特許 5668036 モータ駆動制御装置及び電動アシスト車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5668036

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】モータ駆動制御装置及び電動アシスト車

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20150122BHJP

   B62M 6/45 20100101ALI20150122BHJP

   B62M 1/10 20100101ALI20150122BHJP

   B60L 7/24 20060101ALN20150122BHJP

   B60L 15/20 20060101ALN20150122BHJP

【ＦＩ】

   H02P5/41 303Z

   B62M6/45

   B62M1/10 Z

   !B60L7/24 Z

   !B60L15/20 Z

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-209128(P2012-209128)

(22)【出願日】2012年9月24日

(65)【公開番号】特開2014-64423(P2014-64423A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2013年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103528

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 一男

(72)【発明者】

【氏名】保坂 康夫

(72)【発明者】

【氏名】清水 悟

(72)【発明者】

【氏名】浅沼 和夫

【審査官】 田村 耕作

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０３５３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３１３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５０３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０４６０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

Ｂ６２Ｍ １／１０

Ｂ６２Ｍ ６／４５

Ｂ６０Ｌ ７／２４

Ｂ６０Ｌ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つのブレーキセンサの各々からブレーキがオンの状態を表す信号又はオフの状態を表す信号を受信する入力部と、
前記入力部から前記ブレーキのいずれか一方がオンの状態であることを表す第１の信号を受信すると、回生目標量に対する制御係数の値を第１の傾きで時間経過に応じて所定の上限値に向かって増加させ、前記入力部から前記ブレーキの両方がオンの状態であることを表す第２の信号を受信すると、前記制御係数の値を前記第１の傾きより大きい第２の傾きで時間経過に応じて前記所定の上限値に向かって増加させる制御係数算出部と、
前記制御係数算出部が算出した制御係数の値と前記回生目標量とから、モータの駆動を制御する制御部と、
を有するモータ駆動制御装置。

【請求項2】

前記制御係数算出部が、
前記第２の信号を受信した後に前記第１の信号を受信すると、前記第２の信号を受信した際における制御係数の値以上で、かつ前記第２の制御信号を受信した後に前記第１の信号を受信した際における制御係数の値未満の値に前記制御係数の値を下げる
請求項１記載のモータ駆動制御装置。

【請求項3】

前記第２の信号を受信した際における制御係数の値以上で、かつ前記第２の制御信号を受信した後に前記第１の信号を受信した際における制御係数の値未満の値が、
前記第２の信号を受信した際における制御係数の値と前記第２の制御信号を受信した後に前記第１の信号を受信した際における制御係数の値とから算出される
請求項２記載のモータ駆動制御装置。

【請求項4】

前記第２の信号を受信した際における制御係数の値以上で、かつ前記第２の制御信号を受信した後に前記第１の信号を受信した際における制御係数の値未満の値が、
前記第２の信号を受信した際における制御係数の値から算出される
請求項２記載のモータ駆動制御装置。

【請求項5】

前記第２の信号を受信した際における制御係数の値以上で、かつ前記第２の制御信号を受信した後に前記第１の信号を受信した際における制御係数の値未満の値が、
前記第２の信号を受信した際における制御係数の値から前記第１の傾きで増加させた場合の値である
請求項２記載のモータ駆動制御装置。

【請求項6】

前記回生目標量が可変であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つ記載のモータ駆動制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動アシスト車における回生制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリの電力を使用してモータを駆動する電動自転車などの電動アシスト車には、ブレーキレバーにセンサを設け、乗員によるブレーキの操作に応じてモータを回生動作させることで車両の運動エネルギーをバッテリに回収し、走行距離を向上させる技術が用いられている物がある。

【0003】

そして、いずれか片方のブレーキのみが操作された場合に回生充電によって発生する電気式の回生制動力が、両方のブレーキが共に操作された場合に回生充電によって発生する回生制動力よりも小さくなるように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御におけるデューティーを制御する技術が存在している。これによって、簡単な構成で且つ低コストで、いずれか片方のブレーキのみを操作した際の回生充電開始時のショックを低減させ、両方のブレーキを共に操作した場合は、いずれか片方のブレーキのみを操作した場合に比べて、回生量が増大するため、回生充電によって大きな回生制動力が発生するようになる。

【0004】

しかしながら、乗員は、常に片方のブレーキを操作した後に両方のブレーキを操作するような段階的な操作を行うわけではなく、始めに両方のブレーキを操作してしまう場合もある。そのような場合に、上で述べた従来技術によれば、急に大きな回生制動力が発生してしまい、回生制動力によるショックを感じる場合がある。その他、上で述べた従来技術では、回生制動力と乗り味との関係については深く考慮されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−３５３７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従って、本発明の目的は、一側面によれば、乗員の指示に応じて適切な回生制動力が働くようにするための技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るモータ駆動制御装置は、（Ａ）２つのブレーキセンサの各々からブレーキがオンの状態を表す信号又はオフの状態を表す信号を受信する入力部と、（Ｂ）入力部からブレーキのいずれか一方がオンの状態であることを表す第１の信号を受信すると、回生目標量に対する制御係数の値を第１の傾きで増加させ、入力部からブレーキの両方がオンの状態であることを表す第２の信号を受信すると、制御係数の値を第１の傾きより大きい第２の傾きで増加させる制御係数算出部と、（Ｃ）制御係数算出部が算出した制御係数の値と回生目標量とから、モータの駆動を制御する制御部とを有する。

