JP4877827B2

JP4877827B2 - 電動車輌

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Publication number: JP4877827B2
Application number: JP2007244534A
Authority: JP
Inventors: 智徳 ▲国▼光
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: US20090079369A1; EP2039556A2; JP2009077549A; US8134314B2; EP2039556A3

Description

この発明は、電動機を用いて、駆動制御及び回生制御を行う電動車輌に関する。

近年、電動機が発生する駆動力或いは制動力を車輪に伝えて走行する電動車輌が開発されている。この様な電動車輌における駆動力は電動機に所定の電圧を印加することによって得られ、制動力は、電動機を負荷として使用することによって得られる。制動力については、例えば、電動機を発電機として使用し、車輪の運動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって、電動機に回転方向と反対方向のトルクを働かせる（即ち、負荷として働かせる）ことで得られる。以下、この様に電動機を負荷として用いて制動力を得るための制御を回生制御と称する。

この様な回生制御を行うことによって、従来のドラム式やディスク式のブレーキを用いて機械的に制動力を得る方法では不足する制動力を補うことが出来る。また、制動力を補うだけでなく、変換された電気エネルギーを、バッテリに蓄電することで、電気エネルギーを回収できるメリットもある。

このような回生制御の機能を備えた電動車輌において、その使用の状態として、駆動制御を行って電動車輌を走行させる使用状態（以下、「走行状態」と称する）と、駆動制御を行わないで、ブレーキをかけずに、使用者が手押しで電動車輌を押して移動させる状態（以下、「手押し状態」と称する）とがある。このような手押し状態については、例えば、駐車場などで電動車輌を所定の位置まで移動させる必要がある場合に、手押し状態で、電動車輌を動かす場合がある。

しかしながら、手押し状態の場合には、手押しによって電動車輌の車輪が回転することになるので、この車輪につながる電動機が発電機（負荷）として働き、回生制御が行われ、車輪に制動力が働くことになる。従って、使用者に多大の負荷をかけることになり、非力な使用者の場合には、電動車輌を移動させることができない事態を招く惧れがあった。

このため、従来から、電動車輌が手押しされる場合の低速での移動については、手押しする人に大きな負荷をかけないために、所定の速度（手押しの速度を上回ることのできる速度、即ち、電動車輌の手押しが難しくなる速度）以下で回生制御を禁止する方法（特許文献１）が提案されている。
特開２００１−２５１０１

しかしながら、特許文献１のような電動車輌は、所定の速度以下で回生制御を禁止するので、回生制御が成される速度が所定の速度より高い速度の範囲に固定されてしまう。このため、所定の速度以下で回生制御を利用したい場合（例えば、電動車輌で走行しているときに減速した場合や、坂道等で回生制御における制動力を利用したい場合等）においても回生制御が禁止されるため、所定の速度以下において回生エネルギーの回収を行うことが出来ないので、回生効率が悪くなるといった不都合が生じる惧れがあった。本発明は前述の内容を鑑みた発明であり、所定の速度以下で回生制御を利用したい場合にも回生制御を許可し、回生効率の良い電動車輌を提供することを目的とするものである。

本発明は、電動機を駆動力源として働かせたときに得られる駆動力を車輪に伝えるための駆動制御と、該電動機を負荷として働かせたときに得られる制動力を車輪に伝えるための回生制御と、を行って走行する電動車輌において、第１の速度閾値をＶｔ１とし、第２の速度閾値をＶｔ２とし、且つＶｔ１＜Ｖｔ２とした場合に、走行する速度が前記第２の速度閾値より大きくなった場合に前記回生制御を許可し、走行する速度が前記第１の速度閾値より小さくなった場合に前記回生制御を禁止することを特徴とする。

