特許 7127115 駆動装置、電動車両および駆動装置の制御方法

(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】

(24)【登録日】2022-08-19

(45)【発行日】2022-08-29

(54)【発明の名称】駆動装置、電動車両および駆動装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20220822BHJP

   B60L 9/18 20060101ALI20220822BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20220822BHJP

【ＦＩ】

H02P27/06

B60L9/18 J

B60L50/60

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020510292

(86)(22)【出願日】2018-03-28

(86)【国際出願番号】 JP2018012747

(87)【国際公開番号】W WO2019186759

(87)【国際公開日】2019-10-03

【審査請求日】2020-09-11

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137523

【弁理士】

【氏名又は名称】出口 智也

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(72)【発明者】

【氏名】目黒 一由希

(72)【発明者】

【氏名】井ノ口 雄大

【審査官】上野 力

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４２７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６１０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２９３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１８６７９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

Ｂ６０Ｌ ９／１８

Ｂ６０Ｌ ５０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両に設置するための駆動装置であって、
一端が電源端子に接続され、他端がモータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、
一端が前記第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、
一端が前記第２出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第４スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、
一端が前記第３出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第６スイッチと、
前記モータのロータの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記第１～第６スイッチを制御することで前記モータの駆動を制御する制御部とを備え、
前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記回転速度検出部による検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、前記検出速度と前記モータの回転を制御するためのアクセル操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行うものであり、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記検出速度が前記第１基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第１基準デューティ比よりも低い第２の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第２スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第２および第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第４スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第４および第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第６スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１２０°に相当する通電期間に相電流を流す１２０°通電を行うことを特徴とする駆動装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記第１の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第２スイッチをオフしながら前記第２および第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第４スイッチをオフしながら前記第４および第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第６スイッチをオフしながら前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１２０°に相当する通電期間に相電流を流す１２０°通電を行うことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記第２の場合には、
前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第１スイッチと同時に前記第２スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第１相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチに対して相補的に前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第３スイッチと同時に前記第４スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第２相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチに対して相補的に前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第５スイッチと同時に前記第６スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第３相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチに対して相補的に前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行うことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。

【請求項4】

電動車両に設置するための駆動装置であって、
一端が電源端子に接続され、他端がモータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、
一端が前記第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、
一端が前記第２出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第４スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、
一端が前記第３出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第６スイッチと、
前記モータのロータの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記第１～第６スイッチを制御することで前記モータの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記回転速度検出部による検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、前記検出速度と前記モータの回転を制御するためのアクセル操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行うものであり、
前記制御部は、
前記検出速度が前記第１基準速度以上であって予め設定された第２基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が予め設定された第２基準デューティ比よりも低い第３の場合には、台形状の通電波形による前記モータの駆動制御を行い、
前記駆動制御は、
前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記増加の後に前記設定デューティ比を維持し、前記維持の後に前記設定デューティ比から段階的に減少するように調整された調整デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第１スイッチと同時に前記第２スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第１相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチに対して相補的に前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記調整デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第３スイッチと同時に前記第４スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第２相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチに対して相補的に前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記調整デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第５スイッチと同時に前記第６スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第３相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチに対して相補的に前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御とを含むことを特徴とする駆動装置。

【請求項5】

前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第３の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１８０°に相当する通電期間に相電流を流す１８０°通電を行うことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。

【請求項6】

前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号の前記調整デューティ比は、前記第１通電期間に前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記第２および第３通電期間に前記設定デューティ比に維持され、前記第４通電期間に前記設定デューティ比から段階的に減少し、
前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号の前記調整デューティ比は、前記第３通電期間に前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記第４および第５通電期間に前記設定デューティ比に維持され、前記第６通電期間に前記設定デューティ比から段階的に減少し、
前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号の前記調整デューティ比は、前記第５通電期間に前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記設定デューティ比に維持され、前記次周期の第２通電期間に前記設定デューティ比から段階的に減少することを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記検出速度が前記第１基準速度以上であって前記第２基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第２基準デューティ比以上であって予め設定された第３基準デューティ比よりも低く、または、前記検出速度が前記第２基準速度以上であって予め設定された第３基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第３基準デューティ比よりも低い第４の場合には、
前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第１スイッチと同時に前記第２スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第１相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチに対して相補的に前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第３スイッチと同時に前記第４スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第２相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチに対して相補的に前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第５スイッチと同時に前記第６スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第３相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチに対して相補的に前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行うことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。

【請求項8】

前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第４の場合には、前記第１～第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間および前記第６通電期間に続く次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１８０°に相当する通電期間に相電流を流す１８０°通電を行うことを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記検出速度が前記第１基準速度以上であって前記第３基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第３基準デューティ比以上であり、または、前記検出速度が前記第３基準速度以上である第５の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行うことを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。

【請求項10】

前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第５の場合には、前記第１～第３通電期間に前記第２スイッチをオフしながら前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第５通電期間に前記第４スイッチをオフしながら前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１通電期間に前記第６スイッチをオフしながら前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１８０°に相当する通電期間に相電流を流す１８０°通電を行うことを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。

【請求項11】

モータと、駆動装置と、を備える電動車両であって、
前記駆動装置は、
一端が電源端子に接続され、他端が前記モータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、
一端が前記第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、
一端が前記第２出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第４スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、
一端が前記第３出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第６スイッチと、
前記モータのロータの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記第１～第６スイッチを制御することで前記モータの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記回転速度検出部による検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、前記検出速度と前記モータの回転を制御するためのアクセル操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行うものであり、
前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記検出速度が前記第１基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第１基準デューティ比よりも低い第２の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第２スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第２および第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第４スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第４および第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第６スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１２０°に相当する通電期間に相電流を流す１２０°通電を行うことを特徴とする電動車両。

【請求項12】

前記制御部は、
前記ロータの回転速度と、前記アクセル操作量と、前記モータのトルクとの対応関係を示すトルクマップに基づいて、前記検出速度および前記アクセル操作量に対応するトルクを設定し、
前記ロータの回転速度と、前記トルクと、デューティ比との対応関係を示すデューティ比マップに基づいて、前記検出速度および前記設定されたトルクに対応するデューティ比を前記設定デューティ比として設定することを特徴とする請求項１１に記載の電動車両。

