JP2003164005A - 電動車両用モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブレーキを操作した状態でアクセル操作部材が
増速側に操作されたときにモータに過大な電流が流れる
のを防止する。 【解決手段】アクセル操作部材の操作量を検出するアク
セルセンサ６の出力と車両の走行速度を検出する走行速
度検出手段１３の出力とに対してブラシレスモータ１に
駆動電流を供給するインバータＩＮＶをＰＷＭ制御する
際の基本デューティ比を演算する基本デューティ比演算
手段１４Ａと、ブレーキ操作部材の操作量を検出するブ
レーキセンサ９の出力に対して制動時補正係数Ｋｂを演
算する制動時補正数演算手段１４Ｄとを設け、基本デュ
ーティ比Ｄｍに補正係数Ｋｂを乗じて制動時の実デュー
ティ比を演算する。制動時補正係数Ｋｂは、ブレーキ操
作部材の操作量の増大に伴って補正係数Ｋｂを減少させ
るように演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車や、電
動スクータ等の電動車両用のモータを制御する制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車や電動スクータ等の電動車両
は、バッテリと、車両の駆動輪を駆動するモータと、バ
ッテリから与えられる直流電流を交流電流に変換するイ
ンバータを備えて該インバータが出力する交流電流をモ
ータに駆動電流として供給するドライバとを備えてい
て、アクセルグリップやアクセルペダル等のアクセル操
作部材の操作量に応じてインバータを制御することによ
り、モータに供給する駆動電流を調整して、車両の走行
状態を制御するようにしている。

【０００３】図１１は、従来の電動車両用モータの制御
装置を示したもので、同図において１は３相の電機子巻
線を有する固定子と、磁石界磁を有する回転子とを有す
る周知のブラシレスモータ、２はブラシレスモータ１に
より駆動される車両の駆動輪であり、この例では、駆動
輪２の車軸がモータ１の出力軸に直結されている。

【０００４】３はバッテリ、４はバッテリ３の出力電流
を交流電流に変換するインバータを備えたドライバであ
る。ドライバ４は、６個の半導体スイッチ素子を３相ブ
リッジ接続して構成したインバータと、インバータを駆
動する駆動回路とを備えていて、インバータの３相の出
力端子からモータ１の３相の入力端子ｕ，ｖ，ｗに駆動
電流を供給する。

【０００５】５はアクセル操作部材（図示の例ではアク
セルグリップ）、６はアクセル操作部材５の操作量を検
出して、アクセル操作部材の操作量に相当する大きさを
有する電気信号をアクセル操作量検出信号Ｖａとして出
力するアクセルセンサ、７はブラシレスモータ１の回転
子の回転角度位置を検出する位置センサから得られる位
置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと、アクセル操作量検出信
号Ｖａとを入力として、ドライバ４のインバータを制御
するコントローラである。

【０００６】コントローラ７は、位置検出信号Ｈｕ〜Ｈ
ｗにより検出されるモータの回転子の回転角度位置に応
じて、電機子コイルの励磁相の組み合わせ（励磁パター
ン）を決定し、決定した励磁相に駆動電流を流すべく、
インバータを構成する６個の半導体スイッチ素子に駆動
信号Ｓu ，Ｓv ，Ｓw ，Ｓx ，Ｓy ，及びＳz を与え
る。

【０００７】コントローラ７はまた、モータ１に供給す
る駆動電流をＰＷＭ制御する際のデューティ比を車両の
走行速度とアクセルセンサ６の出力とにより決定する手
段を備え、この手段により決定したデューティ比で断続
するパルス波形のＰＷＭ信号をドライバ４に与える。ド
ライバ４は、このＰＷＭ信号に応じて、インバータを構
成するスイッチ素子をオンオフさせることにより、イン
バータからモータ１に供給する駆動電流をＰＷＭ変調さ
れた波形とし、駆動電流の平均値をアクセル操作部材の
操作量と車両の走行速度とに見合った値に調節する。

【０００８】この種の制御装置では、車両が低速走行し
ている状態で運転者がアクセル操作部材を増速側に変位
させたときに、インバータ４に与えるＰＷＭ信号のデュ
ーティ比を大きくして、モータに供給する駆動電流の大
きさ（平均値）を増大させるように制御する。これによ
り、モータの出力トルクを増加させ、車両の走行速度を
上昇させる。

【０００９】このように、アクセル操作部材を増速側に
操作したときに、運転者が故意にブレーキを操作してい
たとすると、モータの出力トルクが増加してもモータの
回転速度が上昇しないため、コントローラはモータの駆
動電流を更に増加させるようにインバータを制御し、モ
ータの駆動電流を増大させる。このような状態が長く続
くと、モータの電機子巻線が過電流により過熱されて焼
損するおそれがあるだけでなく、インバータを構成する
スイッチ素子での発熱が多くなって、該スイッチ素子が
破壊するおそれがある。

【００１０】そのため、通常は、モータの巻線温度及び
インバータのスイッチ素子の温度をそれぞれ検出する温
度センサを設けて、これらの温度センサにより検出され
た温度が設定値を超えたときにＰＷＭ信号のデューティ
比を小さい値に補正する保護制御を行うことにより、バ
ッテリ３からインバータを通してモータ１に供給される
駆動電流を制限するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
制御装置では、モータの巻線温度及びインバータのスイ
ッチ素子の温度を検出する温度センサを設けて、これら
の温度センサにより検出された温度が設定値を超えたと
きにモータの駆動電流を制限するようにしていたが、一
度上昇したモータの巻線温度及びインバータのスイッチ
素子の温度が設定値以下に下がるまでには相当の時間を
要するため、モータの駆動電流の制限が解除されるまで
に長い時間を要し、その間モータの出力が最高出力まで
上がらないため、車両の運転フィーリングが悪くなると
いう問題があった。

