(57)【要約】  実施形態の電動車両制御装置１は、電動車両１００の車輪８を回転させるモータ３の回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信する受付部１１と、受付部１１が直近の信号を受信してから直近信号間隔Δｔだけ時間が経過しても、新たな信号を受信しない場合、直近信号間隔Δｔを経過してからの超過時間ｔｏに基づいてモータ３の瞬時回転速度を算出する算出部１２と、算出部１２が算出した瞬時回転速度に基づいてモータ３を駆動する駆動部１３と、を備える。
2019049343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信する受付部と、
前記受付部が直近の第１の信号を受信してから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過しても、新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出する算出部と、
前記算出部が算出した瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする電動車両制御装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記超過時間および前記直近信号間隔に基づいて前記モータの瞬時回転速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項３】
前記算出部は、式（１）および式（２）により前記瞬時回転速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の電動車両制御装置。
ｎ  ＝  ６００００／（Ｔ×Ｎｐ）        ・・・（１）
Ｔ  ＝  Δｔ  ＋  ｔｏ           ・・・（２）
ここで、ｎは前記瞬時回転速度［ｒｐｍ］であり、Ｔは前記モータが一回転する時間［ｍＳｅｃ］であり、Ｎｐは前記モータが一回転する間に出力されるパルス数を示す値であり、Δｔは前記直近信号間隔であり、ｔｏは前記超過時間である。
【請求項４】
前記モータが一回転する時間Ｔの指数は１よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の電動車両制御装置。
【請求項５】
前記第１の信号は、前記モータの第１の相に対応付けて設けられた第１のアングルセンサから出力された信号であり、前記第２の信号は、前記モータの、前記第１の相と異なる第２の相に対応付けて設けられた第２のアングルセンサから出力された信号であることを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記受付部が前記第１の信号を受信した後、新たな信号を受信した場合、前記新たな信号と前記第１の信号との間の間隔に基づいて前記モータの瞬時回転速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項７】
前記駆動部は、前記電動車両のユーザによるアクセル操作量が急上昇した場合、所定の保護期間の間、前記急上昇したアクセル操作量に対応する第１のデューティ比よりも低い第２のデューティ比を用いて前記モータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項８】
前記保護期間は、前記モータの回転速度が所定の値に達するのに要する時間であることを特徴とする請求項７に記載の電動車両制御装置。
【請求項９】
前記駆動部は、前記保護期間が経過すると、前記第２のデューティ比から前記第１のデューティ比に向けて徐々に上昇するデューティ比を用いて前記モータを駆動することを特徴とする請求項７に記載の電動車両制御装置。
【請求項１０】
前記デューティ比は、段階的に、または滑らかに上昇することを特徴とする請求項９に記載の電動車両制御装置。
【請求項１１】
前記受付部が受信する前記信号は、前記モータに設けられたアングルセンサから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジであることを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の電動車両制御装置を備えることを特徴とする電動車両。
【請求項１３】
前記車輪と前記モータがクラッチを介さずに機械的に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の電動車両。
【請求項１４】
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信するステップと、
直近の第１の信号が受信されてから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過しても、新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出するステップと、
前記算出された瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動するステップと、
を備えることを特徴とする電動車両制御方法。
【請求項１５】
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信するステップと、
直近の第１の信号が受信されてから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過しても、新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出するステップと、
