JP2006151291A - 電動二輪車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気モータを用いて走行する電動二輪車に適用され、コーナリング中の走行安定性を向上させることができる電動二輪車の制御装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係る電動二輪車の制御装置は、電気モータを用いて走行する電動二輪車のスロットルの開度に応じた駆動力制御信号に基づいて、電気モータの回転によって生じる駆動力を制御するモータ制御量を演算するモータ制御量演算部と、電動二輪車の車速を検出する車速検出部と、横Ｇを検出する横Ｇ検出部と、検出した車速及び横Ｇに基づいて、モータ制御量の補正に用いられる補正量を生成する補正量生成部とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電気モータを用いて走行する電動二輪車のスロットルの開度に応じた駆動力制御信号に基づいて、電気モータの回転によって生じる駆動力を制御する電動二輪車の制御装置に関する。

従来、自動二輪車の駆動力（トラクション）の制御に関して、車速とハンドルの切れ角とを用いて自動二輪車のバンク角を演算し、演算したバンク角に基づいて駆動力を制御、具体的には、エンジンに装着されている点火プラグの点火タイミングを調整する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

また、近年では、エンジン（主に５０ｃｃ〜１２５ｃｃクラス）に代えて、電気モータ（以下、モータと適宜省略する）を用いて走行する“電動二輪車”が開発されている。
特開平５−６３７号公報（第１７−１８頁、第４８−４９図）

しかしながら、上述した従来の駆動力の制御方法には、次のような問題があった。すなわち、車速とハンドルの切れ角とを用いて演算されるバンク角に基づいて駆動力を制御する方法では、ハンドルの切れ角がコーナリング中でもあまり大きくならない自動二輪車の走行状態（姿勢）を正確に推定することには限界があった。

また、上述した“電動二輪車”に用いられるモータは、エンジンと比較すると、一般的にトルクの出力特性がとても滑らかなことが知られている。

図１は、モータ及びエンジンのトルクの出力特性を説明するための説明図である。同図に示すように、モータ及びエンジンのトルク実効値が同一である場合、モータが出力するトルクの最大値と最小値との差、つまり、トルク変動（図中のΔＭＯ）は、エンジンのトルク変動（図中のΔＥＮＧ）よりも小さい。

モータでは、一般的に、磁極（ステータ及びロータ）の形状に起因して、エンジン（例えば、単気筒）よりも細かい間隔でトルクが断続的に発生するため、当該エンジンと比較して、トルクの出力特性がより滑らかなのである。

ところが、このようなモータのトルクの出力特性は、トラクション性能（車輪がスリップせずに路面を蹴る性能）に大きな影響を及ぼすのである。具体的には、トルク実効値が同一である場合、上述したトルクの最大値と最小値との差（ΔＭＯ，ΔＥＮＧ）が大きいほど、トラクション性能が高くなることが判明している。

すなわち、パワーユニットとしてモータを用いる場合、エンジンを用いる場合と比較して、トラクション性能が低下してしまうため、特に、ライダーによるコーナリング中の電動二輪車の操作が難しくなり、充分な電動二輪車の走行安定性を確保することができないといった問題があった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電気モータを用いて走行する電動二輪車に適用され、コーナリング中の走行安定性を向上させることができる電動二輪車の制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、電気モータ（モータ１３）を用いて走行する電動二輪車（電動二輪車１０）のスロットルの開度に応じた駆動力制御信号に基づいて、前記電気モータの回転によって生じる駆動力を制御するモータ制御量を演算するモータ制御量演算部（モータ制御量演算部１０５）と、前記電動二輪車の車速を検出する車速検出部（車速センサ１０１，補正量生成部１０３）と、前記電動二輪車の車幅方向の加速度である横方向加速度を検出する横方向加速度検出部（横Ｇセンサ１１３，補正量生成部１０３）と、前記車速検出部によって検出された前記車速、及び前記横方向加速度検出部によって検出された前記横方向加速度に基づいて、前記モータ制御量の補正に用いられる補正量を生成する補正量生成部（補正量生成部１０３）とを備え、前記モータ制御量演算部は、前記補正量を用いて、前記モータ制御量を演算することを特徴とする電動二輪車の制御装置（例えば、制御装置１００Ａ）であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、電動二輪車の車速及び横Ｇに基づいて駆動力が補正されるため、コーナリング中の電動二輪車の走行安定性を向上させることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記電動二輪車に生じるヨーイングの速度であるヨーレートを検出するヨーレート検出部（ヨーレートセンサ１１１，補正量生成部１０３）をさらに備え、前記補正量演算部は、前記車速、前記横方向加速度、及び前記ヨーレート検出部によって検出された前記ヨーレートに基づいて、前記補正量を生成することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記電動二輪車に生じるローリングの速度であるロールレートを検出するロールレート検出部（ロールレートセンサ１１２，補正量生成部１０３）をさらに備え、前記補正量演算部は、前記車速、前記横方向加速度、及び前記ロールレート検出部によって検出された前記ロールレートに基づいて、前記補正量を生成することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記補正量生成部は、前記車速と対応付けられた前記横方向加速度が所定の閾値を超えた場合、前記駆動力を低下させる補正量を生成することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記補正量生成部は、前記車速と対応付けられた前記横方向加速度及び前記ヨーレートが所定の閾値を超えた場合、前記駆動力を低下させる補正量を生成することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記補正量生成部は、前記車速と対応付けられた前記横方向加速度及び前記ロールレートが所定の閾値を超えた場合、前記駆動力を低下させる補正量を生成することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至第６の特徴に係り、前記補正量生成部は、前記駆動力を所定の周波数（駆動力周波数ｆ_ｔ）で繰り返し変動させる前記補正量を生成することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記補正量生成部は、前記駆動力制御信号の値を補正する補正量を生成し、前記補正量によって補正された前記駆動力制御信号の実効値が大きくなるにしたがって、前記所定の周波数を上昇させることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第７または第８の特徴に係り、前記補正量生成部は、前記駆動力を所定の振幅（駆動力振幅Ａ_ｔ）で変動させる前記補正量を生成することを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、本発明の第９の特徴に係り、前記補正量生成部は、前記駆動力制御信号の値を補正する補正量を生成し、前記補正量によって補正された前記駆動力制御信号の実効値が大きくなるにしたがって、前記所定の振幅を大きくすることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、本発明の第１乃至第１０の特徴に係り、前記電動二輪車の前後方向の加速度である前後方向加速度を検出する前後方向加速度検出部（前後Ｇセンサ１１５）をさらに備え、前記補正量生成部は、前記前後方向加速度検出部によって検出された前記前後方向加速度に基づいて、前記電動二輪車が減速状態にあると判定した場合、前記補正量の生成を中止することを要旨とする。