【0008】

このような処理を実施することで、乗員の指示に応じて回生制動力が異なる態様で増加するように制御を行うことで、急に回生制動力がかかってショックが生じたりすることを抑制することができるようになる。なお、制御係数の値の上限値が設定されるようにしても良い。

【0009】

また、上で述べた制御係数算出部が、第２の信号を受信した後に第１の信号を受信すると、第２の信号を受信した際における制御係数の値、即ち、第１の傾きで増加した制御係数の最終値以上で、かつ第２の制御信号を受信した後に第１の信号を受信した際における制御係数の値、即ち、第２の傾きで増加した制御係数の最終値未満の値に制御係数の値を下げるようにしても良い。

【0010】

このように制御係数の値を変化させることで、乗員の指示に応じて回生制動力を変化させることができるようになる。

【0011】

さらに、第２の信号を受信した際における制御係数の値以上で、かつ第２の制御信号を受信した後に第１の信号を受信した際における制御係数の値未満の値が、第２の信号を受信した際における制御係数の値と第２の制御信号を受信した後に第１の信号を受信した際における制御係数の値とから算出される場合もある。例えば、それらの間の中間の場合もあれば、それらの間を任意の値で分割することで得られる値を採用しても良い。

【0012】

さらに、第２の信号を受信した際における制御係数の値以上で、かつ第２の制御信号を受信した後に第１の信号を受信した際における制御係数の値以下の値が、第２の信号を受信した際における制御係数の値から算出される場合もある。第２の信号を受信した際における制御係数の値そのものであっても良い。

【0013】

さらに、第２の信号を受信した際における制御係数の値から第１の傾きで増加させた場合の値である場合もある。このようにすれば、自然な制御係数のカーブが描かれるようになる。

【0014】

また、上で述べた回生目標量が可変である場合もある。回生目標量は、例えば車速に応じて決定される場合もあるので、この場合には回生制動力によって車速が減少すれば、回生目標量自体も減少する。なお、制御係数の上限値も時間で可変となる場合もある。

【0015】

なお、上で述べたような処理をマイクロプロセッサに実施させるためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ（例えばＲＯＭ）、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は記憶装置に格納される。なお、処理途中のデータについては、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置に一時保管される。

【発明の効果】

【0016】

一側面によれば、乗員の指示に応じて適切な回生制動力が働くようになる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、モータ付き自転車の外観を示す図である。

【図2】図２は、ブレーキセンサを説明するための図である。

【図3】図３は、モータ駆動制御器の機能ブロック図である。

【図4】図４（ａ）乃至（ｌ）は、モータ駆動の基本動作を説明するための波形図である。

【図5】図５は、演算部の機能ブロック図である。

【図6A】図６Ａは、制御係数の時間変化を表す図である。

【図6B】図６Ｂは、制御係数の時間変化の他の例を示す図である。

【図7A】図７Ａは、速度に応じた最高効率最大電力を表す図である。

【図7B】図７Ｂは、速度と目標回生量との関係を表す図である。

【図8】図８は、制御係数の時間変化の一例を示す図である。

【図9】図９は、制御係数の時間変化の一例を示す図である。

【図10】図１０は、第１の実施の形態に係るメインの処理フローを示す図である。

【図11】図１１は、第１の実施の形態に係るモード決定処理の処理フローを示す図である。

【図12】図１２は、第１の実施の形態に係るモード決定処理の処理フローを示す図である。

【図13】図１３は、第２の実施の形態に係る制御係数の時間変化の一例を示す図である。

【図14】図１４は、第２の実施の形態に係る制御係数の時間変化の一例を示す図である。

【図15】図１５は、第２の実施の形態に係るメインの処理フローを示す図である。

【図16】図１６は、第２の実施の形態に係るモード決定処理２の処理フローを示す図である。

【図17】図１７は、再上昇点設定処理の処理フローを示す図である。

【図18】図１８は、第３の実施の形態に係る制御係数の時間変化の一例を示す図である。

【図19】図１９は、第３の実施の形態に係るモード決定処理３の処理フローを示す図である。

【図20】図２０は、マイクロプロセッサで実施する場合の機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態における電動アシスト車であるモータ付き自転車の一例を示す外観図である。このモータ付き自転車１は、モータ駆動装置を搭載している。モータ駆動装置は、二次電池１０１と、モータ駆動制御器１０２と、トルクセンサ１０３と、ブレーキセンサ１０４ａ及び１０４ｂと、モータ１０５と、操作パネル１０６とを有する。

【0019】

二次電池１０１は、例えば供給最大電圧（満充電時の電圧）が２４Ｖのリチウムイオン二次電池であるが、他種の電池、例えばリチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素蓄電池などであっても良い。

【0020】

トルクセンサ１０３は、クランク軸に取付けられたホイールに設けられており、搭乗者によるペダルの踏力を検出し、この検出結果をモータ駆動制御器１０２に出力する。

【0021】

ブレーキセンサ１０４ａは、図２のように、ハンドル部９０の左端に設けられたグリップ９１ａと、ブレーキレバー９３ａとをある程度握った状態になると、オン状態になって当該オン状態を表す信号をモータ駆動制御器１０２に伝えるようになっている。また、グリップ９１ａ及びブレーキレバー９３ａを握る程度に応じてブレーキワイヤ９２ａが引かれて、例えば後輪が機械的に制動される。

【0022】

ブレーキセンサ１０４ｂも、グリップ９１ｂとブレーキレバー９３ｂとをある程度握った状態になると、オン状態になって、当該オン状態を表す信号をモータ駆動制御器１０２に伝えるようになっている。また、グリップ９１ｂ及びブレーキレバー９３ｂを握る程度に応じてブレーキワイヤ９２ｂが引かれて、例えば前輪が機械的に制動される。