前記算出された瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする電動車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両制御装置、電動車両制御方法、電動車両制御プログラムおよび電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを動力源とした電動二輪車（二輪ＥＶ）等の電動車両が知られている（特許文献１参照）。従来の電動二輪車では、モータと車輪との間にクラッチが設けられており、例えば急停車する場合、クラッチが解除され、モータは車輪から切り離されるため、急停車に伴う大きな負荷がモータに加わることは回避されていた。【０００３】
なお、特許文献２には、電動車両がスリップを起こした場合にモータの過電流を抑制するとともにトルクの減少を抑制することを目的としたモータ制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２４８９７１号公報
【特許文献２】特開２０１３−０５９１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電動車両ではギヤ固定の場合でも低回転域から高回転域にわたって所要のトルクを得ることが可能である。このため、クラッチを設けない電動車両（以下、単に「クラッチレス電動車両」ともいう。）が検討されている。【０００６】
クラッチレス電動車両の場合、モータは、従来の電動車両ではクラッチにより遮断されていた車輪からの外力を直接受けることになる。このため、ユーザ（運転者）が急ブレーキをかけた場合、車輪から受ける外力によってモータは急停止し、ロック状態となる。【０００７】
電動車両に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等の制御装置は、センサが計測した車輪の回転速度の値を情報処理（例えば平均化処理）し、それによって得られた値を用いてモータの制御を行う。このため、回転速度が計測されてから制御に用いられるまでに遅れが存在する。【０００８】
電動車両が急減速（急停止を含む。以下同じ。）した場合は、センサからの信号を受信しなくなる。このため、制御装置は所定の時間が経過した場合にはじめて、車両が停止状態にあると判断する。したがって、モータ（車輪）が実際には止まっているにもかかわらず、制御装置がモータの制御に用いる回転速度が０ではない状態が発生する。この状態では、制御装置が実際と異なる回転速度を用いてモータ制御を行う結果、モータに過電流が流れるおそれがある。【０００９】
また、電動車両が急加速（停止時状態からの急発進を含む。以下同じ。）する場合についても、ユーザが要求するトルクをモータに発生させるために、現状の回転速度に比べて過大な電圧がモータに印加される結果、過電流が流れるおそれがある。【００１０】
そこで、本発明は、クラッチレスの電動車両においてモータに過電流が流れることを防止することができる電動車両制御装置、電動車両制御方法、電動車両制御プログラムおよび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】
【００１１】
本発明に係る電動車両制御装置は、
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信する受付部と、
前記受付部が直近の第１の信号を受信してから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過しても、新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出する算出部と、
前記算出部が算出した瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする。【００１２】
また、前記電動車両制御装置において、
前記算出部は、前記超過時間および前記直近信号間隔に基づいて前記モータの瞬時回転速度を算出するようにしてもよい。【００１３】
また、前記電動車両制御装置において、
前記算出部は、式（１）および式（２）により前記瞬時回転速度を算出するようにしてもよい。
ｎ  ＝  ６００００／（Ｔ×Ｎｐ）        ・・・（１）
Ｔ  ＝  Δｔ  ＋  ｔｏ           ・・・（２）
ここで、ｎは前記瞬時回転速度［ｒｐｍ］であり、Ｔは前記モータが一回転する時間［ｍＳｅｃ］であり、Ｎｐは前記モータが一回転する間に出力されるパルス数を示す値であり、Δｔは前記直近信号間隔であり、ｔｏは前記超過時間である。【００１４】
また、前記電動車両制御装置において、
前記モータが一回転する時間Ｔの指数は１よりも大きいようにしてもよい。【００１５】
また、前記電動車両制御装置において、
前記第１の信号は、前記モータの第１の相に対応付けて設けられた第１のアングルセンサから出力された信号であり、前記第２の信号は、前記モータの、前記第１の相と異なる第２の相に対応付けて設けられた第２のアングルセンサから出力された信号であるようにしてもよい。【００１６】
また、前記電動車両制御装置において、
前記算出部は、前記受付部が前記第１の信号を受信した後、新たな信号を受信した場合、前記新たな信号と前記第１の信号との間の間隔に基づいて前記モータの瞬時回転速度を算出するようにしてもよい。【００１７】
また、前記電動車両制御装置において、