【請求項13】

一端が電源端子に接続され、他端がモータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、一端が前記第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、一端が前記第２出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第４スイッチと、一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、一端が前記第３出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第６スイッチと、を備えた電動車両に設置するための駆動装置の制御方法であって、
前記モータのロータの回転速度を検出し、かつ、前記ロータの回転角度を検出し、
前記第１～第６スイッチを制御することで前記モータの駆動制御を行い、
前記駆動制御は、
前記ロータの検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、前記検出速度と前記モータの回転を制御するためのアクセル操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを含むものであり、
前記駆動制御は、
前記ロータの検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記検出速度が前記第１基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第１基準デューティ比よりも低い第２の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第２スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第２および第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第４スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第４および第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第６スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１２０°に相当する通電期間に相電流を流す１２０°通電を行うことを特徴とする駆動装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動装置、電動車両および駆動装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリを電源とし、３相モータ（以下、モータと呼ぶ）を動力源とした電動二輪車が知られている。

【0003】

この種の電動二輪車においては、モータを駆動するため、各相毎にハイサイドおよびローサイドのスイッチを備えた３相フルブリッジ回路（すなわち、インバータ回路）によって、バッテリからモータの各相のコイルへの通電を制御していた。

【0004】

通電の制御においては、スイッチに対して、設定されたデューティ比によるＰＷＭ制御を行い、デューティ比に応じたトルクをモータに出力させていた。また、通電方式としては、電気角６０°毎に割り振られた通電期間のうち、連続する１２０°の通電期間に通電を行う１２０°通電と、連続する１８０度の期間すなわち全相期間に通電を行う１８０°通電とが採用されていた。

【0005】

しかしながら、従来は、ハイサイドのスイッチとローサイドのスイッチが同時にオンして貫通電流が流れないようにするため、ハイサイドのＰＷＭ制御とローサイドのＰＷＭ制御との間にデッドタイムを設ける必要があった。

【0006】

これにより、デューティ比を十分に大きくすることができず、バッテリに充電されている充電電圧の利用率を向上させて可及的に大きなトルクを出力することが困難であるといった問題があった。

【0007】

なお、特開２０１１－１４７２３７号公報には、インバータ回路のオン時間デューティ比を制御する技術が開示されている。しかしながら、特開２０１１－１４７２３７号に開示された技術は、メインバッテリから電力が供給されていない状態で回生電圧が過大となることを抑制するためにデューティ比を小さくする技術であり、本発明とは全く無関係である。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで、本発明は、バッテリに充電されている充電電圧の利用率を向上させて可及的に大きなトルクを出力することが可能な駆動装置、電動車両および駆動装置の制御方法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】

【0009】

本発明の一態様に係る駆動装置は、
一端が電源端子に接続され、他端がモータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、
一端が前記第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、
一端が前記第２出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第４スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、
一端が前記第３出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第６スイッチと、
前記モータのロータの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記第１～第６スイッチを制御することで前記モータの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記回転速度検出部による検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、前記検出速度と前記モータの回転を制御するためのユーザ操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行う。

【0010】

前記駆動装置において、
前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第１の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第２スイッチをオフしながら前記第２および第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第４スイッチをオフしながら前記第４および第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第６スイッチをオフしながら前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１２０°に相当する通電期間に相電流を流す１２０°通電を行ってもよい。

【0011】

前記駆動装置において、
前記制御部は、
前記検出速度が前記第１基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第１基準デューティ比よりも低い第２の場合には、
前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第１スイッチと同時に前記第２スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第１相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチに対して相補的に前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第３スイッチと同時に前記第４スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第２相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチに対して相補的に前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第５スイッチと同時に前記第６スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第３相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチに対して相補的に前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行ってもよい。

【0012】

前記駆動装置において、
前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第２の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第２スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第２および第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第４スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第４および第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第６スイッチのオン／オフを切り替えながら前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１２０°に相当する通電期間に相電流を流す１２０°通電を行ってもよい。

【0013】

前記駆動装置において、
前記制御部は、
前記検出速度が前記第１基準速度以上であって予め設定された第２基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が予め設定された第２基準デューティ比よりも低い第３の場合には、台形状の通電波形による前記モータの駆動制御を行い、
前記駆動制御は、
前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記増加の後に前記設定デューティ比を維持し、前記維持の後に前記設定デューティ比から段階的に減少するように調整された調整デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第１スイッチと同時に前記第２スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第１相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチに対して相補的に前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記調整デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第３スイッチと同時に前記第４スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第２相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチに対して相補的に前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記調整デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第５スイッチと同時に前記第６スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第３相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチに対して相補的に前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御とを含んでもよい。

【0014】

前記駆動装置において、
前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第３の場合には、前記第１～第４通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記２スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第６通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記４スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記６スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１８０°に相当する通電期間に相電流を流す１８０°通電を行ってもよい。

【0015】

前記駆動装置において、
前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号の前記調整デューティ比は、前記第１通電期間に前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記第２および第３通電期間に前記設定デューティ比に維持され、前記第４通電期間に前記設定デューティ比から段階的に減少し、
前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号の前記調整デューティ比は、前記第３通電期間に前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記第４および第５通電期間に前記設定デューティ比に維持され、前記第６通電期間に前記設定デューティ比から段階的に減少し、
前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号の前記調整デューティ比は、前記第５通電期間に前記設定デューティ比まで段階的に増加し、前記第６通電期間および前記次周期の第１通電期間に前記設定デューティ比に維持され、前記次周期の第２通電期間に前記設定デューティ比から段階的に減少してもよい。

【0016】

前記駆動装置において、
制御部は、
前記検出速度が前記第１基準速度以上であって前記第２基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第２基準デューティ比以上であって予め設定された第３基準デューティ比よりも低く、または、前記検出速度が前記第２基準速度以上であって予め設定された第３基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第３基準デューティ比よりも低い第４の場合には、
前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第１スイッチと同時に前記第２スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第１相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第１相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチに対して相補的に前記第２スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第３スイッチと同時に前記第４スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第２相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第２相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチに対して相補的に前記第４スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに、前記第５スイッチと同時に前記第６スイッチをオンしないデッドタイムを形成するように前記第３相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整された第３相ロー側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチに対して相補的に前記第６スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行ってもよい。

【0017】

前記駆動装置において、
前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第４の場合には、前記第１～第３通電期間に前記第１スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記２スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第５通電期間に前記第３スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記４スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間および前記第６通電期間に続く次周期の第１通電期間に前記第５スイッチのオン／オフを切り替えるとともに前記６スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１８０°に相当する通電期間に相電流を流す１８０°通電を行ってもよい。