【００１２】またモータの巻線温度やインバータのスイ
ッチ素子の温度が上昇すると、巻線やスイッチ素子が劣
化するため、モータの寿命やインバータの寿命が短くな
るという問題もあった。

【００１３】更に従来の制御装置では、運転者がブレー
キを操作しながらアクセル操作部材を増速側に操作した
ときに、バッテリからモータに過大な電流が流れるた
め、バッテリの消耗が激しくなり、バッテリの１回の充
電当りの走行可能距離が短くなるという問題があった。

【００１４】本発明の目的は、ブレーキを操作した状態
でアクセル操作部材を増速側に操作したときに、バッテ
リからモータに過大な電流が流れることがないようにし
て、モータの巻線温度の上昇や、インバータのスイッチ
素子の温度上昇が生じるのを防ぐことができるようにし
た電動車両用モータの制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリと、
車両の駆動輪を駆動するモータと、バッテリから与えら
れる直流電流を交流電流に変換するインバータを備えて
該インバータが出力する交流電流をモータに駆動電流と
して供給するドライバとを備えた電動車両の前記モータ
に供給する駆動電流を制御する電動車両用モータの制御
装置に係わるものである。

【００１６】従来の制御装置では、車両の走行速度を調
節するために操作されるアクセル操作部材の操作量と車
両の走行速度とに応じてモータの駆動電流を制御してい
たが、本発明においては、アクセル操作部材の操作量と
車両の走行速度とブレーキ操作部材の操作量とに応じて
モータの駆動電流を制御する。

【００１７】そのため、本発明において、アクセル操作
部材の操作量を検出するアクセルセンサと、車両に制動
をかける際に操作されるブレーキ操作部材の操作量を検
出するブレーキセンサと、車両の走行速度を検出する走
行速度検出手段と、アクセルセンサの出力とブレーキセ
ンサの出力と走行速度検出手段により検出された走行速
度とを制御条件としてドライバからモータに供給する駆
動電流の大きさを決定して、決定した大きさの駆動電流
をモータに供給するようにインバータを制御するインバ
ータ制御部とを設けて、ブレーキ操作部材の操作量の増
大に伴ってインバータからモータに供給される駆動電流
を減少させるようにインバータ制御部を構成する。

【００１８】本発明の好ましい態様では、上記インバー
タ制御部を、アクセルセンサの出力と走行速度検出手段
により検出された走行速度とに対して駆動電流をＰＷＭ
制御する際の基本デューティ比を演算する基本デューテ
ィ比演算手段と、基本デューティ比を補正する補正演算
に用いる制動時補正数をブレーキセンサの出力に対して
演算する制動時補正数演算手段と、ブレーキ操作部材が
操作されたときに上記制動時補正数を用いて基本デュー
ティ比に補正演算を施すことにより実デューティ比を求
める実デューティ比演算手段とを備えた構成として、実
デューティ比でＰＷＭ制御された駆動電流をモータに供
給するようにインバータを構成するスイッチ素子をオン
オフ制御する。制動時補正数演算手段は、ブレーキ操作
部材の操作量の増大に伴って実デューティ比を減少させ
るように制動時補正数を演算する。

【００１９】デューティ比は、駆動電流を断続させる周
期をＴ、１周期Ｔの間に駆動電流を流す時間をＴonとし
たときに、Ｔon／Ｔで定義される。

【００２０】デューティ比を補正する補正演算は、乗算
によってもよく、減算によってもよい。乗算によりデュ
ーティ比を補正する場合には、基本デューティ比に乗じ
る補正係数Ｋｂ（Ｋｂ≦１、またはＫｂ≦１００％）を
上記制動時補正数として用いる。また減算によりデュー
ティ比を補正する場合には、基本デューティ比から減算
する補正量を上記制動時補正数として用いる。本発明で
は、上記補正係数及び補正量の双方を含む意味で「補正
数」という語を用いている。

【００２１】上記のように、ブレーキ操作部材が操作さ
れているときにモータの駆動電流を減少させる制御を行
わせると、ブレーキ操作部材が操作された状態でアクセ
ル操作部材が増速側に操作されたときにモータに流れる
駆動電流を制限することができるため、バッテリからモ
ータに過大な電流が流れるのを防ぐことができる。従っ
て、故意にブレーキ操作部材を操作した状態で加速操作
が行われたときに、過大な駆動電流が流れてモータの巻
線温度が過度に上昇したり、インバータのスイッチ素子
の温度が過度に上昇したりするのを防ぐことができる。
またブレーキ操作部材を操作した状態で加速操作が行わ
れたときにバッテリからモータに過大な駆動電流が流れ
るのを防ぐことができるため、バッテリの無用な消耗を
防いで、バッテリの１回の充電当りの走行可能距離が短
くなるのを防ぐことができる。

【００２２】上記制動時補正数演算手段は、ブレーキ操
作部材の操作量を最大にしたときに実デューティ比を零
にするように制動時補正数を演算してもよく、ブレーキ
操作部材の操作量が設定値を超える範囲で、実デューテ
ィ比を最小値に保つように制動時補正数を演算してもよ
い。

