JPH08340601A - 電動車両駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】異常状態が生じたままで運転が行われるのを防
止することができる電動車両駆動制御装置を提供する。 【構成】バッテリ３の電圧をキースイッチ４を通して入
力として直流電圧を出力する直流電源回路３０を設け
る。ブラシレス直流電動機の電機子コイルＡu 〜Ａw に
駆動電流を流すスイッチ回路６を制御する制御ユニット
８とスイッチ駆動回路７とに電源電圧を与える。キース
イッチが閉じた後異常状態の有無を確認して、異常がな
い場合にのみ主リレー５を励磁してバッテリ３の電圧を
主リレーの接点５ｂを通してスイッチ回路６に印加す
る。走行中に異常が生じた場合には主リレー５を非励磁
としてバッテリ３をスイッチ回路６から切り離す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動スクータ、電気自
動車等の電動車両に搭載されて、車輪駆動用の電動機を
制御する電動車両駆動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動スクータ等の電動車両においては、
車輪駆動用の電動機としてブラシレス直流電動機が多く
用いられ、マイクロコンピュータを用いた駆動制御装置
により電動機が制御される。

【０００３】図１３は、ブラシレス直流電動機を用いた
電動車両に従来採用されていた駆動制御装置を示したも
ので、同図において１は２極の磁石界磁１a1，１a2を有
するロータ１Ａと、１２０度の位相差をもって配置され
て星形結線された３相の電機子コイルＡu 〜Ａw を有す
るステータ１Ｂとからなるブラシレス直流電動機であ
る。電動機１の出力軸は車両の駆動車輪に直結される
か、または減速機を介して連結されている。電動機と駆
動車輪との間にはクラッチが設けられていないため、制
動時や坂道を下る際等には電動機が外部から駆動される
状態になり、このとき電動機１は同期発電機として作用
して交流電圧を発生する。

【０００４】２はホールＩＣ等からなる位置検出器で、
この位置検出器は電機子コイルＡu〜Ａw のそれぞれに
対するロータの相対位置を検出する。

【０００５】また図１３において３はバッテリ、４は運
転者により操作されるキースイッチ、５はキースイッチ
４が閉じられているときに励磁される励磁コイル５ａと
励磁コイル５ａが励磁されたときに閉じる接点５ｂとを
有する主リレー、６は電動機１の電機子コイルＡu 〜Ａ
w への駆動電流の供給と該駆動電流の転流とを行わせる
インバータ形のスイッチ回路、７はスイッチ回路６のス
イッチ素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路、８は
制御ユニット、９は車両の走行速度を調節するために運
転者により操作される速度調節部材の位置を検出するア
クセルセンサ、１０はスイッチ回路６の直流入力端子間
に接続されたサージ吸収素子である。

【０００６】スイッチ回路６は、スイッチ素子Ｓu 〜Ｓ
w とＳx 〜Ｓz とをブリッジ接続するとともに、スイッ
チ素子Ｓu ，Ｓv ，Ｓw 及びＳx ，Ｓy ，Ｓz のそれぞ
れの両端に帰還ダイオードＤu ，Ｄv ，Ｄw 及びＤx ，
Ｄy ，Ｄz を逆並列接続して構成したものである。図示
の例では、各スイッチ素子として電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）が用いられ、スイッチ素子Ｓu 〜Ｓw を構成
するＦＥＴのドレインの共通接続点が正極性側の直流入
力端子６ａとなり、スイッチ素子Ｓx 〜Ｓz を構成する
ＦＥＴのソースの共通接続点が負極性側の直流入力端子
６ｂとなっている。またスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw をそれ
ぞれ構成するＦＥＴのソースとスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz
をそれぞれ構成するＦＥＴのドレインとの接続点が３相
の出力端子６ｕ〜６ｗとなっている。