本発明の特徴によれば、電気モータを用いて走行する電動二輪車に適用され、コーナリング中の走行安定性を向上させることができる電動二輪車の制御装置を提供することができる。

次に、本発明に係る電動二輪車の制御装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（制御装置が搭載される電動二輪車の概略構成）
図２は、本発明の第１実施形態に係る制御装置１００Ａが搭載される電動二輪車１０の概略斜視図である。

同図に示すように、電動二輪車１０は、前輪１１及び後輪１２を有する自動二輪車であり、モータ１３を用いて走行することができる。具体的には、モータ１３は、ドライブベルト部１４を介して後輪１２を駆動する。

電動二輪車１０のライダーは、スロットルグリップ１５を用いてスロットルの開度を調整することによって、モータ１３の回転によって生じる駆動力を調整する。

制御装置１００Ａは、シート１６の下方に搭載されている。制御装置１００Ａには、電動二輪車１０に生じるモーメントなどを検出するセンサによって構成されるセンサ部１１０が接続されている。

また、制御装置１００Ａには、前輪１１近傍に取り付けられ、電動二輪車１０の車速を検出する車速センサ１０１が接続されている。

（制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成）
図３は、制御装置１００Ａを含む駆動力制御機構の論理ブロック構成を示している。同図に示すように、制御装置１００Ａは、車速センサ１０１、補正量生成部１０３、モータ制御量演算部１０５及びセンサ部１１０によって構成されている。駆動力制御信号生成部１５０は、スロットルグリップ１５によるスロットルの開度に応じた駆動力制御信号を生成し、生成した駆動力制御信号をモータ制御量演算部１０５に出力するものである。

具体的には、駆動力制御信号生成部１５０は、スロットルグリップ１５によるスロットルの開度が全閉、つまり、スロットルグリップ１５が全く回動させられていない状態では、“０”を出力し、スロットルグリップ１５によるスロットルの開度が全開、つまり、スロットルグリップ１５が最も大きく回動させられた状態では、“１”を出力する。すなわち、駆動力制御信号生成部１５０は、スロットルグリップ１５の回動状態に応じて、“０”〜“１”の何れかの値を有する駆動力制御信号（例えば、０．２や０．５）を出力する。

モータ制御量演算部１０５は、スロットルグリップ１５によるスロットルの開度に応じた駆動力制御信号に基づいて、モータ１３の回転によって生じる駆動力を制御する“モータ制御量”を演算するものである。モータ制御量演算部１０５は、本実施形態において、モータ制御量演算部を構成する。

具体的には、モータ制御量演算部１０５は、駆動力制御信号に基づいて、交流０〜５０アンペアの何れか電流（モータ制御量）をモータ制御インバータ１６０に出力する。より具体的には、モータ制御量演算部１０５は、駆動力制御信号が“０”の場合、０アンペアの電流を出力し、駆動力制御信号が“１”の場合、５０アンペアの電流を出力する。

また、モータ制御量演算部１０５は、補正量生成部１０３によって生成され、駆動力制御信号に基づいて演算されたモータ制御量の補正に用いられる“補正量”を用いて、モータ制御インバータ１６０に出力されるモータ制御量を演算する。なお、当該補正量を用いたモータ制御量の演算方法については、後述する。

車速センサ１０１は、上述したように、電動二輪車１０の車速を検出するものである。具体的には、車速センサ１０１は、前輪１１近傍に取り付けられており、前輪１１とともに回転するロータと、当該ロータの回転数（回転角度）を検出するピックアップによって構成されている。

