特開 2024-132603 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132603

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/20 20060101AFI20240920BHJP

   H02P 21/18 20160101ALI20240920BHJP

   H02P 21/20 20160101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B60L15/20 J

H02P21/18

H02P21/20

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043441

(22)【出願日】2023-03-17

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-07-18

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三宅川 徹

【テーマコード（参考）】

5H125

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AB03

5H125AC12

5H125BA01

5H125BB03

5H125CA15

5H125DD16

5H125EE02

5H125EE08

5H125EE42

5H505AA16

5H505CC04

5H505EE41

5H505GG04

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ04

5H505JJ17

5H505JJ24

5H505LL14

5H505LL38

5H505LL41

5H505LL60

5H505MM12

(57)【要約】

【課題】極低速領域でも車輪のスリップを判定することができる車両を提供する。
【解決手段】鞍乗り型車両１は、後輪４０に駆動力を伝達可能なモータ２０を流れるＵ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流Ｉｖ及びＷ相交流電流Ｉｗに基づいてモータ２０の第一角加速度αｉを算出する第一算出部１１と、モータ２０に供給するＵ相供給電流Ｉｓｕ、Ｖ相供給電流Ｉｓｖ及びＷ相供給電流Ｉｓｗを設定するｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊に基づいて算出したモータ２０のトルク算出値τと、車体１００の慣性モーメント設計値Ｊとに基づいて第二角加速度ατを算出する第二算出部１２と、第一角加速度αｉ及び第二角加速度ατに基づいて後輪４０がスリップしているか否かを判定するスリップ判定部１４１とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車輪に駆動力を伝達可能なモータを流れる電流に基づいて前記モータの第一角加速度を算出する第一算出部と、
前記モータに供給する供給電流を設定する電流指令値に基づいて算出した前記モータのトルク算出値と、車体の慣性モーメントの設計値とに基づいて第二角加速度を算出する第二算出部と、
前記第一角加速度及び前記第二角加速度に基づいて前記車輪がスリップしているか否かを判定する判定部と
を備える車両。

【請求項2】

前記判定部は、前記第一角加速度と前記第二角加速度との差分が予め設定された閾値の範囲外である場合に前記車輪がスリップしていると判定する
請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記第一算出部は、前記モータから流れる電流に基づいて前記モータの回転速度を算出する速度算出部と、前記回転速度を時間微分して前記第一角加速度を算出する微分器とを有する
請求項１に記載の車両。

【請求項4】

前記第二算出部は、前記トルク算出値を算出するトルク算出部と、前記トルク算出値を前記設計値で除算して前記第二角加速度を算出する除算器とを有する
請求項１に記載の車両。

【請求項5】

前記判定部を有し、前記判定部での判定結果に基づいて前記供給電流の位相を修正する修正部を備え、
前記修正部は、前記モータを流れる電流が前記電流指令値に設定されるようにフィードバック制御される際に前記供給電流の位相を修正する
請求項１に記載の車両。

【請求項6】

前記判定部は、前記フィードバック制御の際に前記第一角加速度と前記第二角加速度に基づく前記車輪のスリップを判定する
請求項５に記載の車両。

【請求項7】

前記第一角加速度と前記第二角加速度との差分に基づく前記モータの位相と、前記モータの回転速度に基づく前記モータの位相とを加算して前記モータの位相を推定する位相推定部を備える
請求項１に記載の車両。

【請求項8】

前記車体は、鞍乗り型の構造を有する
請求項１から７までのいずれか一項に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータによって駆動される車輪を備える車両に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、低炭素社会又は脱炭素社会の実現に向けた取り組みが活発化し、車両においてもＣＯ_２排出量の削減やエネルギー効率の改善のために、電動化技術に関する研究開発が行われている。この電動化技術の１つとして、車両に設けられた車輪をモータによって駆動する技術が知られている。

【0003】

特許文献１は、車輪速センサにより得られた車輪速値に基づいて車両の車輪のスリップ状態を判定する技術を開示する。特許文献１に開示された技術により、より精度よく車体速を推定し、正確にスリップ判定を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－３７３３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電動化技術に関する技術の１つとしてモータの駆動技術では、車輪速センサで速度を検出できない極低速領域において、車輪のスリップを判定することが困難であるという課題がある。