【0018】

前記駆動装置において、
前記制御部は、
前記検出速度が前記第１基準速度以上であって前記第３基準速度よりも遅く、かつ、前記設定デューティ比が前記第３基準デューティ比以上であり、または、前記検出速度が前記第３基準速度以上である第５の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行ってもよい。

【0019】

前記駆動装置において、
前記回転速度検出部は、前記ロータの回転角度を検出する複数のアングルセンサを有し、
前記制御部は、
前記アングルセンサによる検出角度に応じてそれぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定し、
前記第５の場合には、前記第１～第３通電期間に前記第２スイッチをオフしながら前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第３～第５通電期間に前記第４スイッチをオフしながら前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御を行い、前記第５および第６通電期間ならびに前記第６通電期間に続く次周期の第１通電期間に前記第６スイッチをオフしながら前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御を行うことで、電気角１８０°に相当する通電期間に相電流を流す１８０°通電を行ってもよい。

【0020】

本発明の一態様に係る電動車両は、
モータと、駆動装置と、を備える電動車両であって、
前記駆動装置は、
一端が電源端子に接続され、他端が前記モータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、
一端が前記第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、
一端が前記第２出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第４スイッチと、
一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、
一端が前記第３出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第６スイッチと、
前記モータのロータの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記第１～第６スイッチを制御することで前記モータの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記回転速度検出部による検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、前記検出速度と前記モータの回転を制御するためのユーザ操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行う。

【0021】

前記電動車両において、
前記ユーザ操作量は、アクセル操作量であってもよい。

【0022】

前記電動車両において、
前記制御部は、
前記ロータの回転速度と、前記アクセル操作量と、前記モータのトルクとの対応関係を示すトルクマップに基づいて、前記検出速度および前記アクセル操作量に対応するトルクを設定し、
前記ロータの回転速度と、前記トルクと、前記デューティ比との対応関係を示すデューティ比マップに基づいて、前記検出速度および前記設定されたトルクに対応するデューティ比を前記設定デューティ比として設定してもよい。

【0023】

本発明の一態様に係る駆動装置の制御方法は、
一端が電源端子に接続され、他端がモータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、一端が前記第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、一端が前記第２出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第４スイッチと、一端が前記電源端子に接続され、他端が前記モータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、一端が前記第３出力端子に接続され、他端が前記接地端子に接続された第６スイッチと、を備えた駆動装置の制御方法であって、
前記モータのロータの回転速度を検出し、
前記第１～第６スイッチを制御することで前記モータの駆動制御を行い、
前記駆動制御は、
前記ロータの検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、前記検出速度と前記モータの回転を制御するためのユーザ操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、
前記第２スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第４スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、
前記第６スイッチをオフしながら前記設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって前記第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを含む。

【発明の効果】

【0024】

本発明の一態様に係る駆動装置は、一端が電源端子に接続され、他端がモータの第１相コイルへの第１出力端子に接続された第１スイッチと、一端が第１出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第２スイッチと、一端が電源端子に接続され、他端がモータの第２相コイルへの第２出力端子に接続された第３スイッチと、一端が第２出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第４スイッチと、一端が電源端子に接続され、他端がモータの第３相コイルへの第３出力端子に接続された第５スイッチと、一端が第３出力端子に接続され、他端が接地端子に接続された第６スイッチと、モータのロータの回転速度を検出する回転速度検出部と、第１～第６スイッチを制御することでモータの駆動を制御する制御部とを備え、制御部は、回転速度検出部による検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、検出速度とモータの回転を制御するためのユーザ操作量とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、第２スイッチをオフしながら設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１スイッチのオン／オフを切り替える制御と、第４スイッチをオフしながら設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３スイッチのオン／オフを切り替える制御と、第６スイッチをオフしながら設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５スイッチのオン／オフを切り替える制御とを行う。

【0025】

このように、本発明によれば、設定されたデューティ比が高い場合には、ローサイドのスイッチをオフしてハイサイドのスイッチのみにＰＷＭ制御を行うことで、ハイサイドのスイッチとローサイドのスイッチとの間でデッドタイムを形成する必要がなくなる。

【0026】

これにより、ハイサイドのスイッチに対するＰＷＭ制御におけるデューティ比を可及的に高く設定することができる。

【0027】

したがって、本発明によれば、バッテリに充電されている充電電圧の利用率を向上させて可及的に大きなトルクを出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１の実施形態に係る電動二輪車１００を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る電動二輪車１００において、電力変換部３０およびモータ３を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る電動二輪車１００において、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】第１の実施形態に係る電動二輪車１００において、ロータアングルと、アングルセンサ４の出力との関係を示す図である。

【図5】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法を示すフローチャートである。

【図6】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、ロータ回転速度の検出工程およびデューティ比の設定工程を説明するための説明図である。

【図7】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、デューティ比の設定工程の実施に用いられるトルクマップの一例を示すグラフである。

【図8】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、デューティ比の設定工程の実施に用いられるデューティ比マップの一例を示すグラフである。

【図9A】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、ロータ回転速度および目標トルクに応じた通電制御方式を示すグラフである。

【図9B】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、ロータ回転速度および設定デューティ比に応じた通電制御方式を示すグラフである。

【図10】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御を示すタイミングチャートである。

【図11】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御におけるデッドタイムを示すタイミングチャートである。

【図12】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御を示すタイミングチャートである。

【図13】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御を示すタイミングチャートである。

【図14】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御におけるデューティ比を示すタイミングチャートである。

【図15】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御を示すタイミングチャートである。

【図16】第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、上段矩形波ＰＷＭ１８０°通電を示すタイミングチャートである。

【図17】第２の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法において、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御におけるデューティ比制御を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0030】

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、電動車両の一例としての第１の実施形態に係る電動二輪車１００について説明する。

【0031】

電動二輪車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走行する電動バイク等の電動二輪車である。より詳しくは、電動二輪車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。

【0032】

電動二輪車１００は、図１に示すように、駆動装置の一例である電動車両制御装置１と、バッテリ２と、モータ３と、回転速度検出部の一例であるアングルセンサ４と、アクセルポジションセンサ５と、メータ７と、車輪８とを備える。

