(57)【要約】【課題】回生抵抗に回生電流を流す時間を減少させて、長い下り坂などでも、走行を中断させることを低減させ、連続走行時間を拡大させることを課題とする。【解決手段】モータと、モータを駆動するための駆動信号を生成しモータに出力するモータ駆動部と、回生動作時に発生する回生電力を消費する回生抵抗と、モータ駆動部の入力電圧を入力し、入力電圧の変化に基づいてモータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を制御するための界磁補正電流値を出力する界磁電流PI制御部と、界磁補正電流値を利用して、モータのトルクに寄与する駆動信号のトルク成分であるトルク電流と前記界磁電流を補正する駆動電流制御部とを備え、駆動電流制御部が、回生動作時に発生する回生電力の一部をモータで消費できるように界磁電流を補正し、モータ駆動部が補正された界磁電流に対応した駆動信号を生成することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータを駆動するための駆動信号を生成し前記モータに出力するモータ駆動部と、
回生動作時に発生する回生電力を消費する回生抵抗と、
前記モータ駆動部の入力電圧を入力し、前記入力電圧の変化に基づいて、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を制御するための界磁補正電流値を出力する界磁電流PI制御部と、
前記界磁補正電流値を利用して、前記モータのトルクに寄与する駆動信号のトルク成分であるトルク電流と、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を補正する駆動電流制御部とを備え、
前記駆動電流制御部が、前記回生動作時に発生する回生電力の一部を、前記モータで消費できるように、前記界磁電流を補正し、
前記モータ駆動部が、前記補正された界磁電流に対応した前記駆動信号を生成することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記回生動作時に、前記モータ駆動部の入力電圧が上昇した場合に、
前記界磁電流PI制御部は、前記入力電圧の上昇に対応させて、前記界磁補正電流値を増加させ、
前記駆動電流制御部は、前記増加した界磁補正電流値に対応して前記界磁電流が増加するように前記界磁電流を補正することによって、前記モータで消費される回生電力を増加させることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
参照電圧を記憶した記憶部をさらに備え、
前記界磁電流PI制御部が、
前記参照電圧をさらに入力し、前記入力されたモータ駆動部の入力電圧と前記参照電圧との差分に基づいて、界磁電流目標値を生成する目標値生成部と、
前記界磁電流目標値の上限値を設定したリミッタとを備え、
前記生成された界磁電流目標値が、前記上限値以上の場合は、前記上限値を、前記界磁補正電流値として出力し、前記生成された界磁電流目標値が、前記上限値よりも小さい場合は、前記界磁電流目標値を、前記界磁補正電流値として出力することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記モータの回転速度を生成する電気角推定部をさらに備え、
前記回転速度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、
前記リミッタが、前記入力された回転速度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を、前記界磁電流目標値の上限値よりも低い値に設定し、
前記回転速度が所定値以上に上昇した場合に、前記界磁電流PI制御部は、前記回転速度の上昇に従って、前記界磁補正電流値の最大値を、減少させることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記モータ駆動部の温度を測定する第１の温度測定部をさらに備え、
前記測定されたモータ駆動部の温度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、
前記リミッタが、前記入力された温度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を、前記界磁電流目標値の上限値よりも低い値に設定し、
前記入力温度が所定値以上に上昇した場合に、前記界磁電流PI制御部は、前記入力温度の上昇に従って、前記界磁補正電流値の最大値を、減少させることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記回生抵抗の温度を測定する第２の温度測定部をさらに備え、
前記測定された回生抵抗の温度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、
前記界磁電流PI制御部が、前記入力された回生抵抗の温度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を変化させ、
前記駆動電流制御部は、前記界磁電流PI制御部から出力される前記界磁補正電流値に対応させて前記界磁電流を補正することによって、前記回生抵抗による回生電力の消費と、前記界磁電流を増加させることによって発生する前記モータでの回生電力の消費とを調整することを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記回生抵抗の温度を測定する第２の温度測定部をさらに備え、
前記測定された回生抵抗の温度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、
前記界磁電流PI制御部が、前記入力されたモータ駆動部の温度と回生抵抗の温度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を変化させ、
前記駆動電流制御部は、前記界磁電流PI制御部から出力される前記界磁補正電流値に対応させて前記界磁電流を補正することによって、前記回生抵抗による回生電力の消費と、前記界磁電流を増加させることによって発生する前記モータでの回生電力の消費とを調整することを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
車体と、
前記車体を走行させる駆動部材と、
前記駆動部材を制御するモータ駆動制御装置とを備え、
前記モータ駆動制御装置は、前記請求項１から７のいずれかに記載したモータ駆動制御装置であることを特徴とする自律走行装置。
【請求項９】
回生抵抗によって、回生動作時に発生する回生電力を消費させ、
モータを駆動するための駆動信号を生成するモータ駆動部の入力電圧の変化に基づいて、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を制御するための界磁補正電流値を出力し、
前記出力された界磁補正電流値を利用して、前記モータのトルクに寄与する駆動信号のトルク成分であるトルク電流と、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を補正し、
前記界磁電流の補正は、前記回生動作時に発生する回生電力の一部を、前記モータで消費できるようにする補正であり、
前記回生動作時に、前記モータ駆動部の入力電圧が上昇した場合は、
前記入力電圧の上昇に対応させて、前記界磁補正電流値を増加させ、
前記増加した界磁補正電流値に対応して前記界磁電流が増加するように前記界磁電流を補正することによって、前記モータで消費される回生電力を増加させ、
前記補正されたトルク電流と前記補正された界磁電流とに対応した駆動信号を生成し、
前記駆動信号によって前記モータを駆動することを特徴とするモータ駆動制御装置のモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ駆動制御装置と自律走行装置に関し、特に、充電池からの電力でモータを回転させて自律走行装置を自律走行させるモータ駆動制御装置および、モータ駆動制御装置を搭載した自律走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車など、充電池を備え、充電池からの電力で駆動するモータを回転させて自律走行する車両では、下り坂を走行するときなど、ブレーキをかけた場合に、回生電力が発生するので、この回生電力を利用して、充電池を充電することが行われている。
また、回生電力制御装置を備え、充電池に流れる回生電流を制御し、余分な回生電力を消費させて、充電池の過充電を防止するようにしている。
【０００３】
たとえば、充電池の電源電圧を監視し、所定電圧値以上の電源電圧が検出された場合は、回生電力制御装置に設けられた回生抵抗に電流を流し、余分な回生電力を、回生抵抗で消費させることが行われている。
また、特許文献１では、バッテリの電圧が増大するのに対応させて、段階的に、バッテリへの充電、車両駆動用モータの回生効率の低下、バイパス回路へ回生電流を流すことによる回生電流の消費、バッテリと並列に接続された回生抵抗に回生電流を流すことによる回生電流の消費という順に、回生電流の消費を制御することにより、バッテリの過充電を防止する回生制動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】特開平８−１５４３０４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、従来のように、回生抵抗に回生電流を流すことにより、余分な回生電力を回生抵抗で消費させることができるが、回生電流が回生抵抗に流れると、回生抵抗において回生電流が熱に変換されるので、回生抵抗が発熱する。
【０００６】
特に、下り坂を高速走行する場合や、下り坂を長時間連続走行する場合などでは、回生抵抗に連続して回生電流を流すことになるので、回生抵抗が、想定外の高温になる恐れがある。回生抵抗の高温状態が継続すると、回生抵抗が焼損する場合もある。