【0006】

本願は上記課題解決のため、極低速領域でも車輪のスリップを判定することを目的としたものである。そして、延いてはエネルギー効率の改善に寄与するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための一態様は、車輪に駆動力を伝達可能なモータを流れる電流に基づいて前記モータの第一角加速度を算出する第一算出部と、前記モータに供給する供給電流を設定する電流指令値に基づいて算出した前記モータのトルク算出値と、車体の慣性モーメントの設計値とに基づいて第二角加速度を算出する第二算出部と、前記第一角加速度及び前記第二角加速度に基づいて前記車輪がスリップしているか否かを判定する判定部とを備える車両である。

【発明の効果】

【0008】

上記態様によれば、極低速領域でも車輪のスリップを判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態による車両の外観構成の一例を示す模式図である。

【図2】本開示の一実施形態による車両に備えられたモータ制御装置の概略構成の一例を示すブロック図である。

【図3】本開示の一実施形態による車両の動作の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［１．車両の構成］
図１は、本開示の一実施形態による鞍乗り型車両（車両の一例）１の外観構成の一例を示す模式図である。図１では、鞍乗り型車両１の右側面側が図示されている。本実施形態による、鞍乗り型車両１は、シート６０に着座した運転者が足を載せることが可能なステップフロア７０１を有するスクータ型を有している。

【0011】

図１に示すように、鞍乗り型車両１は、ハンドル５０と、ハンドル５０によって操向される前輪３０（すなわち操向輪）と、モータ２０と、モータ２０によって駆動される後輪（車輪の一例）４０（すなわち駆動輪）と、前輪３０を回転可能に支持する左右一対のフロントフォーク７１１を有する車体フレーム（不図示）を含む本体部７０とを備えている。

【0012】

本体部７０は、本体フレームの周囲を覆って配置されたカバー部７００を備えている。カバー部７００の後部上方には、シート６０が配置されている。カバー部７００は、シート６０に着座した運転者が足を載せるステップフロア７０１と、ステップフロア７０１の前方に連なるフロントボディ７０２と、ステップフロア７０１の後方に連なるリヤボディ７０３とを備えている。

【0013】

モータ２０は、例えば後輪４０のホイールの内側に設けられた、いわゆるインホイールモータである。鞍乗り型車両１は、モータ２０を制御するモータ制御装置１０と、モータ制御装置１０に設けられたインバータ部１８（図１では不図示、図２参照）に電力を供給するバッテリ８０とを備えている。モータ制御装置１０及びバッテリ８０は例えば、シート６０の下方であってカバー部７００の内部に設けられている。本実施形態では、モータ制御装置１０、モータ２０、前輪３０、後輪４０、ハンドル５０、シート６０、本体部７０及びバッテリ８０によって車体１００が構成される。車体１００は、鞍乗り型の構造を有している。

【0014】

［２．モータ制御装置の構成］
本実施形態による鞍乗り型車両１に備えられたモータ制御装置１０について図１を参照しつつ図２を用いて説明する。図２は、鞍乗り型車両１に備えられたモータ制御装置１０の概略構成の一例を示すブロック図である。図２では、理解を容易にするため、モータ制御装置１０によって制御されるモータ２０も併せて図示されている。

【0015】

図２に示すように、モータ制御装置１０は、第一算出部１１と、第二算出部１２と、減算部１３と、位相修正部１４と、位相推定部１５と、指令部１６と、ベクトル制御駆動部１７と、インバータ部１８とを備えている。

【0016】

第一算出部１１は、モータ２０を流れるＵ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流Ｉｖ及びＷ相交流電流Ｉｗ（いずれも電流の一例）に基づいてモータ２０の第一角加速度αｉを算出する。第一角加速度αｉは、モータ２０に実際に流れるＵ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流Ｉｖ及びＷ相交流電流Ｉｗに基づいて算出されるため、実測の角加速度に相当する。詳細は後述するが、第一算出部１１は、第一角加速度αｉを算出するために、速度演算部１１１及び微分器１１２を有している。第一算出部１１が第一角加速度αｉの算出に用いるｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑは、Ｕ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流Ｉｖ及びＷ相交流電流Ｉｗを座標変換などをすることよって得られる。このため、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑもモータ２０を流れる電流に相当する。