前記駆動部は、前記電動車両のユーザによるアクセル操作量が急上昇した場合、所定の保護期間の間、前記急上昇したアクセル操作量に対応する第１のデューティ比よりも低い第２のデューティ比を用いて前記モータを駆動するようにしてもよい。【００１８】
また、前記電動車両制御装置において、
前記保護期間は、前記モータの回転速度が所定の値に達するのに要する時間であるようにしてもよい。【００１９】
また、前記電動車両制御装置において、
前記駆動部は、前記保護期間が経過すると、前記第２のデューティ比から前記第１のデューティ比に向けて徐々に上昇するデューティ比を用いて前記モータを駆動するようにしてもよい。【００２０】
また、前記電動車両制御装置において、
前記デューティ比は、段階的に、または滑らかに上昇するようにしてもよい。【００２１】
また、前記電動車両制御装置において、
前記受付部が受信する前記信号は、前記モータに設けられたアングルセンサから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジであるようにしてもよい。【００２２】
本発明に係る電動車両は、本発明に係る電動車両制御装置を備えることを特徴とする。【００２３】
また、前記電動車両において、
前記車輪と前記モータがクラッチを介さずに機械的に接続されていてもよい。【００２４】
本発明に係る電動車両制御方法は、
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信するステップと、
直近の第１の信号が受信されてから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過しても、新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出するステップと、
前記算出された瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動するステップと、
を備えることを特徴とする。【００２５】
本発明に係る電動車両制御プログラムは、
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信するステップと、
直近の第１の信号が受信されてから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過しても、新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出するステップと、
前記算出された瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、算出部は、受付部が直近の信号を受信してから直近信号間隔だけ時間が経過しても新たな信号を受信しない場合、直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいて電動車両のモータの瞬時回転速度を算出する。そして、駆動部は、算出部が算出した瞬時回転速度に基づいてモータを駆動する。これにより、本発明によれば、クラッチレスの電動車両においてモータに過電流が流れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る電動車両１００の概略的構成を示す図である。
【図２】電力変換部３０およびモータ３の概略的構成を示す図である。
【図３】モータ３のロータに設けられた磁石、およびアングルセンサ４を示す図である。
【図４】ロータアングルと、アングルセンサの出力との関係を示す図である。
【図５】電動車両制御装置１の制御部１０の機能ブロック図である。
【図６】第１の実施形態における回転速度および回転周期の変化を説明するためのグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る電動車両制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】モータ制御に用いられるＰＷＭ信号のデューティ比の時間変化を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る電動車両制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、実施形態に係る電動車両１００について説明する。
【００３０】
電動車両１００は、バッテリから供給される電力を用いてモータを駆動することで前進または後退する車両である。本実施形態では、電動車両１００は、電動バイク等の電動二輪車である。より詳しくは、電動車両１００は、モータと車輪がクラッチを介さずに機械的に接続されたクラッチレスの電動二輪車である。なお、本発明に係る電動車両は、これに限定されるものではなく、例えば四輪の車両であってもよい。
【００３１】
電動車両１００は、図１に示すように、電動車両制御装置１と、バッテリ２と、モータ３と、アングルセンサ４と、アクセルポジションセンサ５と、アシストスイッチ６と、メータ７と、車輪８と、を備えている。
【００３２】
以下、電動車両１００の各構成要素について詳しく説明する。
【００３３】
電動車両制御装置１は、電動車両１００を制御する装置であり、制御部１０と、記憶部２０と、電力変換部３０とを有している。なお、電動車両制御装置１は、電動車両１００全体を統御するＥＣＵとして構成されてもよい。次に、電動車両制御装置１の各構成要素について詳しく説明する。
【００３４】
制御部１０は、電動車両制御装置１に接続された各種装置から情報を入力する。具体的には、制御部１０は、バッテリ２のＢＭＵ、アングルセンサ４、アクセルポジションセンサ５、アシストスイッチ６から出力される各種信号を受信する。制御部１０は、メータ７に表示する信号を出力する。また、制御部１０は、電力変換部３０を介してモータ３を駆動制御する。制御部１０の詳細については後述する。
