ）に示した供給モードにする（ステップＳ２１６）。
【００７６】
電流比較部２１２は、制動信号生成部１９Ｂから出力された回生電流指令値と、電流検出部から出力された電流値との差を算出し続けてＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４とに出力し、また、ＳＲモータ３に流れる電流値が回生電流指令値に到達したか否かを判定する（ステップＳ２１７）。
電流比較部２１２から出力された電流値が、制動信号生成部１９から出力された回生電流指令値に達するまで（ステップＳ２１７：Ｎｏ）、ＰＷＭデューティ算出部２１３と通電タイミング出力部２１４とは、上述のステップＳ１１４を行う。
【００７７】
電流比較部２１２から出力された電流値が、制動信号生成部１９Ｂから出力された回生電流指令値に達すると（ステップＳ２１７：Ｙｅｓ）、ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１２から出力された電流値の差と、ＳＲモータ３の特性値とに応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれをオンにするデューティ比を算出し、算出したデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。更に、通電タイミング出力部２１４は、ＦＥＴ５３、５５、５７それぞれをオフにする。ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部から出力されたデューティ比に応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれのオンとオフとを切り替える。
これにより、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態が、ＦＥＴ５２、５４、５６のオンとオフとの切り替え、すなわち、ＰＷＭ制御により、第２の還流モードと回生モードとになり、回生制御される（ステップＳ２１８）。
【００７８】
上述のように、モータ制御装置１Ｂは、運転者に操作されるアクセルペダルの踏み込み量に応じてＳＲモータ３に対して回生制御を選択する場合、運転者に操作されるアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて、ＳＲモータ３を回生制御して制動トルクを発生させることができる。これにより、モータ制御装置１Ｂは、運転者が減速の意思のある場合のみ、回生制御を行うため、運転者の意思に応じたＳＲモータ３の制御を行うことができる。これにより、運転者が意図する場合に回生制御を行うことにより、電力を効率的に利用することができる。
更に、本実施形態のモータ制御装置１Ｂは、第１実施形態のモータ制御装置１（図１）に比べ、アクセルペダルの操作のみで回生制御による制動トルクの発生を選択できるので、内燃機関を用いた車両におけるエンジンブレーキと同様の操作感を得ることができる。
【００７９】
なお、本実施形態において、回生電流値選択部１６２は、外部から入力されるマップ選択信号により、制動トルクの上限と下限とに対応する回生電流指令マップを回生電流指令値マップ部１６１から読み出す構成としたが、マップ選択信号により制動トルクの上限のみを選択する構成としてもよい。この場合、回生電流値範囲設定部１６が出力する回生電流指令値の下限値は、０となり、制動信号生成部１９Ｂがブレーキ操作量θ’に応じて算出する回生電流指令値は、例えば図１２（ａ）に示すように、ブレーキ操作量θ’がθ１’＜θ’≦θ２’の場合、ブレーキ操作量θ’に応じて、０から上限値まで単調増加する。更に、制動信号生成部１９Ｂがアクセル操作量θに応じて算出する回生電流指令値は、例えば、図１２（ｂ）に示すように、アクセル操作量θが０＜θ≦θ３において、予め定めた制動トルクに対応する回生電流指令値を算出し、アクセル操作量θがθ３＜θ≦θ１において、予め定めた制動トルクに対応する回生電流指令値から０まで単調減少する。
【００８０】
＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態におけるＳＲモータ装置４００の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、ＳＲモータ装置４００は、第３実施形態のＳＲモータ装置３００に対して、Ｈブリッジ回路により構成されたパワー回路５に替えて、８つのスイッチ素子により構成されたパワー回路７を備えた構成であり、モータ制御装置１Ｃと、ＳＲモータ３と、バッテリ４と、モータ制御装置１ＣによるＰＷＭ制御によりバッテリ４の電力をＳＲモータ３に供給するパワー回路７と、ＳＲモータ３に流れる電流を検出する電流センサ９とを具備する。
