JP7135069B2 - 駆動装置、電動車両および駆動装置の制御方法 - Google Patents

駆動装置、電動車両および駆動装置の制御方法 Download PDF

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Description

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。
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。
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。
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通電波形でモータの駆動を制御していた。
PWM制御においては、通電波形にリップルが生じることを防止するために、デューティ比を徐々に増加または減少させることで、立ち上がりおよび立下りが緩やかな台形状の通電波形を生成していた。
しかしながら、PWM制御のタイミングは、三角波による一定のキャリア周期で決められているところ、台形状の通電波形を生成するためにキャリア周期ごとに連続的にデューティ比を増加または減少させると、PWM制御の処理負荷が過大となってしまうといった問題があった。
なお、特開平8-331885号公報には、3相交流電流を略台形状にする技術が開示されている。しかしながら、特開平8-331885号公報に開示された技術は、台形波を生成するためのPWM制御の処理負荷を軽減することについて何ら触れておらず、本発明とは全く異なる技術である。
そこで、本発明は、台形状の通電波形を生成するためのPWM制御の処理負荷を軽減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。
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、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、
予め設定された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/オフを切り替える制御とを含み、
前記設定デューティ比までの段階的な増加および前記設定デューティ比からの段階的な減少は、前記第1相ハイ側PWM信号、前記第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われる。
前記駆動装置において、
前記制御部は、
同一の設定周期に含まれる複数のパルス周期のそれぞれにおけるデューティ比を一定に制御してもよい。
前記駆動装置において、
前記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/オフを切り替える制御は、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ともに行われ、
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/オフを切り替える制御は、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ともに行われ、
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/オフを切り替える制御は、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ともに行われてもよい。
前記駆動装置において、
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を更に備え、
前記設定デューティ比は、前記回転速度検出部による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てもよい。
前記駆動装置において、
前記制御部は、
前記検出速度が予め設定された第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1基準デューティ比よりも低い第1の場合に、前記駆動制御を行ってもよい。
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1基準デューティ比以上であって予め設定された第2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2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。
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2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3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。
前記駆動装置において、
前記制御部は、
前記第1~第3の場合には、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。
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予め設定された第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。
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3基準デューティ比以上である第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。
前記駆動装置において、
前記制御部は、
前記第4および第5の場合には、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。
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、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、
予め設定された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/オフを切り替える制御とを含み、
前記設定デューティ比までの段階的な増加および前記設定デューティ比からの段階的な減少は、前記第1相ハイ側PWM信号、前記第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われる。
前記電動車両において、
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を更に備え、
前記設定デューティ比は、前記回転速度検出部による検出速度とユーザによるアクセル操作量とに基づいて設定されてもよい。
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。
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、
前記第1~第6スイッチを制御することで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、
予め設定された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/オフを切り替える制御とを含み、
前記設定デューティ比までの段階的な増加および前記設定デューティ比からの段階的な減少は、前記第1相ハイ側PWM信号、前記第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われる。
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、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、台形状の通電波形によるモータの駆動制御を行い、駆動制御は、予め設定された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、調整デューティ比の第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、調整デューティ比の第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含み、設定デューティ比までの段階的な増加および設定デューティ比からの段階的な減少は、第1相ハイ側PWM信号、第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われる。
このように、本発明によれば、台形状の通電波形を生成するためのデューティ比の増加および減少をPWM信号のパルス周期より長い設定周期で行うことで、パルス周期毎にデューティ比を増加、減少することを要しなくなる。
したがって、本発明によれば、台形状の通電波形を生成するためのPWM制御の処理負荷を軽減することができる。
第1の実施形態に係る電動二輪車100を示す図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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制御を示すタイミングチャートである。 第2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。 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、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。 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、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。 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、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。 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、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。 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、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。 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、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。 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、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。 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、120°上段矩形波PWM制御を示すタイミングチャートである。 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°上下段矩形波PWM制御を示すタイミングチャートである。 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、上段矩形波PWM180°通電を示すタイミングチャートである。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。なお、モータ3の種類は特に限定されない。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。制御部10は、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御を行う。
台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御は、デューティ比ゼロ(すなわち、オフ状態)から予め設定された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デューティ比ゼロまで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(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含む。
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(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含む。
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(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含む。
そして、調整デューティ比において、設定デューティ比までの段階的な増加および設定デューティ比からの段階的な減少は、U相ハイ側PWM信号、V相ハイ側PWM信号、およびW相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われる。
すなわち、制御部10は、同一の設定周期に含まれる複数のパルス周期のそれぞれにおけるデューティ比を一定に制御する。
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は、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とともに行われてもよい。ここでの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。
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は、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とともに行われてもよい。ここでの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。
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は、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とともに行われてもよい。ここでの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。
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。
設定デューティ比は、制御部10(回転速度検出部)によって検出されたロータ回転速度(以下、検出速度とも呼ぶ)とモータ3の回転を制御するためのアクセル操作量(ユーザ操作量)とに基づいて設定されてもよい。より詳しくは、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。
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。
そして、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御は、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含んでもよい。
また、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御は、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含んでもよい。
また、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御は、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含んでもよい。
このような制御により、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御として、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。
また、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。
また、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。
また、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。
(電動二輪車100の制御方法)
以下、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。
<180°上下段台形波PWM制御>
図5に示すように、制御部10は、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御として、180°上下段台形波PWM制御を実行する。
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。
図5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。