【００３５】
記憶部２０は、制御部１０が用いる情報や、制御部１０が動作するためのプログラムを記憶する。この記憶部２０は、例えば不揮発性の半導体メモリであるが、これに限定されない。
【００３６】
電力変換部３０は、バッテリ２の直流電力を交流電力に変換してモータ３に供給する。この電力変換部３０は、図２に示すように、３相のフルブリッジ回路で構成されている。半導体スイッチＱ１，Ｑ３，Ｑ５はハイサイドスイッチであり、半導体スイッチＱ２，Ｑ４，Ｑ６はローサイドスイッチである。半導体スイッチＱ１〜Ｑ６の制御端子は、制御部１０に電気的に接続されている。電源端子３０ａと電源端子３０ｂとの間には平滑コンデンサＣが設けられている。半導体スイッチＱ１〜Ｑ６は、例えばＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴ等である。
【００３７】
半導体スイッチＱ１は、図２に示すように、バッテリ２の正極が接続された電源端子３０ａと、モータ３の入力端子３ａとの間に接続されている。同様に、半導体スイッチＱ３は、電源端子３０ａと、モータ３の入力端子３ｂとの間に接続されている。半導体スイッチＱ５は、電源端子３０ａと、モータ３の入力端子３ｃとの間に接続されている。
【００３８】
半導体スイッチＱ２は、モータ３の入力端子３ａと、バッテリ２の負極が接続された電源端子３０ｂとの間に接続されている。同様に、半導体スイッチＱ４は、モータ３の入力端子３ｂと、電源端子３０ｂとの間に接続されている。半導体スイッチＱ６は、モータ３の入力端子３ｃと、電源端子３０ｂとの間に接続されている。なお、入力端子３ａはＵ相の入力端子であり、入力端子３ｂはＶ相の入力端子であり、入力端子３ｃはＷ相の入力端子である。
【００３９】
バッテリ２は、電動車両１００の車輪８を回転させるモータ３に電力を供給する。より詳しくは、バッテリ２は、電力変換部３０に直流電力を供給する。このバッテリ２は、バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）を含む。バッテリ管理ユニットは、バッテリ２の電圧やバッテリ２の状態（充電率等）に関する情報を制御部１０に送信する。
【００４０】
なお、バッテリ２の数は一つに限らず、複数であってもよい。バッテリ２は、例えばリチウムイオン電池であるが、他の種類のバッテリであってもよい。バッテリ２は、異なる種類（例えば、リチウムイオン電池と鉛電池）のバッテリから構成されてもよい。
【００４１】
モータ３は、電力変換部３０から供給される交流電力により駆動される三相交流モータである。このモータ３は、車輪８に機械的に接続されており、所望の方向に車輪８を回転させる。本実施形態では、モータ３は、クラッチを介さずに車輪８に機械的に接続されている。なお、モータ３の種類は特に限定されない。
【００４２】
アングルセンサ４は、モータ３のロータの回転角度を検出するセンサである。図３に示すように、モータ３のロータの周面には、Ｎ極とＳ極の磁石（センサマグネット）が交互に取り付けられている。アングルセンサ４は、例えばホール素子により構成されており、モータ３の回転に伴う磁場の変化を検出する。なお、磁石は、フライホイール（図示せず）の内側に設けられてもよい。
【００４３】
図３に示すように、アングルセンサ４は、Ｕ相アングルセンサ４ｕと、Ｖ相アングルセンサ４ｖと、Ｗ相アングルセンサ４ｗとを有している。本実施形態では、Ｕ相アングルセンサ４ｕとＶ相アングルセンサ４ｖとはモータ３のロータに対して３０°の角度をなすように配置されている。同様に、Ｖ相アングルセンサ４ｖとＷ相アングルセンサ４ｗとはモータ３のロータに対して３０°の角度をなすように配置されている。
【００４４】
図４に示すように、Ｕ相アングルセンサ４ｕ、Ｖ相アングルセンサ４ｖおよびＷ相アングルセンサ４ｗは、ロータアングル（角度位置）に応じた位相のパルス信号を出力する。連続する２つのパルス信号の立ち上がりエッジ（もしくは立ち下がりエッジ）間の間隔は、モータ３（車輪８）の回転速度が高いほど狭くなる。
【００４５】
また、図４に示すように、所定のロータアングルごとに、ロータステージを示す番号（ロータステージ番号）が割り振られている。ロータステージはモータ３のロータの角度位置を示しており、本実施形態では、電気角で６０°ごとにロータステージ番号１，２，３，４，５，６が割り振られている。ロータステージは、Ｕ相アングルセンサ４ｕ、Ｖ相アングルセンサ４ｖおよびＷ相アングルセンサ４ｗの出力信号のレベル（ＨレベルまたはＬレベル）の組合せにより定義されている。例えば、ロータステージ番号１は（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）＝（Ｈ，Ｌ，Ｈ）であり、ロータステージ番号２は（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）＝（Ｈ，Ｌ，Ｌ）である。
【００４６】
アクセルポジションセンサ５は、ユーザのアクセル操作により設定されたアクセル操作量を検知し、電気信号として制御部１０に送信する。ユーザが加速したい場合にアクセル操作量は大きくなり、ユーザが減速したい場合にアクセル操作量は小さくなる。すなわち、アクセル操作量は、内燃機関を駆動源とした車両におけるスロットル開度に相当する。
【００４７】
アシストスイッチ６は、ユーザが電動車両１００のアシストを要求する際に操作されるスイッチである。アシストスイッチ６は、ユーザにより操作されると、アシスト要求信号を制御部１０に送信する。このアシスト要求信号は、本実施形態では、ユーザがアシストスイッチ６を押下している間（すなわち、ユーザがアシストを希望する間）、アシストスイッチ６から出力される。