【0033】

以下、電動二輪車１００の各構成要素について詳しく説明する。

【0034】

電動車両制御装置１は、電動二輪車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、電動二輪車１００全体を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）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。

【0035】

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とともに、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。

【0036】

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。

【0037】

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、インバータ回路、より詳しくは、３相のフルブリッジ回路で構成されている。

【0038】

フルブリッジ回路は、第１スイッチの一例である第１半導体スイッチＱ１と、第２スイッチの一例である第２半導体スイッチＱ２と、第３スイッチの一例である第３半導体スイッチＱ３と、第４スイッチの一例である第４半導体スイッチＱ４と、第５スイッチの一例である第５半導体スイッチＱ５と、第６スイッチの一例である第６半導体スイッチＱ６とを有する。

【0039】

第１半導体スイッチＱ１は、一端がバッテリ２の正極に接続される電源端子３０ａに接続され、他端が第１相コイルの一例であるモータ３のＵ相コイル３１ｕへの第１出力端子３ａに接続されている。

【0040】

第２半導体スイッチＱ２は、一端が第１出力端子３ａに接続され、他端が接地されたバッテリ２の負極に接続される接地端子３０ｂに接続されている。

【0041】

第３半導体スイッチＱ３は、一端が電源端子３０ａに接続され、他端が第２相コイルの一例であるモータ３のＶ相コイル３１ｖへの第２出力端子３ｂに接続されている。

【0042】

第４半導体スイッチＱ４は、一端が第２出力端子３ｂに接続され、他端が接地端子３０ｂに接続されている。

【0043】

第５半導体スイッチＱ５は、一端が電源端子３０ａに接続され、他端が第３相コイルの一例であるモータ３のＷ相コイル３１ｗへの第３出力端子３ｃに接続されている。

【0044】

第６半導体スイッチＱ６は、一端が第３出力端子３ｃに接続され、他端が接地端子３０ｂに接続されている。

【0045】

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と接地端子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。

【0046】

バッテリ２は、充放電可能である。具体的には、バッテリ２は、放電時に電力変換部３０に直流電力を供給する。また、バッテリ２は、商用電源等の外部の電源から供給された交流電力による充電時に、電源から供給された交流電力を図示しない充電器で変換した直流電力によって充電される。また、バッテリ２は、車輪８の回転にともなってモータ３が出力する交流電力による充電時に、モータ３が出力した交流電力を電力変換装置１００で変換した直流電圧によって充電される。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

モータ３は、バッテリ２から供給された電力によって車輪８を駆動するためのトルクを出力する。または、モータ３は、車輪８の回転にともなって電力を出力する。モータ３は、Ｕ、ＶおよびＷの３相のコイル３１ｕ、３１ｖ、３１ｗを有する３相モータである。

【0050】

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ことで、車輪８を駆動するためのトルクを出力する。トルクは、制御部１０が電力変換部３０の半導体スイッチＱ１～Ｑ６に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信号を出力することで制御される。すなわち、トルクは、制御部１０がバッテリ２からモータ３に供給される電力を制御することで制御される。

【0051】

モータ３は、車輪８に機械的に接続されており、トルクによって所望の方向に車輪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。

【0052】

アングルセンサ４は、モータ３の回転速度を検出するために、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３ｒ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。

【0053】

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。

【0054】

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（すなわち、回転角度の検出信号）を出力する。

【0055】

また、図４に示すように、所定のロータアングルごとに、モータステージを示す番号（モータステージ番号）が割り振られている。モータステージはモータ３のロータ３ｒの角度位置を示しており、本実施形態では、電気角で６０°ごとにモータステージ番号１，２，３，４，５，６が割り振られている。モータステージは、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、モータステージ番号１は（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）＝（Ｈ，Ｌ，Ｈ）であり、モータステージ番号２は（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）＝（Ｈ，Ｌ，Ｌ）である。

【0056】

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、検知されたアクセル操作量を電気信号として制御部１０に送信する。アクセル操作量は、例えば、スロットル開度であってもよい。ユーザが加速したい場合に、アクセル操作量は大きくなる。

【0057】

メータ７は、電動二輪車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、電動二輪車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１００のハンドル（図示せず）に設けられる。

【0058】

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。

【0059】

制御部１０は、半導体スイッチＱ１～Ｑ６を制御することでモータ３の駆動を制御する。

【0060】

制御部１０は、アングルセンサ４とともに回転速度検出部として機能し、アングルセンサ４による検出信号に基づいて、ロータ回転速度を検出する。一例として、制御部１０は、図４に示すように、Ｖ相ロータアングルセンサの出力の立下りからＵ相ロータアングルセンサの出力の立ち上がりまでの時間ｔに基づいてロータ回転速度を算出する。

【0061】

制御部１０は、検出されたロータ回転速度（以下、検出速度とも呼ぶ）が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、検出速度とモータ３の回転を制御するためのアクセル操作量（すなわち、ユーザ操作量）とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、第２半導体スイッチＱ２をオフしながら設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号（すなわち、第１相ハイ側ＰＷＭ信号）によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0062】

また、第１の場合に、制御部１０は、第４半導体スイッチＱ４をオフしながら設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号（すなわち、第２相ハイ側ＰＷＭ信号）によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0063】

また、第１の場合に、制御部１０は、第６半導体スイッチＱ６をオフしながら設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号（すなわち、第３相ハイ側ＰＷＭ信号）によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0064】

より詳しくは、制御部１０は、アングルセンサ４による検出角度に応じて、それぞれが電気角６０°に相当する連続する第１～第６通電期間を周期的に設定してもよい。

【0065】

そして、制御部１０は、第１の場合には、第１～第４通電期間に第２半導体スイッチＱ２をオフしながら、第２および第３通電期間にＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0066】

また、第１の場合に、制御部１０は、第３～第６通電期間に第４半導体スイッチＱ４をオフしながら、第４および第５通電期間にＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0067】

また、第１の場合に、制御部１０は、第５および第６通電期間ならびに第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に第６半導体スイッチＱ６をオフしながら、第６通電期間および次周期の第１通電期間にＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0068】

このような第１の場合における制御により、電気角１２０°に相当する通電期間に相電流を流す１２０°通電が行われる。

【0069】

また、制御部１０は、検出速度が第１基準速度よりも遅く、かつ、設定デューティ比が第１基準デューティ比よりも低い第２の場合には、設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替えるとともに、Ｕ相ロー側ＰＷＭ信号（すなわち、第１相ロー側ＰＷＭ信号）によって、第１半導体スイッチＱ１に対して相補的に第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。第２の場合のＵ相ロー側ＰＷＭ信号は、第１半導体スイッチＱ１と同時に第２半導体スイッチＱ２をオンしないデッドタイムを形成するように設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0070】