【0023】

より詳しくは、ブレーキセンサ１０４ａ及び１０４ｂは、例えば磁石と周知のリードスイッチとから構成されている。磁石は、ブレーキレバー９３ａ及び９３ｂを固定するとともにブレーキワイヤ９２ａ及び９２ｂが送通される筐体内において、ブレーキレバー９３ａ及び９３ｂに連結されたブレーキワイヤ９２ａ及び９２ｂに固定されている。ブレーキレバー９３ａ及び９３ｂが手で握られたときにリードスイッチをオン状態にするようになっている。また、リードスイッチは筐体内に固定されている。このリードスイッチの信号はモータ駆動制御器１０２に送られる。なお、ブレーキセンサ１０４ａ及び１０４ｂの構成は、このような方式に限定されるものではなく、光学的にブレーキ操作を検出する方法、機械的なスイッチによりブレーキ操作を検出する方法、電気抵抗の変動によりブレーキ操作を検出する方法などであってもよい。

【0024】

モータ１０５は、例えば周知の三相直流ブラシレスモータであり、例えばモータ付き自転車１の前輪に装着されている。モータ１０５は、前輪を回転させるとともに、前輪の回転に応じてローターが回転するように、ローターが前輪に連結されている。さらに、モータ１０５はホール素子等の回転センサを備えてローターの回転情報（すなわちホール信号）をモータ駆動制御器１０２に出力する。

【0025】

操作パネル１０６は、例えばアシストの有無に関する指示入力を乗員から受け付けて、当該指示入力をモータ駆動制御器１０２に出力する。なお、操作パネル１０６は、アシスト比（Ｍポジションのアシスト比。希望アシスト比とも呼ぶ。）の設定入力を乗員から受け付けて、当該設定入力をモータ駆動制御器１０２に出力する。また変速機などから、変速比を表す信号がモータ駆動制御器１０２に出力される場合もある。

【0026】

このようなモータ付き自転車１のモータ駆動制御器１０２に関連する構成を図３に示す。モータ駆動制御器１０２は、制御器１０２０と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）ブリッジ１０３０とを有する。ＦＥＴブリッジ１０３０には、モータ１０５のＵ相についてのスイッチングを行うハイサイドＦＥＴ（Ｓ_uh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓ_ul）と、モータ１０５のＶ相についてのスイッチングを行うハイサイドＦＥＴ（Ｓ_vh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓ_vl）と、モータ１０５のＷ相についてのスイッチングを行うハイサイドＦＥＴ（Ｓ_wh）及びローサイドＦＥＴ（Ｓ_wl）とを含む。このＦＥＴブリッジ１０３０は、コンプリメンタリ型スイッチングアンプの一部を構成している。

【0027】

また、制御器１０２０は、演算部１０２１と、温度入力部１０２２と、電流検出部１０２３と、車速入力部１０２４と、可変遅延回路１０２５と、モータ駆動タイミング生成部１０２６と、トルク入力部１０２７と、ブレーキ入力部１０２８と、ＡＤ入力部１０２９とを有する。

【0028】

演算部１０２１は、操作パネル１０６からの入力（例えばオン／オフ及び動作モード（例えばアシスト比））、電流検出部１０２３からの入力、車速入力部１０２４からの入力、トルク入力部１０２７からの入力、ブレーキ入力部１０２８からの入力、ＡＤ入力部１０２９からの入力を用いて以下で述べる演算を行って、モータ駆動タイミング生成部１０２６及び可変遅延回路１０２５に対して出力を行う。なお、演算部１０２１は、メモリ１０２１１を有しており、メモリ１０２１１は、演算に用いる各種データ及び処理途中のデータ等を格納する。さらに、演算部１０２１は、プログラムをプロセッサが実行することによって実現される場合もあり、この場合には当該プログラムがメモリ１０２１１に記録されている場合もある。

【0029】

電流検出部１０２３は、ＦＥＴブリッジ１０３０内のＦＥＴに流れる電流を検出する検出抵抗１０７で、電流に対応する電圧値をディジタル化して演算部１０２１に出力する。車速入力部１０２４は、モータ１０５が出力するホール信号から現在車速及び後輪の回転周期を算出して、演算部１０２１に出力する。トルク入力部１０２７は、トルクセンサ１０３からの踏力に相当する信号をディジタル化して演算部１０２１に出力する。ブレーキ入力部１０２８は、ブレーキセンサ１０４ａ及び１０４ｂからの信号に応じて、オン信号をいずれのブレーキセンサ１０４ａ及び１０４ｂからも受信しないブレーキなし状態、ブレーキセンサ１０４ａ及び１０４ｂのうちの一方からのみオン信号を受信している片ブレーキ状態、ブレーキセンサ１０４ａ及び１０４ｂの両方からオン信号を受信している両ブレーキ状態のいずれかを表す信号を演算部１０２１に出力する。ＡＤ（Analog-Digital）入力部１０２９は、二次電池１０１からの出力電圧をディジタル化して演算部１０２１に出力する。また、メモリ１０２１１は、演算部１０２１とは別に設けられる場合もある。