また、回生抵抗が焼損することを回避するためには、回生抵抗を所定の温度まで冷却する必要があるので、たとえば、走行を一旦中断する必要がある。
このように、回生抵抗に回生電流を流し、回生電流を熱に変換して余分な回生電力を消費させるだけでは、自律走行する車両の走行経路に下り坂が多い場合などでは、走行を一旦中断することにより、予め想定された自律走行が継続できなくなる場合があった。
【０００７】
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、回生抵抗に回生電流を流す時間を減少させて、長い下り坂などでも、走行を中断させることを低減させ、連続走行時間を拡大させ、できるだけ自律走行を継続させることが可能なモータ駆動制御装置と自律走行装置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】
【０００８】
この発明は、モータと、前記モータを駆動するための駆動信号を生成し前記モータに出力するモータ駆動部と、回生動作時に発生する回生電力を消費する回生抵抗と、前記モータ駆動部の入力電圧を入力し、前記入力電圧の変化に基づいて、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を制御するための界磁補正電流値を出力する界磁電流PI制御部と、前記界磁補正電流値を利用して、前記モータのトルクに寄与する駆動信号のトルク成分であるトルク電流と、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を補正する駆動電流制御部とを備え、前記駆動電流制御部が、前記回生動作時に発生する回生電力の一部を、前記モータで消費できるように、前記界磁電流を補正し、前記モータ駆動部が、前記補正された界磁電流に対応した前記駆動信号を生成することを特徴とするモータ駆動制御装置を提供するものである。
【０００９】
また、前記回生動作時に、前記モータ駆動部の入力電圧が上昇した場合に、前記界磁電流PI制御部は、前記入力電圧の上昇に対応させて、前記界磁補正電流値を増加させ、前記駆動電流制御部は、前記増加した界磁補正電流値に対応して前記界磁電流が増加するように前記界磁電流を補正することによって、前記モータで消費される回生電力を増加させることを特徴とする。
これによれば、入力電圧の上昇に対応させて、界磁電流が増加するように界磁電流を補正することによって、モータで消費される回生電力を増加させるので、回生抵抗に回生電流を流す時間を減少させて、回生抵抗の温度の上昇を抑制させることができ、モータ駆動制御装置を備えた自律走行装置の自律走行を、長時間継続させることができる。
【００１０】
また、参照電圧を記憶した記憶部をさらに備え、前記界磁電流PI制御部が、前記参照電圧をさらに入力し、前記入力されたモータ駆動部の入力電圧と前記参照電圧との差分に基づいて、界磁電流目標値を生成する目標値生成部と、前記界磁電流目標値の上限値を設定したリミッタとを備え、前記生成された界磁電流目標値が、前記上限値以上の場合は、前記上限値を、前記界磁補正電流値として出力し、前記生成された界磁電流目標値が、前記上限値よりも小さい場合は、前記界磁電流目標値を、前記界磁補正電流値として出力することを特徴とする。
これによれば、界磁電流目標値に上限値を設定しているので、界磁電流の急激な増加を防止して、モータの回転動作が不安定な循環に陥ることを回避し、安定した走行を確保することができる。
【００１１】
また、前記モータの回転速度を生成する電気角推定部をさらに備え、前記回転速度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、前記リミッタが、前記入力された回転速度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を、前記界磁電流目標値の上限値よりも低い値に設定し、前記回転速度が所定値以上に上昇した場合に、前記界磁電流PI制御部は、前記回転速度の上昇に従って、前記界磁補正電流値の最大値を、減少させることを特徴とする。
これによれば、回転速度に対応して、界磁補正電流値の最大値を、界磁電流目標値の上限値よりも低い値に設定し、回転速度の上昇に従って、界磁補正電流値の最大値を減少させるので、モータの逆起電力の上昇が抑制され、自律走行をより安定させることができ、より長時間の連続走行が可能となる。
【００１２】
また、前記モータ駆動部の温度を測定する第１の温度測定部をさらに備え、前記測定されたモータ駆動部の温度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、前記リミッタが、前記入力された温度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を、前記界磁電流目標値の上限値よりも低い値に設定し、前記入力温度が所定値以上に上昇した場合に、前記界磁電流PI制御部は、前記入力温度の上昇に従って、前記界磁補正電流値の最大値を、減少させることを特徴とする。
これによれば、モータ駆動部の温度の上昇に従って、界磁補正電流値の最大値を、界磁電流目標値の上限値よりも減少させるので、界磁電流の増加が抑制され、モータ駆動部の温度が定格の最大温度値を超えないように制御され、モータ駆動部の半導体部品が破損することを防止し、より安定した長時間の自律走行が可能となる。
【００１３】
また、前記回生抵抗の温度を測定する第２の温度測定部をさらに備え、前記測定された回生抵抗の温度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、前記界磁電流PI制御部が、前記入力された回生抵抗の温度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を変化させ、前記駆動電流制御部は、前記界磁電流PI制御部から出力される前記界磁補正電流値に対応させて前記界磁電流を補正することによって、前記回生抵抗による回生電力の消費と、前記界磁電流を増加させることによって発生する前記モータでの回生電力の消費とを調整することを特徴とする。
【００１４】
また、前記回生抵抗の温度を測定する第２の温度測定部をさらに備え、前記測定された回生抵抗の温度が、前記界磁電流PI制御部に入力され、前記界磁電流PI制御部が、前記入力されたモータ駆動部の温度と回生抵抗の温度に対応して、前記界磁補正電流値の最大値を変化させ、前記駆動電流制御部は、前記界磁電流PI制御部から出力される前記界磁補正電流値に対応させて前記界磁電流を補正することによって、前記回生抵抗による回生電力の消費と、前記界磁電流を増加させることによって発生する前記モータでの回生電力の消費とを調整することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明は、車体と、前記車体を走行させる駆動部材と、前記駆動部材を制御するモータ駆動制御装置とを備えた自律走行装置であって、前記モータ駆動制御装置が、上記に記載したいずれかのモータ駆動制御装置であることを特徴とする自律走行装置を提供するものである。
【００１６】
また、この発明は、回生抵抗によって、回生動作時に発生する回生電力を消費させ、モータを駆動するための駆動信号を生成するモータ駆動部の入力電圧の変化に基づいて、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を制御するための界磁補正電流値を出力し、前記出力された界磁補正電流値を利用して、前記モータのトルクに寄与する駆動信号のトルク成分であるトルク電流と、前記モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を補正し、前記界磁電流の補正は、前記回生動作時に発生する回生電力の一部を、前記モータで消費できるようにする補正であり、前記回生動作時に、前記モータ駆動部の入力電圧が上昇した場合は、前記入力電圧の上昇に対応させて、前記界磁補正電流値を増加させ、前記増加した界磁補正電流値に対応して前記界磁電流が増加するように前記界磁電流を補正することによって、前記モータで消費される回生電力を増加させ、前記補正されたトルク電流と前記補正された界磁電流とに対応した駆動信号を生成し、前記駆動信号によって前記モータを駆動することを特徴とするモータ駆動制御装置のモータ駆動方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、モータを駆動するための駆動信号を生成しモータに出力するモータ駆動部と、モータ駆動部の入力電圧を入力し、入力電圧の変化に基づいて、モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を制御するための界磁補正電流値を出力する界磁電流PI制御部と、界磁補正電流値を利用して、前記モータのトルクに寄与する駆動信号のトルク成分であるトルク電流と、モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を補正する駆動電流制御部とを備え、駆動電流制御部が、回生動作時に発生する回生電力の一部を、モータで消費できるように、界磁電流を補正し、モータ駆動部が、補正された界磁電流に対応した駆動信号を生成するので、回生抵抗に回生電流を流す時間を減少させて、長い下り坂などでも、走行を中断させることを低減させ、連続走行時間を拡大させることができ、モータ駆動制御装置を備えた自律走行装置の自律走行を、できるだけ長時間継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の自律走行装置のモータ駆動制御装置に関する構成の第１実施形態のブロック図である。
【図２】この発明のモータ駆動部における第１実施形態の構成ブロック図である。
【図３】この発明の界磁電流PI制御部における第１実施形態の構成ブロック図である。
【図４】この発明の界磁電流PI制御部のリミッタにおける特性グラフの一実施例である。