或いは、走行路を走行するための車輪と、前記車輪に駆動力または制動力を伝える電動機と、前記電動機を動力源として前記車輪に駆動力を与えるための駆動制御と、前記電動機を負荷として前記車輪に制動力を伝えるための回生制御とを行う制御部とを備えた電動車輌において、走行する速度を検出する速度検出部を備え、第１の速度閾値をＶｔ１とし、第２の速度閾値をＶｔ２とし、且つＶｔ１＜Ｖｔ２とした場合に、前記制御部は、回生制御において、前記速度が前記第２の速度閾値Ｖｔ２を超えたときに前記回生制御を許可し、前記速度が前記第１の速度閾値Ｖｔ１以下になるまで前記回生制御の許可を継続することを特徴とする。

また、走行路を走行するための車輪と、前記車輪に駆動力または制動力を伝える電動機と、前記電動機を動力源として前記車輪に駆動力を与える駆動制御と、前記電動機を負荷として前記車輪に制動力を伝える回生制御とを行う制御部とを備えた電動車輌において、
走行する速度を検出する速度検出部を備え、第１の速度閾値をＶｔ１とし、第２の速度閾値をＶｔ２とし、第３の速度閾値をＶｔ３とし、且つＶｔ１＜Ｖｔ２＜Ｖｔ３とした場合に前記制御部は、前記回生制御において、前記速度が前記第２の速度閾値Ｖｔ２を超えたときに前記回生制御を許可し、前記速度が前記第３の速度閾値Ｖｔ３を超えた場合には、前記速度が前記第１の速度閾値Ｖｔ１以下になるまで前記回生制御の許可を継続することを特徴とする。

また、上述した電動車輌において、前記制御部は、前記回生制御において、前記速度が前記第２の速度閾値Ｖｔ２を超えたときに前記回生制御を許可し、前記速度が前記第３の速度閾値Ｖｔ３を超えない場合には、前記速度が前記第２の速度閾値Ｖｔ２以下になるまで前記回生制御の許可を継続することを特徴とする。

また、上述した電動車輌において、前記第２の速度閾値は、４ｋｍ／ｈ以上、且つ６ｋｍ／ｈ以下の範囲の速度であることを特徴とする。

また、上述した電動車輌において、前記制御部は、前記各速度閾値に応じた値を記憶する記憶部を備え、前記記憶部に記憶される前記各速度閾値のうち少なくとも前記第２の速度閾値Ｖｔ２に応じた値を変更する変更手段を備えることを特徴とする。

以上のような構成を備えることで、ある速度閾値を超えると、所定の速度（請求項での第２の速度閾値）以下でも回生制御を行うので回生効率が向上する。

本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

本発明は、電動機が発生する駆動力或いは制動力を車輪に伝え、駆動力或いは制動力を制御することで走行する電動車輌であって、手押し状態と走行状態を判別し、その状態に適した制御を行うものである。本発明の基本的な考えを以下に説明する。

本発明の第１の実施形態では第１の速度閾値をＶｔ１、第２の速度閾値をＶｔ２、第３の速度閾値をＶｔ３としたときに、Ｖｔ１＜Ｖｔ２＜Ｖｔ３となるような速度閾値を設ける。そして、速度閾値に基づいて電動車輌が手押し状態、又は走行状態の何れにあるかを判定し、更に、手押し状態の中でも、手押し容易状態、及び手押し難状態を判定し、回生制御の許可又は禁止を行う。この場合の「手押し容易状態」および「手押し難状態」については、以下に解説する。

「手押し容易状態」とは、電動車輌が手押し状態であると判断できる状態であり、電動車輌の速度が遅く、電動車輌を手押しすることが容易である状態を示す。この様な場合に回生制御を行うと電動車輌を手押しするときに制動力が負荷となり使用者に負担を与える。従って、手押し容易状態である場合は回生制御を禁止する。具体的には、人間の歩行速度は４[ｋｍ／ｈ]であるので、４[ｋｍ／ｈ]以下であれば電動車輌の手押しが容易であると判定できる。