【0030】

演算部１０２１は、演算結果として進角値を可変遅延回路１０２５に出力する。可変遅延回路１０２５は、演算部１０２１から受け取った進角値に基づきホール信号の位相を調整してモータ駆動タイミング生成部１０２６に出力する。演算部１０２１は、演算結果として例えばＰＷＭのデューティー比に相当するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コードをモータ駆動タイミング生成部１０２６に出力する。モータ駆動タイミング生成部１０２６は、可変遅延回路１０２５からの調整後のホール信号と演算部１０２１からのＰＷＭコードとに基づいて、ＦＥＴブリッジ１０３０に含まれる各ＦＥＴに対するスイッチング信号を生成して出力する。

【0031】

図４（ａ）乃至（ｌ）を用いて図３に示した構成によるモータ駆動の基本動作を説明する。図４（ａ）はモータ１０５が出力したＵ相のホール信号ＨＵを表し、図４（ｂ）はモータ１０５が出力したＶ相のホール信号ＨＶを表し、図４（ｃ）はモータ１０５が出力したＷ相のホール信号ＨＷを表す。このように、ホール信号はモータの回転位相を表している。なお、ここでは回転位相を連続値として得られるわけではないが、他のセンサ等により得られるようにしてもよい。以下でも述べるように、本実施の形態では、モータ１０５のホール素子を、ホール信号が図４で示すように若干進んだ位相で出力されるよう設置して、可変遅延回路１０２５で調整可能なようにしている。従って、図４（ｄ）に示すようなＵ相の調整後ホール信号ＨＵ＿Ｉｎが可変遅延回路１０２５からモータ駆動タイミング生成部１０２６に出力され、図４（ｅ）に示すようなＶ相の調整後ホール信号ＨＶ＿Ｉｎが可変遅延回路１０２５からモータ駆動タイミング生成部１０２６に出力され、図４（ｆ）に示すようなＷ相の調整後ホール信号ＨＷ＿Ｉｎが可変遅延回路１０２５からモータ駆動タイミング生成部１０２６に出力される。

【0032】

なお、ホール信号１周期を電気角３６０度として、６つのフェーズに分けられる。

【0033】

また、図４（ｇ）乃至（ｉ）に示すように、Ｕ相の端子にMotor_U逆起電力、Ｖ相の端子にMotor_V逆起電力、Ｗ相の端子にMotor_W逆起電力という逆起電力電圧が発生する。このようなモータ逆起電力電圧に位相を合わせて駆動電圧を与えモータ１０５を駆動するためには、図４（ｊ）乃至（ｌ）に示すようなスイッチング信号をＦＥＴブリッジ１０３０の各ＦＥＴのゲートに出力する。図４（ｊ）のＵ＿ＨＳはＵ相のハイサイドＦＥＴ（Ｓ_uh）のゲート信号を表しており、Ｕ＿ＬＳはＵ相のローサイドＦＥＴ（Ｓ_ul）のゲート信号を表している。ＰＷＭ及び「／ＰＷＭ」は、演算部１０２１の演算結果であるＰＷＭコードに応じたデューティー比でオン／オフする期間を表しており、コンプリメンタリ型であるからＰＷＭがオンであれば／ＰＷＭはオフとなり、ＰＷＭがオフであれば／ＰＷＭはオンとなる。ローサイドＦＥＴ（Ｓ_ul）の「Ｏｎ」の区間は、常にオンとなる。図４（ｋ）のＶ＿ＨＳはＶ相のハイサイドＦＥＴ（Ｓ_vh）のゲート信号を表しており、Ｖ＿ＬＳはＶ相のローサイドＦＥＴ（Ｓ_vl）のゲート信号を表している。記号の意味は図４（ｊ）と同じである。さらに、図４（ｌ）のＷ＿ＨＳはＷ相のハイサイドＦＥＴ（Ｓ_wh）のゲート信号を表しており、Ｗ＿ＬＳはＷ相のローサイドＦＥＴ（Ｓ_wl）のゲート信号を表している。記号の意味は図４（ｊ）と同じである。

【0034】

このようにＵ相のＦＥＴ（Ｓ_uh及びＳ_ul）は、フェーズ１及び２でＰＷＭのスイッチングを行い、Ｕ相のローサイドＦＥＴ（Ｓ_ul）は、フェーズ４及び５でオンになる。また、Ｖ相のＦＥＴ（Ｓ_vh及びＳ_vl）は、フェーズ３及び４でＰＷＭのスイッチングを行い、Ｖ相のローサイドＦＥＴ（Ｓ_vl）は、フェーズ６及び１でオンになる。さらに、Ｗ相のＦＥＴ（Ｓ_wh及びＳ_wl）は、フェーズ５及び６でＰＷＭのスイッチングを行い、Ｗ相のローサイドＦＥＴ（Ｓ_wl）は、フェーズ２及び３でオンになる。

【0035】

このような信号を出力してデューティー比を適切に制御すれば、モータ１０５を所望のトルクで駆動できるようになる。

【0036】

次に、演算部１０２１の機能ブロック図を図５に示す。演算部１０２１は、制御係数算出部１２０１と、回生目標算出部１２０２と、乗算器１２０３と、ＰＷＭコード生成部１２０４とを有する。なお、乗算器１２０３とＰＷＭコード生成部１２０４とは、ＰＷＭ制御部として動作する。

【0037】

制御係数算出部１２０１は、ブレーキ入力部１０２８からの入力に応じて以下で述べるように制御係数を算出し、乗算器１２０３に出力する。また、回生目標算出部１２０２は、車速入力部１０２４からの車速などに応じて回生目標量を算出し、乗算器１２０３に出力する。乗算器１２０３は、制御係数と回生目標量とを乗算して乗算結果をＰＷＭコード生成部１２０４に出力する。ＰＷＭコード生成部１２０４は、乗算器１２０３からの出力と車速などから、ＰＷＭのデューティー比に相当するＰＷＭコードを生成して、モータ駆動タイミング生成部１０２６に出力する。