また、本実施形態に係るセンサ部１１０は、電動二輪車１０の車幅方向の加速度である横方向加速度（以下、横Ｇ）を検出する横Ｇセンサ１１３によって構成されている。

補正量生成部１０３は、車速センサ１０１及び横Ｇセンサ１１３と接続されており、車速センサ１０１によって出力された信号に基づいて演算される車速、及び横Ｇセンサ１１３によって出力された信号に基づいて演算される横Ｇに基づいて、モータ制御量の補正に用いられる補正量を生成するものである。

本実施形態では、車速センサ１０１及び補正量生成部１０３によって、車速検出部が構成される。また、横Ｇセンサ１１３及び補正量生成部１０３によって、横方向加速度検出部が構成される。

補正量生成部１０３は、図６に示すように、車速センサ１０１を用いて検出した車速と対応付けられた横Ｇが所定の閾値を超えた場合、電動二輪車１０が“スピン状態“にあると判定し、駆動力を低下させる補正量を生成する。なお、”スピン状態“とは、電動二輪車１０の車輪（前輪１１，後輪１２）が路面とのグリップを失いつつある状態を含み、必ずしも電動二輪車１０がスピンした状態をいうものではない。

具体的には、補正量生成部１０３は、駆動力制御信号生成部１５０によって出力された駆動力制御信号の値を低下させる補正量を生成する。

例えば、補正量生成部１０３は、当該補正量として、駆動力制御信号の値の５０％（１／２）を削除することをモータ制御量演算部１０５に通知する。モータ制御量演算部１０５は、駆動力制御信号生成部１５０によって出力された駆動力制御信号の値が０．８であった場合、駆動力制御信号の値の５０％である０．４を削除し、補正後の駆動力制御信号の値（実効値）として、“０．４”を用いてモータ制御量（電流値）を演算する。

また、補正量生成部１０３は、モータ１３の回転によって生じる駆動力を駆動力周波数ｆ_ｔ（所定の周波数）で繰り返し変動させる補正量を生成する。具体的には、補正量生成部１０３は、図１０に示すように、駆動力を駆動力周波数ｆ_ｔ（例えば、１００Ｈｚ以下）で繰り返し変動させる補正量を生成する。

さらに、補正量生成部１０３は、スロットルの開度、つまり、駆動力制御信号の値（実効値）が大きくなるにしたがって、駆動力周波数ｆ_ｔを上昇させる。具体的には、補正量生成部１０３は、図８に示すように、駆動力制御信号の値（実効値）に比例して、駆動力周波数ｆ_ｔを上昇させる。

また、補正量生成部１０３は、駆動力を駆動力振幅Ａ_ｔ（所定の振幅）で変動させる補正量を生成する。具体的には、補正量生成部１０３は、図１０に示すように、駆動力を駆動力振幅Ａ_ｔで変動させる補正量を生成する。

さらに、補正量生成部１０３は、スロットルの開度、つまり、駆動力制御信号の値（実効値）が大きくなるにしたがって、駆動力振幅Ａ_ｔを大きくする。具体的には、補正量生成部１０３は、図９に示すように、駆動力制御信号の値（実効値）に比例して、駆動力振幅Ａ_ｔを大きくする。

なお、補正量生成部１０３及びモータ制御量演算部１０５のより具体的な動作については、後述する。

モータ制御インバータ１６０は、制御装置１００Ａ（モータ制御量演算部１０５）によって出力されたモータ制御量、つまり、正弦波状の交流電流を所定の周波数を有する矩形波状の交流電流に変換するものである。

具体的には、モータ制御インバータ１６０は、モータ制御量演算部１０５によって出力されたモータ制御量を、周波数が約１００Ｈｚである矩形波状の交流電流に変換する。

モータ１３は、モータ制御インバータ１６０によって出力される交流電流によって回転する。モータ１３が回転することによって、後輪１２がドライブベルト部１４を介して回転させられ、駆動力が発生する。

（制御装置の動作）
次に、上述した制御装置１００Ａの動作について説明する。図４は、制御装置１００Ａの動作フロー図である。同図に示すように、ステップＳ１０において、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０の車速が閾値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上か否かを判定する。

電動二輪車１０の車速が閾値未満の場合（ステップＳ１０のＮｏ）、ステップＳ２０において、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０が停車状態または極低速（例えば、１０ｋｍ／ｈ未満）での走行状態と判定し、モータ制御量の補正処理を行わない。

電動二輪車１０の車速が閾値以上の場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ステップＳ３０において、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０の車速を判定する。具体的には、制御装置１００Ａは、車速センサ１０１によって出力される信号に基づいて、電動二輪車１０の車速を判定する。

ステップＳ４０において、制御装置１００Ａは、ステップＳ３０において判定した車速に対応する横Ｇが第１閾値以上か否かを判定する。具体的には、制御装置１００Ａは、横Ｇセンサ１１３によって出力される信号に基づいて演算された横Ｇが一定の値以上か否かを判定する。

車速に対応する横Ｇが第１閾値未満である場合（ステップＳ４０のＮｏ）、ステップＳ５０において、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０が直進状態であると判定する。