本実施形態のＳＲモータ装置４００は、第３実施形態のＳＲモータ装置３００（図９）と比べ、モータ制御装置１Ｃがパワー回路７に対する制御信号を生成する構成が、第２実施形態のＳＲモータ装置２００と同様に異なり、他の構成は同じである。第１実施形態から第３実施形態のＳＲモータ装置１００、２００、３００と同じ構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
上述のように構成することにより、モータ制御装置１Ｃは、８つのスイッチ素子により構成されたパワー回路７によりＳＲモータ３を駆動する構成においても、第３実施形態のモータ制御装置１Ｂと同様に、運転者に操作されるアクセルペダルの踏み込み量に応じてＳＲモータ３に対して回生制御を選択する場合、運転者に操作されるアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に応じて、ＳＲモータ３を回生制御して制動トルクを発生させることができる。これにより、運転者が意図する場合に回生制御を行うことにより、電力を効率的に利用することができる。
【００８２】
＜第５実施形態＞
図１４は、第５実施形態におけるＳＲモータ装置５００の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態のＳＲモータ装置５００は、第１実施形態のＳＲモータ装置１００（図１）及び第３実施形態のＳＲモータ装置３００（図９）に比べ、以下の点が異なる。
ＳＲモータ装置５００は、ブレーキ操作量θ’に応じてＳＲモータ３の回生制御を行うブレーキ連動回生制御と、アクセル操作量θ及びブレーキ操作量θ’に応じてＳＲモータ３の回生制御を行うアクセル・ブレーキ連動回生制御と、アクセル操作量θに応じてＳＲモータ３の回生制御を行うアクセル連動回生制御との３つの回生制御を有し、外部から入力される動作モード選択信号により３つの回生制御のうち１つの回生制御が選択され、選択された回生制御を行う。
【００８３】
図示するように、ＳＲモータ装置５００は、モータ制御装置１Ｄと、ＳＲモータ３と、バッテリ４と、モータ制御装置１ＤによるＰＷＭ制御によりバッテリ４の電力をＳＲモータ３に供給するパワー回路５と、ＳＲモータ３に流れる電流を検出する電流センサ９とを具備する。モータ制御装置１Ｄは、第３実施形態のモータ制御装置１Ｂに対して、上述のように回生制御を選択する点が異なり、制動信号生成部１９Ｂに替えて制動信号生成部１９Ｄを備え、回生モード判定部２２を新たに備える。なお、第１実施形態から第４実施形態のＳＲモータ装置１００〜４００と同じ構成については、同じ符号を付して園の説明を省略する。
【００８４】
回生モード判定部２２は、外部より入力される動作モード選択信号に応じて、ブレーキ連動回生制御、アクセル・ブレーキ連動回生制御、及び、アクセル連動回生制御のうち、いずれか１つの回生制御を選択し、選択した回生制御を示す信号を制動信号生成部１９Ｄに出力する。
制動信号生成部１９Ｄは、回生モード判定部２２によりブレーキ連動回生制御が選択されると、第１実施形態の制動信号生成部１９と同様に、図２（ｂ）に示したようにブレーキ操作量θ’に応じた回生電流指令値を算出してＰＷＭ制御部２１に出力する。
また、制動信号生成部１９Ｄは、回生モード判定部２２により、アクセル・ブレーキ連動回生制御が選択されると、第３実施形態の制動信号生成部１９Ｂと同様に、図１０に示したように、アクセル操作量θ及びブレーキ操作量θ’それぞれから回生電流指令値を算出し、算出した回生電流指令値の大きい方をＰＷＭ制御部２１に出力する。
また、制動信号生成部１９Ｄは、回生モード判定部２２により、アクセル連動回生制御が選択されると、第１実施形態の制動信号生成部１９がブレーキ操作量θ’に応じて回生電流指令値を算出するのと同様に、アクセルペダルの遊び領域におけるアクセル操作量θに応じて、回生電流指令値を算出し、算出した回生電流指令値をＰＷＭ制御部２１に出力する。
【００８５】
図１５は、同実施形態のモータ制御装置１Ｄの処理を示すフローチャートである。
図１５（ａ）は、モータ制御装置１Ｄにおいて、アクセル連動回生制御、ブレーキ連動回生制御、アクセル・ブレーキ連動回生制御、フリーラン制御、及び、駆動制御のうちいずれか１つの制御を選択する処理を示すフローチャートである。ここで、アクセル連動回生制御とは、アクセル操作量θのみに応じてＳＲモータ３の回生制御による制動トルクを選択する回生制御である。