【００２３】ブレーキ操作部材の操作量が設定値を超え
る範囲で、実デューティ比を零にするように制動時補正
数を演算した場合には、大きく制動をかけるためにブレ
ーキ操作部材の操作量を設定値以上としたときに、実デ
ューティ比が零になるため、モータへの駆動電流の供給
が停止する。

【００２４】ブレーキ操作部材の操作量が設定値を超え
る範囲で、実デューティ比を最小値に保つように制動時
補正数を演算した場合には、アクセル操作部材を増速側
に操作した状態で車両を停止させるためにブレーキを大
きくかけたときに、オートマチック車で停止時に発生す
るクリープトルクと同様のクリープトルク（停止してい
る車両を低速で動かそうとするトルク）を発生させるこ
とができるため、坂道発進でブレーキ操作部材を離した
ときに、車両が後退するのを防ぐことができる。

【００２５】本発明の他の好ましい態様では、車両が走
行中の路面の傾斜角を検出する傾斜角検出装置を設け
て、この傾斜角検出装置が検出した傾斜角が大きい場合
程実デューティ比の最小値を大きい値に切り換えるよう
に、上記制動時補正数演算手段に制動時補正数を演算さ
せる。

【００２６】このように構成すると、坂道の傾斜角に見
合った適正なクリープトルクを発生させることができ、
緩い坂道で過大なクリープトルクが発生したり、急な坂
道でクリープトルクが不足して発進の際に車両が後退し
たりするのを防ぐことができる。

【００２７】本発明の更に他の好ましい態様では、ブレ
ーキ操作部材の操作量が設定値を超えている状態でアク
セル操作部材が増速側に変位させられたときの車両の移
動方向及び移動速度をそれぞれクリープ方向及びクリー
プ速度として検出するクリープ動作検出手段を設ける。
この場合、制動時補正数演算手段は、クリープ速度を零
とするかまたはクリープ方向を前進方向としてクリープ
速度を設定速度に保つように、クリープ動作検出手段に
より検出されたクリープ方向及びクリープ速度に応じて
制動時補正数を修正するように構成する。

【００２８】このように構成すると、傾斜角検出装置を
設けることなく、路面の傾斜角に適合したクリープトル
クを発生させることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下図１ない図４を参照して本発
明の実施の形態を説明する。以下に示す実施形態では、
基準デューティ比を補正する補正演算に用いる補正数と
して補正係数を用い、基準デューティ比に補正係数を乗
じることにより実デューティ比を求めるものとする。

【００３０】図１は、本発明に係わる制御装置の全体的
な構成例を示したもので、同図において１はブラシレス
モータ、２はモータ１により駆動される車両の駆動輪で
ある。本実施形態では、モータ１が、３相の電機子巻線
を有する固定子と、２極の磁石界磁を有する回転子とを
備えていて、その回転子の回転軸が駆動輪２の軸に直結
されている。ブラシレスモータ１の固定子側には、Ｕ，
Ｖ，Ｗ３相の電機子巻線のそれぞれに対して回転子の磁
極を検出して、回転子の回転角度位置の情報を含む位置
検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する位置センサが設け
られている。

【００３１】また３はバッテリ、４はバッテリ３の出力
電流を交流電流に変換して、モータ１に供給するインバ
ータＩＮＶを備えたドライバである。図示のインバータ
ＩＮＶは、６個の半導体スイッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔ
ｗ，Ｔｘ，Ｔｙ及びＴｚを３相ブリッジ接続した回路か
らなっていて、その直流入力端子がバッテリ３の出力端
子に接続され、３相の交流出力端子がモータ１の３相の
入力端子ｕ，ｖ，ｗに接続されている。図示の例では、
ブリッジの上辺を構成するスイッチ素子Ｔｕ〜Ｔｗ及び
ブリッジの下辺を構成するスイッチ素子Ｔｘ〜Ｔｚがそ
れぞれＰＮＰトランジスタ及びＮＰＮトランジスタから
なり、トランジスタＴｕ〜Ｔｗのエミッタコレクタ間、
及びトランジスタＴｘ〜Ｔｚのコレクタエミッタ間には
それぞれ帰還用ダイオードＤｕ〜Ｄｗ及びＤｘ〜Ｄｚが
逆並列接続されている。

【００３２】５はアクセル操作部材（図示の例ではアク
セルグリップ）、６はアクセル操作部材５の操作量を検
出するアクセルセンサである。図示のアクセルセンサ６
は、摺動接触子がアクセル操作部材５に連動するように
設けられたポテンショメータからなっていて、その両端
に一定の直流電圧が印加されている。このアクセルセン
サは、アクセル操作部材の操作量に相当する大きさを有
する電圧信号をアクセル操作量検出信号Ｖａとして出力
する。

【００３３】また８は車両に制動をかける際に操作され
るブレーキ操作部材、９はブレーキ操作部材８の操作量
を検出するブレーキセンサである。ブレーキセンサ９は
ブレーキ操作部材に摺動接触子が連動するように設けら
れて両端に一定の直流電圧が印加されたポテンショメー
タからなっていて、ブレーキ操作部材８の操作量に相当
する大きさを有する電圧信号からなるブレーキ操作量検
出信号Ｖｂを出力する。

【００３４】また１０はドライバ４を構成するスイッチ
素子、特にインバータＩＮＶを構成するスイッチ素子の
温度を検出するドライバ温度センサで、スイッチ素子の
温度に相当する大きさを有する電圧信号をドライバ温度
検出信号Ｖtdとして出力する。更に１１は、モータ１の
巻線温度を検出するモータ温度センサで、モータ１の電
機子巻線の温度に相当する大きさを有する電圧信号をモ
ータ温度検出信号Ｖtmとして出力する。