「手押し難状態」は、電動車輌が手押し状態であると判断できる状態であり、電動車輌の速度が手押し容易状態よりも早くなり、電動車輌を手押ししている場合において、電動車輌の慣性力が原因で、電動車輌の速度を落とすことが難しくなる状態（即ち、電動車輌の手押しが難しくなる状態）を示す。従って、この様な場合、使用者にかかる負担を軽減するためにも回生制御を行う。具体的には、速度が早足と判定される速度（４[ｋｍ/ｈ]〜６[ｋｍ/ｈ]）に達したときに手押し難状態であると判定する。この様にすることで、下り坂等の要因により電動車輌の速度が上昇しようとする場合であっても、電動車輌に制動力が働き、速度の上昇を抑制できるので、電動車輌を手押ししている使用者の負担を軽減できる。また、使用者が電動車輌の手押し状態において、たとえば、下り坂などで、手押しする速度が早くなりすぎようとした場合でも、電動車輌に制動力が働いて速度の上昇を抑制でき、電動車輌を停止しやすくなるので安全性が向上する。

次に、「走行状態」について解説する。この走行状態とは、前述のように駆動制御を行って電動車輌を走行させる状態を示す。具体的には、使用者が手押しできないような速度（ジョギングする速度が６[ｋｍ/ｈ]以上であるので、例えば、８[ｋｍ/ｈ]以上）が出ていれば走行状態と判定できる。また、走行状態から手押し状態になるためには、電動車輌が停止して搭乗者が下りてから手押しするといった手続きを踏むため、一度走行状態と判断された後は、電動車輌が停止するまでは走行状態であると判断できる。走行状態と判定された場合は、使用者は電動車輌に搭乗している状態なので、手押し容易状態のように低速度であったとしても、使用者の負荷となることは無い。従って、手押し容易状態のように低速度であっても、走行状態の場合には、回生制御を利用できると良いので回生制御を許可する。この様にすることで、走行状態にあるときは回生制御を行い回生エネルギーを回収できるので、回生効率を向上させることができる。

具体的には、電動車輌が動き始め、電動機の走行の速度が第２の速度閾値Ｖｔ２を超えるまでは、回生制御が禁止されている。そして、この速度が第２の速度閾値Ｖｔ２を超えると電動車輌が手押し難状態になったと判定し回生制御を許可する。また、速度が第２の速度閾値を超えた状態から、第３の速度閾値Ｖｔ３を超えると、電動車輌が走行状態にあると判定する。電動車輌が走行状態にあると判定されると、以後第２の速度閾値Ｖｔ２より速度が低くなっても、速度が第１の速度閾値Ｖｔ１以下にならない場合には、回生制御を許可する。そして、更に速度が低くなり第１の速度閾値Ｖｔ１以下になったときに、電動車輌が走行状態から手押し容易状態になったと判定し回生制御を禁止する。

図１にはこの様な制御を行った場合の電動車輌の速度の遷移と回生制御の許可及び禁止の状態を示す。縦軸は電動車輌の速度を表し、横軸は時間を表している。また、点線は回生制御を禁止していることを示し、実線は回生制御を許可していることを示す。Ａ〜Ｂの期間は手押し容易状態であると判定できる（即ち、第２閾値を超える期間がない）ため回生制御を禁止する。Ｂ〜Ｃの期間は手押し容易状態と手押し難状態の２つの期間がある（即ち、第２閾値を超える期間がある）と判定できるため、第２の速度閾値Ｖｔ２を超える期間については回生制御を許可し、第２の速度閾値Ｖｔ２を超えない期間については回生制御を禁止する。Ｃ〜Ｄの期間では走行状態と判定できる第３の速度閾値Ｖｔ３を超えるため、第２の速度閾値Ｖｔ２を越えたときから回生制御を許可し、再び手押し容易状態に移行したと判定されるまで回生制御を許可する（即ち、第２の速度閾値Ｖｔ２を下回ったとしても回生制御を許可し、第１の速度閾値Ｖｔ１以下になった場合に回生制御を禁止する）。