【0017】

第二算出部１２は、モータ２０に供給するＵ相供給電流Ｉｓｕ、Ｖ相供給電流Ｉｓｖ及びＷ相供給電流Ｉｓｗ（いずれも供給電流の一例）を設定するｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊（電流指令値の一例）に基づいて算出したモータ２０のトルク算出値τと、車体１００（図１参照）の慣性モーメントの設計値（以下、「慣性モーメント設計値」と称する場合がある）Ｊとに基づいて第二角加速度ατを算出する。慣性モーメント設計値Ｊは、モータ２０によって駆動される後輪４０（図１参照）の回転動作に基づく慣性モーメントの設計値と、後輪４０の半径及び鞍乗り型車両１（図１参照）の重量に基づく慣性モーメントの設計値とを合算して得られる車体１００（図１参照）の全体の慣性モーメントの設計値である。第二角加速度ατは、電流指令値及び慣性モーメントの設計値に基づいて算出されるため、後輪４０がスリップしていない状態での計算上のモータ２０の角加速度に相当する。詳細は後述するが、第二算出部１２は、第二角加速度ατを算出するために、トルク算出部１２１及び除算器１２２を有している。

【0018】

減算部１３の入力は、第一算出部１１及び第二算出部１２のそれぞれの出力に接続されている。減算部１３は、第一角加速度αｉから第二角加速度ατを減算した減算結果である差分Δαをスリップ判定部１４１に出力する。差分Δαは、実測の角加速度と計算上の角加速度との差分に相当する。

【0019】

スリップ判定部（判定部の一例）１４１は、第一角加速度αｉ及び第二角加速度ατに基づいて後輪４０（図１参照）がスリップしているか否かを判定する。すなわち、スリップ判定部１４１は、実測の角加速度と計算上の角加速度との差分に基づいて後輪４０がスリップしているか否かを判定する。

【0020】

位相修正部（修正部の一例）１４は、スリップ判定部１４１を有し、スリップ判定部１４１での判定結果に基づいてＵ相供給電流Ｉｓｕ、Ｖ相供給電流Ｉｓｖ及びＷ相供給電流Ｉｓｗの位相βを修正する。以下、「供給電流の位相」を「電流位相」と称する場合がある。詳細は後述するが、位相修正部１４は、３相交流のＵ相供給電流Ｉｓｕ、Ｖ相供給電流Ｉｓｖ及びＷ相供給電流Ｉｓｗを変換したｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑの位相βを推定するために、電流位相推定部１４２を有している。

【0021】

位相推定部１５の入力は、第一算出部１１と、減算部１３の出力に接続されている。これにより、位相推定部１５には、第一算出部１１から出力されるモータ２０の回転速度ωｉと、減算部１３から出力される差分Δαとが入力される。位相推定部１５は、第一角加速度αｉと第二角加速度ατとの差分Δαに基づくモータ２０の位相θαと、モータ２０の回転速度ωｉに基づくモータ２０の位相θｉとを加算してモータ２０の位相θを推定する。モータ２０の位相θα，θｉ，θは、モータ２０に設けられたロータ（不図示）の回転角（すなわち回転位置）に相当する。詳細は後述するが、位相推定部１５は、位相θを推定するために、ＰＩ制御部１５１、積分器１５２，１５４、乗算器１５３及び加算部１５５を有している。

【0022】

指令部１６の入力には、第一算出部１１と、位相修正部１４の出力とが接続されている。指令部１６は、ベクトル制御駆動部１７に対してｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊を指令する。詳細は後述するが、指令部１６は、ｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊を生成するために、トルク指令生成部１６１及び電流指令生成部１６２を有している。

【0023】

ベクトル制御駆動部１７の入力は、モータ２０、位相推定部１５の出力、及び指令部１６の出力が接続されている。ベクトル制御駆動部１７は、指令部１６から入力されるｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊と、モータ２０から入力されるＵ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流Ｉｖ及びＷ相交流電流Ｉｗと、位相推定部１５から入力される位相θとに基づいて、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ，Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚを生成する。パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ，Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚは、ベクトル制御駆動によってモータ２０を駆動するための信号である。詳細は後述するが、ベクトル制御駆動部１７は、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ，Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚを生成するために、３相２相変換部１７１と、回転座標変換部１７２と、減算部１７３，１７４と、ＰＩ制御部１７５と、座標・ベクトル変換部１７６とを有している。

【0024】

ベクトル制御駆動部１７の出力には、インバータ部１８の入力が接続されている。インバータ部１８は、フルブリッジ接続して構成された６個のスイッチング素子（不図示）を有し、ベクトル制御駆動部１７から入力されるパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ，Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚによってこれらのスイッチング素子がパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、バッテリ８０（図１参照）から供給される直流電圧をＵ相交流電圧Ｖｕ，Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗに変換する。インバータ部１８の出力には、モータ２０が接続されている。インバータ部１８からモータ２０に入力されるＵ相交流電圧Ｖｕ，Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗは、正弦波の電圧波形を有している。モータ２０は、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線（不図示）にＵ相交流電圧Ｖｕ，Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗが印加されることによって、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線に流れる３相のＵ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流Ｉｖ及びＷ相交流電流Ｉｗの大きさ及び向きに応じて回転動作する。