【０００７】上記のスイッチ回路６を電動機１側から見
た場合、ダイオードＤu 〜Ｄw 及びＤx 〜Ｄz により全
波ブリッジ整流回路が構成され、電動機１が外部から駆
動される状態になって電機子コイルＡu 〜Ａw に３相交
流電圧が誘起した際に、ダイオードＤu 〜Ｄw 及びＤx
〜Ｄz からなる全波ブリッジ整流回路と主リレー５の接
点５ｂとを通してバッテリ３に回生充電電流が流れるよ
うになっている。

【０００８】スイッチ駆動回路７は、スイッチ回路６を
構成するスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw 及びＳx 〜Ｓz にそれ
ぞれ駆動信号ｕ〜ｗ及びｘ〜ｚを供給する回路で、図示
のスイッチ駆動回路７は、インターフェース回路７Ａと
ドライブ回路７Ｂとにより構成されている。

【０００９】制御ユニット８は、ＣＰＵ１２を備えてい
て、ＣＰＵ１２には、位置検出器２の出力、アクセルセ
ンサ９の出力、バッテリ３の出力電圧ＶB の検出値、温
度センサ１５により検出されたバッテリ３の温度の検出
値、抵抗Ｒ1 の両端の電圧を増幅器ＡＭＰ（１）により
増幅して得た電動機の駆動電流の検出値、抵抗Ｒ2 の両
端の電圧を増幅器ＡＭＰ（２）により増幅して得た回生
充電電流の検出値、分圧回路１６により検出されたスイ
ッチ回路６の正極性側直流入力端子と接地間の電圧の検
出値、ラッチ回路１７に保持された駆動電流の検出値、
温度センサ１８により検出されたスイッチ回路６の温度
の検出値、及び温度センサ１９により検出された電動機
１の巻線温度の検出値が入力されている。これらの信号
の内アナログ信号は、ＣＰＵに設けられているＡ／Ｄ端
子を通してデジタル信号に変換されてＣＰＵに読み込ま
れる。

【００１０】この例では、スイッチ駆動回路７と制御ユ
ニット８とにより駆動制御部が構成されている。制御ユ
ニット８は、ＣＰＵ１２により図示しないＲＯＭやＥＥ
ＰＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによ
り、電機子コイルＡu 〜Ａw に流す駆動電流の大きさの
調整と転流とを行わせるべくスイッチ回路６のスイッチ
素子Ｓu 〜Ｓw 及びＳx 〜Ｓz をオンオフ制御するスイ
ッチ制御手段を実現する外、異常状態の警告表示を含む
各種の表示を行う表示器１３を制御する表示制御手段
や、電動機が外部から駆動される状態になったときに電
動機からバッテリに流れる回生充電電流を制御する回生
電流制御手段等を実現する。

【００１１】ＣＰＵ１２により実現されるスイッチ制御
手段は、駆動指示信号と電流値指示信号とを発生して、
これらの信号をインターフェース回路７Ａを通してドラ
イブ回路７Ｂに与える。ここで駆動指示信号は、スイッ
チ回路６を構成するスイッチ素子のうち、導通させる必
要があるスイッチ素子を指示する信号であり、電流値指
示信号は電機子コイルに流す駆動電流の大きさを与える
信号である。

【００１２】ドライブ回路７Ｂは、駆動指示信号及び電
流値指示信号に応じて、スイッチ回路６の上辺のスイッ
チ素子Ｓu 〜Ｓw に所定の時間幅を有する駆動信号を与
え、下辺のスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz に所定のオンデュー
ティ比をもって変化するパルス幅変調された駆動信号を
与える。これにより、スイッチ回路のブリッジの上辺の
スイッチ素子Ｓu 〜Ｓw のうち、駆動信号が与えられた
スイッチ素子が該駆動信号が与えられている時間の間だ
け導通し、ブリッジの下辺のスイッチ素子Ｓu〜Ｓw の
うち、パルス幅変調された駆動信号が与えられたスイッ
チ素子が所定のデューティ比でオンオフして所定の相の
電機子コイルにパルス幅変調された駆動電流を流す。