【００３５】１２はマイクロコンピュータを備えたコン
トローラで、このコントローラには、モータ１に設けら
れた位置センサが出力する位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈ
ｗと、アクセル操作量検出信号Ｖａと、ブレーキ操作量
検出信号Ｖｂと、ドライバ温度検出信号Ｖtdと、モータ
温度検出信号Ｖtmとが入力されている。

【００３６】モータに設けられる位置センサは例えばホ
ール素子からなっていて、検出している回転子の磁極の
極性が切り替わる毎にＨレベル（高レベル）またはＬレ
ベル（低レベルまたは零レベル）にレベルが変化する信
号を発生する。従って、位置検出信号Ｈｕ〜Ｈｖは、例
えば図５（Ａ）ないし（Ｃ）に示したように、Ｕ，Ｖ，
Ｗ３相の電機子コイルに対してそれぞれ設けられた３相
の位置センサが検出している回転子の磁極の極性が切り
替わる毎にレベルが変化する矩形波状の信号となる。

【００３７】コントローラ１２は、位置検出信号Ｈｕ〜
Ｈｗにより検出されるモータの回転子の回転角度位置に
応じて、モータを所定の方向に回転させるために必要な
電機子コイルの励磁相の組み合わせ（励磁パターン）を
決定し、決定した励磁相に駆動電流を流すべく、インバ
ータ４を構成する６個の半導体スイッチ素子Ｔｕ，Ｔ
ｖ，Ｔｗ，Ｔｘ，Ｔｙ及びＴｚにそれぞれ駆動信号（ス
イッチ素子をオン状態にするための信号）Ｓu ，Ｓv ，
Ｓw ，Ｓx ，Ｓy 及びＳz を与える。

【００３８】コントローラ１２はまた、モータ１に供給
する駆動電流をＰＷＭ制御する際のデューティ比を車両
の走行速度とアクセルセンサ６の出力とブレーキセンサ
９の出力と温度センサ１０の出力とにより決定して、決
定したデューティ比で断続するパルス波形のＰＷＭ信号
をインバータ４に与えるインバータ制御部を備えてい
る。

【００３９】インバータ４は、ＰＷＭ信号に応じてブリ
ッジの上辺を構成するスイッチ素子またはブリッジの下
辺を構成するスイッチ素子をオンオフさせるスイッチ制
御回路を備えていて、このスイッチ制御回路により、駆
動信号が与えられているＰＷＭ信号に応じてブリッジの
上辺またはブリッジの下辺のスイッチ素子をオンオフさ
せることにより、モータ１に供給する駆動電流をＰＷＭ
変調された波形とする。

【００４０】本発明においては、コントローラ１２を構
成するマイクロコンピュータに所定のプログラムを実行
させることにより、図２に示すように、車両の走行速度
を検出する走行速度検出手段１３と、インバータ制御部
１４とを構成する。

【００４１】コントローラ１２のマイクロコンピュータ
は、モータ１に設けられている位置センサが出力する位
置検出信号Ｈｕ〜Ｈｗのいずれかのレベル変化のタイミ
ングが検出されたときに実行中のプログラムに割込みを
かけて位置検出信号の１周期に相当する時間（モータの
回転子が一定の角度だけ回転するのに要する時間）をタ
イマにより計測し、計測された時間から車両の走行速度
を算出する。

【００４２】本実施形態では、図５（Ｄ）に示すよう
に、１２０度間隔で現れる位置検出信号Ｈｕ〜Ｈｗの立
上りのエッジを検出して、各立ち上がりのエッジが検出
されるタイミングａでマイクロコンピュータが実行する
プログラムに割込みをかけ、この割込みにより図６に示
す立上りエッジ割込みルーチンを実行させて車両の走行
速度（駆動輪２の回転速度）の情報を含むデータを得て
いる。

【００４３】図６に示した割込みルーチンでは、常時計
時動作を行っているマイクロコンピュータ内のタイマの
計数値Ｔｎを読込んで記憶させるとともに、この計数値
Ｔｎと前回のタイミングａで読込んで記憶しておいた計
数値Ｔn-1 との差Ｔｎ−Ｔn-1 を、走行速度の情報を含
む走行速度データＶｎとして記憶させて図示しないメイ
ンルーチンに戻る。上記走行速度データＶｎ（＝Ｔｎ−
Ｔn-1 ）は、モータが一定の角度（この例では１２０
度）回転するのに要した時間であり、モータの回転速度
に反比例している。本実施形態では、モータ１の出力軸
により駆動輪を直接駆動するダイレクトドライブを採用
しているため、モータ１の回転速度がそのまま駆動輪の
回転速度となる。したがって、本実施形態では、モータ
の回転速度の情報を含む量Ｔｎ−Ｔn-1 をそのまま車両
の走行速度の情報を含む走行速度データＶｎとして用い
ている。図６に示した立上りエッジ割込みルーチンによ
り、車両の走行速度を検出する走行速度検出手段１３が
構成される。

【００４４】なおモータ１の出力軸と駆動輪の軸との間
に変速機が設けられる場合には、モータ１の回転速度に
変速機の変速比を乗じて求めた駆動輪の回転速度の情報
を含むデータを得るように走行速度検出手段１３を構成
するか、または駆動輪２の回転速度を検出する車軸回転
センサを別に設けて、該車軸回転センサの出力を読込ん
で走行速度の情報を含むデータを得るように走行速度検
出手段１３を構成する。