【図５】モータ駆動部の入力電圧上昇時におけるモータ駆動動作の概略説明図である。
【図６】この発明の自律走行装置のモータ駆動制御装置に関する構成の第２実施形態のブロック図である。
【図７】この発明の界磁電流PI制御部における第２実施形態の構成ブロック図である。
【図８】この発明の界磁電流PI制御部のリミッタにおける回転速度と界磁補正電流の最大値との関係を示す特性グラフの一実施例である。
【図９】この発明の自律走行装置のモータ駆動制御装置に関する構成の第３実施形態のブロック図である。
【図１０】この発明のモータ駆動部における第３実施形態の構成ブロック図である。
【図１１】この発明の界磁電流PI制御部における第３実施形態の構成ブロック図である。
【図１２】この発明の界磁電流PI制御部のリミッタにおけるインバーターの温度と界磁補正電流の最大値との関係を示す特性グラフの一実施例である。
【図１３】この発明のモータ駆動部における第４実施形態の構成ブロック図である。
【図１４】この発明のモータ駆動部の温度と回生電力消費との対応を示す概略説明図である。
【図１５】この発明の自律走行装置の走行経路と回生電力消費との対応を示す一実施例の概略説明図である。
【図１６】この発明の自律走行装置におけるモータ駆動制御処理の一実施例のフローチャートである。
【図１７】この発明の自律走行装置の一実施例の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を使用して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。
この発明の自律走行装置は、車体と、車体を走行させる駆動部材（車輪）と、駆動部材を制御するモータ駆動制御装置とを備え、所定の経路情報に基づいて、障害物を避けながら、自律的に移動する機能を有する車両である。
モータ駆動制御装置は、充電池（以下、バッテリとも呼ぶ）を備え、充電池から供給される電力を利用して、車輪を回転させるモータを駆動する。
自律走行装置は、移動機能に加えて、輸送機能、監視機能、掃除機能、誘導機能、通報機能などの種々の機能を備えてもよい。
【００２０】
＜自律走行装置の構成＞
図１７に、この発明の自律走行装置の一実施例の外観図を示す。
図１７の外観図において、自律走行装置１（以下、車両とも呼ぶ）は、主として、車体４と、４つの車輪（前輪５，後輪６）と、監視ユニット２と、制御ユニット３と、充電池を備える。
監視ユニット２は、移動する領域や路面の状態を確認する機能や監視対象を監視する機能を有する部分であり、たとえば、カメラ（撮像装置）７や、図示しない移動する前方空間の状態を確認する距離検出装置、走行している現在位置の情報を取得する位置情報取得装置などから構成される。
制御ユニット３は、自律走行装置の有する走行機能や監視機能などを実行する部分であり、たとえば図示しない制御装置、モータ、モータ駆動制御装置、通信装置、記憶装置などから構成される。
充電池としては、たとえば、リチウムイオン電池などが用いられ、車体のほぼ中央位置の下部に載置される。
【００２１】
この発明の自律走行装置１は、カメラや距離検出装置などを利用して、車体の進行方向の前方の状態を確認しながら自走する。たとえば、前方に、障害物や段差等が存在することを検出した場合には、障害物に衝突することなどを防止するために、静止、回転、後退、前進等の動作を行って進路を変更し、障害物を認識した場合や、接触を検出した場合には、車体の停止動作など、所定の機能を実行する。
また、走行中に回生電力によってモータ駆動装置の入力電圧が上昇し、電子部品の耐圧を超過して電子部品が破損しないように、回生抵抗によって、回生動作時に発生する回生電力を消費させ、原則として、回生抵抗が所定温度以上になった場合には、走行を停止させる。
【００２２】
ただし、後述するように、少なくとも回生抵抗が所定温度以上にならないように、モータ自身でも回生電力を消費させ、できるだけ自律走行が継続できるように、回生電力の制御を行う。
また、充電池の残容量が少なくなってきた場合は、所定の位置に戻るか、あるいは走行を停止する。
この発明では、自律走行装置の機能のうち、特に、モータ駆動制御の機能に特徴があるので、以下の実施例では、主として、自律走行装置のモータ駆動と回生電力の制御に関係するモータ駆動制御装置の構成と機能と動作について説明する。
【００２３】
（自律走行装置の第１実施形態）
＜自律走行装置のモータ駆動制御装置の構成＞
図１に、この発明の自律走行装置のモータ駆動制御装置に関する構成の第１実施形態のブロック図を示す。
図１において、この発明の自律走行装置１のモータ駆動制御装置は、主として、速度PI制御部１１、電流PI制御部１２、逆Park変換部１３、３相信号生成部１４、モータ駆動部１５、電流取得部１６、Clarke変換部１７、Park変換部１８、電気角推定部１９、モータ２１、回転速度検出部２２、電源部２３、界磁電流PI制御部２４、加算器２５を備える。
後述するように、電流PI制御部１２、逆Park変換部１３、３相信号生成部１４、電流取得部１６、Clarke変換部１７、およびPark変換部１８は、駆動電流制御部２０を構成する。
【００２４】
制御部１０は、自律走行装置１の全体的な動作を制御する部分であり、モータ駆動制御装置の動作も制御する。
モータ２１は、モータ駆動制御装置が制御する対象であり、３相のブラシレス直流モータであるものとする。
この発明のモータ駆動制御装置では、ベクトル制御を利用して、モータの回転を制御する。
また、図１には図示していないが、回生動作時に発生する回生電力を消費する回生抵抗を備える。
【００２５】
自律走行装置１の制御部１０は、電源部２３などのモータ駆動制御装置の各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏコントローラ，タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。
ＣＰＵは、ＲＯＭ等に予め格納された制御プログラムに基づいて、各種ハードウェアを有機的に動作させて、この発明の走行機能、回生制御機能などを実行する。
【００２６】
また、制御部１０は、記憶部１０aを含み、記憶部としては、ＲＯＭ，ＲＡＭ、フラッシュメモリのような半導体メモリや、あるいは、ハードディスクHDDや、SSDのような記憶装置が用いられる。
この発明では、特に、ROMなどの記憶部１０aに、後述する参照電圧Vddref、目標回転速度ωrefなどの基準となる数値を予め記憶しておく。
制御部１０が、記憶された参照電圧等を、記憶部から読み出して、モータ駆動制御装置に与えることにより、モータ駆動制御装置が、参照電圧等を利用して、モータ２１を駆動させる。
【００２７】
速度PI制御部１１は、モータの回転速度を調整するための情報を生成する部分である。
特に、モータの現在の回転速度ωと、制御部１０から与えられる目標回転速度ωrefを入力データとし、回転速度ωと、目標回転速度ωrefとが一致するように、モータの回転を制御するための２相の基準電流情報（Iqref、Idref）を出力する。
モータには、永久磁石が埋め込まれたローター（回転子）が含まれ、ローターの近傍空間には、３つの電磁石が所定の間隔で配置されている。
モータに含まれるローターは、３つの電磁石に流す電流を変化させることにより、発生する磁界により回転させられるが、ローターを回転させる力は、直交する２つの成分（トルク成分、界磁成分）に分解される。
【００２８】
２相の基準電流情報は、この２つの成分に対応した電流情報であり、トルク成分に対応する基準電流を、トルク目標電流Iqrefと呼び、界磁成分に対応する基準電流を、界磁目標電流Idrefと呼ぶ。
すなわち、速度PI制御部１１は、入力される回転速度ωと、目標回転速度ωrefとから、トルク目標電流Iqrefと、界磁目標電流Idrefとを生成する。
【００２９】
電流PI制御部１２は、モータを回転させる電流を補正するための情報を生成する部分である。
ここでは、上記した２相の基準電流情報（トルク目標電流Iqref、界磁目標電流Idref）と、モータを駆動させている現在の電流値を変換した２相のモニタ電流（Iq、Id）とを入力データとし、基準電流情報とモニタ電流とが一致するようにPI制御して、補正情報を出力する。
【００３０】
入力される２相のモニタ電流は、上記したトルク成分に対応するトルク電流Iqと、界磁成分に対応する界磁電流Idであり、トルク目標電流Iqrefとトルク電流Iq、界磁目標電流Idrefと界磁電流Idとが、それぞれ一致するようにPI制御が行われる。
電流は電圧に比例して増減するため、電流を増減するために電圧が制御される。よって、電流PI制御部から出力される補正情報は電圧値（補正電圧）となる。
【００３１】
出力される２相の補正情報のうち、トルク成分に対応する補正電圧をトルク補正電圧Vqと呼び、界磁成分に対応する補正電圧を界磁補正電圧Vdと呼ぶ。
２相の補正電圧（Vq、Vd）はローターの接線方向と法線方向の成分であり、ローターは回転しているため回転座標となる。
逆Park変換部１３は、電気角推定部１９から与えられるローターの回転角θelを利用してベクトル演算を行うことにより回転座標の補正電圧（Vq、Vd）を固定座標（Vα、Vβ）に変換する。
【００３２】
３相信号生成部１４は、固定座標に変換した後の２相の補正電圧（Vα、Vβ）から、３相の制御電圧（以下、３相制御信号と呼ぶ）を生成する部分である。
逆Park変換部１３によって固定座標に変換した後の２相の補正電圧（Vα、Vβ）に対して、所定の空間ベクトル変換処理をして、モータ駆動部１５に入力できる状態の３相の制御電圧（３相制御信号）を生成する。
３相信号生成部１４は、SVPWM生成部（Space Vector Pulse Width Modulation）とも呼ぶ。
【００３３】
生成する３相制御信号は、後述するモータ駆動部１５に含まれる６つのトランジスタにそれぞれ与えられる６つの信号（u,v,w,x,y,z）である。
３相制御信号x,y,zは、それぞれ、３相制御信号u,v,wを反転させることにより生成する。
【００３４】