車速に対応する横Ｇが第１閾値以上である場合（ステップＳ４０のＹｅｓ）、ステップＳ６０において、制御装置１００Ａは、ステップＳ３０において判定した車速に対応する横Ｇが第２閾値以上か否かを判定する。具体的には、制御装置１００Ａは、図５に示すような判定マップを用いて、車速に対応する横Ｇが“スピン状態領域”内となるか否かを判定する。なお、第１閾値は、第２閾値より小さな値である。

車速に対応する横Ｇが第２閾値未満である場合（ステップＳ６０のＮｏ）、ステップＳ７０において、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０がコーナリング状態であると判定する。

車速に対応する横Ｇが第２閾値以上である場合（ステップＳ６０のＹｅｓ）、ステップＳ８０において、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０がスピン状態であると判定する。

ステップＳ９０において、制御装置１００Ａは、スピン状態であると判定した電動二輪車１０の駆動力を制御する。具体的には、制御装置１００Ａは、以下のようにして、電動二輪車１０の駆動力を制御する。

すなわち、図６に示すように、制御装置１００Ａは、検出した車速及び横Ｇに基づいて、電動二輪車１０の状態が、エリア１〜エリア９のうち、どのエリアに位置するかを判定する。なお、図６において“スピン状態領域”と示されている領域は、図５に示されているスピン状態領域と同一である。

次に、制御装置１００Ａは、位置するエリアに応じて補正量の大小を決定する。具体的には、制御装置１００Ａは、図７に示すような対応付けによって、補正量を決定する。

より具体的には、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０の状態がエリア３，６に位置すると判定した場合、補正量Ｖ_１を選択する。補正量Ｖ_１は、駆動力制御信号生成部１５０（図３参照）によって出力される駆動力制御信号の値の５０％（１／２）を削除することを意味する。例えば、駆動力制御信号の値が０．８である場合、０．４が削除され、補正後の駆動力制御信号の値（実効値）として、０．４が用いられる。

さらに、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０の状態がエリア２，５，８，９に位置すると判定した場合、補正量Ｖ_２を選択する。補正量Ｖ_２は、駆動力制御信号生成部１５０によって出力される駆動力制御信号の値の１５％を削除することを意味する。

また、制御装置１００Ａは、電動二輪車１０の状態がエリア１，４，７に位置すると判定した場合、駆動力制御信号を補正しない。

制御装置１００Ａは、補正量Ｖ_１，Ｖ_２の何れかの補正量に基づいて、駆動力制御信号生成部１５０によって出力される駆動力制御信号の値を補正する。さらに、制御装置１００Ａは、駆動力制御信号の実効値を用いて、モータ制御量を演算し、駆動力を制御する。

また、制御装置１００Ａは、駆動力制御信号の実効値が大きくなるにしたがって、駆動力周波数ｆ_ｔ（図１０参照）を上昇させる。具体的には、制御装置１００Ａは、図８に示すように、駆動力制御信号の実効値に比例して、駆動力周波数ｆ_ｔを上昇させる。

さらに、制御装置１００Ａは、駆動力制御信号の実効値が大きくなるにしたがって、駆動力振幅Ａ_ｔ（図１０参照）を大きくする。具体的には、制御装置１００Ａは、図９に示すように、駆動力制御信号の実効値に比例して、駆動力振幅Ａ_ｔを大きくする。

（駆動力の制御例）
次に、図１０を参照して、上述した制御装置１００Ａによる駆動力の制御の一例について説明する。図１０は、電動二輪車１０の走行過程における駆動力の大きさを示している。

同図に示すように、時刻ｔ_０〜ｔ_１まで、電動二輪車１０は直進状態であり、ライダーは、スロットルグリップ１５（図１参照）を回動させることによって、駆動力を徐々に増大させている。

次いで、時刻ｔ_１を超えた時点で、電動二輪車１０は、コーナーに差し掛かり、ライダーは、スロットルグリップ１５を戻すことによって、駆動力を一定の値（図中のＴ_１）に減少させている。

ライダーは、時刻ｔ_２を超えても駆動力（スロットル開度）を当該一定の値（Ｔ_１）に維持（図中の点線）している。しかしながら、時刻ｔ_２を超えた時点で、横Ｇが急激に増大し、車速及び横Ｇに基づいて、電動二輪車１０がスピン状態となっていると制御装置１００Ａによって判定される。

なお、時刻ｔ_２を超えた時点で、横Ｇが急激に増大する要因としては、コーナーの曲率半径がさらに小さくなることなどがある。

時刻ｔ_２〜ｔ_３では、制御装置１００Ａは、補正量を演算し、駆動力を低下（例えば、Ｔ_１の５０％に相当する駆動力をカットする）させるとともに、駆動力周波数ｆ_ｔ及び駆動力振幅Ａ_ｔにより、当該駆動力を変動させる。

時刻ｔ_３〜ｔ_４では、横Ｇ（または車速）が、時刻ｔ_２〜ｔ_３まで期間よりも低下し、電動二輪車１０がスピン状態でないと判定、つまり、コーナリング状態と制御装置１００Ａによって判定される。このため、駆動力は補正されることなく、スロットル開度に応じた駆動力が発生する。