各速度閾値については、具体的に以下に説明する。

第１の速度閾値Ｖｔ１は、電動車輌が走行状態から手押し容易状態に移行するときの判定閾値として用いられる。電動車輌が走行状態から手押し容易状態に移行するとき、使用者は一旦電動車輌を停止し、歩行状態へと移るので、速度が極端に小さくなると考えられる。従って、閾値は人間が普通に歩行する速度（例：２[ｋｍ/ｈ]〜４[ｋｍ/ｈ]）よりもずっと遅い速度、例えば１[ｋｍ/ｈ]とすると良い。

第２の速度閾値Ｖｔ２は、電動車輌が手押し容易状態から手押し難状態へ移行するときの判定閾値（即ち、電動車輌の手押しが難しくなると判断できる速度閾値）として用いられる。具体的には、歩行速度でも早足と判定されるような速度であれば、電動車輌の慣性力が原因で、電動車輌の速度を落とすことが難しくなると考えられる。従って、第２の速度閾値Ｖｔ２は早足と判定できる人間の歩行速度の４[ｋｍ/ｈ]〜６[ｋｍ/ｈ]の範囲で設定すると良い。

第３の速度閾値Ｖｔ３は、電動車輌のモータが駆動制御され走行状態であることを判定するため、使用者が手押しできないような速度を設定すると良い。具体的には、ジョギングする速度が６[ｋｍ/ｈ]〜と言われているので、例えば、余裕をもって８[ｋｍ/ｈ]に設定する。

この様にすることで、手押し容易状態の様に電動車輌が低速の場合は、回生制御を禁止するため、使用者は電動車輌を手押しで移動させるときに、回生制御による制動力をうけることなく電動車輌を移動できる。また、手押し難状態の様な速度まで電動車輌の速度が上がったときは、電動車輌を手押し移動させる場合に制動力が得られ、電動車輌を止めやすくなるので安全性が向上する。また、走行状態の場合は、手押し容易状態の様に電動車輌が低速であっても回生制御を許可するため、電動車輌は走行時の回生エネルギーを回収でき、回生効率がよくなる。

本発明の第２の実施形態では、前述の第１の実施形態において、第３の速度閾値Ｖｔ３を用いずに、第１の速度閾値Ｖｔ１、及び第２の速度閾値Ｖｔ２を用いて回生制御を行うようにしたものである。具体的には、速度が第２の速度閾値Ｖｔ２を超えた（超える前は回生禁止）場合は、電動車輌が手押し難状態になったと判定し回生制御を許可し、以後第２の速度閾値Ｖｔ２より速度が低くなっても回生制御を許可する。そして、更に速度が低くなり第１の速度閾値Ｖｔ１以下になったときに、電動車輌が走行状態から手押し容易状態になったと判定し回生制御を禁止する。

この様にすることで、上述した方法と同様に、手押し容易状態の様に電動車輌が低速の場合は回生制御を禁止するため、使用者は電動車輌を手押しで移動させるときに回生制御による制動力をうけることなく電動車輌を移動できる。また、電動車輌は一度手押し難状態になると、電動車輌が停止する（停止状態）まで制動力が働く（即ち、所定の閾値以下でも回生制御を利用したい場合として判断される）ので、坂道などで不意に速度が出てしまった場合でも安全に停止することができる。また、電動車輌のモータを駆動制御し、電動車輌が走行状態にある場合も同様に、電動車輌は一度手押し難状態になると、電動車輌がほぼ停止するまで制動力が働くので、電動車輌は走行時の回生エネルギーを回収でき、回生効率がよくなる。

本発明の実施例１について図面を用いて説明する。実施例１の電動車輌は、図２の電動車輌の構成図に示されるように、バッテリ１、電力変換装置２、電動機（モータ）３、駆動輪４、制御部５、アクセル６、ブレーキ７、回転センサ８によって構成される。

バッテリ１はリチウムイオン電池、ニッケル水素、鉛蓄電池、キャパシタ等の電源であって、電力変換装置２によってバッテリ１からの電力が所望の電力に変換されモータ３に供給される。

電力変換装置２はバッテリ１からの電力を所望の電力に変換しモータ３に供給する。また、モータ３が回生を行うときに発生する電力を所望の電力に変換しバッテリ１を充電する。例えば、モータ３がＡＣモータのように交流で駆動するモータの場合はインバータが使用される。