【0038】

本実施の形態において制御係数算出部１２０１は、基本的には図６Ａに示すような制御係数の値を出力する。図６Ａにおいて縦軸は制御係数の値を表し、横軸は時間を表す。例えば、両ブレーキ状態を表す信号を時刻０で受信し、当該信号が継続する場合には、制御係数の値は、太い実線で表されるように、時間経過に応じて制御係数の上限値まで傾きβで上昇する。制御係数の値が上限値に達すると、両ブレーキ状態を表す信号を受信している間は制御係数の値は上限値に維持される。一方、片ブレーキ状態を表す信号を時刻０で受信し、当該信号が継続する場合には、制御係数の値は、点線で表されるように、時間経過に応じて制御係数の上限値まで傾きα（β＞α）で上昇する。

【0039】

このように、本実施の形態では、直ぐにブレーキ状態に応じた大きさの回生制動を行わせるのではなく、制御係数の値を漸増させることで、急に大きな回生制動がかかってしまってショックを感じるなどの乗り心地の問題を回避している。

【0040】

例えば、図６Ｂのように制御係数に初期値（初動値とも呼ぶ）を持たせる場合もある。これは回生の初動動作として、ある程度は運転者に回生スタートを認識できるレベルを確保するためである。そのため、この初期値は、両ブレーキスタートであるとか、片ブレーキスタートであるとかに関わらず一定値とするものである。

【0041】

さらに、本実施の形態では、両ブレーキ状態と片ブレーキ状態とについて、最終的な制御係数の上限値は同じであるが、その上限値に至るまでの傾きに大小関係を設けることで、回生制動が上限に達するまでの時間に長短が生ずるようになる。すなわち、両ブレーキ状態であれば短い時間で制御係数の値が上限値に達するので、回生制動が大きい状態が長くなり、回生制動も大きくなる。また、回生電力量も大きくなる。一方、片ブレーキ状態であれば制御係数の値が上限値に達するのに時間がかかるようになり、回生制動も徐々に大きくなる。このように、乗員の指示に応じて回生制動について大小をつけることで、乗員の意図に応じた制動を加えることができる。

【0042】

なお、本実施の形態では、制御係数の上限値は「１」を想定しているが、「１」以上の数値を設定するようにしてもよい。場合によっては、制御係数の上限値が時間によって可変の場合もある。

【0043】

また、回生目標算出部１２０２は、車速などに応じて回生目標量を算出する。例えば、図７Ａに示すように、車速によって回生効率が最大となる電力量が決まっており、図７Ｂに示すように、このように回生効率が最大となる電力量を生じさせるように例えば車速に応じて回生目標量を設定することが好ましい。但し、回生目標量については、電力量、デューティー、トルク、電流量など、ＰＷＭコード生成部１２０４における演算で用いられる単位の量について設定する。例えば、トルク単位で演算を行う場合には、回生効率が最大となるようなトルクと車速の関係を予め特定しておき、回生目標算出部１２０２が、現在の車速に応じてトルクの目標量を算出する。なお、ブレーキによって車速が減少すれば、回生目標量も減少する。

【0044】

乗算器１２０３は、制御係数算出部１２０１から出力された制御係数の値Ｃと、回生目標算出部１２０２から出力された回生目標量Ｖとを乗算し、Ｃ×ＶをＰＷＭコード生成部１２０４に出力する。ＰＷＭコード生成部１２０４は、車速などとＣ×Ｖとに応じてデューティー比に応じたＰＷＭコードを生成する。例えば、ＶがトルクであればＣ×Ｖもトルクとなるので、トルクＣ×Ｖと、車速に応じたトルクとから、例えば変換係数などによってＰＷＭコードに変換する。

【0045】

なお、図６Ａは非常に簡単なブレーキ操作に応じた制御係数の値の変化の一例を示すものであり、実際のブレーキ操作はより複雑である。

【0046】

本実施の形態では、例えば、片ブレーキ状態から、両ブレーキ状態に遷移し、その後片ブレーキ状態に遷移するような場合や、両ブレーキ状態から片ブレーキ状態に遷移するような場合もある。

【0047】

例えば、前者であれば、図８に示すような制御係数の値の変化が発生する可能性がある。すなわち、片ブレーキ状態であれば傾きαで制御係数の値が増加し、両ブレーキ状態に遷移すると、傾きβで制御係数の値が増加する。しかし、上限値に達する前に片ブレーキ状態に戻る場合には、本実施の形態では、再上昇点Ｂ３＝｛片ブレーキ状態に遷移する直前の制御係数の値Ｃ＋両ブレーキ状態に遷移する直前の制御係数の値Ｂ２｝／２に戻るように、傾きγで制御係数の値が減少する。再上昇点Ｂ３＝｛Ｃ＋Ｂ２｝／２まで制御係数の値が戻ると、傾きαで再度制御係数の値が増加する。本実施の形態では、両ブレーキ状態であればモードＹであり、両ブレーキ状態に遷移する前の片ブレーキ状態についてはモードＸであり、両ブレーキ状態に遷移した後に片ブレーキ状態に遷移した場合にはモードＺであるものとする。