【００１３】また図示の例では、駆動電流の検出値をラ
ッチするラッチ回路１７の出力または増幅器ＡＭＰ
（１）の出力がドライブ回路７Ｂに入力されている。ド
ライブ回路は、駆動電流の検出値を取り込んで電機子コ
イルＡu 〜Ａw に流れる駆動電流を所定の制限値以下に
保つ制御を行う。

【００１４】また表示制御手段は、トランジスタなどか
らなるスイッチ素子１４ａ〜１４ｄに駆動信号を与え
て、発光ダイオードやブザー等からなる表示器１３に警
告表示や各部の状態の表示（例えば温度表示）等の表示
動作を行わせる。

【００１５】図１３に示した駆動制御装置では、バッテ
リ３の出力電圧がキースイッチ４を通してＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２０に入力され、バッテリ３の出力電圧（この
例では５６Ｖ）がＤＣ−ＤＣコンバータ２０により１２
Ｖの直流電圧に変換される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０
から得られる直流電圧は主リレー５の励磁コイル５ａ
と、制御ユニット８の電源回路２１と、スイッチ駆動回
路７のインタフェース回路７Ａ及びドライブ回路７Ｂの
電源入力端子と、アクセルセンサ９を構成するポテンシ
ョメータの両端と、表示器１３の電源端子とに印加され
るとともに、ヘッドランプやウィンカー等の点灯負荷２
２に印加されている。制御ユニット８の電源回路２１
は、コンバータ２０から得られる１２Ｖの電圧を５Ｖの
直流定電圧に変換してＣＰＵの電源端子に給電する。

【００１６】図１３に示した駆動制御装置において、運
転者によりキースイッチ４が閉じられると、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ２０が１２Ｖの直流電圧を出力するため、主
リレー５の接点が閉じ、バッテリ３の出力電圧がスイッ
チ回路６の直流入力端子間に印加される。制御ユニット
８は、位置検出器２から与えられる位置検出信号と図示
しない手段により与えられる回転方向指令信号とから励
磁すべき相順を求めて、スイッチ駆動回路７の所定のス
イッチ素子に駆動信号を与えることを指示する駆動指示
信号をスイッチ駆動回路７に与える。

【００１７】制御ユニット８はまた、位置検出器２から
与えられる矩形波信号から（または別個に設けられたエ
ンコーダから）電動機の回転速度の情報を得て、この回
転速度情報をアクセルセンサ９から与えられる指示速度
情報と比較し、電動機の回転速度を指示速度に一致させ
るために必要な駆動電流の大きさ（平均値）を演算し
て、演算した駆動電流の大きさを与える電流値指示信号
をスイッチ駆動回路７に与える。

【００１８】ドライブ回路７Ｂは、制御ユニット８から
与えられる駆動指示信号及び電流値指示信号に応じて、
上辺のスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw の中から選択した１つの
スイッチ素子に所定の時間幅の駆動信号を与えて該スイ
ッチ素子を導通させるとともに、下辺のスイッチ素子Ｓ
x 〜Ｓz の中から選択した１つのスイッチ素子に、駆動
電流の大きさに相応したオンデューティ比で断続する
（ＰＷＭ変調された）駆動信号を与えて該スイッチ素子
をオンオフさせる。これによりスイッチ回路６の上辺の
スイッチ素子Ｓu 〜Ｓw 及び下辺のスイッチ素子Ｓx 〜
Ｓz をそれぞれ１つずつ所定の順序で導通させて電動機
に駆動電流を流し、電動機を指示速度で回転させる。

【００１９】車両を停止するためにアクセルグリップ等
の速度調節部材を戻すと、車両が減速する過程で電動機
が外部から駆動される状態になる。このとき電動機１は
同期発電機として働き、電機子コイルＡu 〜Ａw に３相
交流電圧を誘起する。この電圧はダイオードＤu 〜Ｄw
及びＤx 〜Ｄz により構成された全波整流回路と主リレ
ーの接点５ｂとを通してバッテリ３に回生充電電流とし
て供給される。これによりバッテリが充電されるととも
に、電動機の回転に制動がかかり、車両が減速させられ
る。坂道を下る際に電動機が外部から駆動される状態に
なった場合も同様である。