時刻ｔ_４〜ｔ_５では、制御装置１００Ａは、車速及び横Ｇに基づいて、再び補正量を演算し、駆動力を低下（例えば、Ｔ_１の１５％に相当する駆動力をカットする）させる。なお、時刻ｔ_４〜ｔ_５では、時刻ｔ_２〜ｔ_３と比較して、横Ｇ（または車速）が低いため、駆動力の低下割合が低くなっている（上述した図７に係る説明を参照）。

また、時刻ｔ_４〜ｔ_５のように、駆動力を補正する時間が比較的短時間である場合、時刻ｔ_２〜ｔ_３において行われていた駆動力周波数ｆ_ｔ及び駆動力振幅Ａ_ｔによる駆動力の変動を行わないようにしてもよい。

（作用・効果）
以上説明した制御装置１００Ａによれば、電動二輪車１０の車速及び横Ｇに基づいて駆動力が補正されるため、コーナリング中の電動二輪車の走行安定性を向上させることができる。

具体的には、電動二輪車１０の車速及び横Ｇが所定の閾値を超えた場合、ライダーによるスロットルの開度に応じて発生する駆動力が低下するため、電動二輪車１０がスピンしたり、コースアウトしたりする確率が低減し、コーナリング中の電動二輪車１０の走行安定性を確保することができる。

さらに、駆動力の補正中には、当該駆動力が駆動力周波数ｆ_ｔで繰り返し変動するとともに、駆動力振幅Ａ_ｔで変動するため、電動二輪車１０のトラクション性能を向上させることができる。上述したように、トルク実効値が同一である場合、トルクの最大値と最小値との差が大きいほど、トラクション性能が高くなるためである。

電動二輪車１０では、モータ１３が用いられているため、エンジンを用いる自動二輪車と比較して、一般的にトルクの最大値と最小値との差が小さくなり、トラクション性能の確保において不利である。

制御装置１００Ａによれば、トルクの最大値と最小値との差を大きくすることができるため、モータ１３を用いる電動二輪車１０のトラクション性能を向上させることができる。このため、コーナリング中の電動二輪車１０の走行安定性をより高めることができる。

また、制御装置１００Ａによれば、補正後の駆動力制御信号の値（実効値）が大きくなるにしたがって、駆動力周波数ｆ_ｔが上昇するとともに、駆動力振幅Ａ_ｔが大きくなるため、出力トルクが大きい場合でも、所望のトラクション性能を確保することが容易となる。

（変更例）
図１１は、上述した制御装置１００Ａの変更例に係る制御装置１００Ａ’を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成を示している。同図に示すように、制御装置１００Ａ’は、制御装置１００Ａと比較すると、センサ部１１０に前後Ｇセンサ１１５が追加されている。

前後Ｇセンサ１１５は、電動二輪車１０の前後方向の加速度である前後方向加速度（以下、前後Ｇ）を検出するものである。本変更例では、前後Ｇセンサ１１５及び補正量生成部１０３によって、前後方向加速度検出部が構成される。

本変更例に係る補正量生成部１０３は、前後Ｇセンサ１１５によって検出された前後Ｇに基づいて、電動二輪車１０が減速状態にあるか否かを判定する。また、補正量生成部１０３は、電動二輪車１０が減速状態にあると判定した場合、補正量の生成を中止する。

すなわち、電動二輪車１０が減速状態にある場合に駆動力を補正すると、かえって電動二輪車１０の挙動が不安定になる場合があるため、制御装置１００Ａ’は、電動二輪車１０が減速状態にあるか否かを検出する機能をさらに備えたものである。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る制御装置１００Ｂについて説明する。制御装置１００Ｂは、上述した本発明の第１実施形態に係る制御装置１００Ａに代えて、電動二輪車１０に搭載することができる。なお、以下、上述した本発明の第１実施形態に係る制御装置１００Ａと異なる部分について主に説明するものとし、同様の部分については、その説明を適宜省略する。

（制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成）
図１２は、制御装置１００Ｂを含む駆動力制御機構の論理ブロック構成を示している。同図に示すように、制御装置１００Ｂは、制御装置１００Ａと比較すると、センサ部１１０にヨーレートセンサ１１１が追加されている。

ヨーレートセンサ１１１は、電動二輪車１０に生じるヨーイングの速度であるヨーレートを検出するものである。

本実施形態に係る補正量生成部１０３は、電動二輪車１０の車速と対応付けられた横Ｇ及びヨーレートが所定の閾値を超えた場合、電動二輪車１０が“スピン状態“にあると判定し、駆動力を補正する。

なお、本実施形態では、ヨーレートセンサ１１１及び補正量生成部１０３によって、ヨーレート検出部が構成される。

（制御装置の動作）
次に、上述した制御装置１００Ｂの動作について説明する。図１３は、制御装置１００Ｂの動作フロー図である。以下、上述した制御装置１００Ａの動作フロー図（図４参照）と異なる部分について、主に説明する。

ステップＳ１４０において、制御装置１００Ｂは、ステップＳ１３０において判定した車速に対応するヨーレートが所定の閾値以上か否かを判定する。具体的には、制御装置１００Ｂは、ヨーレートセンサ１１１によって出力される信号に基づいて演算されヨーレートが一定の値以上か否かを判定する。