また、図5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、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。
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。
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、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。
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。
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、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。
なお、図5には、台形波の立ち上がりおよび立下りと通電ステージとの対応関係が分かり易いように、PWM信号に重ねて通電波形が図示されている。また、図5には、各通電ステージに応じたUV相間電圧、VW相間電圧およびWU相間電圧が図示されている。
また、図5中の破線枠部を拡大した図6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。
より具体的には、図7に示すように、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。
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。また、設定デューティ比までの段階的な増加および設定デューティ比からの段階的な減少を、U相ハイ側PWM信号、V相ハイ側PWM信号、およびW相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行うことで、台形状の通電波形を生成するためのPWM制御の処理負荷を軽減することができる。
以上述べたように、第1の実施形態に係る電動二輪車100において、制御部10は、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御を行う。駆動制御は、予め設定された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第1相ハイ側PWM信号(U相ハイ側PWM信号)によって第1スイッチ(第1半導体スイッチQ1)のオン/オフを切り替える制御を含む。また、駆動制御は、調整デューティ比の第2相ハイ側PWM信号(V相ハイ側PWM信号)によって第3スイッチ(第3半導体スイッチQ3)のオン/オフを切り替える制御を含む。また、駆動制御は、調整デューティ比の第3相ハイ側PWM信号(W相ハイ側PWM信号)によって第5スイッチ(第5半導体スイッチQ5)のオン/オフを切り替える制御を含む。そして、設定デューティ比までの段階的な増加および設定デューティ比からの段階的な減少は、第1相ハイ側PWM信号、第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われる。
このような構成によれば、パルス周期毎にデューティ比を増加、減少することを要しなくなるので、台形状の通電波形を生成するためのPWM制御の処理負荷を軽減することができる。
(第2の実施形態)
次に、走行状態に応じて通電方式を選択する第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態において、制御部10は、ロータ3rの検出速度が予め設定された第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1基準デューティ比よりも低い第1の場合に、台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御を行う。
台形状の通電波形によるモータ3の駆動制御の詳細は、第1の実施形態で説明した通りである。
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1基準デューティ比以上であって予め設定された第2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2基準デューティ比よりも低い第2の場合には、以下の制御を行う。
第2の場合に、制御部10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う。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。
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。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。 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。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。
より詳しくは、制御部10は、第2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。
また、第2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。
また、第2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。
このような第2の場合における制御により、180°通電が行われる。
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2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3の場合には、以下の制御を行う。
第3の場合に、制御部10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う。
また、第3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う。
また、第3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う。
より詳しくは、制御部10は、第3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。
また、第3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。
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。
このような第3の場合における制御により、180°通電が行われる。
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予め設定された第3基準デューティ比よりも低い第4の場合には、以下の制御を行う。
第4の場合に、制御部10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う。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。
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う。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。
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う。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。
より詳しくは、制御部10は、第4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。
また、第4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。
また、第4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。
このような第4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。
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3基準デューティ比以上である第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う。
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う。
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う。
より詳しくは、制御部10は、第5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。
また、第5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。
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。
このような第5の場合における制御により、120°通電が行われる。
(電動二輪車100の制御方法)
以下、図8のフローチャートを参照して、第2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8のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。
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)。
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)。
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)。
具体的には、図9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。
トルクマップは、図10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。
目標トルクを設定した後、図8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)。
具体的には、図9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11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。
デューティ比を設定した後、図8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)。
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S6)。
<120°上下段矩形波PWM制御>
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S6:No)、制御部10は、図12Aおよび図12Bに示される第1の領域R1(すなわち、第4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)。
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。
図13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。
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。
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。
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13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。
また、図13中の破線枠部分を拡大した図14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。
また、図13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。
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。
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。
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。
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。
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。
<120°上段矩形波PWM制御>
図8に示すように、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S6:Yes)、制御部10は、図12Aおよび図12Bに示される第2の領域R2(すなわち、第5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)。図12Bの例において、第3基準デューティ比は第2基準デューティ比に一致しているが、第3基準デューティ比は第2基準デューティ比と異なっていてもよい。
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。
図15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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の充電電圧を最大限利用して可及的に大きなトルクを出力することが可能となる。
<180°上下段台形波PWM制御>
図8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)。
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S8)。
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S8:No)、制御部10は、図12Aおよび図12Bに示される第3の領域R3(すなわち、第1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)。
180°上下段台形波PWM制御における波形は、第1の実施形態において図5~図7に示した通りである。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。
<180°上下段矩形波PWM制御>
図8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)。
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1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S10)。
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S10:No)、制御部10は、図12Aおよび図12Bに示される第4の領域R4(すなわち、第2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)。
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。
図16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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
<180°上段矩形波PWM制御>
図8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2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12Aおよび図12Bに示される第5の領域R5(すなわち、第3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)。
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。
図17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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の充電電圧を最大限利用して可及的に大きなトルクを出力することが可能となる。
第2の実施形態によれば、検出速度および設定デューティ比に応じて好適なPWM制御を選択することができるので、バッテリ2の充電電圧を効率的に利用して可及的に大きなトルクを出力することが可能となる。
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。
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。
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。
1 電動車両制御装置
3 モータ
10 制御部