モータ３は、電力変換装置２によって変換された電力が供給されることによって回転し駆動輪４にその回転を伝える。

アクセル６は、例えば、ハンドル（不図示）についているグリップを回転させて操作するように構成される。アクセル６は、グリップを回転させることによって回転量を検知し、制御部５に回転量を伝える。回転量は、ロータリーポテンショメータなどの角度を検出するセンサを用いることで検出できる。このときのグリップの回転量をアクセル開度といい、アクセル開度が０であればグリップを基準点から回転させていない状態（即ち、アクセルＯＦＦ状態）を示し、アクセル開度が大きければ大きいほどクリップが基準点から回転している状態（即ち、アクセルＯＮ状態）であることを示す。制御部５に伝えられたアクセル開度は、駆動制御を行うときの指令トルク算出に利用される。

ブレーキ７は、例えば、ハンドルに具えられているブレーキレバー（不図示）を使用者が引いて操作を行うように構成される。また、ブレーキレバーを引くとブレーキ操作があったことを伝える信号が制御部５に出力される。この信号はモータを駆動制御或いは回生制御して電動車輌の制御を行うときに使用される。

回転センサ８は、モータの回転数を制御部５に伝える。伝えられたモータの回転数は電動車輌の速度を演算するときに用いられる。

制御部５は、アクセル６のアクセル開度やブレーキ７の操作状態から、モータ３の駆動制御を行うか、回生制御を行うか、或いは制御を行わない（制御なし）かを判定して電動車輌の制御を行う。具体的な判定方法は後述する。駆動制御を行う場合、回転センサ８から得られるモータの回転数から電動車輌の速度が算出され、算出された速度やアクセル開度から指令トルクを算出し、指令トルクが出るように電力変換装置２を制御する事によってモータを駆動制御する。回生制御を行う場合は、バッテリ１の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）やモータの回転数に応じて、電力変換部２にて所望の電圧が得られるように電力変換し、バッテリ１を充電する。ＳＯＣは例えば充電量バッテリの電圧を検出する検出部（不図示）を用いて電圧を検出して求めることができる。制御しない場合は、電力変換回路２とモータ３間で電力の行き来が行われないように回路を電気的に遮断する。

また、制御部５は、第１の速度閾値をＶｔ１、第２の速度閾値をＶｔ２、第３の速度閾値をＶｔ３としたときに、Ｖｔ１＜Ｖｔ２＜Ｖｔ３となるような速度閾値を内部のメモリ（不図示）に予め記憶している。これらの速度閾値は後述する回生制御の許可及び禁止を判定するときに用いられる。また、速度閾値は速度そのものの値を記憶していても良いし、速度に応じた値、たとえば、モータの回転数等を記憶していても良い。また、これらの値は、後述するように変更可能としても良い。

電動車輌の制御を行うときの具体的な方法を示す。図３に電動車輌の制御フローを示す。電動車輌はまずステップＳ１１にてブレーキ操作があるか無いかを判定する。ブレーキ操作がないと判定された場合はステップＳ１２に移行しアクセル開度が閾値ｔｈａより小さいか否かの判定を行う。即ち、閾値ｔｈａはアクセルがＯＮ状態にあるかＯＦＦ状態にあるかを判断するための閾値となる。よって、アクセルＯＮ状態の場合はアクセル開度が閾値ｔｈａよりも大きい場合はアクセルＯＮ状態と判断でき、アクセル開度が閾値ｔｈａよりも小さい場合はアクセルＯＦＦ状態と判断できる。アクセル開度が閾値ｔｈａより大きいと判定された場合には、アクセルがＯＮ状態なので、駆動制御を行いステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１１でブレーキ操作ありと判定された場合、及びステップＳ１２でアクセル開度が閾値ｔｈａより小さいと判定された場合（即ち、アクセルがＯＦＦ状態と判断された場合）は、ステップＳ１４で回生制御が許可されているか禁止されているかの判定を行う。回生制御の許可及び禁止の判定については後述する。ステップＳ１４にて回生制御が許可されている（即ち、Ｎｏの判定）場合は、ステップＳ１５にて回生制御を行いステップＳ１１に戻る。ステップＳ１４にて回生制御が禁止されている場合は、ステップＳ１６に移行し制御なしで対応する。