【0025】

［３．車両の動作］
本実施形態による車両の動作として、鞍乗り型車両１に備えられたモータ制御装置１０の動作について図１及び図２を参照しつつ図３を用いて説明する。図３は、モータ制御装置１０の動作の流れの一例を示すフローチャートである。モータ制御装置１０は、電源が投入される（すなわち電源の電圧値が所定値よりも大きくなる）と、図３に示す処理を開始する。

【0026】

図３に示すように、モータ制御装置１０（図２参照）は、動作を開始すると、ステップＳ１１において、最新の電流位相βを取得し、ステップＳ１２の処理に移行する。

【0027】

ステップＳ１２において、第一算出部１１（図２参照）は、第一角加速度αｉを算出し、ステップＳ１３の処理に移行する。速度演算部１１１（図２参照）は、モータ２０（図２参照）から流れるｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに基づいてモータ２０の回転速度ωｉを算出する。より具体的には、速度演算部１１１は、ベクトル制御駆動部１７（図２参照）から入力されるｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑと、インバータ部１８（図２参照）から入力されるＵ相交流電圧Ｖｕ、Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗとを電圧方程式に適用してモータ２０の回転速度ωｉを算出する。なお、速度演算部１１１は、Ｕ相交流電圧Ｖｕ、Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗを電圧方程式に適用するに当たり、これらの電圧をｄ軸電圧及びｑ軸電圧に変換する。微分器１１２（図２参照）は、速度演算部１１１から入力される回転速度ωｉを時間微分して第一角加速度αｉを算出する。

【0028】

ステップＳ１３において、第二算出部１２（図２参照）は、第二角加速度ατを算出し、ステップＳ１４の処理に移行する。トルク算出部１２１（図２参照）は、指令部１６（図２参照）から入力されるｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊と、モータ２０に設けられたＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線のインダクタンスを変換したd軸巻き線及びq軸巻き線のインダクタンスと、モータ２０の極対数とに基づくトルク発生モデルを用いてトルク算出値τを算出する。除算器１２２（図２参照）は、トルク算出部１２１から入力されるトルク算出値τを慣性モーメント設計値Ｊで除算して第二角加速度ατを算出する。

【0029】

ステップＳ１４において、減算部１３（図２参照）は、第一算出部１１から入力される第一角加速度αｉと、第二算出部１２から入力される第二角加速度ατとの差分Δαを算出し、ステップＳ１５の処理に移行する。減算部１３は、算出した差分Δαを位相修正部１４（図２参照）に出力する。

【0030】

ステップＳ１５において、スリップ判定部１４１（図２参照）は、減算部１３から入力される差分Δαが予め設定された閾値の範囲外であるか否かを判定する。

【0031】

実測に基づく第一角加速度αｉと計算上の第二角加速度ατとが一致している場合、後輪４０はスリップしていない。また、両者が一致していなくても、両者の差が所定範囲内であれば、後輪４０がスリップしていないと看做すことができる。閾値αｔｈは、後輪４０がスリップしていないと看做すことができる範囲に対応する値に設定され、例えば実験やシミュレーションによって決定される。スリップ判定部１４１は、後輪４０がスリップしていると判定した場合にはスリップ判定信号Ｓｓを電流位相推定部１４２（図２参照）に出力し、後輪４０がスリップしていないと判定した場合にはスリップ判定信号Ｓｓを電流位相推定部１４２に出力しない。

【0032】

後輪４０がスリップする状態では、後輪４０が１回転しても、鞍乗り型車両１が後輪４０の1周分の距離を進まない。
以下の式（１）は、鞍乗り型車両１の定常走行時の並進運動方程式である。
（Ｊω＋ｍ×ｒ^２）×ｄω／ｄｔ＝τ０ ・・・（１）
式（１）において、「Ｊω」は後輪４０の慣性モーメント、「ｍ」は鞍乗り型車両１の重量、「ｒ」は後輪４０の半径、「τ０」はモータ２０のトルク、「ω」は後輪４０の回転速度である。鞍乗り型車両１の重量ｍと後輪４０の半径ｒの二乗との積「ｍ×ｒ^２」によって車軸換算の慣性モーメントが表され、後輪４０の慣性モーメントＪωと、車軸換算の慣性モーメントとの和によって、鞍乗り型車両１全体の慣性モーメントが表されている。