また、第２の場合に、制御部１０は、設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替えるとともに、Ｖ相ロー側ＰＷＭ信号（すなわち、第２相ロー側ＰＷＭ信号）によって、第３半導体スイッチＱ３に対して相補的に第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。第２の場合のＶ相ロー側ＰＷＭ信号は、第３半導体スイッチＱ３と同時に第４半導体スイッチＱ４をオンしないデッドタイムを形成するように設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0071】

また、第２の場合に、制御部１０は、設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替えるとともに、Ｗ相ロー側ＰＷＭ信号（すなわち、第３相ロー側ＰＷＭ信号）によって、第５半導体スイッチＱ５に対して相補的に第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。第２の場合のＷ相ロー側ＰＷＭ信号は、第５半導体スイッチＱ５と同時に第６半導体スイッチＱ６をオンしないデッドタイムを形成するように設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0072】

より詳しくは、制御部１０は、第２の場合には、第１～第４通電期間にＵ相ロー側ＰＷＭ信号によって第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替えながら、第２および第３通電期間にＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0073】

また、第２の場合に、制御部１０は、第３～第６通電期間にＶ相ロー側ＰＷＭ信号によって第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替えながら、第４および第５通電期間にＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0074】

また、第２の場合に、制御部１０は、第５および第６通電期間ならびに第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間にＷ相ロー側ＰＷＭ信号によって第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替えながら、第６通電期間および次周期の第１通電期間にＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0075】

このような第２の場合における制御により、１２０°通電が行われる。

【0076】

また、制御部１０は、検出速度が第１基準速度以上であって予め設定された第２基準速度よりも遅く、かつ、設定デューティ比が予め設定された第２基準デューティ比よりも低い第３の場合には、台形状の通電波形によるモータ３の駆動制御を行ってもよい。

【0077】

台形状の通電波形によるモータ３の駆動制御は、設定デューティ比まで段階的に増加し、増加の後に設定デューティ比を維持し、維持の後に設定デューティ比から段階的に減少するように調整された調整デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替えるとともに、Ｕ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第１半導体スイッチＱ１に対して相補的に第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を含んでもよい。第３の場合のＵ相ロー側ＰＷＭ信号は、第１半導体スイッチＱ１と同時に第２半導体スイッチＱ２をオンしないデッドタイムを形成するように調整デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。また、台形状の通電波形によるモータ３の駆動制御は、調整デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替えるとともに、Ｖ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第３半導体スイッチＱ３に対して相補的に第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を含んでもよい。第３の場合のＶ相ロー側ＰＷＭ信号は、第３半導体スイッチＱ３と同時に第４半導体スイッチＱ４をオンしないデッドタイムを形成するように調整デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0078】

また、台形状の通電波形によるモータ３の駆動制御は、調整デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替えるとともに、Ｗ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第５半導体スイッチＱ５に対して相補的に第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を含んでもよい。第３の場合のＷ相ロー側ＰＷＭ信号は、第５半導体スイッチＱ５と同時に第６半導体スイッチＱ６をオンしないデッドタイムを形成するように調整デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0079】

より詳しくは、制御部１０は、第３の場合には、第１～第４通電期間に、Ｕ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替えるとともにＵ相ロー側ＰＷＭ信号によって第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0080】

また、第３の場合に、制御部１０は、第３～第６通電期間に、Ｖ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替えるとともにＶ相ロー側ＰＷＭ信号によって第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0081】

また、第３の場合に、制御部１０は、第５および第６通電期間ならびに第６通電期間に続く次周期の第１および第２通電期間に、Ｗ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替えるとともにＷ相ロー側ＰＷＭ信号によって第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0082】

このような第３の場合における制御により、電気角１８０°に相当する通電期間に相電流を流す１８０°通電が行われる。

【0083】

また、第３の場合に、Ｕ相ハイ側ＰＷＭ信号の調整デューティ比は、第１通電期間に設定デューティ比まで段階的に増加し、第２および第３通電期間に設定デューティ比に維持され、第４通電期間に設定デューティ比から段階的に減少してもよい。

【0084】

また、第３の場合に、Ｖ相ハイ側ＰＷＭ信号の調整デューティ比は、第３通電期間に設定デューティ比まで段階的に増加し、第４および第５通電期間に設定デューティ比に維持され、第６通電期間に設定デューティ比から段階的に減少してもよい。

【0085】

また、第３の場合に、Ｗ相ハイ側ＰＷＭ信号の調整デューティ比は、第５通電期間に設定デューティ比まで段階的に増加し、第６通電期間および次周期の第１通電期間に設定デューティ比に維持され、次周期の第２通電期間に設定デューティ比から段階的に減少してもよい。

【0086】

また、制御部１０は、検出速度が第１基準速度以上であって第２基準速度よりも遅く、かつ、設定デューティ比が第２基準デューティ比以上であって予め設定された第３基準デューティ比よりも低く、または、検出速度が第２基準速度以上であって予め設定された第３基準速度よりも遅く、かつ、設定デューティ比が第３基準デューティ比よりも低い第４の場合には、設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替えるとともに、Ｕ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第１半導体スイッチＱ１に対して相補的に第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。第４の場合のＵ相ロー側ＰＷＭ信号は、第１半導体スイッチＱ１と同時に第２半導体スイッチＱ２をオンしないデッドタイムを形成するように設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0087】

また、第４の場合に、制御部１０は、設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替えるとともに、Ｖ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第３半導体スイッチＱ３に対して相補的に第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。第４の場合のＶ相ロー側ＰＷＭ信号は、第３半導体スイッチＱ３と同時に第４半導体スイッチＱ４をオンしないデッドタイムを形成するように設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0088】

また、第４の場合に、制御部１０は、設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替えるとともに、Ｗ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第５半導体スイッチＱ５に対して相補的に第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。第４の場合のＷ相ロー側ＰＷＭ信号は、第５半導体スイッチＱ５と同時に第６半導体スイッチＱ６をオンしないデッドタイムを形成するように設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＰＷＭ信号である。

【0089】

より詳しくは、制御部１０は、第４の場合には、第１～第３通電期間に、Ｕ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替えるとともにＵ相ロー側ＰＷＭ信号によって第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0090】