車速に対応するヨーレートが所定の閾値以上である場合（ステップＳ１４０のＹｅｓ）、ステップＳ１６０において、制御装置１００Ｂは、ステップＳ１３０において判定した車速に対応する横Ｇが所定の閾値以上か否かを判定する。具体的には、制御装置１００Ｂは、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すような判定マップを用いて、車速に対応するヨーレート及び横Ｇが“スピン状態領域”内となるか否かを判定する。

なお、図１４（ａ）〜（ｃ）は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示されているスピン状態領域の判定のベースとなっている判定マップ例（１０，３０，５０ｋｍ／ｈ時）を示している。

以下、上述した制御装置１００Ａと同様に、電動二輪車１０がスピン状態であると判定された場合、制御装置１００Ｂは、電動二輪車１０の駆動力を制御する。具体的には、制御装置１００Ｂは、以下のようにして、電動二輪車１０の駆動力を制御する。

すなわち、制御装置１００Ｂは、検出した車速に基づいて、車速（１０，３０，５０及び７０ｋｍ／ｈ時）に対応した図１５（ａ）〜（ｄ）のうちの何れかの判定マップを選択する。さらに、制御装置１００Ｂは、選択した判定マップを用い、検出したヨーレート及び横Ｇに基づいて、電動二輪車１０の状態が、エリア１〜エリア４のうち、どのエリアに位置するかを判定する。

なお、検出した車速が１０、３０，５０または７０ｋｍ／ｈ以外である場合、制御装置１００Ｂは、図１５（ａ）〜（ｄ）に示す判定マップに基づいて、スピン状態領域の判定に用いられるヨーレート及び横Ｇを求めることができる。

次に、制御装置１００Ｂは、位置するエリアに応じて補正量の大小を決定する。具体的には、制御装置１００Ｂは、図１６に示すような対応付けによって、補正量を決定する。

より具体的には、制御装置１００Ｂは、電動二輪車１０の状態がエリア４に位置すると判定した場合、補正量Ｖ_１１を選択する。補正量Ｖ_１１は、駆動力制御信号生成部１５０によって出力される駆動力制御信号の値の５０％（１／２）を削除することを意味する。

さらに、制御装置１００Ｂは、電動二輪車１０の状態がエリア２，３に位置すると判定した場合、補正量Ｖ_１２を選択する。補正量Ｖ_１２は、駆動力制御信号生成部１５０によって出力される駆動力制御信号の値の２５％（１／４）を削除することを意味する。

また、制御装置１００Ｂは、電動二輪車１０の状態がエリア１に位置すると判定した場合、駆動力制御信号を補正しない。

（作用・効果）
以上説明した制御装置１００Ｂは、上述した制御装置１００Ａの作用・効果に加え、以下の作用・効果を奏することができる。すなわち、制御装置１００Ｂでは、電動二輪車１０の車速、横Ｇに加え、ヨーレートも用いて駆動力が補正されるため、コーナリング中の電動二輪車の走行安定性をさらに向上させることができる。

（変更例）
図１７は、制御装置１００Ｂの変更例に係る制御装置１００Ｂ’を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成を示している。同図に示すように、制御装置１００Ｂ’は、制御装置１００Ｂと比較すると、センサ部１１０に前後Ｇセンサ１１５が追加されている。

制御装置１００Ｂ’に前後Ｇセンサ１１５が追加されている理由は、上述した制御装置１００Ａ’（図１１参照）と同様に、電動二輪車１０が減速状態にある場合に駆動力を補正すると、かえって電動二輪車１０の挙動が不安定になる場合があるためである。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る制御装置１００Ｃについて説明する。制御装置１００Ｃは、上述した本発明の第１実施形態に係る制御装置１００Ａに代えて、電動二輪車１０に搭載することができる。なお、以下、上述した本発明の第１実施形態に係る制御装置１００Ａと異なる部分について主に説明するものとし、同様の部分については、その説明を適宜省略する。

（制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成）
図１８は、制御装置１００Ｃを含む駆動力制御機構の論理ブロック構成を示している。同図に示すように、制御装置１００Ｃは、制御装置１００Ａと比較すると、センサ部１１０にロールレートセンサ１１２が追加されている。

ロールレートセンサ１１２は、電動二輪車１０に生じるローリング（バンク）の速度であるロールレートを検出するものである。

本実施形態に係る補正量生成部１０３は、電動二輪車１０の車速と対応付けられた横Ｇ及びロールレートが所定の閾値を超えた場合、電動二輪車１０が“スピン状態“にあると判定し、駆動力を補正する。

なお、本実施形態では、ロールレートセンサ１１２及び補正量生成部１０３によって、ロールレート検出部が構成される。

（制御装置の動作）
次に、上述した制御装置１００Ｃの動作について説明する。図１９は、制御装置１００Ｃの動作フロー図である。以下、上述した制御装置１００Ａの動作フロー図（図４参照）と異なる部分について、主に説明する。

ステップＳ２４０において、制御装置１００Ｃは、ステップＳ２３０において判定した車速に対応するロールレートが所定の閾値以上か否かを判定する。具体的には、制御装置１００Ｃは、ロールレートセンサ１１２によって出力される信号に基づいて演算されたロールレートが一定の値以上か否かを判定する。