【0033】

以下の式（２）は、スリップ時の並進運動方程式である。
（Ｊω＋ｍｓ×ｒ^２）×ｄω／ｄｔ＝τ０ ・・・（２）
式（２）において、「Ｊω」は後輪４０の慣性モーメント、「ｍｓ」はスリップ時の鞍乗り型車両１の見かけ上の重量、「ｒ」は後輪４０の半径、「τ０」はモータ２０のトルク、「ω」は後輪４０の回転速度である。

【0034】

スリップ時の鞍乗り型車両１の見かけ上の重量ｍｓは、スリップ率に依存してスリップ前の重量ｍから変化し、スリップ率が高いほど重量ｍよりも減少する。このため、式（２）における車軸換算の慣性モーメントは、式（１）における車軸換算の慣性モーメントに対して減少する。これに対し、モータ２０のトルクτ０は、スリップの前後で変化しない。このため、後輪４０がスリップすると後輪４０の角加速度（すなわち、第一角加速度αｉ）が増加し、後輪４０がスリップしていない状態での計算上の第二角加速度ατとの間に差分Δαが生まれる。

【0035】

スリップ判定部１４１は、第一角加速度αｉと第二角加速度ατとの差分Δαが予め設定された閾値の範囲外である場合に後輪４０（図１参照）がスリップしていると判定し（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１６の処理に移行する。一方、スリップ判定部１４１は、差分Δαが予め設定された閾値の範囲外でない場合に後輪４０がスリップしていないと判定し（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１７の処理に移行する。閾値をαｔｈとすると、スリップ判定部１４１は、以下の式（３）を満たさない場合に差分Δαが閾値の範囲外であると判定し、式（３）を満たす場合に差分Δαが閾値の範囲内であると判定する。
－αｔｈ＜Δα≦αｔｈ ・・・（３）

【0036】

ステップＳ１６において、電流位相推定部１４２は、スリップ判定部１４１からスリップ判定信号Ｓｓが入力されると、後輪４０がスリップしていない状態（以下、「定常状態」と称する場合がある）に戻すために、電圧制限曲線と定電流円との関係からｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑの位相を変化させる。電流位相推定部１４２は、後輪４０を定常状態に戻すことが可能な値にｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑの位相を変化させたら、ステップＳ１７の処理に移行する。

【0037】

ステップＳ１７において、電流位相推定部１４２は、電圧制限曲線と定電流円との関係から電流位相βを算出し、ステップＳ１８の処理に移行する。ステップＳ１６の次のステップＳ１７の処理では、電流位相推定部１４２は、ステップＳ１６において修正した位相を電流位相βとして算出する。一方、ステップＳ１５の次のステップＳ１７の処理では、電流位相推定部１４２は、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑの位相を変化させずに電圧制限曲線と定電流円との関係から電流位相βを算出する。

【0038】

ステップＳ１８において、モータ制御装置１０は、ステップＳ１８において算出された電流位相βを最新の電流位相に設定し、ステップＳ１９の処理に移行する。

【0039】

ステップＳ１９において、位相推定部１５（図２参照）は、モータ２０の位相θを推定し、ステップＳ２０の処理に移行する。ＰＩ制御部１５１（図２参照）は、減算部１３から入力される差分ΔαをＰＩ制御して差分Δαに基づくモータ２０の回転速度を算出する。積分器１５２（図２参照）は、ＰＩ制御部１５１から入力される回転速度を時間積分してモータ２０の位相を算出する。乗算器１５３（図２参照）は、積分器１５２から入力される位相にモータ２０の極対数Ｎｐを乗算する。これにより、差分Δαに基づくモータ２０の位相θαが算出される。積分器１５４（図２参照）は、速度演算部１１１から入力されるモータ２０の回転速度ωｉを時間積分する。これにより、モータ２０の回転速度ωｉに基づくモータ２０の位相θｉが算出される。加算部１５５（図２参照）は、乗算器１５３から入力される位相θαと、積分器１５４から入力される位相θｉとを加算して、モータ２０の位相の推定値として位相θを算出する。