【0048】

また、後者であれば、図９に示すような制御係数の値の変化が発生する可能性がある。すなわち、両ブレーキ状態であれば傾きβで制御係数の値が増加し、制御係数の値が上限値まで達すると、上限値で維持される。その後、片ブレーキ状態に遷移すると、本実施の形態では、再上昇点Ｂ３＝｛片ブレーキ状態に遷移する直前の制御係数の値Ｃ（現在制御係数値）＋両ブレーキ状態に遷移する直前の制御係数の値Ｂ２＝０｝／２に戻るように、傾きγで制御係数の値が減少する。再上昇点Ｂ３＝｛Ｃ＋Ｂ２｝／２まで制御係数の値が戻ると、傾きαで再度制御係数の値が増加し、その後上限値に達する。上でも述べたように、両ブレーキ状態であればモードＹであり、両ブレーキ状態に遷移した後に片ブレーキ状態に遷移した場合にはモードＺである。

【0049】

このような制御係数を算出するために制御係数算出部１２０１の処理内容について図１０乃至図１２を用いて説明する。

【0050】

なお、初期的にはブレーキ無し状態で走行しているものとする。そして、制御係数算出部１２０１は、モード決定処理を実行する（図１０：ステップＳ１）。モード決定処理については、図１１及び図１２を用いて説明する。

【0051】

制御係数算出部１２０１は、現在片ブレーキ状態であるか判断する（ステップＳ１１）。片ブレーキ状態でなければ、端子Ａを介して図１１の処理に移行する。端子Ａ以降の処理は、図１１の処理に関係するので、端子Ａ以降の処理について先に説明する。

【0052】

図１１の処理に移行すると、制御係数算出部１２０１は、両ブレーキ状態であるか判断する（ステップＳ２１）。両ブレーキ状態でない場合には、ブレーキ無し状態である。従って、制御係数算出部１２０１は、現制御係数の値Ｃ＝０を維持する初期モードに遷移する（ステップＳ２４）。そして端子Ｂを介して図１０の処理に戻り、さらに呼出元の処理に戻る。

【0053】

一方、両ブレーキ状態であれば、制御係数算出部１２０１は、片ブレーキ状態から両ブレーキ状態に遷移したか判断する（ステップＳ２３）。片ブレーキ状態から両ブレーキ状態に遷移したのではなく、ブレーキ無し状態から両ブレーキ状態に遷移した場合には、制御係数算出部１２０１は、変化点Ｂ２に０を設定し（ステップＳ２５）、処理はステップＳ２９に移行する。ステップＳ２５は、例えば図９の左端の部分に相当する。

【0054】

一方、片ブレーキ状態から両ブレーキ状態へ遷移した場合には、制御係数算出部１２０１は、変化点Ｂ２に、現制御係数の値Ｃを設定する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７は、例えば図８においてモードＹへ遷移する場面に相当する。

【0055】

そして、制御係数算出部１２０１は、現制御係数の値Ｃを傾きβで上限値まで増加させ且つ上限値に達すると上限値を維持するモードＹに遷移する（ステップＳ２９）。そして、端子Ｂを介して図１０の処理に戻り、さらに呼出元の処理に戻る。このように、両ブレーキ状態に遷移すると、モードＹで制御係数の値を出力することになる。

【0056】

図１１の処理の説明に戻って、片ブレーキ状態であれば、制御係数算出部１２０１は、両ブレーキ状態から遷移して片ブレーキ状態になったのか否かを判断する（ステップＳ１３）。そうでなく、最初から片ブレーキ状態であれば、制御係数算出部１２０１は、現制御係数の値Ｃを傾きα（＜β）で上限値まで増加させ且つ上限値に達すると上限値を維持するモードＸに遷移する（ステップＳ１９）。そして、呼出元の処理に戻る。このように最初から片ブレーキ状態であればモードＸで制御係数の値を出力することになる。

【0057】

一方、両ブレーキ状態から片ブレーキ状態に戻った場合には、図８及び図９で示したように、制御係数の値を減少させることになる。

【0058】

従って、制御係数算出部１２０１は、再上昇点Ｂ３＝（変化点Ｂ２＋現制御係数の値Ｃ）／２によって、再上昇点Ｂ３の値を計算する（ステップＳ１５）。そして、制御係数算出部１２０１は、再上昇点Ｂ３に達するまで傾きγ（負の値）で現制御係数の値Ｃを減少させ且つ再上昇点Ｂ３に達すると傾きαで現制御係数の値Ｃを増加させるモードＺに遷移する（ステップＳ１７）。これによって図８及び図９において、後半部分の点線に相当する制御係数の値の変化が得られるようになる。なお、モードＺでも、上限値以上に制御係数の値が増加することはない。

【0059】

図１０の処理の説明に戻って、制御係数算出部１２０１は、決定されたモードに従って、現制御係数の値Ｃを変更する（ステップＳ３）。モードＸであれば、１単位時間に増加する係数の値αだけ制御係数の値Ｃが増加し、モードＹであれば、１単位時間に増加する係数の値βだけ制御係数の値Ｃが増加し、モードＺであれば、再上昇点Ｂ３に達するまでは１単位時間に減少する係数の値γだけ制御係数の値Ｃが減少するか、再上昇点Ｂ３に達した後であれば１単位時間に増加する係数の値αだけ制御係数の値Ｃが増加する。但し、上限値を超えて制御係数の値Ｃは増加しない。また、制御係数の値Ｃは、下限値（例えば０）を下回らないものとする。

【0060】

そして、制御係数算出部１２０１は、処理終了が指示されたか判断する（ステップＳ５）。例えば、電源がオフに設定された場合など、処理終了のイベントがあれば処理を終了する。一方処理終了でなければ、制御係数算出部１２０１は、ブレーキ状態の状態遷移が検出されたか判断する（ステップＳ７）。状態遷移が存在しない場合には処理はステップＳ３に戻る。一方、状態遷移が存在する場合には処理はステップＳ１に戻る。