モータ駆動部１５は、モータ２１を駆動するための駆動信号を生成し、モータ２１に出力する部分である。
特に、モータ２１が３相のブラシレス直流モータの場合は、モータ２１を駆動するための３相駆動信号を、モータ２１に与える部分であり、インバーターとも呼ぶ。
ここでは、３相信号生成部１４から出力された６つの３相制御信号（u,v,w,x,y,z）を入力とし、モータ２１を駆動するための３相駆動信号（U,V,W）を出力する。
モータ駆動部１５は、後述するように、主として、上段と下段のトランジスタからなる１組の駆動回路を３組備えた電子回路であり、上段と下段のトランジスタの間から引き出された３つのラインから、それぞれ３相駆動信号（U,V,W）が、モータ２１に与えられる。
３相のモータ２１に、それぞれ１２０度だけ位相のずれた正弦波の３相駆動信号（U,V,W）の交流信号を与えることにより、モータ２１に含まれるローターを回転させる。
【００３５】
また、３相駆動信号（U,V,W）を出力する３つのラインに流れる駆動電流の電流値を測定した電流情報（測定電流）を、電流取得部１６に出力する。
出力される測定電流（Iu,Iv,Iw）は、３つのラインごとに測定された３相の駆動電流であり、３相測定電流と呼ぶ。
【００３６】
電流取得部１６は、モータ駆動部１５から出力される３相測定電流（Iu,Iv,Iw）を取得し、２相の測定電流（Ia,Ib）に変換する部分である。
３相交流の特性からIu＋Iv＋Iw＝0であるため、Iu, Iv, Iwにおいて２相分のデータが取得できれば全相のデータを取得したことになる。回転角度によってIu, Iv, Iwの大小が変化し各相データの精度が変換するため、精度が高い２相のデータを取得し、これをベースに所定形式の２相分のデータ（Ia,Ib）として出力する。
この２相の測定電流（Ia,Ib）は、Clarke変換部１７に与えられる。
【００３７】
Clarke変換部１７は、電流取得部１６から出力された２相測定電流（Ia,Ib）を、（Vα、Vβ）と同一座標系の２相モニタ電流（Iα,Iβ）に変換する部分である。
ここで生成された（Iα,Iβ）は、固定座標による電流値である。
【００３８】
Park変換部１８は、固定座標で表された２相のモニタ電流（Iα,Iβ）を、ベクトル演算を行って回転座標に変換する部分である。
ここでローターの接線方向の電流成分をトルク電流Iqと呼び、法線方向の電流成分を界磁電流Idと呼ぶ。
回転座標に変換した後のトルク電流Iqと界磁電流Idは、上記したように、電流PI制御部１２に与えられる。
【００３９】
回転速度検出部２２は、モータ２１の回転速度を検出する部分であり、たとえば、ホールIC（Hall IC）が用いられる。
ホールICは磁石のN極、S極を検出することができるため、これをローターの周辺に120°の角度で配置することでローターの方向を検出することができる。たとえば、ホールICからN極を検出した時に１、S極を検出した時に０になるデジタル信号を出力することにより、３相のホールIC出力信号（ω１、ω２、ω３）が得られる。
【００４０】
電気角推定部１９は、主として、モータの回転速度ωを生成する部分である。
ここでは、回転速度検出部２２から与えられるホールIC出力信号（ω１、ω２、ω３）から、ローターの回転角θelと、モータの回転速度ωを生成する。たとえば（ω１、ω２、ω３）の反転周期を測定することで回転速度ωを算出できる。また（ω１、ω２、ω３）の0, 1パターンには（0, 0, 0）(1, 1, 1)を除く全6パターンがあるが、どのパターンになっているかで60°精度の回転角を得ることができる。一定速度で回転している時には回転速度ωによって回転角度を推定できるので、直接得られる60°精度の回転角を補間して、より高精度の回転角を算出する。
ローターの回転角θelは、逆Park変換部１３と、Park変換部１６に与えられる。
回転速度ωは、速度PI制御部１１に与えられる。
【００４１】
電源部２３は、自律走行装置を動作させる動力源であり、自律走行装置が自走するために、充電池が用いられる。充電池は、自律走行装置の電気で動作する部材に、所定の電源電圧を供給する。
充電池２３としては、リチウムイオン電池の他に、鉛蓄電池や空気電池などを用いてもよい。
充電池から供給される直流電力は、制御部やモータ駆動制御装置、その他にもカメラなど電気で動作する部材に与えられる。
充電池は直流電源であり、たとえば、電源電圧Vddの直流電圧が、モータ駆動部１５や、界磁電流PI制御部２４などに与えられる。
電源電圧Vddは、一意的に決められるものではないが、たとえば24Ｖや48Ｖが良く使用される。
また、電源部２３の構成として、後述する図２に示すように、充電池に並列に、モータ駆動部の入力電圧Vddを測定する電圧検出部（電圧センサ）６３と、回生電力を消費する回生抵抗６２および回生抵抗６２に直列接続されたトランジスタ６１とが接続される。
【００４２】
界磁電流PI制御部２４は、モータ駆動部の入力電圧Vddの変化に対応して、電流PI制御部１２に入力される界磁目標電流Idrefを調整する部分である。
この発明では、特に、モータ駆動部の入力電圧を入力し、入力電圧の変化に基づいて、モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を制御するための界磁補正電流値を出力し、界磁目標電流Idrefを調整する。
以下、出力される界磁補正電流値を、界磁補正電流ΔIdrefとも呼ぶ。
【００４３】
後述するように、回生動作に基づくモータ駆動部の入力電圧Vddの過度の上昇は、回生抵抗の大きな発熱をもたらし、走行の中断が必要となる場合もあるので好ましくない。
また、SPM (Surface Permanent Magnet)型ブラシレス直流モータを使用する場合、モータを駆動するモータ駆動部１５から出力された３相の測定電流から得られた２相のモニタ電流（トルク電流Iq、界磁電流Id）のうち、モータの回転トルクに寄与するのは、トルク電流Iqであり、界磁成分である界磁電流Idは、回転トルクに寄与しない。
したがって、原則として、界磁電流Idを増加させても、モータの回転速度は変化しない。界磁電流Idの増減は、電流PI制御部１２に入力される界磁目標電流Idrefの増減によって制御される。
【００４４】
さらに、界磁電流Idを増加すると、モータを駆動するモータ駆動部１５に流れる駆動電流が増加する。
そこで、この発明では、モータ駆動部の入力電圧Vddが、所定の参照電圧以上に上昇した場合に、回生電力を回生抵抗だけで消費するのではなく、モータの回転に直接寄与しない界磁成分の界磁目標電流を増加させ、モータに流す駆動電流を増加させることによってモータ自身で回生電力を消費させ、モータ駆動部の入力電圧Vddの上昇を抑制するように制御する。
【００４５】
界磁電流PI制御部２４は、モータ駆動部の入力電圧Vddと、制御部１０から与えられる参照電圧Vddrefを入力データとし、界磁補正電流ΔIdrefを出力する。
界磁補正電流ΔIdrefは、速度PI制御部１１から出力された界磁目標電流Idrefを調整するための電流値であり、加算器２５に与えられる。
参照電圧Vddrefは、モータ駆動部の入力電圧Vddが上昇し、界磁目標電流Idrefを調整する必要があると考える目安となる電圧値であり、ROMなどの記憶装置に予め記憶される。
加算器２５では、界磁補正電流ΔIdrefと、界磁目標電流Idrefを加算し、ΔIdref＋Idrefを、電流PI制御部１２に与える。
【００４６】
また、界磁電流PI制御部２４では、入力されるモータ駆動部の入力電圧Vddと参照電圧Vddrefとを比較し、所定の演算を行って、モータ駆動部の入力電圧Vddが参照電圧Vddrefを超過した場合（Vdd＞Vddref）に、その超過量（Vdd−Vddref）に対応した界磁補正電流ΔIdrefを算出する。
この超過量（Vdd−Vddref）が増加すれば、界磁補正電流ΔIdrefも増加する。
【００４７】
界磁補正電流ΔIdrefが増加すると、電流PI制御部１２に入力される加算器２５の出力値（ΔIdref＋Idref）が増加し、モータに与えられる界磁成分の駆動電流が増加することにより、モータ自身で回生電力が消費される。
モータ自身で回生電力が消費されることにより、モータ駆動部の入力電圧Vddの上昇が抑制されるので、回生抵抗による回生電力の消費が抑制されて回生抵抗への通電時間が減少し、回生抵抗の温度の上昇が抑制されることになる。
特に、長い下り坂の走行中において、回生動作が連続して発生するような状況では、回生抵抗の温度の上昇を抑制することによって、走行を中断しなければならない状況が発生することを防止でき、自律走行装置の連続走行時間を拡大することもできる。
界磁電流PI制御部２４の内部構成のブロックについては、後述する。
【００４８】
また、この第１実施形態において、たとえば、充電池の標準的な電源電圧Vddが、５０ボルトであり、参照電圧Vddrefが、６０ボルトに予め設定されている場合、現在のモータ駆動部の入力電圧Vddが、６０ボルトになるまでは、回生抵抗による回生電力の消費のみを使用し、界磁電流Idの増加による回生電力の消費は、使用しないようにしてもよい。
一方、現在のモータ駆動部の入力電圧Vddが、参照電圧Vddrefを超えた場合（Vdd＞Vddref）、界磁補正電流ΔIdrefを出力して、界磁電流Idの増加による回生電力の消費（モータ自身での回生電力の消費）も行うようにしてもよい。
【００４９】
＜モータ駆動制御処理の概要＞
以上に、モータ駆動制御装置の構成ブロックを示したが、モータ駆動制御装置は、主として、１または複数のLSIから構成されるモータ駆動制御モジュールであり、各構成ブロックの動作は、各機能を実行する１または複数のLSIにより実現される。
また、モータ駆動制御装置の処理は、次に示すような２つのループにより、実行される。
【００５０】
１つは、主として、電流PI制御部１２、逆Park変換部１３、３相信号生成部１４、モータ駆動部１５、電流取得部１６、Clarke変換部１７、およびPark変換部１８で形成される電流制御ループである。