まず、アクセル操作量検出部１１は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量θ）を検出し、検出した踏み込み量に応じたアクセル信号を動作モード判定部１３と、駆動信号生成部１７と、制動信号生成部１９Ｄとに出力し、ブレーキ操作量検出部１２は、運転者によるブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ操作量θ’）を検出し、検出した踏み込み量に応じたブレーキ信号を動作モード判定部１３と、制動信号生成部１９Ｄとに出力する（ステップＳ３０１）。
【００８６】
動作モード判定部１３は、アクセル操作量検出部１１が出力したアクセル信号により、アクセル操作量θが制動制御を選択するθ１（図２（ｄ））以下であるか否か、すなわち、θ１＜θ≦θ２を満たすか否かを判定する（ステップＳ３０２）。
アクセル操作量θがθ１以下でない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、動作モード判定部１３は、アクセル操作量θが、θ１より大きく、且つ、フリーラン制御を選択するθ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０９）。
アクセル操作量θがθ１＜θ≦θ２を満たす場合（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）、動作モード判定部１３は、ＳＲモータ３のフリーラン制御を選択し、フリーラン信号生成部１８にフリーラン信号を出力させる（ステップＳ３０８）。
一方、アクセル操作量θがθ１＜θ≦θ２を満たさない場合（ステップＳ３０９：Ｎｏ）、動作モード判定部１３は、ＳＲモータ３の駆動制御を選択し、駆動信号生成部１７に駆動電流指令値を出力させる（ステップＳ３１０）。
【００８７】
アクセル操作量θがθ１以下である場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、動作モード判定部１３は、ＳＲモータ３の回生制御を選択し、回生モード判定部２２にアクセル連動回生制御、ブレーキ連動回生制御、及び、アクセル・ブレーキ連動回生制御のいずれかを外部から入力された回生モード選択信号に応じて選択させる（ステップＳ３０３）。
回生モード選択信号によりアクセル連動回生制御が選択された場合（ステップＳ３０３：モード１）、回生モード判定部２２は、制動信号生成部１９Ｄにアクセル信号に応じた回生電流指令値を算出させてＰＷＭ制御部２１に出力させる（ステップＳ３０４）。
回生モード選択信号によりアクセル・ブレーキ連動回生制御が選択された場合（ステップＳ３０３：モード２）、回生モード判定部２２は、制動信号生成部１９Ｄにアクセル信号及びブレーキ信号に応じた回生電流指令値を算出させてＰＷＭ制御部２１に出力させる（ステップＳ３０５）。
【００８８】
回生モード選択信号によりブレーキ連動制御が選択された場合（ステップＳ３０３：モード３）、回生モード判定部２２は、ブレーキ操作量検出部１２が出力したブレーキ信号により、ブレーキ操作量θ’が図２（ｂ）に示したθ１’以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。
ブレーキ操作量θ’がθ１’以上である場合（ステップＳ３０６：ｙｅｓ）、回生モード判定部２２は、ブレーキ連動回生制御を選択し、制動信号生成部１９Ｄに回生電流指令値を算出させてＰＷＭ制御部２１に出力させる（ステップＳ３０７）。
一方、ブレーキ操作量θ’がθ１’以上でない場合’（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、回生モード判定部２２は、フリーラン制御を選択し、フリーラン信号生成部１８にフリーラン信号をＰＷＭ制御部２１に出力させる（ステップＳ３０８）。
【００８９】
図１５（ｂ）は、モータ制御装置１Ｄにおけるアクセル連動回生制御の処理を示すフローチャートである。
アクセル連動回生制御において、回転数検出部１５は、位置検出部１４が出力するロータ３１の回転角を示す信号の時間単位あたりの変化量を検出し、検出した変化量からロータ３１の回転数を算出して回生電流値範囲設定部１６に出力する（ステップＳ３２１）。