【００２０】制御ユニット８は、上記のように電動機１
側からバッテリ３に回生充電電流が流れる状態になった
ときに抵抗Ｒ2 の両端の電圧により検出される回生充電
電流値を入力として、該回生充電電流の大きさを監視
し、回生充電電流が設定値（バッテリの充電電流の上限
値）を超えたときにはスイッチ回路６の下辺のスイッチ
素子Ｓx 〜Ｓz に同時にトリガ信号を与えることを指示
する駆動信号をスイッチ駆動回路７に与える。これによ
り、スイッチ素子Ｓx 〜Ｓz を同時に導通させて電機子
コイルＡu 〜Ａw を短絡し、バッテリ３への充電電流の
供給を停止するとともに電動機にショートブレーキをか
けて電動機を減速する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動車両駆動制
御装置においては、キースイッチ４が閉じられたときに
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０が動作して制御ユニット８及
びスイッチ駆動回路７に電源が供給され、同時に主リレ
ー５の接点５ｂがオン状態になって電動機に電力が供給
される。またキースイッチ４が開かれたときにＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの入力が零となって主リレー５の接点５ｂ
が開き、バッテリが電動機から切り離されるとともに、
制御ユニット８及びスイッチ駆動回路７の電源が落とさ
れて制御ユニット及びスイッチ駆動回路の動作が停止す
る。

【００２２】このように、従来の駆動制御装置において
は、主リレー５の接点５ｂの状態（オンまたはオフ）が
キースイッチ４のオンオフによってのみ決まるため、惰
性で走行しているときや、長い下り坂を走行していると
き等に、電動機からバッテリに大きな回生充電電流が長
時間流れて電動機やスイッチ回路の温度が過度に上昇し
た場合やバッテリが過充電状態になった場合に、主リレ
ーの接点を開いて電動機やバッテリの保護を図ることが
できないという問題があった。

【００２３】本発明の目的は、電動機の過熱やバッテリ
の過充電等の異常状態が生じたときに主リレーの接点を
開いて電動機やバッテリ等の保護を図ることができるよ
うにした電動車両駆動制御装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリと、
運転者により操作されるキースイッチと、励磁されたと
きに閉じる接点を有する主リレーと、ブリッジ接続され
た複数のスイッチ素子と各スイッチ素子の両端に逆並列
接続されたダイオードとからなっていて直流入力端子間
に主リレーの接点を通してバッテリの出力電圧が印加さ
れるともに出力端子が車輪駆動用のブラシレス直流電動
機の電機子コイルに接続されたスイッチ回路と、電機子
コイルに流す駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせ
るべくスイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御する
スイッチ制御手段と電動機が外部から駆動される状態に
なったときに電動機からバッテリに流れる回生充電電流
を制御する回生電流制御手段と予め定めた監視対象部分
の異常状態の有無を検出する異常状態検出手段と異常状
態の警告表示を行う表示器を制御する表示制御手段とを
ＣＰＵにより実現する制御ユニットと、該制御ユニット
から与えられる信号を入力としてスイッチ回路のスイッ
チ素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路とを備えた
電動車両駆動制御装置に係わるものである。

【００２５】本発明においては、バッテリの電圧がキー
スイッチを通して入力されてキースイッチが閉じられた
ときに駆動制御部に電源電圧を与える直流電源回路が設
けられる。また制御ユニットは、主リレーの励磁電流を
オンオフする主リレー励磁用スイッチを備えていて、異
常状態検出手段により異常が検出されていないときに主
リレー励磁用スイッチ手段をオン状態にし、異常状態検
出手段により異常が検出されているときに主リレー励磁
用スイッチ手段をオフ状態にする主リレー励磁制御手段
を更に実現するように構成されている。