回生制御の許可及び禁止の判定を行う具体的な方法を示す。図４に実施例１における回生制御の許可及び禁止を判定するフローを示す。スタートから終了までが判定の一連のフローとなり、定期的にこの判定を行うようにする。また、このフローは、図３の電動車輌の制御フローと並行して行われ、後述するステップＳ１０８及びステップＳ１０５の結果が、図３のステップＳ１４の判定に使用される。

スタートから始まり、ステップＳ１０１では制御部５が、回転センサ８から得られる回転数から電動車輌の速度を算出し、算出された速度が第１の速度閾値Ｖｔ１よりも小さいか否かを判定する（即ち、電動車輌が停止状態であるか否かの判定）。速度が第１の速度閾値Ｖｔ１よりも小さい（即ち、電動車輌が停止状態）と判定された場合はフラグを０に設定し（Ｓ１０６）、回生制御を禁止して（Ｓ１０８）終了する。ここでフラグは電動車輌が走行状態であるか否かを判定するフラグになる。０の場合は走行状態でない場合（例：手押し状態）を示し、１の場合は走行状態であることを示す。

ステップＳ１０１で速度が第１の速度閾値Ｖｔ１よりも大きい（即ち、電動車輌が停止状態でない状態）と判定された場合は、ステップＳ１０２へ移行する。ステップＳ１０２では、速度が第２の速度閾値Ｖｔ２よりも小さいか否かを判定する（即ち、電動車輌が手押し容易状態か手押し難状態かを判定）。ステップＳ１０２で速度が第２の速度閾値Ｖｔ２よりも小さい（即ち、手押し容易状態）と判定された場合は、ステップＳ１０７にてフラグが０であるか否かを判定（即ち、走行状態にあるか否かを判定）する。ステップＳ１０７にてフラグが０である（即ち、走行状態にない）と判定された場合は回生制御を禁止し（Ｓ１０８）終了する。ステップＳ１０７にてフラグが０でない（即ち、走行状態にある）と判定された場合は回生制御を許可し（Ｓ１０５）終了する。

ステップＳ１０２で速度が第２の速度閾値Ｖｔ２よりも大きい（即ち、手押し難状態）と判定された場合は、ステップＳ１０３へ移行する。ステップＳ１０３では、速度が第３の速度閾値Ｖｔ３よりも小さいか否かを判定する（即ち、電動車輌が手押し難状態か走行状態かを判定）。ステップＳ１０３で速度が第３の速度閾値Ｖｔ３よりも小さい（即ち、手押し難状態）と判定された場合は、回生制御を許可し（Ｓ１０５）終了する。ステップＳ１０３で速度が第３の速度閾値Ｖｔ３よりも大きい（即ち、走行状態）と判定された場合は、フラグを１に設定し（Ｓ１０４）、回生制御を許可して（Ｓ１０５）終了する。

この様な制御を行うことで、第３の速度閾値Ｖｔ３以上の速度で走行した場合には、走行状態であると判定されるので、速度が低下しても回生制御を行い、回生効率が向上する。また、走行状態で無いと判定される場合は第２の速度閾値Ｖｔ２よりも速度が大きくなった場合に回生制御を許可するので、下り坂等の要因により電動車輌の速度が上昇する場合には、電動車輌を手押ししている使用者の負担を軽減でき、手押しする速度が早くなりすぎた場合には、電動車輌を止めやすくなる。よって、この様な作用により、安全性が向上する。また、手押し容易状態と判定される場合は、回生制御を行わないので、使用者に負荷を与えることなく電動車輌を手押しできる。