【0040】

ステップＳ２０において、指令部１６は、ｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊を生成し、ステップＳ２１の処理に移行する。トルク指令生成部１６１（図２参照）は、予め設定されているトルク指令マップを参照し、ハンドル５０（図１参照）の操作に基づいて入力されるスロットル開度Ｔｏと、速度演算部１１１から入力されるモータ２０の回転速度ωｉとに基づいて、トルク指令値τ^＊を決定する。電流指令生成部１６２（図２参照）は、トルク指令生成部１６１から入力されるトルク指令値τ^＊と、位相修正部１４から入力される電流位相βとに基づいて、ｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊を生成する。

【0041】

ステップＳ２１において、ベクトル制御駆動部１７は、インバータ部１８を制御してベクトル制御駆動によってモータ２０を駆動し、ステップＳ２２に移行する。３相２相変換部１７１（図２参照）は、モータ２０から入力される３相のＵ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流Ｉｖ及びＷ相交流電流Ｉｗを２相の電流Ｉａ，Ｉｂに変換する。回転座標変換部１７２（図２参照）は、加算部１５５から入力されるモータ２０の位相θに基づいて、３相２相変換部１７１から入力される２相の電流Ｉａ，Ｉｂをｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換する。これにより、固定座標における電流Ｉａ，Ｉｂが回転座標におけるｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換される。

【0042】

減算部１７３（図２参照）は、電流指令生成部１６２から入力されるｄ軸電流指令値ｉｄ^＊から、回転座標変換部１７２から入力されるｄ軸電流ｉｄを減算する。減算部１７４（図２参照）は、電流指令生成部１６２から入力されるｑ軸電流指令値ｉｑ^＊から、回転座標変換部１７２から入力されるｑ軸電流ｉｑを減算する。ＰＩ制御部１７５（図２参照）は、減算部１７３，１７４のそれぞれから入力される減算結果をＰＩ制御してｄ軸電圧ｖｄ及びｑ軸電圧ｖｑを生成する。座標・ベクトル変換部１７６（図２参照）は、加算部１５５から入力されるモータ２０の位相θに基づいて、ＰＩ制御部１７５から入力されて回転座標におけるｄ軸電圧ｖｄ及びｑ軸電圧ｖｑを、固定座標における電圧に変換した後に空間ベクトル変換し、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ，Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚを生成する。

【0043】

インバータ部１８は、ベクトル制御駆動部１７から入力されるパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ，Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚによって、６個のスイッチング素子（不図示）を所定の順序及び組合せでスイッチングする。これにより、インバータ部１８は、バッテリ８０（図１参照）から供給される直流電圧を正弦波のＵ相交流電圧Ｖｕ、Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗに変換し、モータ２０に出力する。モータ２０は、インバータ部１８から入力されるＵ相交流電圧Ｖｕ、Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗに基づいて回転動作する。

【0044】

ステップＳ２２において、モータ制御装置１０を動作させるための電源がオフ状態であるか否かを判定する。モータ制御装置１０に入力される電源の電圧値が所定値よりも低い場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、モータ制御装置１０は、電源がオフ状態であると判定して動作を終了する。一方、モータ制御装置１０に入力される電源の電圧値が所定値以上の場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、モータ制御装置１０は、電源がオフ状態でないと判定し、ステップＳ１１の処理に戻る。

【0045】

モータ制御装置１０は、ステップＳ１１からステップＳ２２の処理を繰り返し実行し、モータ２０を流れる電流がｄ軸電流指令値ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ^＊に設定されるように（すなわち追従するように）フィードバック制御する。これにより、モータ２０の回転速度が所望の速度に近づいていく。位相修正部１４は、モータ２０を流れる電流がフィードバック制御される際にＵ相供給電流Ｉｓｕ、Ｖ相供給電流Ｉｓｖ及びＷ相供給電流Ｉｓｗの位相βを修正する。スリップ判定部１４１は、このフィードバック制御の際に、車輪速センサを用いずに、第一角加速度αｉと第二角加速度ατに基づく後輪４０のスリップを判定する。このため、鞍乗り型車両１は、車輪速センサで速度を検出できない極低速領域（例えば５ｋｍ／ｈ以下の速度領域）でも後輪４０のスリップを判定できる。

【0046】

［４．他の実施形態］
上記実施形態では、車両としてスクータ型の鞍乗り型車両１を例にとって説明したが、本開示は、他の形状の鞍乗り型車両や四輪車にも適用できる。

【0047】

上記実施形態では、鞍乗り型車両１は、インバータ部１８から出力されるＵ相交流電圧Ｖｕ、Ｖ相交流電圧Ｖｖ及びＷ相交流電圧Ｖｗを速度演算部１１１に入力するように構成されているが、これに限られない。鞍乗り型車両１は、ＰＩ制御部１７５から出力されるｄ軸電圧ｖｄ及びｑ軸電圧ｖｑを速度演算部１１１に入力するように構成されていてもよい。