もう一つは、主として、速度PI制御部１１、電気角推定部１９、回転速度検出部２２を含む回転速度制御ループである。
電流制御ループにおいて、電流PI制御部１２、逆Park変換部１３、３相信号生成部１４、電流取得部１６、Clarke変換部１７、およびPark変換部１８は、上記した駆動電流制御部２０を構成する。
【００５１】
電流制御ループの駆動電流制御部２０は、界磁電流PI制御部２４から出力される界磁補正電流値を利用して、モータのトルクに寄与する駆動信号のトルク成分であるトルク電流と、モータのトルクに寄与しない駆動信号の界磁成分である界磁電流を補正する。特に、回生動作時に発生する回生電力の一部を、モータで消費できるように、界磁電流を補正する。
電流制御ループの駆動電流制御部２０によって、界磁電流が補正された場合は、モータ駆動部１５は、補正された界磁電流に対応した駆動信号を生成して、モータに与える。
【００５２】
また、電流制御ループでは、モータ駆動部１５からモータに与えられる３相駆動信号（U,V,W）を監視し、３相駆動信号に対応する３相測定電流を利用して、２相のモニタ電流（Iq、Id）を生成し、２相のモニタ電流と、基準電流情報（トルク目標電流Iqref、界磁目標電流Idref）とから、ベクトル変換により、モータ駆動部１５に与える６つの３相制御信号（u,v,w,x,y,z）を生成し、さらにモータ駆動部１５によって、モータを駆動する３相駆動信号（U,V,W）を生成して、このループを１回実行することにより、モータに含まれるローターを、所定の角度だけ回転させる。
上記したように、トルク目標電流Iqrefと、界磁目標電流Idrefが、モータに与える３相駆動信号のトルク成分と界磁成分の目標電流値であり、実際にモータに与える３相駆動信号（U,V,W）のトルク成分と界磁成分が、それぞれIqrefとIdrefになるように、制御される。
【００５３】
回転速度制御ループでは、モータの現在の回転速度ωが、目標回転速度ωrefに一致するように、トルク目標電流Iqrefと、界磁目標電流Idrefを生成する。
すなわち、予め設定された期間中に、複数回の電流制御ループを実行させた後に、速度PI制御部１１によって、モータの現在の回転速度ωを取得して、回転速度ωが目標回転速度ωrefに一致するように調整するための基準電流情報（トルク目標電流Iqref、界磁目標電流Idref）を生成し、さらに、界磁電流PI制御部２４によって、界磁目標電流Idrefを調整するための界磁補正電流ΔIdrefを生成し、電流制御ループに与える。
モータの現在の回転速度ωが、目標回転速度ωrefよりも小さい場合は、トルク目標電流Iqrefを増加することにより、回転速度を上げる。一方、モータの現在の回転速度ωが、目標回転速度ωrefよりも大きい場合は、トルク目標電流Iqrefを減少することにより、回転速度を減少させる。
【００５４】
以上のように、この発明では、電流制御ループと、回転速度制御ループによって、モータの駆動制御が行われるが、特に、回生動作時に、回生抵抗の温度ができるだけ上昇しないようにすることが、この発明の目的の１つである。
すなわち、回生動作時に、モータ駆動部の入力電圧が上昇した場合に、界磁電流PI制御部２４は、モータ駆動部の入力電圧の上昇に対応させて、界磁補正電流値を増加させ、駆動電流制御部２０は、増加した界磁補正電流値に対応して界磁電流が増加するように界磁電流を補正することによって、モータで消費される回生電力を増加させることを特徴とする。
このように、モータのトルクに寄与しない界磁成分の界磁電流を増加させて、モータで消費される回生電力を増加させることにより、相対的に、回生抵抗による回生電力の消費が減少するので、回生抵抗の温度の上昇を抑制することができる。
【００５５】
図１６に、この発明の自律走行装置におけるモータ駆動制御処理の一実施例のフローチャートを示す。
図１６のステップS1において、タイマーＴに、初期値Ｔ１を設定する。
タイマーＴに初期設定する初期値Ｔ１は、回転速度制御ループを繰り返す周期に相当する。
タイマーＴがタイムアウトするごとに、次の回転速度制御ループを開始する。
また、１回の回転速度制御ループの周期の間に、電流制御ループを数回繰り返す。
ステップS2において、速度PI制御部１１による速度PI制御を行う。
ステップS3において、界磁電流PI制御部２４による界磁電流PI制御を行う。
【００５６】
次のステップS4からステップS11までの処理が、電流制御ループの処理に相当する。
ステップS4において、回転速度検出部２２によるローターの回転速度の検出を行う。
ステップS5において、電気角推定部１９による電気角の推定処理を行う。
ステップS6において、電流取得部１６による電流値の取得処理を行う。
ステップS7において、Clarke変換部１７によるClarke変換処理を行う。
ステップS8において、Park変換部１８によるPark変換処理を行う。
ステップS9において、電流PI制御部１２による電流PI制御処理を行う。
ステップS10において、逆Park変換部１３による逆Park変換処理を行う。
【００５７】
ステップS11において、３相信号生成部１４による３相信号生成（SVPWM生成）処理を行う。この３相信号生成処理により、モータ駆動部１５に出力される３相制御信号（u,v,w,x,y,z）が生成される。３相制御信号がモータ駆動部１５に与えられると、モータ駆動部１５から、３相駆動信号（U,V,W）がモータ２１に出力され、３相駆動信号に対応してモータ２１が回転させられる。
【００５８】
ステップS12において、タイマーＴを、１だけ減少させ、更新する。
ステップS13において、タイマーＴがタイムアウト（Ｔ＝０）したか否かをチェックする。
タイマーＴがタイムアウトした場合は、ステップS1に戻り、上記した処理を繰り返す。
一方、タイマーＴがタイムアウトしていない場合は、ステップS4に戻り、上記したステップS4からステップS11までの電流制御ループの処理を繰り返す。
このようなモータ駆動制御処理を繰り返し行うことにより、モータの回転速度を変更し、モータの回転軸に接続された車輪を回転させ、自律走行装置の走行を制御する。
【００５９】
＜モータ駆動部の概略構成の説明＞
図２に、この発明のモータ駆動部における第１実施形態の構成ブロック図を示す。
図２において、モータ駆動部（インバーター）１５は、主として、図のように配置される６つのトランジスタ５１から５６（Tr1からTr6）を備える。
各トランジスタ（５１から５６）には、３相信号生成部１４によって生成された３相制御信号（u,v,w,x,y,z）がそれぞれ入力され、３相制御信号に基づいて、各トランジスタがオン制御またはオフ制御される。
【００６０】
たとえば、１組のトランジスタTr1とTr4には、それぞれ、３相制御信号uと、この信号uを反転させた３相制御信号xが入力される。
この１組のトランジスタTr1とTr4を接続したラインを流れる信号が引き出され、１つの３相駆動信号Uとして、モータ２１に与えられる。
【００６１】
また、１組のトランジスタTr2とTr5には、それぞれ、３相制御信号vと、この信号vを反転させた３相制御信号yが入力され、この１組のトランジスタTr2とTr5を接続したラインを流れる信号が引き出され、１つの３相駆動信号Vとして、モータ２１に与えられる。
さらに、１組のトランジスタTr3とTr6には、それぞれ、３相制御信号wと、この信号wを反転させた３相制御信号zが入力され、この１組のトランジスタTr3とTr6を接続したラインを流れる信号が引き出され、１つの３相駆動信号Wとして、モータ２１に与えられる。
【００６２】
また、モータを駆動する３つの３相駆動信号（U,V,W）をモニタするために、３相駆動信号に対応した３相測定電流（Iu,Iv,Iw）を、電流取得部１８に出力する。
３相測定電流（Iu,Iv,Iw）は、それぞれ、３組のトランジスタ（Tr1, Tr2, Tr3）もしくは（Tr4, Tr5, Tr6）から引き出された電流に相当する。
【００６３】
また、図２に示すように、充電池２３の電源電圧Vddが、モータ駆動部（インバーター）１５に与えられるように、充電池２３が接続され、モータ駆動部の入力電圧Vddを検出する電圧センサ６３が、並列に接続される。
電圧センサ６３によって検出されたモータ駆動部の入力電圧Vddは、図１に示すように、界磁電流PI制御部２４に与えられる。
【００６４】
さらに、直列接続したトランジスタTr0（６１）と回生抵抗R0（６２）とが、モータ駆動部の入力に接続される。
トランジスタTr0（６１）は、回生抵抗R0（６２）に回生電流を流すか否かを制御する素子である。
また、図示しないが、電圧センサ６３によって検出されるモータ駆動部の入力電圧Vddの値に基づいて、トランジスタTr0（６１）をオフ状態またはオン状態に制御するための信号を、トランジスタTr0（６１）に出力する電子回路が、電圧センサ６３の周辺に設けられる。
【００６５】
回生動作を行わない場合は、回生抵抗R0（６２）で回生電力を消費する必要はないので、トランジスタTr0（６１）はオフ状態に制御され、回生抵抗R0（６２）には、電流は流れない。
一方、電圧センサ６３によって検出されるモータ駆動部の入力電圧Vddが、所定値以上に上昇した場合には、電圧センサ６３から出力される信号により、トランジスタTr0（６１）はオン状態に制御され、回生抵抗R0（６２）に電流を流すようにする。
すなわち、回生動作を行う場合において、回生抵抗R0（６２）に電流を流すことにより、モータ駆動部の入力電圧Vddの上昇が抑制される。
【００６６】
＜界磁電流PI制御部の概略構成の説明＞
図３に、この発明の界磁電流PI制御部における第１実施形態の構成ブロック図を示す。
上記したように、界磁電流PI制御部２４は、モータ駆動部の入力電圧Vddと、制御部１０から与えられる参照電圧Vddrefを入力データとし、界磁補正電流ΔIdrefを出力する。
図３に示すように、界磁電流PI制御部２４は、主として、減算器７１、乗算器７２、乗算器７３、積分器７４、加算器７５、およびリミッタ７６を備える。
【００６７】