【００４５】図示のインバータ制御部１４は、基本デュ
ーティ比演算手段１４Ａと、ドライバ温度補正係数演算
手段１４Ｂと、モータ温度補正係数演算手段１４Ｃと、
制動時補正係数演算手段１４Ｄと、実デューティ比演算
手段１４Ｅと、インバータ駆動手段１４Ｆとにより構成
されている。これらの手段を構成するため、コントロー
ラ１２内のマイクロコンピュータは、図５（Ｅ）に示す
ように一定の間隔（本実施形態では１０msec）で現れる
インターバル割込みタイミングｂをその内部タイマに計
測させて、各インターバル割込みタイミングｂが計測さ
れる毎に図７ないし図１０にそれぞれ示したインターバ
ル割込み１ないし４を順に実行させるようにプログラム
されている。

【００４６】なおインターバル割込みタイミングｂは位
置検出信号Ｈｕ〜Ｈｗの立ち上がりエッジまたは立下が
りエッジとは無関係に一定の時間間隔で発生するタイミ
ングである。

【００４７】各インターバルタイミングｂが検出される
と、先ず図７に示したインターバル割込みルーチン１が
実行される。この割込みルーチンでは、各種のセンサの
出力をマイクロコンピュータのＡ／Ｄ入力ポートを通し
て読込む。図７の割込みルーチンでは、先ずステップ１
でアクセルセンサ６の出力をアクセル開度データＶａと
して読込み、ステップ２及び３でそれぞれドライバ温度
センサ１０の出力及びモータ温度センサ１１の出力をド
ライバ温度データＶtd及びモータ温度データＶtmとして
読み込む。またステップ４でブレーキセンサ９の出力を
ブレーキ操作量データＶｂとして読み込み、ステップ５
でバッテリ電圧をバッテリ電圧データＶBAT として読み
込む。

【００４８】各インターバルタイミングｂでは、次いで
図８に示したインターバルタイミング２が実行される。
この割込みルーチンでは、先ずステップ１で、ドライバ
温度データＶtdに対して、ドライバ温度補正係数Ｋｄを
演算する。この補正係数Ｋｄは、ドライバ温度（スイッ
チ素子Ｔｕ〜Ｔｗ及びＴｘ〜Ｔｚの温度）が許容範囲を
超えたときに、モータの駆動電流を制限するように、基
本デューティ比Ｄｍを補正するために基本デューティ比
に乗じられる補正係数である。

【００４９】図８の割込みルーチンのステップ２では、
モータ温度データＶtmに対して、モータ温度補正係数Ｋ
ｍを演算する。このモータ温度補正係数Ｋｍは、モータ
の巻線温度が許容範囲を超えたときに駆動電流を制限す
るように基本デューティ比Ｄｍを補正するために、基本
デューティ比に乗じられる補正係数である。

【００５０】図８の割込みルーチンのステップ３におい
ては、ブレーキ操作量データＶｂに対して制動時補正係
数Ｋｂを演算する。この制動時補正係数Ｋｂは、ブレー
キ操作部材の操作量に対して基本デューティ比Ｄｍを補
正するために基本デューティ比に乗じられる補正係数で
ある。

【００５１】この例では、図８のステップ１においてド
ライバ温度補正係数演算手段１４Ｂが構成され、図８の
ステップ２及び３によりそれぞれモータ温度補正係数演
算手段１４Ｃ及び制動時補正係数演算手段１４Ｄが構成
される。

【００５２】各インターバル割込みタイミングｂではま
た、図８の割込みルーチンに続いて図９のインターバル
割込みルーチン３が実行され、走行速度データＶｎとア
クセル開度データＶａとに対して駆動電流をＰＷＭ制御
する際の基本デューティ比Ｄｍを演算する。この基本デ
ューティ比の演算は、アクセル開度データＶａと走行速
度データＶｎと基本デューティ比Ｄｍとの間の関係を与
える三次元マップを用いて行う。基本デューティ比Ｄｍ
はアクセル開度の増大に伴って増加する傾向を示す。図
９の割込みルーチンにより、基本デューティ比演算手段
１４Ａが構成される。

【００５３】インターバル割込みタイミングではまた、
図９の割込みルーチンに続いて図１０のインターバル割
込みルーチン４が実行される。この割込みルーチンで
は、ステップ１において、以下の式により補正演算を行
って、実デューティ比Ｄo を算出する。

【００５４】 Ｄo ＝Ｄｍ×Ｋｄ×Ｋｍ×Ｋｂ …（１） （１）式により実デューティ比Ｄo を算出した後、ステ
ップ２において該実デューティ比Ｄo をインバータ駆動
手段１４Ｆにセットする。インバータ駆動手段１４Ｆ
は、位置検出信号Ｈｕ〜Ｈｗにより検出されるモータの
回転子の回転角度位置に応じて決定した励磁相に駆動電
流を流すべく、インバータ４を構成する６個の半導体ス
イッチ素子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗ，Ｔｘ，Ｔｙ及びＴｚにそ
れぞれ駆動信号（スイッチ素子をオン状態にするための
信号）Ｓu ，Ｓv ，Ｓw ，Ｓx ，Ｓy 及びＳz を与える
とともに、インバータのブリッジの上辺を構成するスイ
ッチ素子Ｓu 〜Ｓw に与える駆動信号またはブリッジの
下辺を構成するスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz に与える駆動信
号を上記実デューティ比Ｄo で断続するパルス波形のＰ
ＷＭ信号として、インバータ４からモータ１に与えられ
る駆動電流を、実デューティ比Ｄo でＰＷＭ変調された
波形とする。