本発明の実施例２について図面を用いて説明する。実施例１では第１の速度閾値Ｖｔ１〜第３の速度閾値Ｖｔ３を用いて電動車輌の回生制御の許可及び禁止を判定する制御を行ったが、実施例２では第３の速度閾値Ｖｔ３を用いずに電動車輌の回生制御の許可及び禁止を判定する制御を行う場合について述べる。尚、実施例２の電動車輌の構成と制御フローは実施例１の電動車輌の構成（図２）と制御フロー（３）は同様であるので省略する。

図５には、実施例２における回生制御の許可及び禁止を判定するフローを示す。実施例１の制御フロー（図４）と比較するとステップＳ１０３の判定が無くなったフローとなる。

以下、実施例２の制御フローについて具体的な内容を述べる。実施例２の制御フローも実施例１の制御フローと同様に、スタートから終了までが判定の一連のフローとなり、定期的にこの判定を行うようにする。また、このフローは、図３の電動車輌の制御フローと並行して行われ、後述するステップＳ２０７及びステップＳ２０４の結果が、図３のステップＳ１４の判定に使用される。

スタートから始まり、ステップＳ２０１では制御部５が、回転センサ８から得られる回転数から電動車輌の速度を算出し、算出された速度が第１の速度閾値Ｖｔ１よりも小さいか否かを判定する（即ち、電動車輌が停止状態であるか否かの判定）。速度が第１の速度閾値Ｖｔ１よりも小さい（即ち、電動車輌が停止状態）と判定された場合はフラグを０に設定し（Ｓ２０５）、回生制御を禁止して（Ｓ２０７）終了する。ここでフラグは電動車輌が手押し難状態であるか否かを判定するフラグになる。０の場合は手押し難状態でない場合（例：手押し容易状態）を示し、１の場合は手押し難状態であることを示す。

ステップＳ２０１で速度が第１の速度閾値Ｖｔ１よりも大きい（即ち、電動車輌が停止状態でない状態）と判定された場合は、ステップＳ２０２へ移行する。ステップＳ２０２では、速度が第２の速度閾値Ｖｔ２よりも小さいか否かを判定する（即ち、電動車輌が手押し容易状態か手押し難状態かを判定）。ステップＳ２０２で速度が第２の速度閾値Ｖｔ２よりも小さい（即ち、手押し容易状態）と判定された場合は、ステップＳ２０６にてフラグが０であるか否かを判定（即ち、手押し難状態にあるか否かを判定）する。ステップＳ２０６にてフラグが０である（即ち、手押し難状態にない）と判定された場合は回生制御を禁止し（Ｓ２０７）終了する。ステップＳ２０６にてフラグが０でない（即ち、手押し難状態にある）と判定された場合は回生制御を許可し（Ｓ２０４）終了する。

ステップＳ２０２で速度が第２の速度閾値Ｖｔ２よりも大きい（即ち、手押し難状態）と判定された場合は、フラグを１に設定し（Ｓ２０３）、回生制御を許可して（Ｓ２０４）終了する。

この様な制御を行うことで、手押し難状態で無い場合は第２の速度閾値Ｖｔ２よりも速度が大きくなった場合に回生制御を許可する。従って、下り坂等の要因により電動車輌の速度が上昇する場合には、電動車輌を手押ししている使用者の負担を軽減でき、手押しする速度が早くなりすぎた場合には、電動車輌を止めやすくなる。よって、この様な作用により、安全性が向上する。また、電動車輌は一度手押し難状態になると、電動車輌が停止する（停止状態）まで制動力が働くので、坂道などで不意に速度が出てしまった場合でも安全に停止することができる。また、手押し容易状態と判定される場合は、回生制御を行わないので、使用者に負荷を与えることなく電動車輌を手押しできる。また、電動車輌が実際に走行状態になったとしても、手押し難状態と判定されると回生制御が許可され、実際に電動車輌が停止状態になるまで回生を許可するので、回生効率が向上する。

本実施例ではブレーキ操作について、ペダルを用いて行う例について説明したが、それに限定されることは無い。例えば、ブレーキはハンドルに用意されているレバーを引くことにより操作するように構成される。このときブレーキを引くことによってブレーキがあったことを伝える信号が制御部に向かって出力される。