【００２６】上記監視対象部分は、異常が生じたときに
走行に重大な影響を与えたり、異常状態を放置すると故
障が生じるおそれがある部分である。監視対象部分とす
る部分は、例えば電動機１の電機子コイル、スイッチ回
路６のスイッチ素子、バッテリ３等である。また監視す
る異常状態は、電機子コイルの温度の異常上昇、スイッ
チ回路のスイッチ素子の温度の異常上昇、バッテリの温
度の異常上昇、バッテリの過充電状態等である。

【００２７】上記直流電源回路には、スイッチ回路の直
流入力端子間の電圧をも入力することが好ましい。

【００２８】本発明においてはまた、スイッチ回路の直
流入力端子間の電圧を入力とする直流電源回路によりス
イッチ駆動回路に電源電圧を与え、制御ユニット駆動用
に設けた電池により制御ユニットに電源電圧を与えるよ
うにしてもよい。この場合、主リレーの励磁コイルにキ
ースイッチを通してバッテリの電圧が印加されるように
しておく。また制御ユニットは、主リレー励磁制御手段
の外に、キースイッチが開いていることが検出されてい
る状態で電動機の回転速度が零の状態または設定値以下
の状態になったことが検出されたときに主リレー励磁制
御用スイッチをオフ状態にして主リレーを非励磁状態に
する主リレー消勢手段を実現するように構成しておく。

【００２９】更に本発明においては、バッテリの電圧が
キースイッチを通して入力端子に入力されるとともにス
イッチ回路の直流入力端子間の電圧が入力端子に入力さ
れてキースイッチが閉じられたとき及びスイッチ回路の
直流入力端子間に電圧が現れたときにスイッチ駆動回路
と制御ユニットとに電源電圧を与える直流電源回路と、
バッテリと該直流電源回路の入力端子との間に接続され
た接点を有して励磁されたときに該接点を閉じてバッテ
リの出力電圧を直流電源回路に入力する補助リレーとを
設けることもできる。

【００３０】この場合、制御ユニットには、主リレーの
励磁電流をオンオフする主リレー励磁用スイッチと、補
助リレーの励磁電流をオンオフする補助リレー励磁用ス
イッチとを設けて、キースイッチが閉じている状態にあ
って異常状態検出手段が異常を検出していないときに主
リレー励磁用スイッチをオン状態にし、異常状態検出手
段が異常を検出しているときに主リレー励磁用スイッチ
をオフ状態するキースイッチ閉路時主リレー励磁制御手
段と、キースイッチが開いていて異常状態検出手段が異
常を検出していない状態で電動機からバッテリに回生充
電電流を流す条件が成立しているときに主リレー励磁用
スイッチをオン状態にし、キースイッチが開いていて異
常状態検出手段が異常を検出しているときに主リレー励
磁用スイッチをオフ状態とするキースイッチ開路時主リ
レー励磁制御手段と、キースイッチが開いていて異常検
出手段が異常を検出していないときには補助リレー励磁
用スイッチをオフ状態にし、キースイッチが開いていて
異常検出手段が異常を検出しているときには前記補助リ
レー励磁用スイッチをオン状態にする補助リレー励磁制
御手段とを更に実現するように構成される。

【００３１】

【作用】上記のように構成すると、キースイッチが閉じ
られたときに直流電源回路が駆動制御部に電源電圧を与
えるため、該駆動制御部が動作を開始し、異常検出手段
が所定の監視対象部分の異常の有無を検出する。その結
果異常が検出されない場合には、主リレー励磁用スイッ
チ手段をオン状態にして主リレーを励磁し、バッテリか
ら電動機への通電を可能にする。また運転中に監視対象
部分に異常が生じたときには、主リレー励磁用スイッチ
制御手段が主リレー励磁用スイッチ手段をオフ状態にす
るため、電動機が停止させられる。これにより、異常状
態が生じたままの状態で運転が継続されて重大な故障が
生じるおそれをなくすことができる。電動機が停止した
後、キースイッチを開くと、直流電源回路が駆動制御部
への電源電圧の供給を停止するため、駆動制御部が動作
を停止する。