【００４８】
メータ（表示部）７は、電動車両１００に設けられたディスプレイ（例えば液晶パネル）であり、各種情報を表示する。具体的には、電動車両１００の走行速度、バッテリ２の残量、現在時刻、走行距離などの情報がメータ７に表示される。本実施形態では、メータ７は、電動二輪車のハンドル（図示せず）に設けられる。
【００４９】
次に、電動車両制御装置１の制御部１０について詳しく説明する。
【００５０】
図５に示すように、制御部１０は、モータ３の回転速度に応じた信号を受信する受付部１１と、モータ３の瞬時回転速度を算出する算出部１２と、モータ３を駆動する駆動部１３と、所定時間（直近信号間隔）が経過したか否かを判定する判定部１４と、を有している。なお、制御部１０の各部における処理は、ソフトウェア（プログラム）により実現することが可能である。
【００５１】
受付部１１は、モータ３の回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信する。より詳しくは、受付部１１は、Ｕ相アングルセンサ４ｕ、Ｖ相アングルセンサ４ｖおよびＷ相アングルセンサ４ｗのうち少なくともいずれか一つ以上のセンサから出力された信号を受信する。本実施形態では、受付部１１は、Ｕ相アングルセンサ４ｕから出力されるパルス信号の立ち上がりエッジを受信する。なお、受付部１１は、パルス信号の立ち下がりエッジを受信してもよい。
【００５２】
判定部１４は、直近の信号（第１の信号）を受信してから直近信号間隔だけ時間が経過したか否かを判定する。ここで、「直近信号間隔」とは、直近に受信した第１の信号と、当該第１の信号の一つ前に受信した第２の信号との間の間隔のことである。図６の例で言えば、立ち上がりエッジＥ３（第２の信号に相当する。）を受信した時刻ｔ３と、立ち上がりエッジＥ４（第１の信号に相当する。）を受信した時刻ｔ４との間の間隔Δｔが直近信号間隔である。なお、立ち上がりエッジＥ２は、立ち上がりエッジＥ３の一つ前に受信した信号であり、立ち上がりエッジＥ１は、立ち上がりエッジＥ２の一つ前に受信した信号である。
【００５３】
判定部１４は、単一のアングルセンサから到来する信号のみに基づいて直近信号間隔の時間が経過したかどうかを判定する。例えば、判定部１４は、Ｕ相アングルセンサ４ｕから出力されるパルス信号（立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ）のみを監視する。この場合、直近信号間隔は、モータ３が一回転した時間に相当する。
【００５４】
なお、判定部１４は、複数のアングルセンサから到来する信号に基づいて直近信号間隔の時間が経過したかどうかを判定してもよい。例えば、判定部１４は、Ｕ相アングルセンサ４ｕとＶ相アングルセンサ４ｖから出力されるパルス信号（立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ）を監視する。この場合、第１の信号は、モータ３の第１の相に対応付けて設けられたＶ相アングルセンサ４ｖ（第１のアングルセンサ）から出力された信号であり、第２の信号は、モータ３の、第１の相と異なる第２の相に対応付けて設けられたＵ相アングルセンサ４ｕ（第２のアングルセンサ）から出力された信号である。第１の相がＶ相であり、第２の相がＵ相である場合、第１の信号と第２の信号の間隔は、モータ３が１／３回転（１２０°回転）した時間に相当する。このため、後述の式（２）のΔｔの値として、例えば当該間隔を３倍した値を用いる。
【００５５】
図６において、時刻ｔ５は時刻ｔ４から直近信号間隔が経過した時刻である（すなわち、ｔ５＝ｔ４＋Δｔ）。また、時刻ｔｓは電動車両１００が急停止した時刻である。なお、時刻ｔｓは電動車両１００が急減速し始めた時刻であってもよい。
【００５６】
算出部１２は、判定部１４の判定結果に基づいて、モータ３の瞬時回転速度を算出する。より詳しくは、算出部１２は、直近の信号を受信してから直近信号間隔だけ時間が経過しても、受付部１１が新たな信号を受信しない場合、直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいてモータ３の瞬時回転速度を算出する。超過時間は、図６において時間ｔｏで示される時間である。算出部１２は、超過時間が大きくなるにつれて小さくなる瞬時回転速度を算出する。
【００５７】
本実施形態では、算出部１２は、超過時間ｔｏおよび直近信号間隔Δｔに基づいてモータ３の瞬時回転速度を算出する。例えば、算出部１２は、式（
ｎ  ＝  ６００００／（Ｔ×Ｎｐ）        ・・・（１）
Ｔ  ＝  Δｔ  ＋  ｔｏ           ・・・（２）
ここで、ｎは瞬時回転速度［ｒｐｍ］であり、Ｔはモータ３が一回転する時間［ｍＳｅｃ］であり、Ｎｐはモータ３が一回転する間に出力されるパルス数を示す値であり、Δｔは直近信号間隔であり、ｔｏは超過時間である。Ｎｐはモータ３の極数に関連した値である。
【００５８】
式（１）および式（２）から分かるように、算出部１２により算出される瞬時回転速度は、超過時間が大きくなるにつれて小さくなる。すなわち、電動車両１００の急停止等により受付部１１が新たな信号を受信せず直近信号間隔が経過すると、図６に示すように、瞬時回転速度は超過時間に反比例して急速に減少する。
【００５９】
なお、瞬時回転速度の減少速度を上げるために、式（１）の時間Ｔの指数を１よりも大きくしてもよい。この場合、式（１）は式（３）のようになる。
ｎ  ＝  ６００００／（Ｔα×Ｎｐ）      ・・・（３）