ここで、減算器７１、乗算器７２、乗算器７３、積分器７４、および加算器７５は、目標値生成部に相当する。
目標値生成部は、電源電圧と、記憶部から読み出した参照電圧を入力し、入力された電源電圧と参照電圧との差分に基づいて、後述する界磁電流目標値ΔIdを生成する。
【００６８】
リミッタ７６は、界磁電流目標値ΔIdの上限値を設定するものであり、生成された界磁電流目標値ΔIdを入力とし、生成された界磁電流目標値ΔIdか、あるいは、予め設定された界磁電流目標値ΔIdの上限値（Idrmx）のどちらかを、界磁補正電流値ΔIdrefとして、出力する。
すなわち、生成された界磁電流目標値ΔIdが、予め設定された上限値以上の場合は、上限値（Idrmx）を、界磁補正電流値として出力し、生成された界磁電流目標値ΔIdが、上限値（Idrmx）よりも小さい場合は、生成された界磁電流目標値ΔIdを、界磁補正電流値として出力する。
【００６９】
減算器７１は、モータ駆動部の入力電圧Vddから参照電圧Vddrefを減算した電圧値（差分：Vdd−Vddref）を出力する。
差分は、２つの乗算器に、それぞれ与えられる。
乗算器７２は、差分の比例項に対し、所定の定数Kpを乗算するものである。
乗算器７３と積分器７４は、差分の積分項に対し、所定の定数Kiを乗算した後、積分演算をするものである。
【００７０】
ただし、界磁補正電流ΔIdrefは、ゼロ以上の値となるので、差分の積分項もゼロ以上の数値にするようにし、積分器７４から出力される差分の積分項の数値が負数になった場合は、積分器７４から出力される差分の積分項の数値は、ゼロに切り上げて出力する。
乗算器７２から出力される差分の比例項と、積分器７４から出力される差分の積分項は、加算器７５によって加算される。
加算器７５によって加算された後の数値を、界磁電流目標値ΔIdと呼ぶ。
【００７１】
界磁電流目標値ΔIdをそのまま出力し、図１の加算器２５に与えてもよいが、後述する理由により、不都合な現象が発生することがないようにするために、界磁電流目標値ΔIdに上限を設定する。
界磁電流目標値ΔIdは、リミッタ７６に与えられ、リミッタ７６により、上限値（Idrmx）が設定された界磁補正電流ΔIdrefを生成する。
リミッタ７６には、上限値（Idrmx）が予め設定され、界磁電流目標値ΔIdが、上限値（Idrmx）よりも小さい場合は、界磁電流目標値ΔIdを、そのまま界磁補正電流ΔIdrefとして出力する。一方、界磁電流目標値ΔIdが、上限値（Idrmx）以上の場合は、界磁電流目標値ΔIdを制限し、上限値Idrmxを、界磁補正電流ΔIdrefとして出力する。
【００７２】
図４に、この発明の界磁電流PI制御部のリミッタにおける特性グラフの一実施例を示す。
図４には、界磁電流目標値ΔIdと、界磁補正電流ΔIdrefの関係を示すグラフを示している。
界磁補正電流ΔIdrefには、上限値（Idrmx）を予め設定する。
ここで、界磁電流目標値ΔIdが、たとえば、ΔId0以上になっていたとしても、ΔId0に対応する上限値（Idrmx）を、界磁補正電流ΔIdrefとして、出力することを意味する。
【００７３】
界磁電流目標値ΔIdに上限を設定する理由について、図５を利用して説明する。
図５に、モータ駆動部の入力電圧上昇時におけるモータ駆動動作の概略説明図を示す。
図５では、モータ駆動部の入力電圧上昇時におけるモータ駆動動作を簡単に説明するために、モータ２１と、モータ駆動部１５の一部分と、充電池からなる構成部分を切り出したものを示している。
モータ駆動部１５の一部分は、説明を簡単にするために、４つのトランジスタ（Q0、Q1、Q2、Q3）と、各トランジスタに並列に接続される還流ダイオード（D0、D1、D2、D3）で示す。
１組のトランジスタ（Q0、Q1）の接続点と、他の１組のトランジスタ（Q2、Q3）の接続点から引き出されたラインは、モータ２１のコイルLに接続される。
【００７４】
回生動作時には、モータ２１のコイルLには、逆起電力Vmが発生する。
２つの組のトランジスタには、モータ駆動部の入力電圧Vddが印加され、コンデンサCの両端電圧は、各組のトランジスタの両端にかかる電圧（バス電圧Vbusと呼ぶ）に相当する。
【００７５】
以下に示すように、界磁電流目標値ΔIdに上限を設定しない場合は、界磁電流Idが増加しすぎて、次のような現象が発生するので、モータの動作が不安定になる。
まず、回生動作が始まると、モータ２１の逆起電力Vmがバス電圧Vbusよりも小さい時でも、インバーター１５のトランジスタと、還流ダイオードと、モーターコイルとが、昇圧チョッパ回路を構成するため、バス電圧Vbusが上昇する。
よって、通常は、Vbus＞Vmで動作する。
【００７６】
その後、バス電圧Vbusが上昇してくると、界磁電流Idを増加させるように、界磁電流PI制御部２４が、界磁電流目標値ΔIdを生成する。
ただし、界磁電流Idが増加すると、コイルLの磁束密度が増加するので、逆起電力Vmが上昇する。ただし、Vbus＞Vmが成立している間は、バス電圧Vbusの低減効果が有効となる。
【００７７】
界磁電流Idを増加し続けると、最終的にVbus＜Vmになる。
このとき、還流ダイオード経由で、電流が逆流し、バス電圧Vbusが上昇を始める。
【００７８】
バス電圧Vbusが上昇するので、界磁電流PI制御部２４は、界磁電流目標値ΔIdを増加することになる。
これにより、界磁電流Idが増加し、それに伴って逆起電力Vmが上昇し、バス電圧Vbusがさらに上昇するという循環に入ってしまう。
【００７９】
この循環が継続すると、急激に界磁電流Idが増加してしまい、界磁電流Idが増加すると、ローターが界磁方向の磁界に張り付いて、回転が停止する。
ローターが停止した場合、逆起電力Vmが0になり、モータを駆動することが可能な元の正常な状態に戻る。
【００８０】
このように、界磁電流目標値ΔIdに上限を設定しない場合は、以上の動作を繰り返すことになるため、走行動作が不安定になる。
そこで、安定して走行を継続するためには、界磁電流Idが増加しすぎないように、界磁電流目標値ΔIdに上限を設定し、Vbus＞Vmとなる領域で界磁電流Idを制御する必要がある。
なお、モータの逆起電力Vmは、定数kと、磁束密度φ(界磁電流に比例)と、回転数nの積で決定することができる。したがって、回転数nの最大値が決まれば、界磁電流の最大値、すなわち、界磁電流目標値ΔIdの上限値（Idrmx）を、一意に決めることができる。
界磁電流目標値ΔIdの上限値は、上記した界磁補正電流ΔIdrefの上限値Idrmxに相当する。
【００８１】
上記したように、実施形態１では、界磁電流PI制御部２４を備え、界磁電流PI制御部２４が、モータ駆動部の入力電圧Vddと参照電圧Vddrefを入力データとし、所定の演算を行って、界磁電流目標値ΔIdを算出し、界磁補正電流ΔIdrefを出力する。この界磁補正電流ΔIdrefを利用して、電流制御ループにおいて、界磁電流Idを制御する。
回生動作が発生したことにより、モータ駆動部の入力電圧Vddが参照電圧Vddref以上に上昇してきた場合には、界磁電流目標値ΔIdを増加させ、モータの回転トルクに寄与しない界磁成分の界磁電流Idが増加するように制御することにより、モータ駆動部の入力電圧Vddの上昇を抑制し、回生抵抗の発熱を抑える。
【００８２】
これにより、自律走行ができなくなる状況ができるだけ発生しないようにでき、自律走行装置の連続走行時間を拡大することができる。
また、界磁電流目標値ΔIdに上限を予め設定しておくことにより、上記のようなモータの回転動作が不安定な循環に陥ることを回避し、安定した走行を確保することができる。
【００８３】
（自律走行装置の第２実施形態）
＜自律走行装置のモータ駆動制御の構成＞
図６に、この発明の自律走行装置のモータ駆動制御装置に関する構成の第２実施形態のブロック図を示す。
ここでは、電気角推定部１９で生成されたモータの回転速度ωを、界磁電流PI制御部２４に入力する。
また、界磁電流PI制御部２４は、入力された回転速度ωを利用して、リミッタ７６から出力される界磁補正電流ΔIdrefの最大値を設定する。
【００８４】
たとえば、リミッタ７６が、入力された回転速度ωに対応して、界磁補正電流値の最大値を、界磁電流目標値の上限値よりも低い値に設定し、回転速度ωが所定値以上に上昇した場合に、界磁電流PI制御部２４が、回転速度ωの上昇に従って、界磁補正電流の最大値を、減少させる。
以下に示すように、回転速度ωが上昇した場合、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、予め設定されていた界磁補正電流ΔIdrefの上限値Idrmxよりも低く設定することにより、自律走行をより安定させることができる。
【００８５】
図６において、各構成要素と、その接続関係は、図１に示した第１実施形態のブロック図とほぼ同様であるが、電気角推定部１９から出力される回転速度ωが、界磁電流PI制御部２４に入力されることが、第１実施形態と異なる。
各構成ブロックの処理は、第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
回転速度ωは、界磁電流PI制御部２４のリミッタ７６に与えられる。
【００８６】
図７に、この発明の界磁電流PI制御部における第２実施形態の構成ブロック図を示す。
図７において、各構成要素と、その接続関係は、図３に示した第１実施形態のブロック図とほぼ同様であるが、電気角推定部１９から出力される回転速度ωが、リミッタ７６に入力されることが、第１実施形態と異なる。
図３に示したリミッタ７６の特性は、図４に示すように、予め固定されており、界磁補正電流ΔIdrefの最大値も、１つの固定値（上限値Idrmx）に予め設定されていた。
しかし、第２実施形態では、回転速度ωの数値に対応して、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、変化させる。
【００８７】
図８に、この発明の界磁電流PI制御部のリミッタにおける回転速度と界磁補正電流の最大値との関係を示す特性グラフの一実施例を示す。