【００３２】車両の走行中にキースイッチが開かれる
と、電動機が外部から駆動される状態になり、電機子コ
イルに電圧が誘起する。この誘起電圧はスイッチ回路の
各スイッチ素子に逆並列接続されたダイオードからなる
全波整流回路により整流されて該スイッチ回路の両端
（直流入力端子間）に直流電圧として現れる。従って、
上記のようにスイッチ回路の直流入力端子間の電圧を直
流電源回路に入力しておくと、走行中に誤ってキースイ
ッチが開かれた場合にも駆動制御部を動作させることが
でき、異常状態の検出や警告表示動作等の制御動作を行
わせることができる。

【００３３】更に上記のように、スイッチ回路の直流入
力端子間の電圧を入力とする直流電源回路によりスイッ
チ駆動回路に電源電圧を与えるとともに、制御ユニット
駆動用に設けた電池により制御ユニットに電源電圧を与
えるように構成した場合には、キースイッチが開かれた
状態でも主リレーの接点をオン状態に保持することがで
きるため、走行中に誤ってキースイッチが開かれたとき
にも回生充電電流を流して電動機を減速することができ
る。また回生充電電流が流れることにより電動機が過熱
したり、スイッチ回路のスイッチ素子が過熱したりした
場合には、主リレーの接点を開いて回生充電電流を直ち
に遮断することができる。

【００３４】また補助リレーを設けてバッテリの電圧を
該補助リレーの接点を通して直流電源回路に入力すると
ともに、キースイッチ開路時主リレー励磁制御手段とキ
ースイッチ閉路時主リレー励磁制御手段と補助リレー励
磁制御手段とを制御ユニットにより実現するようにする
と、運転中に誤ってキースイッチが開かれたときに、主
リレーの接点を閉じて回生充電電流を流すことができる
ため安全性を高めることができる。またキースイッチが
開かれた状態で異常が生じたときには補助リレーの接点
を閉じて制御ユニットの電源を確保することができるた
め異常状態の警告表示等を行わせて運転者に適確な措置
を講じることを促すことができる。

【００３５】

【実施例】図１は本発明の実施例のハードウェアの構成
を示したもので、図１において、図３に示した従来の装
置の各部と同等の部分には同一の符号を付してある。

【００３６】図１において、１はブラシレス直流電動
機、３はバッテリ、４は運転者により操作されるキース
イッチ、５は励磁コイル５ａと励磁コイル５ａが励磁さ
れたときに閉じる接点５ｂとを有する主リレー、６は電
動機１の電機子コイルＡu 〜Ａw への駆動電流の供給と
該駆動電流の転流とを行わせるブリッジ形のスイッチ回
路、７はスイッチ回路６のスイッチ素子にトリガ信号を
与えるスイッチ駆動回路、８は制御ユニット、９は車両
の走行速度を調節するために運転者により操作される速
度調節部材（例えばアクセルグリップやアクセルペダ
ル）の位置を検出するアクセルセンサ、１０はスイッチ
回路６の直流入力端子間に接続されたサージ吸収素子で
ある。

【００３７】ブラシレス直流電動機は、一般に磁石界磁
を有するロータと、３６０／ｎ度（ｎは２以上の整数）
の位相差をもって設けられて星形結線されたｎ相の電機
子コイルを有するステータとにより構成される。図示の
電動機１は、２極の磁石界磁１a1，１a2を有するロータ
１Ａと、１２０度の位相差をもって配置された３相の電
機子コイルＡu 〜Ａw を有するステータ１Ｂとからなっ
ており、電機子コイルＡu 〜Ａw は星形結線されてい
る。