ここで、αは１より大きい数である。
【００６０】
また、式（２）において、直近信号間隔Δｔに代えて所定の基準時間を用いてもよい。この場合、式（２）は式（４）のようになる。
Ｔ  ＝  Ｔｃ  ＋  ｔｏ           ・・・（４）
ここで、Ｔｃは基準時間である。
【００６１】
基準時間として、例えば、信号間隔の平均値を用いてもよい。平均をとる時間の数は、直近信号間隔から所定数である。図６の例で言えば、所定数が３の場合、時間（ｔ２−ｔ１）、時間（ｔ３−ｔ２）および時間（ｔ４−ｔ３：直近信号間隔）の平均時間を基準時間とする。
【００６２】
また、算出部１２は、受付部１１が第１の信号を受信した後、新たな信号を受信した場合、当該新たな信号と第１の信号との間の間隔に基づいてモータ３の瞬時回転速度を算出する。例えば、図６の場合において、時刻ｔ５に受付部１１が立ち上がりエッジを受信した場合、算出部１２は、式（１）においてＴを（ｔ５−ｔ４）として瞬時回転速度を算出する。
【００６３】
駆動部１３は、電力変換部３０の半導体スイッチＱ１〜Ｑ６に制御信号を送信する。より詳しくは、駆動部１３は、目標トルクに基づいて算出された通電タイミングとデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成し、半導体スイッチＱ１〜Ｑ６に出力する。これにより、モータ３は目標トルクを発生するように駆動される。この駆動部１３は、算出部１２が算出した瞬時回転速度に基づいてモータ３を駆動する。例えば、駆動部１３は、算出された瞬時回転速度が低い場合には、電力変換部３０からモータ３に供給される電流が小さくなるように電力変換部３０を制御する。
【００６４】
上記のように、第１の実施形態に係る電動車両制御装置１では、算出部１２が、直近の信号が受信されてから直近信号間隔だけ時間が経過しても新たな信号を受信しない場合、直近信号間隔を経過してからの超過時間に基づいてモータ３の瞬時回転速度を算出する。そして、駆動部１３は、算出部１２が算出した瞬時回転速度に基づいてモータ３を駆動する。このようにすることで、モータ３の制御に用いる回転速度と、モータ３の実際の回転速度が短時間で一致するようになり、モータ３に過電流が流れることを防止できる。
【００６５】
＜電動車両制御方法＞
次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態に係る電動車両制御方法の一例について説明する。
【００６６】
まず、受付部１１は、モータ３の回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１１）。本実施形態では、受付部１１は、アングルセンサ４から出力されるパルス信号の立ち上がりエッジを受信する。
【００６７】
信号を受信した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、算出部１２は、ステップＳ１１において受信した信号と、その一つ前に受信した信号との間の間隔に基づいて瞬時回転数を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、算出部１２は、式（１）においてＴをΔｔとして（換言すれば、式（２）においてｔｏを０として）瞬時回転速度を算出する。そして、駆動部１３は、算出部１２が算出した瞬時回転速度に基づいてモータ３を駆動する（ステップＳ１３）。
【００６８】
一方、信号を受信していない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、判定部１４は、直近の信号を受信してから直近信号間隔が経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。直近信号間隔を経過したと判定された場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、算出部１２は、超過時間および直近信号間隔に基づいて瞬時回転数を算出する（ステップＳ１５）。例えば、算出部１２は、前述の式（１）および式（２）により瞬時回転速度を算出する。その後、駆動部１３は、算出部１２が算出した瞬時回転速度に基づいてモータ３を駆動する（ステップＳ１３）。なお、直近信号間隔を経過していないと判定された場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。
【００６９】
上記の第１の実施形態に係る電動車両制御方法によれば、電動車両１００が急減速した場合（急停止した場合を含む。）において、モータ３の制御に用いる回転速度と、モータ３の実際の回転速度が短時間で一致するようになり、モータ３に過電流が流れることを防止できる。
【００７０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、電動車両が急加速した場合（急発進した場合を含む。）にモータに過電流が流れることを防止するための実施形態である。以下、第１の実施形態との相違点を中心に、第２の実施形態について説明する。
【００７１】
電動車両１００および電動車両制御装置１の概略的構成は第１の実施形態と同様であるので、相違点に係る構成要素について説明する。
【００７２】
受付部１１は、アクセルポジションセンサ５から出力された信号を受信する。この信号は、ユーザにより設定されたアクセル操作量を示す。
【００７３】
判定部１４は、受付部１１がアクセルポジションセンサ５から受信した信号に基づいて、アクセル操作量が急上昇したか否かを判定する。より詳しくは、判定部１４は、アクセル操作量が所定時間の間に判定閾値よりも大きく上昇した場合に、アクセル操作量が急上昇したと判定する。