また、第４の場合に、制御部１０は、第３～第５通電期間に、Ｖ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替えるとともにＶ相ロー側ＰＷＭ信号によって第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0091】

また、第４の場合に、制御部１０は、第５および第６通電期間および第６通電期間に続く次周期の第１通電期間に、Ｗ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替えるとともにＷ相ロー側ＰＷＭ信号によって第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0092】

このような第４の場合における制御により、１８０°通電が行われる。

【0093】

また、制御部１０は、検出速度が第１基準速度以上であって第３基準速度よりも遅く、かつ、設定デューティ比が第３基準デューティ比以上であり、または、検出速度が第３基準速度以上である第５の場合には、第２半導体スイッチＱ２をオフしながら設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0094】

また、第５の場合に、制御部１０は、第４半導体スイッチＱ４をオフしながら設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0095】

また、第５の場合に、制御部１０は、第６半導体スイッチＱ６をオフしながら設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0096】

より詳しくは、制御部１０は、第５の場合には、第１～第３通電期間に、第２半導体スイッチＱ２をオフしながらＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0097】

また、第５の場合に、制御部１０は、第３～第５通電期間に、第４半導体スイッチＱ４をオフしながらＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0098】

また、第５の場合に、制御部１０は、第５および第６通電期間ならびに第６通電期間に続く次周期の第１通電期間に、第６半導体スイッチＱ６をオフしながらＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行ってもよい。

【0099】

このような第５の場合における制御により、１８０°通電が行われる。

【0100】

また、上述した第１～第５の場合における半導体スイッチＱ１～Ｑ６の制御にあたり、制御部１０は、ロータ３ｒの回転速度と、アクセル操作量と、モータ３のトルクとの対応関係を示すトルクマップに基づいて、検出速度およびアクセル操作量に対応する目標トルクを設定してもよい。そして、制御部１０は、ロータの回転速度と、目標トルクと、デューティ比との対応関係を示すデューティ比マップに基づいて、検出速度および設定された目標トルクに対応するデューティ比を設定デューティ比として設定してもよい。

【0101】

（電動二輪車１００の制御方法）
以下、図５のフローチャートを参照して、駆動装置の制御方法の一例として、第１の実施形態に係る電動二輪車１００の制御方法について説明する。なお、図５のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。

【0102】

先ず、制御部１０は、アクセルポジションセンサ５の検出信号に基づいてアクセル操作量を検出する（ステップＳ１）。

【0103】

また、制御部１０は、アングルセンサ４の検出信号に基づいてロータ回転速度を検出する（ステップＳ２）。

【0104】

アクセル操作量およびロータ回転速度を検出した後、制御部１０は、検出されたアクセル操作量および検出されたロータ回転速度（すなわち、検出速度とも呼ぶ）に基づいて、目標トルクを設定する（ステップＳ３）。

【0105】

具体的には、図６に示すように、制御部１０は、トルクマップを参照してアクセル操作量とロータ回転速度とに対応する目標トルクを取得することで、目標トルクを設定する。

【0106】

トルクマップは、図７に示すように、ロータ回転速度と、アクセル操作量と、目標トルクとの対応関係を示すマップである。トルクマップは、制御部１０が読出し可能な状態で記憶部２０に記憶されていてもよい。

【0107】

目標トルクを設定した後、図５に示すように、制御部１０は、検出速度と設定された目標トルクとに基づいてデューティ比を設定する（ステップＳ４）。

【0108】

具体的には、図６に示すように、制御部１０は、デューティ比マップを参照して検出速度と目標トルクとに対応するデューティ比を取得することで、デューティ比を設定する。デューティ比マップは、図８に示すように、ロータ回転速度と、目標トルクと、デューティ比との対応関係を示すマップである。デューティ比マップは、制御部１０が読出し可能な状態で記憶部２０に記憶されていてもよい。

【0109】

デューティ比を設定した後、図５に示すように、制御部１０は、検出速度が予め設定された第１基準速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

【0110】

検出速度が第１基準速度以上でない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部１０は、設定デューティ比が予め設定された第１基準デューティ比以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。

【0111】

＜１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御＞
設定デューティ比が第１基準デューティ比以上でない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御部１０は、図９Ａおよび図９Ｂに示される第１の領域Ｒ１（すなわち、第２の場合）の通電方式として、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御を実行する（ステップＳ１１）。

【0112】

１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御は、上段すなわちハイサイドの半導体スイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５と下段すなわちローサイドの半導体スイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６との双方へのＰＷＭ制御をともなう略矩形状の通電波形を生じる１２０°通電である。

【0113】

図１０に示すように、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、１番～６番のモータステージに応じて周期的に設定されたそれぞれが電気角６０°の１番～６番の通電ステージ（すなわち、通電期間）のうち、連続する１番および２番の通電ステージ（すなわち、第２、第３通電期間）において、設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0114】

また、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する６番～３番の通電ステージ（すなわち、第１～第４通電期間）において、デッドタイムを形成するようにＵ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＵ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第１半導体スイッチＱ１に対して相補的に第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0115】

なお、６番および３番の通電ステージでは第１半導体スイッチＱ１はオフするため、第１半導体スイッチＱ１に対して第２半導体スイッチＱ２のオン／オフが相補的になるのは、厳密には、連続する６番～３番の通電ステージのうちの１番および２番の通電ステージである。

【0116】

また、ハイサイドの半導体スイッチＱ１は信号のハイレベルがオン状態に相当するのに対して、ローサイドの半導体スイッチＱ２は信号のローレベルがオン状態に相当するため、図１０には、ハイ側ＰＷＭ信号に“Hi Active”と図示され、ロー側ＰＷＭ信号に“Lo Active”と図示されている。

【0117】

また、図１０中の破線枠部分を拡大した図１１に示すように、Ｕ相ロー側ＰＷＭ信号は、第１半導体スイッチＱ１と同時に第２半導体スイッチＱ２をオンしないデッドタイムＤｔを形成するようにＵ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されている。

【0118】

また、図１０に示すように、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する３番および４番の通電ステージ（すなわち、第４、第５通電期間）において、設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行う。 また、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する２番～５番の通電ステージ（すなわち、第３～第６通電期間）において、デッドタイムを形成するようにＶ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＶ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第３半導体スイッチＱ３に対して相補的に第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0119】