【００５５】図１０のインターバル割込みルーチン４に
より、実デューティ比演算手段１４Ｅが構成される。

【００５６】本実施形態では、制動時補正係数Ｋｂがブ
レーキ操作部材の操作量Ｘに対して図３のような変化を
示すように、制動時補正係数演算用のマップが作成され
ている。即ち、制動時補正係数Ｋｂは、ブレーキ操作部
材の制動力を大きくする方向への操作量（ブレーキ操作
量）Ｘが設定値Ｘs1以下の範囲にあるときに１００
［％］の値を示し、ブレーキ操作量が設定値Ｘs1を超え
る範囲でブレーキ操作量の増大に伴って直線的に減少し
て、ブレーキ操作量が設定値Ｘs2を超える範囲で零にな
る。

【００５７】図３に示すように、制動時補正係数演算用
マップを作成しておくと、ブレーキをかけたときに補正
係数Ｋｂが１００％以下になり、フルブレーキ時には補
正係数Ｋｂが０になる。そのため、ブレーキをかけたま
まアクセル操作部材を増速側に変位させる操作が行われ
たときに、モータの駆動電流が増加するのを防いで、モ
ータに過電流が流れるのを防ぐことができ、運転者がア
クセル操作部材を増速側に操作しながら故意にフルブレ
ーキをかける異常な操作を行ったときには、モータの駆
動電流を零にすることができる。したがって、ブレーキ
をかけたままアクセル操作部材が増速側に操作されたと
きに、インバータ及びモータに過電流が流れて、インバ
ータのスイッチ素子の温度や、モータの巻線温度が上昇
するのを防ぐことができる。

【００５８】図３に示した例では、ブレーキ操作部材の
操作量が設定値を超える範囲で制動時補正係数Ｋｂを零
にするようにしたが、図４に示したように、ブレーキ操
作部材の操作量Ｘが設定値Ｘs2を超える範囲で、実デュ
ーティ比Ｄo を最小値に保つように、制動時補正係数を
演算するようにしてもよい。図４に示した例では、ブレ
ーキ操作部材の操作量Ｘが設定値Ｘs2を超える範囲で、
制動時補正係数Ｋｂを最小値Ｋbcに保持するようにして
いる。

【００５９】図４に示したように、ブレーキ操作部材の
操作量が設定値を超える範囲で、実デューティ比を最小
値に保つように制動時補正係数Ｋｂを演算した場合に
は、アクセル操作部材を増速側に操作した状態で車両を
停止させるためにブレーキを大きくかけたときに、オー
トマチック車で停止時に発生するクリープトルクと同様
のクリープトルク（停止している車両を低速で動かそう
とするトルク）を発生させることができるため、坂道発
進でブレーキ操作部材を離したときに、車両が後退する
のを防ぐことができる。

【００６０】上記のように、ブレーキ操作部材の操作量
が設定値を超える範囲で、実デューティ比を最小値に保
つように制動時補正係数Ｋｂを演算する場合には、車両
が走行中の路面の傾斜角を検出する傾斜角検出装置を設
けて、この傾斜角検出装置が検出した傾斜角が大きい場
合程実デューティ比の最小値を大きい値に切り換えるよ
うに、上記制動時補正係数演算手段に制動時補正係数を
演算させるようにするのが好ましい。

【００６１】このように構成すると、坂道の傾斜角に見
合った適正なクリープトルクを発生させることができる
ため、緩い坂道で過大なクリープトルクが発生したり、
急な坂道でクリープトルクが不足して発進の際に車両が
後退したりするのを防ぐことができる。

【００６２】また、以下に示す制御を行わせることによ
り、傾斜角検出装置を設けることなく、制動時の実デュ
ーティ比の最小値を、坂道の傾斜角に応じて適正な値に
するための制御を行うことができる。

【００６３】即ち、ブレーキ操作部材８の操作量が設定
値を超えている状態でアクセル操作部材５が増速側に変
位させられたときの車両の移動方向及び移動速度をそれ
ぞれクリープ方向及びクリープ速度として検出するクリ
ープ動作検出手段を設ける。そして、クリープ速度を零
とするかまたはクリープ方向を前進方向としてクリープ
速度を設定速度に保つように、クリープ動作検出手段に
より検出されたクリープ方向及びクリープ速度に応じて
制動時補正係数を修正するように制動時補正係数演算手
段を構成する。

【００６４】このように構成すると、傾斜角検出装置を
設けることなく、路面の傾斜角に適合したクリープトル
クを発生させることができる。

【００６５】図３及び図４に示した例では、ブレーキ操
作部材８の操作量Ｘが設定値Ｘs1を超える範囲で制動時
補正係数Ｋｂを直線的に減少させているが、制動時補正
係数の減少のさせ方は上記の例に限定されない。例え
ば、操作量Ｘが設定値Ｘs1を超える範囲で制動時補正係
数Ｋｂを指数関数的に減少させるようにしてもよい。

【００６６】また上記の例では、ブレーキ操作部材の変
位量からブレーキ操作部材の操作量を検出しているが、
ブレーキの圧力を圧力センサにより検出することによっ
てブレーキ操作部材の操作量を検出するようにしてもよ
い。