本実施例では、速度閾値を予め記憶させるとしたが、使用者が変更可能に構成されるようにしても良い。その場合、図６の電動車輌の変形例の構成図に示すように、速度閾値設定部９を設ける。図７には速度閾値設定部の一例を示す。図７に示すように、速度閾値設定部９はたとえば、速度閾値を表示する表示部９１、及び速度閾値を入力するために必要なテンキー、矢印キー、決定キーを備えた速度閾値入力部９２から構成される。使用者は表示部を確認しながら速度閾値入力部より速度閾値（第１の速度閾値〜第３の速度閾値）を入力することで速度閾値を設定する。速度閾値設定部９は普段使用する場合は、座椅子の下などに隠しておき設定の必要がある場合に出して設定するようにしても良い。また、表示部をトリップメータ等と兼用して設定の必要がある場合に速度閾値を設定するための表示に切り替えるようにしても良い。

この様にすることで、個人差によって異なる速度閾値について個人個人で設定できるようになる。ここで、速度閾値の目安となる個人差のある速度は、普通に歩く速度、早足で歩く速度、ジョギングするときの速度が考えられ、それぞれ、第１の速度閾値Ｖｔ１、第２の速度閾値Ｖｔ２、第３の速度閾値Ｖｔ３を設定する場合に考慮される。特に第２の速度閾値Ｖｔ２は回生制御によるサポートが得られるようになるための閾値である。従って、第２の速度閾値Ｖｔ２を変更可能にすることで、個人差を吸収できるので安全性が向上する。

以上、本発明の実施形態について詳説したが、本発明は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

電動車輌の速度の遷移と回生制御の許可及び禁止の状態を表す図である。電動車輌の構成図である。電動車輌の制御フローを示す図である。実施例１における回生制御の許可及び禁止を判定するフローを示す図である。実施例２における回生制御の許可及び禁止を判定するフローを示す図である。電動車輌の変形例の構成図である。速度閾値設定部の一例を示す図である。

符号の説明

１バッテリ
２電力変換部
３モータ
４駆動輪
５制御部
６アクセル
７ブレーキ
８回転センサ

Claims

走行路を走行するための車輪と、
前記車輪に駆動力または制動力を伝える電動機と、
前記電動機を動力源として前記車輪に駆動力を与える駆動制御と、前記電動機を負荷として前記車輪に制動力を伝える回生制御とを行う制御部とを備えた電動車輌において、
走行する速度を検出する速度検出部を備え、
第１の速度閾値をＶｔ１とし、第２の速度閾値をＶｔ２とし、第３の速度閾値をＶｔ３とし、且つＶｔ１＜Ｖｔ２＜Ｖｔ３とした場合に
前記制御部は、前記回生制御において、前記速度が前記第２の速度閾値Ｖｔ２を超えたときに前記回生制御を許可し、前記速度が前記第３の速度閾値Ｖｔ３を超えた場合には、前記速度が前記第１の速度閾値Ｖｔ１以下になるまで前記回生制御の許可を継続することを特徴とする電動車輌。
前記請求項１に記載の電動車輌であって、
前記制御部は、前記回生制御において、前記速度が前記第２の速度閾値Ｖｔ２を超えたときに前記回生制御を許可し、前記速度が前記第３の速度閾値Ｖｔ３を超えない場合には、前記速度が前記第２の速度閾値Ｖｔ２以下になるまで前記回生制御の許可を継続することを特徴とする電動車輌。
前記請求項１または２記載の電動車輌において、
前記第２の速度閾値は、４ｋｍ／ｈ以上、且つ６ｋｍ／ｈ以下の範囲の速度であることを特徴とする電動車輌。
前記制御部は、前記各速度閾値に応じた値を記憶する記憶部を備え、前記記憶部に記憶される前記各速度閾値のうち少なくとも前記第２の速度閾値Ｖｔ２に応じた値を変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電動車輌。