回生電流値範囲設定部１６の回生電流値選択部１６２は、外部より入力されるマップ選択信号により選択された制動トルクの上限値及び下限値に対応する回生電流指令マップを回生電流指令マップ部１６１から読み出し、読み出した回生電流指令マップそれぞれから回転数検出部１５から出力された回転数に対応する回生電流指令値を読み出して制動信号生成部１９Ｄに出力する（ステップＳ３２２）。
【００９０】
制動信号生成部１９Ｄは、回生電流値範囲設定部１６から出力された回生電流指令値の上限値及び下限値と、アクセル操作量検出部１１から出力されたアクセル信号とに応じて、回生電流指令値の下限値から上限値の間の回生電流指令値を算出し、算出した回生電流指令値をＰＷＭ制御部２１に出力する（ステップＳ３２３）。
ここで、制動信号生成部１９Ｄは、アクセル信号の示すアクセル操作量θが０＜θ≦θ２の範囲にある場合、アクセル操作量θの減少に応じて回生電流指令値の下限値から上限値の間の単調増加する回生電流指令値を算出する。
【００９１】
ＰＷＭ制御部２１の電流比較部２１２は、制動信号生成部１９Ｄから出力された回生電流指令値と、電流検出部２０から出力された電流値との差を算出してＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４に出力する。
ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１２から出力される電流値の差が０になるまで、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれを常にオンにする１００％のデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。通電タイミング出力部２１４は、位置検出部１４から出力されるロータ３１の回転角に応じて、ＦＥＴ５３、５５、５７それぞれをオンにし、ロータ３１の回転角より進角及び通電角を算出してＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部２１３から出力されたデューティ比と、通電タイミング出力部２１４から出力された進角及び通電角とに応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれをオンにして、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態を図４（ｄ）に示した供給モードにする（ステップＳ３２４）。
【００９２】
電流比較部２１２は、制動信号生成部１９Ｄから出力された回生電流指令値と、電流検出部から出力された電流値との差を算出し続けてＰＷＭデューティ算出部２１３と、通電タイミング出力部２１４とに出力し、また、ＳＲモータ３に流れる電流値が回生電流指令値に到達したか否かを判定する（ステップＳ３２５）。
電流比較部２１２から出力された電流値が、制動信号生成部１９Ｄから出力された回生電流指令値に達するまで（ステップＳ３２５：Ｎｏ）、ＰＷＭデューティ算出部２１３と通電タイミング出力部２１４とは、上述のステップＳ３２４を行う。
【００９３】
電流比較部２１２から出力された電流値が、制動信号生成部１９Ｄから出力された回生電流指令値に達すると（ステップＳ３２５：Ｙｅｓ）、ＰＷＭデューティ算出部２１３は、電流比較部２１２から出力された電流値の差と、ＳＲモータ３の特性値とに応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれをオンにするデューティ比を算出し、算出したデューティ比をＰＷＭ信号出力部２１５に出力する。更に、通電タイミング出力部２１４は、ＦＥＴ５３、５５、５７それぞれをオフにする。ＰＷＭ信号出力部２１５は、ＰＷＭデューティ算出部から出力されたデューティ比に応じて、ＦＥＴ５２、５４、５６それぞれのオンとオフとを切り替える。
これにより、ＳＲモータ３のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれの通電状態が、ＦＥＴ５２、５４、５６のオンとオフとの切り替え、すなわち、ＰＷＭ制御により、第２の還流モードと回生モードとになり、回生制御される（ステップＳ３２６）。
【００９４】