【００６７】上記の例では、ドライバのスイッチ素子の
温度とモータの巻線温度とを検出してこれらの温度が許
容範囲を超えたときにＰＷＭ制御のデューティ比を補正
することにより、駆動電流を制限してドライバ及びモー
タを保護する制御を行っているが、これらの温度に対す
る保護制御は、いずれか一方の温度に対してのみ行わせ
てもよい。

【００６８】本発明に係わる制御装置においては、制動
時にＰＷＭ制御のデューティ比を制限するための制御
と、ドライバのスイッチ素子の温度及び巻線温度の少な
くとも一方に対して駆動電流を制限するする保護制御と
を併用することが望ましいが、ブレーキを操作しながら
アクセル操作部材を増速側に操作する運転状態以外の通
常の運転状態でドライバのスイッチ素子の温度や、モー
タの巻線温度が過度に上昇するおそれがない場合には、
ドライバのスイッチ素子の温度やモータの巻線温度の上
昇に対する保護制御を省略することができる。

【００６９】上記の実施形態では、基本デューティ比を
補正する補正演算に用いる補正数として基本デューティ
比に乗じる補正係数を用いているが、既に述べたよう
に、基本デューティ比を補正する際に、基本デューティ
比から減じる補正量を補正数とすることもできる。この
補正量を用いる場合、制動時補正量は、上記制動時補正
係数とは逆に、ブレーキ操作部材の操作量の増大に伴っ
て値が大きくなっていく量となる。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ブレー
キ操作部材の操作量を検出して、検出された操作量に応
じてモータに供給する駆動電流のデューティ比を補正す
る制御を行わせることにより、ブレーキが操作されてい
る状態でアクセル操作部材が増速側に操作された際に駆
動電流のデューティ比を増加させないようにしたので、
過電流が流れる状態が長時間継続してドライバのスイッ
チ素子の温度が上昇したりモータの巻線温度が上昇した
りするのを防ぐことができる利点がある。

【００７１】また本発明において、ブレーキ操作部材の
操作量が設定値を超える範囲で、実デューティ比を最小
値に保つように制動時補正係数を演算するようにした場
合には、アクセル操作部材を増速側に操作した状態で車
両を停止させるためにブレーキを大きくかけたときに、
オートマチック車で停止時に発生するクリープトルクと
同様のクリープトルクを発生させることができるため、
坂道発進でブレーキ操作部材を離したときに、車両が後
退するのを防ぐことができる。

【００７２】更に本発明において、車両が走行中の路面
の傾斜角を検出する傾斜角検出装置を設けて、この傾斜
角検出装置が検出した傾斜角が大きい場合程、ブレーキ
操作時の実デューティ比の最小値を大きい値に切り換え
るようにした場合には、坂道の傾斜角に見合った適正な
クリープトルクを発生させることができるため、緩い坂
道で過大なクリープトルクが発生したり、急な坂道でク
リープトルクが不足して発進の際に車両が後退したりす
るのを防ぐことができる。

【００７３】また本発明において、ブレーキ操作部材の
操作量が設定値を超えている状態でアクセル操作部材が
増速側に変位させられたときの車両の移動方向及び移動
速度をそれぞれクリープ方向及びクリープ速度として検
出するクリープ動作検出手段を設けるとともに、クリー
プ速度を零とするかまたはクリープ方向を前進方向とし
てクリープ速度を設定速度に保つように、クリープ動作
検出手段により検出されたクリープ方向及びクリープ速
度に応じて制動時補正数を修正するように制動時補正数
演算手段を構成した場合には、傾斜角検出装置を設ける
ことなく、路面の傾斜角に適合したクリープトルクを発
生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電動車両用モータ制御装置の全
体的な構成の一例を示した構成図である。

【図２】図１の制御装置のコントローラに設けられるマ
イクロコンピュータにより実現される機能実現手段を含
む本発明の一実施形態の要部の構成を示したブロック図
である。

【図３】本発明の実施形態において制動時補正数演算手
段が演算する制動時補正係数とブレーキ操作部材の操作
量との関係の一例を示した線図である。

【図４】本発明の実施形態において制動時補正数演算手
段が演算する制動時補正係数とブレーキ操作部材の操作
量との関係の他の例を示した線図である。

【図５】ブラシレスモータに設けられている位置センサ
が出力する位置検出信号の波形の一例と、位置検出信号
の立上りエッジを検出したときに行われる割込みのタイ
ミングと、一定の時間間隔で実行される割込みのタイミ
ングとを示した線図である。

【図６】コントローラのマイクロコンピュータが位置検
出信号の立上りエッジを検出する毎に実行する立上りエ
ッジ割込みルーチンのアルゴリズムを示すフローチャー
トである。