ここで、界磁補正電流ΔIdrefの最大値の上限値を、Idrmxとする。
【００８８】
図８（a）は、回転速度ωが上昇するに従って、界磁補正電流ΔIdrefの最大値が、非線形に減少する特性を示している。
たとえば、回転速度ωが、所定値ω０までは、界磁補正電流ΔIdrefの最大値は、上限値Idrmxを採用するが、回転速度ωが、所定値ω０以上に上昇した場合、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、上限値Idrmxよりも低くなるように設定する。
【００８９】
上記したように、逆起電力Vmは、定数k、磁束密度φ(界磁電流に比例)、回転数nの積で決定されるので、逆起電力Vmは、回転数nに比例する。
すなわち、回転数nが増加すると、回転数nに比例して、逆起電力Vmも増加するが、これは、単位時間あたりの回転数nに相当する回転速度ωが上昇すると、逆起電力Vmも上昇することを意味する。
逆起電力Vmが上昇すると、上記したローターが界磁方向の磁界に張り付いて回転が停止する現象が発生し、走行動作が不安定になる。
【００９０】
そこで、回転速度ωが上昇した場合、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を低くすることにより、逆起電力Vmの上昇を抑えることができる。
すなわち、回転速度ωの上昇に対応させて、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、上限値Idrmxよりも低く設定することにより、逆起電力Vmの上昇が抑制され、自律走行をより安定させることができ、より長時間の連続走行が可能となる。
【００９１】
図８（b）は、回転速度ωが上昇するに従って、界磁補正電流ΔIdrefの最大値が、線形的に減少する特性を示している。非線形に変化させるよりも線形に変化させた方が制御上の取り扱いが容易になる。
このように、リミッタの特性を、線形的に変化するようにしても、上記の図８（a）と同様に、逆起電力Vmの上昇が抑制され、自律走行をより安定させることができる。
【００９２】
（自律走行装置の第３実施形態）
＜自律走行装置のモータ駆動制御の構成＞
図９に、この発明の自律走行装置のモータ駆動制御装置に関する構成の第３実施形態のブロック図を示す。
ここでは、後述する図１０に示すようなインバーター１５の温度Tempを測定する温度センサ６４を備え、測定されたインバーター１５の温度Tempを、界磁電流PI制御部２４に入力する。
また、界磁電流PI制御部２４は、入力されたインバーターの温度Tempを利用して、リミッタ７６から出力される界磁補正電流ΔIdrefの最大値を設定する。
【００９３】
たとえば、リミッタ７６が、入力された温度Tempに対応して、界磁補正電流値の最大値を、界磁電流目標値の上限値よりも低い値に設定し、入力温度Tempが所定値以上に上昇した場合に、界磁電流PI制御部２４は、入力温度Tempの上昇に従って、界磁補正電流値の最大値を、減少させる。
以下に示すように、インバーターの温度Tempが上昇した場合、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、予め設定されていた界磁補正電流ΔIdrefの上限値Idrmxよりも低く設定することにより、自律走行をより安定させることができる。
【００９４】
図９において、各構成要素と、その接続関係は、図１や図６に示したブロック図とほぼ同様であるが、測定されたインバーターの温度Tempを、界磁電流PI制御部２４に入力することが、第１および第２実施形態と異なる。
各構成ブロックの処理は、第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
測定されたインバーターの温度Tempは、界磁電流PI制御部２４のリミッタ７６に与えられる。
【００９５】
図１０に、この発明のモータ駆動部における第３実施形態の構成ブロック図を示す。
図１０のモータ駆動部１５においても、図２に示したモータ駆動部１５と同様に、６つのトランジスタを備える。
６つのトランジスタの接続および動作は、図２の説明で示したものと同様なので、説明を省略する。
図１０に示すように、モータ駆動部１５に、温度センサ６４を設ける。
この温度センサ６４は、上記した第１の温度測定部に相当する。
【００９６】
たとえば、モータ駆動部１５が、１つのIC回路によって構成されている場合は、温度センサ６４は、そのIC回路に接触するように配置すればよい。
あるいは、トランジスタが個別部品で構成されている場合は、温度センサ６４を、トランジスタのヒートシンク等に配置すればよい。
この温度センサ６４によって、モータ駆動部（インバーター）１５の温度Tempを測定する。
温度センサ６４によって測定されたインバーターの温度Tempと、電圧センサ６３によって測定されたモータ駆動部の入力電圧Vddとが、界磁電流PI制御部２４に入力される。
【００９７】
図１１に、この発明の界磁電流PI制御部における第３実施形態の構成ブロック図を示す。
図１１において、各構成要素と、その接続関係は、図３および図７に示したブロック図とほぼ同様であるが、インバーターの温度Tempが、リミッタ７６に入力されることが、第２実施形態と異なる。
図４に示したリミッタ７６の特性では、界磁補正電流ΔIdrefの最大値は１つの固定値（上限値Idrmx）に予め設定されており、図８に示したリミッタ７６の特性では、回転速度ωの数値に対応して、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を変化させていたが、第３実施形態では、インバーターの温度Tempの数値に対応して、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を変化させる。
【００９８】
図１２に、この発明の界磁電流PI制御部のリミッタにおけるインバーターの温度と界磁補正電流の最大値との関係を示す特性グラフの一実施例を示す。
ここでも、界磁補正電流ΔIdrefの最大値の上限値を、Idrmxとする。
【００９９】
図１２は、インバーターの温度Tempが上昇するに従って、界磁補正電流ΔIdrefの最大値が、線形的に減少する特性を示している。
たとえば、インバーターの温度Tempが上昇しても、所定値Ｔ０までは、界磁補正電流ΔIdrefの最大値としては、上限値Idrmxを採用するが、温度Tempが、所定値Ｔ０以上に上昇した場合、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、上限値Idrmxよりも低くなるように設定する。
【０１００】
上記のように、界磁電流Idを増加させて、モータ自身で回生電力を消費させた場合、インバーター１５を流れる電流が増加する。インバーター１５を流れる電流が増加すると、６つのトランジスタなどのインバーター１５を構成する半導体部品が発熱し、インバーター１５の温度が上昇する。
半導体部品の定格には、最大温度値が予め決められているので、インバーター１５の温度がこの最大温度値を超えた場合には、半導体部品が破損する可能性がある。
【０１０１】
そこで、インバーター１５の温度がこの最大温度値を超えないように、界磁電流Idを小さくする必要がある。
すなわち、インバーター１５の温度Tempの上昇に対応させて、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、上限値Idrmxよりも低く設定する。これにより、界磁電流Idの増加が抑制され、インバーター１５の温度が定格の最大温度値を超えないように制御されるので、インバーター１５の半導体部品が破損することを防止し、安定した自律走行をすることができる。
【０１０２】
また、第２実施形態では、リミッタ７６に回転速度ωを入力して界磁補正電流ΔIdrefの最大値を設定する例を示し、第３実施形態では、リミッタ７６にインバーター１５の温度Tempを入力して界磁補正電流ΔIdrefの最大値を設定する例を示したが、この２つの実施形態を組み合わせて、出力される界磁補正電流ΔIdrefを設定するようにしてもよい。
たとえば、図７の構成のリミッタ７６と、図１１の構成のリミッタ７６とを並列に接続して、同じ界磁電流目標値ΔIdを、２つのリミッタ７６に同時に入力し、２つのリミッタ７６のそれぞれから出力される界磁補正電流ΔIdrefのうち、小さい方の界磁補正電流ΔIdrefを採用するようにしてもよい。
【０１０３】
（自律走行装置の第４実施形態）
上記した第３実施形態では、インバーター１５の温度Tempを測定する温度センサ６４を備え、インバーターの温度Tempが上昇した場合、界磁補正電流ΔIdrefの最大値を、予め設定されていた界磁補正電流ΔIdrefの上限値Idrmxよりも低く設定することにより、自律走行をより安定させるものについて説明した。
しかし、インバーターの温度Tempに基づいて界磁電流を制御することにより、下り坂で安定した自律走行が可能となっても、回生電力をモータで消費したために、インバーターの温度Tempがかなり上昇してしまった場合において、たとえば、次の走行経路に、長く急な登り坂があり大きなトルクが必要な状況にも関わらず既にインバーターが高温になっているため、モータに流す駆動電流を大きくすることができないおそれがある。
【０１０４】
回生電力を消費する方法としては、上記したように、回生抵抗６２による電力消費と、界磁電流Idを増加させることによるモータ自身での電力消費とがある。
回生抵抗のみによる電力消費では、回生抵抗の温度の上昇をもたらし、一方、界磁電流Idを増加させることによるモータ自身での電力消費では、インバーターの温度Tempの上昇をもたらし、どちらも、過度に温度が上昇することは、自律走行に問題を及ぼす可能性がある。
【０１０５】
そこで、回生抵抗の温度の上昇と、インバーターの温度Tempの上昇に対応させて、２つの回生電力を消費する方法をうまく組合せることにより、できるだけ安定した自律走行ができるようにすることが好ましい。