上述のように、モータ制御装置１Ｄは、アクセル操作量に応じて、ＳＲモータ３を惰性により回転させるフリーラン制御を選択することにより、電力を効率的に利用することができる。また、モータ制御装置１Ｄは、外部から入力する回生モード選択信号により、アクセル操作量θに応じてＳＲモータ３の回生制御を行うアクセル連動回生制御と、ブレーキ操作量θ’に応じてＳＲモータ３の回生制御を行うブレーキ連動回生制御と、アクセル操作量θ及びブレーキ操作量θ’に応じてＳＲモータ３の回生制御を行うアクセル・ブレーキ連動回生制御とから回生制御を選択することにより、電動カートを走行させる状況、例えば、スプリントレースなどに応じて回生制御の選択方法を変えることができ、電動カートの操作性を向上させることができる。
【００９５】
＜第６実施形態＞
図１６は、第６実施形態におけるＳＲモータ装置６００の構成を示す概略ブロック図である。図示するようにＳＲモータ装置６００は、第５実施形態のＳＲモータ装置５００（図１４）に対して、Ｈブリッジ回路により構成されたパワー回路５に替えて、８つのスイッチ素子により構成されたパワー回路７を備えた構成であり、モータ制御装置１Ｅと、ＳＲモータ３と、バッテリ４と、モータ制御装置１ＥによるＰＷＭ制御によりバッテリ４の電力をＳＲモータ３に供給するパワー回路７と、ＳＲモータ３に流れる電流を検出する電流センサ９とを具備する。
本実施形態のＳＲモータ装置６００は、第５実施形態のＳＲモータ装置５００（図１４）と比べ、モータ制御装置１Ｅがパワー回路７に対する制御信号を生成する構成が、第２実施形態のＳＲモータ装置２００と同様に異なり、他の構成は同じである。第１実施形態から第５実施形態のＳＲモータ装置１００〜５００と同じ構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９６】
上述のように構成することにより、モータ制御装置１Ｅは、８つのスイッチ素子により構成されたパワー回路７によりＳＲモータ３を駆動する構成においても、第５実施形態のモータ制御装置１Ｄと同様に、アクセル操作量に応じて、ＳＲモータ３を惰性により回転させるフリーラン制御を選択することにより、電力を効率的に利用することができる。また、モータ制御装置１Ｄは、外部から入力する回生モード選択信号により、アクセル操作量θに応じてＳＲモータ３の回生制御を行うアクセル連動回生制御と、ブレーキ操作量θ’に応じてＳＲモータ３の回生制御を行うブレーキ連動回生制御と、アクセル操作量θ及びブレーキ操作量θ’に応じてＳＲモータ３の回生制御を行うアクセル・ブレーキ連動回生制御とから回生制御を選択することにより、電動カートを走行させる状況、例えば、スプリントレースなどに応じて回生制御の選択方法を変えることができ、電動カートの操作性を向上させることができる。
【００９７】
上述の第１実施形態から第６実施形態におけるモータ制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
駆動信号と制動信号とを入力する装置、例えば、ペダルなどによって、ＳＲモータの駆動動作と回生動作とを切り替えることが不可欠な用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００９９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ…モータ制御装置
３…ＳＲモータ
４…バッテリ
５、７…パワー回路
９…電流センサ
１１…アクセル操作量検出部、１２…ブレーキ操作量検出部、１３…動作モード判定部
１４…位置検出部、１５…回転数検出部、１６…回生電流値範囲設定部
１７…駆動信号生成部、１８…フリーラン信号生成部
１９、１９Ｂ、１９Ｄ…制動信号生成部
２０…電流検出部
２１、２１Ａ…ＰＷＭ制御部
２１１、２１２…電流比較部、２１３…ＰＷＭデューティ算出部
２１４、２１４Ａ…通電タイミング出力部
２１５、２１５Ａ…ＰＷＭ信号出力部
２２…回生モード判定部
３１…ロータ、３２…ステータ、３３…レゾルバ
５１…コンデンサ、５２、５３、５４、５５、５６、５７…ＦＥＴ
５８、５９、６０、６１、６２、６３…ダイオード
７１…コンデンサ、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９…ＦＥＴ
８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７…ダイオード
１００、２００、３００、４００、５００、６００…ＳＲモータ装置
Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ…コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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