【図７】コントローラのマイクロコンピュータが一定の
時間間隔で実行するインターバル割込みルーチン１のア
ルゴリズムを示したフローチャートである。

【図８】コントローラのマイクロコンピュータが一定の
時間間隔で実行するインターバル割込みルーチン２のア
ルゴリズムを示したフローチャートである。

【図９】コントローラのマイクロコンピュータが一定の
時間間隔で実行するインターバル割込みルーチン３のア
ルゴリズムを示したフローチャートである。

【図１０】コントローラのマイクロコンピュータが一定
の時間間隔で実行するインターバル割込みルーチン４の
アルゴリズムを示したフローチャートである。

【図１１】従来の電動車両用モータ制御装置の全体的な
構成を示した構成図である。

【符号の説明】

１…ブラシレスモータ、２…車両の駆動輪、３…バッテ
リ、４…ドライバ、ＩＮＶ…インバータ、５…アクセル
操作部材、６…アクセルセンサ、８…ブレーキ操作部
材、９…ブレーキセンサ、１０…ドライバ温度センサ、
１１…モータ温度センサ、１２…コントローラ、１３…
走行速度検出手段、１４…インバータ制御部、１４Ａ…
基本デューティ比演算手段、１４Ｂ…ドライバ温度補正
数演算手段、１４Ｃ…モータ温度補正数演算手段、１４
Ｄ…制動時補正数演算手段、１４Ｅ…実デューティ比演
算手段、１４Ｆ…インバータ駆動手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 秀一 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内 (72)発明者 稲葉 豊 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H115 PA01 PA08 PC06 PG04 PI16 PI29 PU11 PV09 PV23 QE01 QE04 QE10 QN03 QN27 RB22 TB00 TO05 TO07 TO21 TO23 TO30 TR04 TR05 TU12 TZ10 UI14 UI23 5H560 AA08 BB04 BB12 DA02 DC05 DC20 EB01 GG04 JJ04 RR10 SS02 TT12 TT15 UA03 XA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリと、車両の駆動輪を駆動するモ
   ータと、前記バッテリから与えられる直流電流を交流電
   流に変換するインバータを備えて該インバータが出力す
   る交流電流を前記モータに駆動電流として供給するドラ
   イバとを備えた電動車両の前記モータに供給する駆動電
   流を制御する電動車両用モータの制御装置において、 前記車両の走行速度を調節するために操作されるアクセ
   ル操作部材の操作量を検出するアクセルセンサと、前記
   車両に制動をかける際に操作されるブレーキ操作部材の
   操作量を検出するブレーキセンサと、前記車両の走行速
   度を検出する走行速度検出手段と、前記アクセルセンサ
   の出力と前記ブレーキセンサの出力と前記走行速度検出
   手段により検出された走行速度とを制御条件として前記
   ドライバからモータに供給する駆動電流の大きさを決定
   して、決定した大きさの駆動電流を前記モータに供給す
   るように前記インバータを制御するインバータ制御部と
   を具備し、 前記インバータ制御部は、前記ブレーキ操作部材の操作
   量の増大に伴って前記ドライバから前記モータに供給さ
   れる駆動電流を減少させるように構成されていることを
   特徴とする電動車両用モータの制御装置。
2. 【請求項２】 バッテリと、車両の駆動輪を駆動するモ
   ータと、前記バッテリから与えられる直流電流を交流電
   流に変換するインバータを備えて該インバータが出力す
   る交流電流を前記モータに駆動電流として供給するドラ
   イバとを備えた電動車両の前記モータに供給する駆動電
   流を制御する電動車両用モータの制御装置において、 前記車両の走行速度を調節するために操作されるアクセ
   ル操作部材の操作量を検出するアクセルセンサと、 前記車両に制動をかける際に操作されるブレーキ操作部
   材の操作量を検出するブレーキセンサと、 前記車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、 前記アクセルセンサの出力と前記走行速度検出手段によ
   り検出された走行速度とに対して前記駆動電流をＰＷＭ
   制御する際の基本デューティ比を演算する基本デューテ
   ィ比演算手段と、前記基本デューティ比を補正する補正
   演算に用いる制動時補正数を前記ブレーキセンサの出力
   に対して演算する制動時補正数演算手段と、前記ブレー
   キ操作部材が操作されたときに前記制動時補正数を用い
   て前記基本デューティ比に補正演算を施すことにより実
   デューティ比を求める実デューティ比演算手段とを備え
   て、前記実デューティ比でＰＷＭ制御された駆動電流を
   前記モータに供給するように前記インバータを構成する
   スイッチ素子をオンオフ制御するインバータ制御部と、 を具備し、 前記制動時補正数演算手段は、前記ブレーキ操作部材の
   操作量の増大に伴って前記実デューティ比を減少させる
   ように前記制動時補正数を演算することを特徴とする電
   動車両用モータの制御装置。
3. 【請求項３】 前記制動時補正数演算手段は、前記ブレ
   ーキ操作部材の操作量が最大になったときに前記実デュ
   ーティ比を零にするように、前記制動時補正数を演算す
   ることを特徴とする請求項２に記載の電動車両用モータ
   の制御装置。
4. 【請求項４】 前記制動時補正数演算手段は、前記ブレ
   ーキ操作部材の操作量が設定値を超える範囲で、前記実
   デューティ比を最小値に保つように前記制動時補正数を
   演算することを特徴とする請求項２に記載の電動車両用
   モータの制御装置。
5. 【請求項５】 前記車両が走行中の路面の傾斜角を検出
   する傾斜角検出装置が設けられ、 前記制動時補正数演算手段は、前記傾斜角検出装置によ
   り検出された傾斜角が大きい場合程前記実デューティ比
   の最小値を大きい値に切り換えるように前記制動時補正
   数を演算する請求項４に記載の電動車両用モータの制御
   装置。
6. 【請求項６】 前記ブレーキ操作部材の操作量が設定値
   を超えている状態で前記アクセル操作部材が増速側に変
   位させられたときの前記車両の移動方向及び移動速度を
   それぞれクリープ方向及びクリープ速度として検出する
   クリープ動作検出手段が設けられ、 前記制動時補正数演算手段は、前記クリープ速度を零と
   するかまたはクリープ方向を前進方向としてクリープ速
   度を設定速度に保つように、前記クリープ動作検出手段
   により検出されたクリープ方向及びクリープ速度に応じ
   て前記制動時補正数を修正するように構成されている請
   求項４に記載の電動車両用モータの制御装置。