【0048】

上記実施形態では、第二算出部１２は、トルク算出部１２１で算出されたトルク算出値τを慣性モーメント設計値Ｊで除算するように構成されているが、これに限られない。第二算出部１２は、トルク算出部１２１で算出されたトルク算出値τに外乱トルクの推定値を加算した加算値を慣性モーメント設計値Ｊで除算するように構成されていてもよい。これにより、差分Δαの算出に当たって外乱トルクの推定値を加味することができる。

【0049】

［５．上記実施形態によりサポートされる構成］
上記実施形態は、以下の構成の具体例である。

【0050】

（構成１）車輪に駆動力を伝達可能なモータを流れる電流に基づいて前記モータの第一角加速度を算出する第一算出部と、前記モータに供給する供給電流を設定する電流指令値に基づいて算出した前記モータのトルク算出値と、車体の慣性モーメントの設計値とに基づいて第二角加速度を算出する第二算出部と、前記第一角加速度及び前記第二角加速度に基づいて前記車輪がスリップしているか否かを判定する判定部とを備える車両。
車両の慣性モーメント（すなわち、車体全体の慣性モーメント）は、車輪の回転速度に依らずスリップ率に依存して変化する。したがって、構成１の車両によれば、車両の慣性モーメントに基づいて算出したモータの角加速度を用いることで、車輪の回転速度の検出値に依らず車輪のスリップ状態を判定できる。したがって、車輪速センサを使用してモータの回転速度を検出できない車両の極低速領域においても、車両のスリップを精度よく判定でき、エネルギー効率の改善に寄与することができる。

【0051】

（構成２）前記判定部は、前記第一角加速度と前記第二角加速度との差分が予め設定された閾値の範囲外である場合に前記車輪がスリップしていると判定する構成１に記載の車両。
構成２の車両によれば、比較的単純な演算でスリップ判定を行うことができるため、車両に備えられたモータ制御装置の演算負荷を低減することができる。

【0052】

（構成３）前記第一算出部は、前記モータから流れる電流に基づいて前記モータの回転速度を算出する速度算出部と、前記回転速度を時間微分して前記第一角加速度を算出する微分器とを有する構成１又は２に記載の車両。
構成３の車両によれば、極低速領域においても車両に設けられた車輪のスリップを精度よく判定できる。

【0053】

（構成４）前記第二算出部は、前記トルク算出値を算出するトルク算出部と、前記トルク算出値を前記設計値で除算して前記第二角加速度を算出する除算器とを有する構成１から３までのいずれか一項に記載の車両。
構成４の車両によれば、電流指令値及び慣性モーメントの設計値に基づいて、車輪のスリップが発生していない状態での計算上のモータの角加速度を算出できる。

【0054】

（構成５）前記判定部を有し、前記判定部での判定結果に基づいて前記供給電流の位相を修正する修正部を備え、前記修正部は、前記モータを流れる電流が前記電流指令値に設定されるようにフィードバック制御される際に前記供給電流の位相を修正する構成１から４までのいずれか一項に記載の車両。
構成５の車両によれば、判定部での判定結果に基づいて、モータへの供給電流の位相を必要に応じて修正できる。

【0055】

（構成６）前記判定部は、前記フィードバック制御の際に前記第一角加速度と前記第二角加速度に基づく前記車輪のスリップを判定する構成５に記載の車両。
構成６の車両によれば、フィードバック制御を繰り返すたびに、車輪のスリップを判定することができる。

【0056】

（構成７）前記第一角加速度と前記第二角加速度との差分に基づく前記モータの位相と、前記モータの回転速度に基づく前記モータの位相とを加算して前記モータの位相を推定する位相推定部を備える構成１から６までのいずれか一項に記載の車両。
構成７の車両によれば、極低速領域においてもモータの位相を推定することができる。

【0057】

（構成８）前記車体は、鞍乗り型の構造を有する構成１から７までのいずれか一項に記載の車両。
構成８の車両によれば、極低速領域においても鞍乗り型車両に設けられた車輪のスリップを精度よく判定できる。