【００７４】
駆動部１３は、アクセル操作量が急上昇した場合、所定の保護期間の間、急上昇したアクセル操作量に対応する第１のデューティ比よりも低い第２のデューティ比を用いてモータ３を駆動する。これにより、電動車両１００が急加速した場合において、モータ３に過電流が流れることを防止できる。なお、保護期間は、例えば、モータ３の回転速度が所定の値に達するのに要する時間である。
【００７５】
駆動部１３は、保護期間が経過すると、抑制された第２のデューティ比から、アクセル操作量に対応する第１のデューティ比に向けて徐々に上昇するデューティ比を用いてモータ３を駆動する。例えば、デューティ比は、図８に示すように、段階的に移行する。図８では、Ｄｃが第１のデューティ比を示し、Ｄｓが第２のデューティ比を示している。なお、デューティ比は滑らかに移行してもよい。
【００７６】
上記のように、第２の実施形態に係る電動車両制御装置１では、駆動部１３は、アクセル操作量が急上昇した場合、所定の保護期間の間、抑制された第２のデューティ比を用いてモータ３を駆動し、保護期間が経過すると、アクセル操作量に対応する第１のデューティ比に向けて徐々に上昇するデューティ比を用いてモータ３を駆動する。これにより、第２の実施形態によれば、電動車両１００が急加速した場合にモータ３に過電流が流れることを防止できる。さらに、クラッチレス電動車両において、停止状態からスムーズな発進を行うことができる。
【００７７】
＜電動車両制御方法＞
次に、図９のフローチャートを参照して、第２の実施形態に係る電動車両制御方法の一例について説明する。
【００７８】
まず、判定部１４は、アクセル操作量が急上昇したか否かを判定する（ステップＳ２１）。そして、アクセル操作量が急上昇したと判定された場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、駆動部１３は、保護期間内であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。保護期間内であると判定された場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、駆動部１３は、急上昇したアクセル操作量に対応する第１のデューティ比よりも低い第２のデューティ比を用いてモータを駆動する（ステップＳ２３）。一方、保護期間を経過したと判定された場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、駆動部１３は、第２のデューティ比から第１のデューティ比に向けて徐々に上昇するデューティ比を用いてモータを制御する（ステップＳ２４）。
【００７９】
上記の第２の実施形態に係る電動車両制御方法によれば、電動車両１００が急加速した場合において、モータ３に過電流が流れることを防止できる。さらに、クラッチレス電動車両において、停止状態からスムーズな発進を行うことができる。
【００８０】
上述した実施形態で説明した電動車両制御装置１（制御部１０）の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、制御部１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【００８１】
また、制御部１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【００８２】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１  電動車両制御装置
２  バッテリ
３  モータ
４  アングルセンサ
４ｕ  Ｕ相アングルセンサ
４ｖ  Ｖ相アングルセンサ
４ｗ  Ｗ相アングルセンサ
５  アクセルポジションセンサ
６  アシストスイッチ
７  メータ
８  車輪
１０  制御部
１１  受付部
１２  算出部
１３  駆動部
２０  記憶部
３０  電力変換部
１００  電動車両
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４  立ち上がりエッジ
【図１】
2019049343.tif 000003
【図２】
2019049343.tif 000004
【図３】
2019049343.tif 000005
【図４】
2019049343.tif 000006
【図５】
2019049343.tif 000007
【図６】
2019049343.tif 000008
【図７】
2019049343.tif 000009
【図８】
2019049343.tif 000010
【図９】
2019049343.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月14日(2018.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信する受付部と、
前記受付部が直近の第１の信号を受信してから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過する前に新たな信号を受信する場合、前記新たな信号と前記第１の信号との間の時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出し、前記受付部が前記第１の信号を受信してから前記直近信号間隔だけ時間が経過しても新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してから現在時刻までの超過時間に基づいて前記瞬時回転速度を算出する算出部と、
