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1. (WO2019049343) ELECTRIC VEHICLE CONTROL DEVICE, ELECTRIC VEHICLE CONTROL METHOD, ELECTRIC VEHICLE CONTROL PROGRAM, AND ELECTRIC VEHICLE
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明 細 書

発明の名称 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

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007   0008   0009   0010  

課題を解決するための手段

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025  

発明の効果

0026  

図面の簡単な説明

0027  

発明を実施するための形態

0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082  

符号の説明

0083  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 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

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/(T α×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

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。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]