車速に対応するロールレートが所定の閾値以上である場合（ステップＳ２４０のＹｅｓ）、ステップＳ２６０において、制御装置１００Ｃは、ステップＳ２３０において判定した車速に対応する横Ｇが所定の閾値以上か否かを判定する。具体的には、制御装置１００Ｃは、図２１（ａ）〜（ｄ）に示すような判定マップを用いて、車速に対応するロールレート及び横Ｇが“スピン状態領域”内となるか否かを判定する。

なお、図２０（ａ）〜（ｃ）は、図２１（ａ）〜（ｃ）に示されているスピン状態領域の判定のベースとなっている判定マップ例（１０，３０，５０ｋｍ／ｈ時）を示している。

以下、上述した制御装置１００Ａと同様に、電動二輪車１０がスピン状態であると判定された場合、制御装置１００Ｃは、電動二輪車１０の駆動力を制御する。具体的には、制御装置１００Ｃは、以下のようにして、電動二輪車１０の駆動力を制御する。

すなわち、制御装置１００Ｃは、検出した車速に基づいて、車速（１０，３０，５０及び７０ｋｍ／ｈ時）に対応した図２１（ａ）〜（ｄ）のうちの何れかの判定マップを選択する。さらに、制御装置１００Ｃは、選択した判定マップを用い、検出したロールレート及び横Ｇに基づいて、電動二輪車１０の状態が、エリア１〜エリア４のうち、どのエリアに位置するかを判定する。

なお、検出した車速が１０、３０、５０または７０ｋｍ／ｈ以外である場合、制御装置１００Ｃは、図２１（ａ）〜（ｄ）に示す判定マップに基づいて、スピン状態領域の判定に用いられるロールレート及び横Ｇを求めることができる。

次に、制御装置１００Ｃは、位置するエリアに応じて補正量の大小を決定する。具体的には、制御装置１００Ｃは、図２２に示すような対応付けによって、補正量を決定する。

より具体的には、制御装置１００Ｃは、電動二輪車１０の状態がエリア４に位置すると判定した場合、補正量Ｖ_２１を選択する。補正量Ｖ_２１は、駆動力制御信号生成部１５０によって出力される駆動力制御信号の値の５０％（１／２）を削除することを意味する。

さらに、制御装置１００Ｃは、電動二輪車１０の状態がエリア２，３に位置すると判定した場合、補正量Ｖ_２２を選択する。補正量Ｖ_２２は、駆動力制御信号生成部１５０によって出力される駆動力制御信号の値の２５％（１／４）を削除することを意味する。

また、制御装置１００Ｃは、電動二輪車１０の状態がエリア１に位置すると判定した場合、駆動力制御信号を補正しない。

（作用・効果）
以上説明した制御装置１００Ｃは、上述した制御装置１００Ａの作用・効果に加え、以下の作用・効果を奏することができる。すなわち、制御装置１００Ｃでは、電動二輪車１０の車速、横Ｇに加え、ロールレートも用いて駆動力が補正されるため、コーナリング中の電動二輪車の走行安定性をさらに向上させることができる。

（変更例）
図２３は、制御装置１００Ｃの変更例に係る制御装置１００Ｃ’を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成を示している。同図に示すように、制御装置１００Ｃ’は、制御装置１００Ｃと比較すると、センサ部１１０に前後Ｇセンサ１１５が追加されている。

制御装置１００Ｃ’に前後Ｇセンサ１１５が追加されている理由は、上述した制御装置１００Ａ’（図１１参照）と同様に、電動二輪車１０が減速状態にある場合に駆動力を補正すると、かえって電動二輪車１０の挙動が不安定になる場合があるためである。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の第１〜第３実施形態（以下、実施形態）を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、駆動力周波数ｆ_ｔ及び駆動力振幅Ａ_ｔにより、駆動力を変動させていたが、駆動力周波数ｆ_ｔ及び駆動力振幅Ａ_ｔを用いて駆動力を変動させないようにしてもよい。また、駆動力周波数ｆ_ｔに応じて駆動力をＯＮ／ＯＦＦするような制御を行うこともできる。

上述した実施形態では、補正後の駆動力制御信号の値（実効値）の大きさにしたがって、駆動力周波数ｆ_ｔを上昇させ、駆動力振幅Ａ_ｔを大きくする形態としたが、駆動力周波数ｆ_ｔ、駆動力振幅Ａ_ｔは、駆動力制御信号の実効値にかかわらず一定であってもよい。

上述した実施形態では、電動二輪車１０がスピン状態か否かを判定するために、図６などに示した判定マップを用いられていたが、当該判定マップを用いることなく、演算によって電動二輪車１０がスピン状態か否かを判定してもよい。

また、制御装置１００Ａ、１００Ａ’、１００Ｂ及び１００Ｂ’にロールレートセンサ１１２を追加し、ロールレートも含めて電動二輪車１０がスピン状態か否かを判定してもよい。

さらに、上述した実施形態では、駆動力制御信号生成部１５０によって出力された駆動力制御信号の値を削除することによって、駆動力制御信号の実効値を演算し、モータ制御量（電流値）を補正する形態としたが、モータ制御量を直接補正する形態としてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