【0061】

以上のような処理を実行することで、適切な制御係数の値が、時々刻々と算出されるようになる。

【0062】

例えば、回生目標量が変化しない間であれば、図８及び図９に示したカーブはそのまま乗算器１２０３の出力の時間変化を表すようになる。但し、上でも述べたように車速が減少すると、回生目標量も減少するので、一般的には、時間が経過すると、図８及び図９に示したカーブより下がるようになる。

【0063】

［実施の形態２］
第１の実施の形態では、両ブレーキ状態から片ブレーキ状態へ遷移した時点の現制御係数の値Ｃと変化点Ｂ２との平均値を再上昇点Ｂ３に設定していた。これは傾きγにもよるが、比較的大きな制御係数の値が再上昇点Ｂ３として設定される傾向がある。これは、乗員からすると、ブレーキを片方のみにしたのに減速が思ったほど減らない、ということになる。

【0064】

そこで、例えば図１３に示すように制御係数を変化させることが好ましい場合もある。図１３の例では、片ブレーキ状態であれば傾きαで制御係数の値が増加し、両ブレーキ状態に遷移すると、傾きβで制御係数の値が増加する。しかし、上限値に達する前に片ブレーキ状態に戻る場合には、本実施の形態では、再上昇点Ｂ３を、両ブレーキ状態に遷移する直前の制御係数の値Ｂ２から傾きαで増加する半直線と、片ブレーキ状態に遷移する直前の制御係数の値Ｃ（＝Ｂ１）から傾きγで減少する半直線との交点として設定する。本実施の形態では、両ブレーキ状態であればモードＹであり、両ブレーキ状態に遷移する前の片ブレーキ状態についてはモードＸであり、両ブレーキ状態に遷移した後に片ブレーキ状態に遷移した場合にはモードＺであるものとする。

【0065】

また、図１４の例では、最初から両ブレーキ状態であるから、モードＹから開始される。その後、片ブレーキ状態に遷移するのでモードＺとなる。再上昇点Ｂ３以降は、そのまま傾きαで増加して、上限値に達すると上限値が維持される。

【0066】

次に、このような制御係数の値を出力するための制御係数算出部１２０１の処理について、図１５乃至図１７を用いて説明する。

【0067】

まず、制御係数算出部１２０１は、モード決定処理２を実行する（図１５：ステップＳ３１）。モード決定処理２は、第１の実施の形態とは少々異なっている部分がある。まず、モード決定処理２を図１６を用いて説明する。

【0068】

制御係数算出部１２０１は、片ブレーキ状態であるか判断する（図１６：ステップＳ４１）。片ブレーキ状態ではない場合には、端子Ａを介して図１２の処理に移行する。初期モード及びモードＹを設定する処理については第１の実施の形態と同様であり、説明を省略する。

【0069】

一方、片ブレーキ状態であれば、制御係数算出部１２０１は、両ブレーキ状態から片ブレーキ状態に遷移したか判断する（ステップＳ４３）。最初から片ブレーキ状態であれば、制御係数算出部１２０１は、現制御係数の値Ｃを傾きαで上限値まで増加させ且つ上限値に達すると上限値を維持するモードＸに遷移させる（ステップＳ４５）。そして処理は呼出元の処理に戻る。

【0070】

一方、両ブレーキ状態から片ブレーキ状態に遷移した場合には、制御係数算出部１２０１は、再上昇点Ｂ３に達するまで傾きγ（負の値）で現制御係数の値Ｃを減少させ且つ再上昇点Ｂ３に達すると傾きαで上限値まで増加させるモードＺに遷移させる（ステップＳ４７）。モードＺでも上限値に達した場合には上限値を維持する。そして処理は呼出元の処理に戻る。本実施の形態では、再上昇点Ｂ３については、単位時間毎に計算し直すので、モード決定処理２から分離されている。

【0071】

図１５の処理の説明に戻って、制御係数算出部１２０１は、再上昇点設定処理を実行する（ステップＳ３３）。この再上昇点設定処理は、モードＺのために実行される。そして、再上昇点設定処理について図１７を用いて説明する。

【0072】

制御係数算出部１２０１は、現在モードがモードＺであるか判断する（図１７：ステップＳ５１）。現在モードがモードＺでなければ、処理は呼出元の処理に戻る。

【0073】

一方、現在モードがモードＺであれば、制御係数算出部１２０１は、モードＺに遷移した直後であるか判断する（ステップＳ５３）。すなわち、１単位時間前においては異なるモードであったか否かを判断する。モードＺに遷移した直後であれば、制御係数算出部１２０１は、再上昇点Ｂ３＝変化点Ｂ２＋αと算出する（ステップＳ５５）。そして処理は呼出元の処理に戻る。

【0074】

一方、モードＺに遷移した直後ではなくモードＺが継続されている場合には、制御係数算出部１２０１は、再上昇点Ｂ３＝再上昇点Ｂ３＋αと算出する（ステップＳ５７）。そして処理は、呼出元の処理に戻る。

【0075】

図１５の処理の説明に戻って、制御係数算出部１２０１は、決定されたモードに従って、現制御係数の値Ｃを変更する（ステップＳ３５）。モードＸであれば、１単位時間に増加する係数の値αだけ制御係数の値Ｃが増加し、モードＹであれば、１単位時間に増加する係数の値βだけ制御係数の値Ｃが増加する。一方、モードＺであれば、再上昇点Ｂ３に達したか判断した上で、再上昇点Ｂ３に達していない場合には１単位時間に減少する係数の値γだけ制御係数の値Ｃが減少し、再上昇点Ｂ３に達した後であれば１単位時間に増加する係数の値αだけ制御係数の値Ｃが増加する。