また、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する５番および６番の通電ステージ（すなわち、第６通電期間および次周期の第１通電期間）において、設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0120】

また、１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する４番～１番の通電ステージ（すなわち、第５、第６通電期間および次周期の第１、第２通電期間）において、デッドタイムを形成するようにＷ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＷ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第５半導体スイッチＱ５に対して相補的に第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0121】

なお、１番および２番以外の通電ステージにおいて、第１半導体スイッチＱ１はオフされる。６番～３番以外の通電ステージにおいて、第２半導体スイッチＱ２はオフされる。３番および４番以外の通電ステージにおいて、第３半導体スイッチＱ３はオフされる。２番～５番以外の通電ステージにおいて、第４半導体スイッチＱ４はオフされる。５番および６番以外の通電ステージにおいて、第５半導体スイッチＱ５はオフされる。４番～１番以外の通電ステージにおいて、第６半導体スイッチＱ６はオフされる。

【0122】

通電ステージは、モータステージに対して、目標トルクとモータ回転速度に応じて設定された角度分のずれを有していてもよい。

【0123】

以上のような１２０°上下段矩形波ＰＷＭ制御によれば、ロータ３ｒの低回転時においては、１２０°通電を行うことで始動特性を向上させることができる。また、ハイサイドのスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５との間にデッドタイムが形成されるようにローサイドのスイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６をＰＷＭ制御することで、貫通電流を防止することができる。

【0124】

＜１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御＞
図５に示すように、設定デューティ比が第１基準デューティ比以上である場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部１０は、図９Ａおよび図９Ｂに示される第２の領域Ｒ２（すなわち、第１の場合）の通電方式として、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御を実行する（ステップＳ１２）。

【0125】

１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御は、ハイサイドの半導体スイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５のみへのＰＷＭ制御をともなう略矩形状の通電波形を生じる１２０°通電である。

【0126】

図１２に示すように、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する１番および２番の通電ステージ（すなわち、第２、第３通電期間）において、設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0127】

また、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する６番～３番の通電ステージ（すなわち、第１～第４通電期間）において、第２半導体スイッチＱ２をオフし続ける制御を行う。

【0128】

また、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する３番および４番の通電ステージ（すなわち、第４、第５通電期間）において、設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0129】

また、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する２番～５番の通電ステージ（すなわち、第３～第６通電期間）において、第４半導体スイッチＱ４をオフし続ける制御を行う。

【0130】

また、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する５番および６番の通電ステージ（すなわち、第６通電期間および次周期の第１通電期間）において、設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0131】

また、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する４番～１番の通電ステージ（すなわち、第５、第６通電期間および次周期の第１、第２通電期間）において、第６半導体スイッチＱ６をオフし続ける制御を行う。

【0132】

以上のような１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御によれば、設定デューティ比が高い場合には、ローサイドのスイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６をオフしてハイサイドのスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５のみにＰＷＭ制御を行うことで、ハイサイドのスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５とローサイドのスイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６との間でデッドタイムが形成されるように互いのＰＷＭ信号のデューティ比を調整することを要しなくなる。

【0133】

これにより、ハイサイドのＰＷＭ信号のデューティ比を十分に大きくすることができるので、バッテリ２に充電されている充電電圧の利用率を向上させて可及的に大きなトルクを出力することが可能となる。

【0134】

＜１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御＞
図５に示すように、検出速度が第１基準速度以上である場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部１０は、検出速度が第２基準速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。

【0135】

検出速度が第２基準速度以上でない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、制御部１０は、設定デューティ比が第２基準デューティ比以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。

【0136】

設定デューティ比が第２基準デューティ比以上でない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、制御部１０は、図９Ａおよび図９Ｂに示される第３の領域Ｒ３（すなわち、第３の場合）の通電方式として、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御を実行する（ステップＳ１３）。

【0137】

１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御は、ハイサイドの半導体スイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５とローサイドの半導体スイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６との双方へのＰＷＭ制御をともなう略台形状の通電波形を生じる１８０°通電である。

【0138】

図１３に示すように、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御においては、連続する６番～３番の通電ステージ（すなわち、第１～第４通電期間）において、調整デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行う。より詳しくは、６番の通電ステージにおいて、設定デューティ比まで段階的に増加し、１番および２番の通電ステージにおいて設定デューティ比に維持され、３番の通電ステージにおいて設定デューティ比から段階的に減少するようなデューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0139】

図１３中の破線枠部を拡大した図１４に示すように、ＰＷＭ信号は、制御部１０で生成される三角波に基づいて、三角波によるキャリア周期毎に生成される。Ｕ相の台形波が立ち上がる６番の通電ステージにおいて、Ｕ相のＰＷＭ信号のデューティ比は、時間経過にしたがって段階的に増加している。また、図示はしないが、Ｕ相の台形波が立ち下がる第３番の通電ステージにおいて、Ｕ相のＰＷＭ信号のデューティ比は、時間経過にしたがって段階的に減少する。

【0140】

また、図１３に示すように、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御においては、連続する６番～３番の通電ステージにおいて、デッドタイムを形成するようにＵ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＵ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第１半導体スイッチＱ１に対して相補的に第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0141】

また、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御においては、連続する２番～５番の通電ステージ（すなわち、第３～第６通電期間）において、調整デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行う。より詳しくは、２番の通電ステージにおいて、設定デューティ比まで段階的に増加し、３番および４番の通電ステージにおいて設定デューティ比に維持され、５番の通電ステージにおいて設定デューティ比から段階的に減少するようなデューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0142】

また、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御においては、連続する２番～５番の通電ステージにおいて、デッドタイムを形成するようにＶ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＶ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第３半導体スイッチＱ３に対して相補的に第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0143】

また、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御においては、連続する４番～１番の通電ステージ（すなわち、第５、第６通電期間および次周期の第１、第２通電期間）において、調整デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行う。より詳しくは、４番の通電ステージにおいて、設定デューティ比まで段階的に増加し、５番および６番の通電ステージにおいて設定デューティ比に維持され、１番の通電ステージにおいて設定デューティ比から段階的に減少するようなデューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0144】

また、１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御においては、連続する４番～１番の通電ステージにおいて、デッドタイムを形成するようにＷ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＷ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第５半導体スイッチＱ５に対して相補的に第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0145】

以上のような１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御によれば、通電波形の立ち上げおよび立ち下げを緩やかに行うことで、リップルを抑制することができる。