電気モータ及びエンジンのトルクの出力特性を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置が搭載される電動二輪車の概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置の動作フロー図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置において用いられるスピン状態の判定マップを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置において用いられるエリアの判定マップを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置において行われる駆動力の補正量とエリアとの対応付けを示す図である。 駆動力制御信号と駆動力周波数との関係を示す図である。 駆動力制御信号と駆動力振幅との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御装置による駆動力の制御の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の変更例に係る制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置の動作フロー図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置において用いられるスピン状態の判定マップを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置において用いられるエリアの判定マップを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置において行われる駆動力の補正量とエリアとの対応付けを示す図である。 本発明の第２実施形態の変更例に係る制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置の動作フロー図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置において用いられるスピン状態の判定マップを示す図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置において用いられるエリアの判定マップを示す図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置において行われる駆動力の補正量とエリアとの対応付けを示す図である。 本発明の第３実施形態の変更例に係る制御装置を含む駆動力制御機構の論理ブロック構成図である。

符号の説明

１０…電動二輪車、１１…前輪、１２…後輪、１３…モータ、１４…ドライブベルト部、１５…スロットルグリップ、１６…シート、１００Ａ，１００Ａ’，１００Ｂ，１００Ｂ’，１００Ｃ，１００Ｃ’…制御装置、１０１…車速センサ、１０３…補正量生成部、１０５…モータ制御量演算部、１１０…センサ部、１１１…ヨーレートセンサ、１１２…ロールレートセンサ、１１３…横Ｇセンサ、１１５…前後Ｇセンサ、１５０…駆動力制御信号生成部、１６０…モータ制御インバータ、ｆ_ｔ…駆動力周波数、Ａ_ｔ…駆動力振幅

Claims (11)

1. 電気モータを用いて走行する電動二輪車のスロットルの開度に応じた駆動力制御信号に基づいて、前記電気モータの回転によって生じる駆動力を制御するモータ制御量を演算するモータ制御量演算部と、
   前記電動二輪車の車速を検出する車速検出部と、
   前記電動二輪車の車幅方向の加速度である横方向加速度を検出する横方向加速度検出部と、
   前記車速検出部によって検出された前記車速、及び前記横方向加速度検出部によって検出された前記横方向加速度に基づいて、前記モータ制御量の補正に用いられる補正量を生成する補正量生成部と
   を備え、
   前記モータ制御量演算部は、前記補正量を用いて、前記モータ制御量を演算することを特徴とする電動二輪車の制御装置。
2. 前記電動二輪車に生じるヨーイングの速度であるヨーレートを検出するヨーレート検出部をさらに備え、
   前記補正量演算部は、前記車速、前記横方向加速度、及び前記ヨーレート検出部によって検出された前記ヨーレートに基づいて、前記補正量を生成することを特徴とする請求項１に記載の電動二輪車の制御装置。
3. 前記電動二輪車に生じるローリングの速度であるロールレートを検出するロールレート検出部をさらに備え、
   前記補正量演算部は、前記車速、前記横方向加速度、及び前記ロールレート検出部によって検出された前記ロールレートに基づいて、前記補正量を生成することを特徴とする請求項１に記載の電動二輪車の制御装置。
4. 前記補正量生成部は、前記車速と対応付けられた前記横方向加速度が所定の閾値を超えた場合、前記駆動力を低下させる補正量を生成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電動二輪車の制御装置。
5. 前記補正量生成部は、前記車速と対応付けられた前記横方向加速度及び前記ヨーレートが所定の閾値を超えた場合、前記駆動力を低下させる補正量を生成することを特徴とする請求項２に記載の電動二輪車の制御装置。
6. 前記補正量生成部は、前記車速と対応付けられた前記横方向加速度及び前記ロールレートが所定の閾値を超えた場合、前記駆動力を低下させる補正量を生成することを特徴とする請求項３に記載の電動二輪車の制御装置。
7. 前記補正量生成部は、前記駆動力を所定の周波数で繰り返し変動させる前記補正量を生成することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電動二輪車の制御装置。
8. 前記補正量生成部は、前記駆動力制御信号の値を補正する補正量を生成し、前記補正量によって補正された前記駆動力制御信号の実効値が大きくなるにしたがって、前記所定の周波数を上昇させることを特徴とする請求項７に記載の電動二輪車の制御装置。
9. 前記補正量生成部は、前記駆動力を所定の振幅で変動させる前記補正量を生成することを特徴とする請求項７または８に記載の電動二輪車の制御装置。
10. 前記補正量生成部は、前記駆動力制御信号の値を補正する補正量を生成し、前記補正量によって補正された前記駆動力制御信号の実効値が大きくなるにしたがって、前記所定の振幅を大きくすることを特徴とする請求項９に記載の電動二輪車の制御装置。
11. 前記電動二輪車の前後方向の加速度である前後方向加速度を検出する前後方向加速度検出部をさらに備え、
    前記補正量生成部は、前記前後方向加速度検出部によって検出された前記前後方向加速度に基づいて、前記電動二輪車が減速状態にあると判定した場合、前記補正量の生成を中止することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の電動二輪車の制御装置。
    
    

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