前記算出部が算出した瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動する駆動部と、
を備えることを特徴とする電動車両制御装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記超過時間および前記直近信号間隔に基づいて前記モータの瞬時回転速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項３】
前記算出部は、式（１）および式（２）により前記瞬時回転速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の電動車両制御装置。
ｎ  ＝  ６００００／（Ｔ×Ｎｐ）      ・・・（１）
Ｔ  ＝  Δｔ  ＋  ｔｏ      ・・・（２）
ここで、ｎは前記瞬時回転速度［ｒｐｍ］であり、Ｔは前記モータが一回転する時間［ｍＳｅｃ］であり、Ｎｐは前記モータが一回転する間に出力されるパルス数を示す値であり、Δｔは前記直近信号間隔であり、ｔｏは前記超過時間である。
【請求項４】
前記モータが一回転する時間Ｔの指数は１よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の電動車両制御装置。
【請求項５】
前記第１の信号は、前記モータの第１の相に対応付けて設けられた第１のアングルセンサから出力された信号であり、前記第２の信号は、前記モータの、前記第１の相と異なる第２の相に対応付けて設けられた第２のアングルセンサから出力された信号であることを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記受付部が前記第１の信号を受信した後、新たな信号を受信した場合、前記新たな信号と前記第１の信号との間の間隔に基づいて前記モータの瞬時回転速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項７】
前記駆動部は、前記電動車両のユーザによるアクセル操作量が急上昇した場合、所定の保護期間の間、前記急上昇したアクセル操作量に対応する第１のデューティ比よりも低い第２のデューティ比を用いて前記モータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項８】
前記保護期間は、前記モータの回転速度が所定の値に達するのに要する時間であることを特徴とする請求項７に記載の電動車両制御装置。
【請求項９】
前記駆動部は、前記保護期間が経過すると、前記第２のデューティ比から前記第１のデューティ比に向けて徐々に上昇するデューティ比を用いて前記モータを駆動することを特徴とする請求項７に記載の電動車両制御装置。
【請求項１０】
前記デューティ比は、段階的に、または滑らかに上昇することを特徴とする請求項９に記載の電動車両制御装置。
【請求項１１】
前記受付部が受信する前記信号は、前記モータに設けられたアングルセンサから出力されたパルス信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジであることを特徴とする請求項１に記載の電動車両制御装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の電動車両制御装置を備えることを特徴とする電動車両。
【請求項１３】
前記車輪と前記モータがクラッチを介さずに機械的に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の電動車両。
【請求項１４】
電動車両の車輪を回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を受信するステップと、
直近の第１の信号が受信されてから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過する前に新たな信号を受信する場合、前記新たな信号と前記第１の信号との間の時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出し、前記第１の信号を受信してから前記直近信号間隔だけ時間が経過しても新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してから現在時刻までの超過時間に基づいて前記瞬時回転速度を算出するステップと、
前記算出された瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動するステップと、
を備えることを特徴とする電動車両制御方法。
【請求項１５】
電動車両の車輪を、回転させるモータの回転速度に応じた間隔で到来する信号を信するステップと、
直近の第１の信号が受信されてから、前記第１の信号と当該第１の信号の一つ前の第２の信号との間の間隔である直近信号間隔だけ時間が経過する前に新たな信号を受信する場合、前記新たな信号と前記第１の信号との間の時間に基づいて前記電動車両のモータの瞬時回転速度を算出し、前記第１の信号を受信してから前記直近信号間隔だけ時間が経過しても新たな信号を受信しない場合、前記直近信号間隔を経過してから現在時刻までの超過時間に基づいて前記瞬時回転速度を算出するステップと、
前記算出された瞬時回転速度に基づいて前記モータを駆動するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする電動車両制御プログラム。
【国際調査報告】
2019049343.tif 000012
2019049343.tif 000013