【0076】

そして、制御係数算出部１２０１は、処理終了が指示されたか判断する（ステップＳ３７）。例えば、電源がオフに設定された場合など、処理終了のイベントがあれば処理を終了する。一方処理終了でなければ、制御係数算出部１２０１は、ブレーキ状態の状態遷移が検出されたか判断する（ステップＳ３９）。状態遷移が存在しない場合には処理はステップＳ３３に戻る。一方、状態遷移が存在する場合には処理はステップＳ３１に戻る。

【0077】

以上のような処理を実行することで、適切な制御係数の値が、時々刻々と算出されるようになる。

【0078】

例えば、回生目標量が変化しない間であれば、図１３及び図１４に示したカーブはそのまま乗算器１２０３の出力の時間変化を表すようになる。但し、上でも述べたように車速が減少すると、回生目標量も減少するので、一般的には、時間が経過すると、図１３及び図１４に示したカーブより下がるようになる。

【0079】

［実施の形態３］
第１の実施の形態でも第２の実施の形態でも再上昇点Ｂ３を演算で求めなければならない。しかしながら、図１８に示すように、変化点Ｂ２をそのまま再上昇点Ｂ３に採用するようにしても良い。この他は第１の実施の形態と同様である。

【0080】

従って、本実施の形態に係る制御係数算出部１２０１が実行すべき処理は、基本的には第１の実施の形態と同様である。但し、図１１の代わりに、図１９に示すようなモード決定処理３を実行する。

【0081】

制御係数算出部１２０１は、現在片ブレーキ状態であるか判断する（ステップＳ６１）。片ブレーキ状態でなければ、端子Ａを介して図１２の処理に移行する。

【0082】

片ブレーキ状態であれば、制御係数算出部１２０１は、両ブレーキ状態から遷移して片ブレーキ状態になったのか否かを判断する（ステップＳ６３）。そうでなく、最初から片ブレーキ状態であれば、制御係数算出部１２０１は、現制御係数の値Ｃを傾きα（＜β）で上限値まで増加させ且つ上限値に達すると上限値を維持するモードＸに遷移する（ステップＳ６５）。そして、処理は呼出元の処理に戻る。このように最初から片ブレーキ状態であればモードＸで制御係数の値を出力することになる。

【0083】

一方、両ブレーキ状態から片ブレーキ状態に戻った場合には、図１８で示したように、制御係数の値を減少させることになる。

【0084】

従って、制御係数算出部１２０１は、再上昇点Ｂ３＝変化点Ｂ２と設定する（ステップＳ６７）。そして、制御係数算出部１２０１は、再上昇点Ｂ３に達するまで傾きγ（負の値）で現制御係数の値Ｃを減少させ且つ再上昇点Ｂ３に達すると傾きαで現制御係数の値Ｃを増加させるモードＺに遷移する（ステップＳ６９）。これによって図１８において、後半部分の点線に相当する制御係数の値の変化が得られるようになる。

【0085】

上でも述べたように、その他の処理は第１の実施の形態と同様である。

【0086】

以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるわけではない。例えば、上で述べたモードＸ及びモードＹにおける傾きα及びβは一種類だけではなく、２種類以上の傾きの組み合わせであっても良い。例えば、初期的には第１の傾きで制御係数の値が増加して、所定時間後には第２の傾きで制御係数の値が増加するようにしても良い。

【0087】

また、演算部１０２１の一部については専用の回路で実現される場合もあれば、マイクロプロセッサがプログラムを実行することで上記のような機能が実現される場合もある。

【0088】

また、モータ駆動制御器１０２の一部又は全部については専用の回路で実現される場合もあれば、マイクロプロセッサがプログラムを実行することで上記のような機能が実現される場合もある。

【0089】

この場合、モータ駆動制御器１０２は、図２０に示すように、ＲＡＭ（Random Access Memory）４５０１とプロセッサ４５０３とＲＯＭ（Read Only Memory）４５０７とセンサ群４５１５とがバス４５１９で接続されている。本実施の形態における処理を実施するためのプログラム及び存在している場合にはオペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System））は、ＲＯＭ４５０７に格納されており、プロセッサ４５０３により実行される際にはＲＯＭ４５０７からＲＡＭ４５０１に読み出される。なお、ＲＯＭ４５０７は、閾値その他のパラメータをも記録しており、このようなパラメータも読み出される。プロセッサ４５０３は、上で述べたセンサ群４５１５を制御して、測定値を取得する。また、処理途中のデータについては、ＲＡＭ４５０１に格納される。なお、プロセッサ４５０３は、ＲＯＭ４５０７を含む場合もあり、さらに、ＲＡＭ４５０１を含む場合もある。本技術の実施の形態では、上で述べた処理を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能なリムーバブル・ディスクに格納されて頒布され、ＲＯＭライタによってＲＯＭ４５０７に書き込まれる場合もある。このようなコンピュータ装置は、上で述べたプロセッサ４５０３、ＲＡＭ４５０１、ＲＯＭ４５０７などのハードウエアとプログラム（場合によってはＯＳも）とが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。

【符号の説明】

【0090】

１２０１ 制御係数算出部
１２０２ 回生目標算出部
１２０３ 乗算器
１２０４ ＰＷＭコード生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】