【符号の説明】

【0058】

１…鞍乗り型車両、１０…モータ制御装置、１１…第一算出部、１２…第二算出部、１３，１７３，１７４…減算部、１４…位相修正部、１５…位相推定部、１６…指令部、１７…ベクトル制御駆動部、１８…インバータ部、２０…モータ、３０…前輪、４０…後輪、５０…ハンドル、６０…シート、７０…本体部、８０…バッテリ、１００…車体、１１１…速度演算部、１１２…微分器、１２１…トルク算出部、１２２…除算器、１４１…スリップ判定部、１４２…電流位相推定部、１５１，１７５…ＰＩ制御部、１５２，１５４…積分器、１５３…乗算器、１５５…加算部、１６１…トルク指令生成部、１６２…電流指令生成部、１７１…３相２相変換部、１７２…回転座標変換部、１７６…座標・ベクトル変換部、７００…カバー部、７０１…ステップフロア、７０２…フロントボディ、７０３…リヤボディ、７１１…フロントフォーク、Ｉａ，Ｉｂ…電流、ｉｄ…ｄ軸電流、ｉｑ…ｑ軸電流、Ｉｓｕ…Ｕ相供給電流、Ｉｓｖ…Ｖ相供給電流、Ｉｓｗ…Ｗ相供給電流、Ｉｕ…Ｕ相交流電流、Ｉｖ…Ｖ相交流電流、Ｉｗ…Ｗ相交流電流、Ｊ…慣性モーメント設計値、Ｐｕ～Ｐｚ…パルス信号、Ｓｓ…スリップ判定信号、Ｔｏ…スロットル開度、Ｖｕ…Ｕ相交流電圧、Ｖｖ…Ｖ相交流電圧、Ｖｗ…Ｗ相交流電圧、ｉｄ…ｄ軸電流、ｉｄ^＊…ｄ軸電流指令値、ｉｑ…ｑ軸電流、ｉｑ…ｑ軸電流指令値^＊、ｖｄ…ｄ軸電圧、ｖｑ…ｑ軸電圧、Δα…差分、αｉ…第一角加速度、αｔｈ…閾値、ατ…第二角加速度、β…電流位相、θ，θｉ，θα…位相、τ…トルク算出値、τ^＊…トルク指令値、ωｉ…回転速度

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-23

【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】

車輪に駆動力を伝達可能なモータを流れる電流に基づいて前記モータの第一角加速度を算出する第一算出部と、
前記モータに供給する供給電流を設定する電流指令値に基づいて算出した前記モータのトルク算出値と、車体の慣性モーメントの設計値とに基づいて第二角加速度を算出する第二算出部と、
前記第一角加速度及び前記第二角加速度に基づいて前記車輪がスリップしているか否かを判定する判定部と
を備え、
前記判定部は、前記第一角加速度と前記第二角加速度との差分が予め設定された閾値の範囲外である場合に前記車輪がスリップしていると判定する
車両。

【請求項2】

前記第一算出部は、前記モータから流れる電流に基づいて前記モータの回転速度を算出する速度算出部と、前記回転速度を時間微分して前記第一角加速度を算出する微分器とを有する
請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記第二算出部は、前記トルク算出値を算出するトルク算出部と、前記トルク算出値を前記設計値で除算して前記第二角加速度を算出する除算器とを有する
請求項１に記載の車両。

【請求項4】

前記判定部を有し、前記判定部での判定結果に基づいて前記供給電流の位相を修正する 修正部を備え、
前記修正部は、前記モータを流れる電流が前記電流指令値に設定されるようにフィードバック制御される際に前記供給電流の位相を修正する
請求項１に記載の車両。

【請求項5】

前記判定部は、前記フィードバック制御の際に前記第一角加速度と前記第二角加速度に基づく前記車輪のスリップを判定する
請求項４に記載の車両。

【請求項6】

前記第一角加速度と前記第二角加速度との差分に基づく前記モータの位相と、前記モータの回転速度に基づく前記モータの位相とを加算して前記モータの位相を推定する位相推定部を備える
請求項１に記載の車両。

【請求項7】

前記車体は、鞍乗り型の構造を有する
請求項１から６までのいずれか一項に記載の車両。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

上記目的を達成するための一態様は、車輪に駆動力を伝達可能なモータを流れる電流に基づいて前記モータの第一角加速度を算出する第一算出部と、前記モータに供給する供給電流を設定する電流指令値に基づいて算出した前記モータのトルク算出値と、車体の慣性モーメントの設計値とに基づいて第二角加速度を算出する第二算出部と、前記第一角加速度及び前記第二角加速度に基づいて前記車輪がスリップしているか否かを判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記第一角加速度と前記第二角加速度との差分が予め設定された閾値の範囲外である場合に前記車輪がスリップしていると判定する。