この第４実施形態では、回生抵抗６２にも温度センサを設けて、回生抵抗の温度とインバーターの温度Tempを測定し、２つの回生電力を消費する方法を使い分ける。
【０１０６】
図１３に、この発明のモータ駆動部における第４実施形態の構成ブロック図を示す。
図１３のモータ駆動部（インバーター）１５では、図２に示したモータ駆動部１５と同様に、６つのトランジスタを備え、図１０に示したモータ駆動部１５と同様に、モータ駆動部１５に、温度センサ６４を設ける。
さらに、図１３のモータ駆動部（インバーター）１５では、回生抵抗６２に、温度センサ６５を設ける。
温度センサ６５は、回生抵抗６２の温度TempRを測定するもので、上記した第２の温度測定部に相当する。
この温度センサ６５によって測定された回生抵抗６２の温度TempRは、界磁電流PI制御部２４に与えられる。
温度センサ６５は、回生抵抗６２に接触するように配置すればよい。
【０１０７】
第４実施形態では、温度センサ６５によって測定された回生抵抗６２の温度TempRと、温度センサ６４によって測定されたインバーター１５の温度Tempと、電圧センサ６３によって測定されたモータ駆動部の入力電圧Vddとが、界磁電流PI制御部２４に入力される。
界磁電流PI制御部２４では、入力されたインバーターの温度Tempと、回生抵抗の温度TempRに対応して、界磁補正電流値の最大値を変化させる。
さらに、電流制御ループを構成する駆動電流制御部２０において、界磁電流PI制御部２４から出力される界磁補正電流値に対応させて界磁電流を補正することによって、回生抵抗による回生電力の消費と、界磁電流を増加させることによって発生するモータでの回生電力の消費とを調整する。
この２つの回生電力の消費を調整することによって、自律走行装置の連続走行時間を拡大させる。
【０１０８】
図１４に、この発明のモータ駆動部の温度等と回生電力消費との対応関係の一実施例を示す概略説明図を示す。
この対応関係は、２つの回生電力の消費のうち、どちらを優先させるかを決める判断基準に相当する。
２つ回生電力の消費のうち、どちらを優先させるかを判断するためには、たとえば、図示しない２つの温度を入力とする制御回路を、界磁電流PI制御部２４に設けてもよい。
図１４では、回生抵抗温度TempRとインバーター温度Tempの高低の程度の４通りの組合せに対応させて、回生電力の消費パターンと自律走行装置の走行停止させる場合とを示している。
【０１０９】
主として、回生抵抗の温度TempRが低い場合は、回生抵抗６２による回生電力の消費を優先的に使用し、回生抵抗の温度TempRが上昇してきた場合は、界磁電流Idの増加による回生電力の消費を優先的に使用するようにし、インバーター温度Tempが高い状態では、回生抵抗６２による回生電力の消費を優先的に使用する。また、回生抵抗の温度TempRとインバーター温度Tempがどちらも高い状態では、自律走行装置の走行を停止させる。
【０１１０】
図１４において、番号１の「◎」は、ほとんど、回生抵抗６２による回生電力の消費のみを使用することを意味する。
番号２と３の「○」は、対応する回生電力の消費の方を優先的に使用し、「△」は、対応する回生電力の消費も使用するが、他方よりも優先度が低いことを意味する。
番号４の「◎」は、回生電力の消費はせずに、自律走行装置の走行を停止させることを意味する。
ただし、判断基準は、図１４に示したものに限るものではなく、他の判断基準を利用してもよい。
【０１１１】
図１４において、温度の程度を、高温と低温の２つに分けているが、高温と低温を区別する明確な数値があるわけではない。回生抵抗の抵抗値や、インバーターを構成する部品の種類、回生抵抗に流れる電流の電流値などによっても、高温と低温を区別する温度は変化し、明確な数値を設定するものではない。
【０１１２】
図１４において、インバーター温度Tempが比較的低温で、かつ、回生抵抗の温度TempRも比較的低温である場合は、回生抵抗６２が損傷する可能性はほとんどないので、回生抵抗６２による回生電力の消費を積極的に使用し、界磁電流Idの増加による回生電力の消費はしないように制御する。
【０１１３】
また、回生抵抗の温度TempRが比較的低温であるが、インバーター温度Tempが上昇し比較的高温になった場合は、引き続き回生抵抗６２による回生電力の消費を優先的に使用するが、回生抵抗の温度に応じて界磁電流Idの増加による回生電力の消費も併用するように制御する。
【０１１４】
また、インバーター温度Tempが比較的低温であるが、回生抵抗の温度TempRが上昇し比較的高温になった場合は、界磁電流Idの増加による回生電力の消費を優先的に使用するようにし、回生抵抗６２による回生電力の消費を少なくするか、あるいは、回生抵抗６２による回生電力の消費を中止するように制御する。
【０１１５】
また、インバーター温度Tempが比較的高温で、かつ、回生抵抗の温度TempRも比較的高温になった場合は、回生抵抗６２による回生電力の消費を継続してもよいが、回生抵抗やインバーターが損傷するのを回避するために、回生電力の消費はせずに、自律走行装置の走行を停止させることが好ましい。その後、回生抵抗やインバーターの温度がある程度低下した場合に、走行を再開することが好ましい。
【０１１６】
（自律走行装置の第５実施形態）
この第５実施形態では、自律走行装置が走行する経路の高低差（傾斜）が予め分かっている場合において、走行経路の位置や領域に対応して、回生抵抗６２による回生電力の消費と、界磁電流Idの増加による回生電力の消費のどちらを優先的に使用するかを、予め設定する場合について説明する。
【０１１７】
所定の構内を巡回監視する目的で自律走行する自律走行装置では、走行する経路が予め設定されている場合がある。したがって、たとえば、走行経路において、どの地点で上り坂が始まるとか、どの地点で下り坂が終わるとか、どの領域では下り坂が続くとか、どの領域は平坦な経路であるということが、走行前に分かるので、走行経路の区間と、傾斜とを対応付けて記憶しておくことができる場合がある。
【０１１８】
図１５に、この発明の自律走行装置の走行経路と回生電力消費との対応を示す一実施例の概略説明図を示す。
図１５（a）では、自律走行装置が走行する巡回経路の一実施例を示しており、その巡回経路が、区間Aから区間Iまでの９つの区間に分けられているものとする。
たとえば、区間Aと区間Dと区間Iは、傾斜が平坦な区間であり、区間Bと区間Eから区間Hまでの間は、傾斜の異なる下りの区間であり、区間Cは、登りの区間であったとする。
また、区間Bは、比較的距離の短い下り坂であり、区間Eから区間Hまでの間は、比較的距離の長い下り坂区間であったとする。したがって、区間Bの走行中と、区間Eから区間Hまでの間の走行中には、回生動作が行われ、回生電力が発生する。
【０１１９】
このような走行経路においては、下り坂である区間Bの直後に、登りの区間Cがあるので、登り坂での電流上昇によるインバーターの温度上昇に備えて、区間Bでは、回生抵抗６２による回生電力の消費を優先的に使用することが好ましいと言える。
また、区間Eから区間Hまでの間は、比較的距離の長い下り坂が続くので、回生抵抗６２による回生電力の消費だけでは、回生抵抗の温度が上がりすぎる可能性があるので、界磁電流Idの増加による回生電力の消費を優先的に使用することが好ましいと言える。
【０１２０】
したがって、巡回経路のように、自律走行装置が走行する経路の区間と傾斜の関係が予めわかっている場合は、その走行経路の区間と、傾斜と、優先的に使用する回生電力の消費方法とを対応付けた経路傾斜情報を、予め設定記憶しておけばよい。
自律走行装置が巡回経路を走行する場合に、予め記憶された経路傾斜情報を利用して、走行経路の所定の区間でその情報の設定内容どおりの回生電力の消費方法を使用することにより、回生抵抗とインバーターの温度上昇に配慮し、その巡回経路の傾斜（登り下り）に適合した回生電力の消費をさせることができ、安定した長時間走行を行わせることができる。
【０１２１】
たとえば、図１５（b）のように、自律走行装置が走行する経路の区間と、傾斜と、回生抵抗６２による回生電力の消費と、界磁電流Idの増加による回生電力の消費との関係を示す経路傾斜情報を、ハーディスクHDDなどの記憶装置に予め記憶しておけばよい。
自律走行装置の走行中において記憶された経路傾斜情報を読み出し、現在の位置と、経路傾斜情報の区間とを比較し、たとえば、自律走行装置が回生抵抗６２による回生電力の消費を優先的に使用することが設定されている区間に入った場合は、回生抵抗６２による回生電力の消費を優先的に使用するように、モータ駆動制御装置を制御すればよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１  自律走行装置、
２  監視ユニット、
３  制御ユニット、
４  車体、
５  車輪、
６  車輪、
７  カメラ、
１０  制御部、
１０ａ  記憶部、
１１  速度PI制御部、
１２  電流PI制御部、
１３  逆Park変換部、
１４  ３相信号生成部、
１５  モータ駆動部、
１６  電流取得部、
１７  Clarke変換部、
１８  Park変換部、
１９  電気角推定部、
２０  駆動電流制御部、
２１  モータ
２２  回転速度検出部、
２３  電源部（充電池）、
２４  界磁電流PI制御部
２５  加算器、
５１  トランジスタ、
５２  トランジスタ、
５３  トランジスタ、
５４  トランジスタ、
５５  トランジスタ、
５６  トランジスタ、
６１  トランジスタ、
６２  回生抵抗、
６３  電圧センサ、
６４  温度センサ、
６５  温度センサ、
７１  減算器、
７２  乗算器、
７３  乗算器、
７４  積分器、
７５  加算器、
７６  リミッタ
【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】
2019154089.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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