【0146】

＜１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御＞
図５に示すように、検出速度が第２基準速度以上である場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御部１０は、検出速度が第３基準速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。

【0147】

検出速度が第３基準速度以上でない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、または、設定デューティ比が第２基準デューティ比以上である場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、制御部１０は、設定デューティ比が第３基準デューティ比以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。

【0148】

設定デューティ比が第３基準デューティ比以上でない場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、制御部１０は、図９Ａおよび図９Ｂに示される第４の領域Ｒ４（すなわち、第４の場合）の通電方式として、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御を実行する（ステップＳ１４）。

【0149】

なお、図９Ｂの例において、第３基準デューティ比は、第１基準デューティ比に一致している。第３基準デューティ比は、第１基準デューティ比と異なっていてもよい。

【0150】

１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御は、ハイサイドの半導体スイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５とローサイドの半導体スイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６との双方へのＰＷＭ制御をともなう略矩形状の通電波形を生じる１８０°通電である。

【0151】

図１５に示すように、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する１番～３番の通電ステージ（すなわち、第１～第３通電期間）において、設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0152】

また、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する１番～３番の通電ステージにおいて、デッドタイムを形成するようにＵ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＵ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第１半導体スイッチＱ１に対して相補的に第２半導体スイッチＱ２のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0153】

また、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する３番～５番の通電ステージ（すなわち、第３～第５通電期間）において、設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0154】

また、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する３番～５番の通電ステージにおいて、デッドタイムを形成するようにＶ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＶ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第３半導体スイッチＱ３に対して相補的に第４半導体スイッチＱ４のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0155】

また、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する５番～１番の通電ステージ（すなわち、第５、第６通電期間および次周期の第１通電期間）において、設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0156】

また、１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する５番～１番の通電ステージにおいて、デッドタイムを形成するようにＷ相ハイ側ＰＷＭ信号との間でデューティ比が調整されたＷ相ロー側ＰＷＭ信号によって、第５半導体スイッチＱ５に対して相補的に第６半導体スイッチＱ６のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0157】

以上のような１８０°上下段矩形波ＰＷＭ制御によれば、ロータ３ｒの高回転時においては、高回転するロータ３ｒに対してトルクを適切に付与できるように、１８０°通電によって電源電圧の利用率を高めて十分に大きなトルクを得ることができる。また、ハイサイドのスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５との間にデッドタイムが形成されるようにローサイドのスイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６をＰＷＭ制御することで、貫通電流を防止することができる。

【0158】

＜１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御＞
図５に示すように、検出速度が第３基準速度以上である場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、または、設定デューティ比が第３基準デューティ比以上である場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、制御部１０は、図９Ａおよび図９Ｂに示される第５の領域Ｒ５（すなわち、第５の場合）の通電方式として、１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御を実行する（ステップＳ１５）。

【0159】

１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御は、ハイサイドの半導体スイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５のみへのＰＷＭ制御をともなう略矩形状の通電波形を生じる１８０°通電である。

【0160】

図１６に示すように、１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する１番～３番の通電ステージ（すなわち、第１～第３通電期間）において、設定デューティ比のＵ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１半導体スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0161】

また、１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する１番～３番の通電ステージにおいて、第２半導体スイッチＱ２をオフし続ける制御を行う。

【0162】

また、１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する３番～５番の通電ステージ（すなわち、第３～第５通電期間）において、設定デューティ比のＶ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３半導体スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0163】

また、１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する３番～５番の通電ステージにおいて、第４半導体スイッチＱ４をオフし続ける制御を行う。

【0164】

また、１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する５番～１番の通電ステージ（すなわち、第５、第６通電期間および次周期の第１通電期間）において、設定デューティ比のＷ相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５半導体スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御を行う。

【0165】

また、１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御においては、連続する５番～１番の通電ステージにおいて、第６半導体スイッチＱ６をオフし続ける制御を行う。

【0166】

以上のような１８０°上段矩形波ＰＷＭ制御によれば、１２０°上段矩形波ＰＷＭ制御の場合と同様に、設定デューティ比が高い場合に、ローサイドのスイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６をオフしてハイサイドのスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５のみにＰＷＭ制御を行うことで、ハイサイドのスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５とローサイドのスイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６との間でデッドタイムが形成されるように互いのＰＷＭ信号のデューティ比を調整することを要しなくなる。

【0167】

これにより、ハイサイドのＰＷＭ信号のデューティ比を十分に大きくすることができるので、バッテリ２の利用率を向上させて可及的に大きなトルクを出力することが可能となる。

【0168】

上述したように、第１の実施形態において、制御部１０は、回転速度検出部４による検出速度が、予め設定された第１基準速度よりも遅く、かつ、検出速度とモータ３の回転を制御するためのユーザ操作量（アクセル操作量）とに基づいて設定された設定デューティ比が、予め設定された第１基準デューティ比以上である第１の場合には、第２スイッチＱ２をオフしながら設定デューティ比の第１相ハイ側ＰＷＭ信号によって第１スイッチＱ１のオン／オフを切り替える制御と、第４スイッチＱ４をオフしながら設定デューティ比の第２相ハイ側ＰＷＭ信号によって第３スイッチＱ３のオン／オフを切り替える制御と、第６スイッチＱ６をオフしながら設定デューティ比の第３相ハイ側ＰＷＭ信号によって第５スイッチＱ５のオン／オフを切り替える制御とを行う。

【0169】

これにより、ハイサイドのＰＷＭ信号のデューティ比を十分に大きくすることができるので、バッテリ２の利用率を向上させて可及的に大きなトルクを出力することが可能となる。

【0170】

（第２の実施形態）
次に、図１７を参照して、第２の実施形態に係る電動二輪車１００について説明する。第１の実施形態においては、制御部１０が１８０°上下段台形波ＰＷＭ制御を行う構成について説明した。

【0171】

第２の実施形態において、制御部１０は、台形波の立ち上げ期間および立ち下げ期間におけるデューティ比の増加および減少の周期Ｔ１を、三角波によるＰＷＭ信号のキャリア周期Ｔ２よりも長く設定している。

【0172】

このような構成によれば、ＰＷＭ制御の処理負荷を軽減することができる。

【0173】

上述した実施形態で説明した電動車両制御装置１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、電動車両制御装置１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。

【0174】

また、電動車両制御装置１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。

【0175】

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】

【0176】

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
１０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】