Claims (11)

  1. 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、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、
    前記回転速度検出部による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予め設定された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/オフを切り替える制御とを含み、
    前記設定デューティ比までの段階的な増加および前記設定デューティ比からの段階的な減少は、前記第1相ハイ側PWM信号、前記第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われ、
    前記制御部は、
    前記検出速度が予め設定された第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1基準デューティ比よりも低い第1の場合に、前記駆動制御を行い、
    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1基準デューティ比以上であって予め設定された第2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2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うことを特徴とする駆動装置。
  2. 前記制御部は、
    同一の設定周期に含まれる複数のパルス周期のそれぞれにおけるデューティ比を一定に制御することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記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/オフを切り替える制御は、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ともに行われ、
    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/オフを切り替える制御は、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ともに行われ、
    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/オフを切り替える制御は、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ともに行われることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動装置。
  4. 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2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3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1~3のいずれか1項に記載の駆動装置。
  5. 前記制御部は、
    前記第1~第3の場合には、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に記載の駆動装置。
  6. 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予め設定された第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または5に記載の駆動装置。
  7. 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3基準デューティ比以上である第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に記載の駆動装置。
  8. 前記制御部は、
    前記第4および第5の場合には、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に記載の駆動装置。
  9. 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、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、
    前記回転速度検出部による検出速度とユーザによるアクセル操作量とに基づいて予め設定された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/オフを切り替える制御とを含み、
    前記設定デューティ比までの段階的な増加および前記設定デューティ比からの段階的な減少は、前記第1相ハイ側PWM信号、前記第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われ、
    前記制御部は、
    前記検出速度が予め設定された第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1基準デューティ比よりも低い第1の場合に、前記駆動制御を行い、
    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1基準デューティ比以上であって予め設定された第2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2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うことを特徴とする電動車両。
  10. 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に記載の電動車両。
  11. 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を備えた駆動装置の制御方法であって、
    前記第1~第6スイッチを制御することで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、
    前記回転速度検出部による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予め設定された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/オフを切り替える制御とを含み、
    前記設定デューティ比までの段階的な増加および前記設定デューティ比からの段階的な減少は、前記第1相ハイ側PWM信号、前記第2相ハイ側PWM信号、および第3相ハイ側PWM信号のパルス周期よりも長く設定された設定周期で行われ、
    前記駆動制御は、前記検出速度が予め設定された第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1基準デューティ比よりも低い第1の場合に行われ、
    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1基準デューティ比以上であって予め設定された第2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2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が行われることを特徴とする駆動装置の制御方法。
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