【００３８】ステータ１Ｂ側にはロータのステータに対
する相対位置を検出する位置検出器２が設けられてい
る。この位置検出器２は例えば、ステータの電機子コイ
ルＡu〜Ａw のそれぞれに対して設けられた３つのホー
ルＩＣＨu ，Ｈv ，Ｈw （図示せず。）を備えていて、
これらのホールＩＣによりロータの磁極の極性を検出し
て、電機子コイルＡu 〜Ａw のそれぞれに対するロータ
の相対位置を検出する。３つのホールＩＣは１２０度間
隔で配置されていて、各ホールＩＣは、検出しているロ
ータ１Ａの磁極が例えばＮ極であるときに高レベル（以
下Ｈレベルともいう。）の状態を保持し、Ｓ極であると
きに低レベル（以下Ｌレベルともいう。）の状態を保持
する矩形波信号ｅu 〜ｅw を発生する。矩形波信号ｅu
〜ｅw の回転角θに対する変化の一例を図４（Ａ）〜
（Ｃ）に示してある。

【００３９】電動機１の出力軸は車両の駆動車輪に直結
されるか、または減速機を介して連結される。一般に電
動機と駆動車輪との間にはクラッチが設けられないた
め、制動時や坂道を下る際等には電動機が外部から駆動
される状態になり、このとき電動機１は同期発電機とし
て作用して交流電圧を発生する。

【００４０】図示の例では、バッテリ３の出力電圧がキ
ースイッチ４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２０に印加
され、バッテリ３の出力電圧（この例では５６Ｖ）がＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ２０により１２Ｖの直流電圧に変換
される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０から得られる１２Ｖ
の直流電圧は主リレー５の励磁コイル５ａと、ヘッドラ
ンプやウィンカー等の点灯負荷２２とに印加されてい
る。

【００４１】一般にブリッジ形のスイッチ回路６は、駆
動信号が与えられている間だけ導通する単方向性スイッ
チ素子をブリッジ接続するとともに各スイッチ素子の両
端に帰還ダイオードを逆並列接続した回路からなってい
て、その直流入力端子間に主リレー５の接点５ｂを通し
てバッテリ３の出力電圧が印加される。

【００４２】なおここでスイッチ素子をブリッジ接続す
るとは、スイッチ素子を周知のダイオードブリッジ全波
整流回路と同様にブリッジ接続することを意味する。一
般にこの種の接続をしたブリッジ回路は、２個のスイッ
チ素子を極性を同じにして直列に接続したものからなる
スイッチ素子直列回路を複数個設けて、該複数個のスイ
ッチ素子直列回路を互いに並列に接続した回路構成を有
する。一般にｎ相のブラシレス直流電動機をブリッジ形
のスイッチ回路を用いて駆動する場合には、２ｎ個のス
イッチ素子をブリッジ接続して構成したスイッチ回路
（ｎ個のスイッチ素子直列回路を並列接続して構成した
スイッチ回路）が用いられる。

【００４３】このような回路構成を有するスイッチ回路
では、ｎ個のスイッチ素子直列回路の一端側の共通接続
点及び他端側の共通接続点（スイッチ回路の両端）を対
の直流入力端子（バッテリの電圧が印加される端子）と
し、ｎ個のスイッチ素子直列回路のそれぞれのスイッチ
素子どうしの接続点から引き出したｎ個の端子を出力端
子（ｎ相の電機子コイルに接続される端子）とする。

【００４４】本明細書においては、スイッチ素子をブリ
ッジ接続して構成したスイッチ回路の、正極性側の直流
入力端子と出力端子との間に位置するスイッチ素子をブ
リッジの上辺を構成するスイッチ素子またはブリッジの
上辺のスイッチ素子と呼び、負極性側の直流入力端子と
出力端子との間に位置するスイッチ素子をブリッジの下
辺を構成するスイッチ素子またはブリッジの下辺のスイ
ッチ素子と呼んでいる。

【００４５】上記のようにスイッチ素子を全波ブリッジ
接続して構成したスイッチ回路を直流電源とｎ相のブラ
シレス直流電動機の電機子コイルとの間に設けると、ブ
リッジの上辺を構成するｎ個のスイッチ素子及びブリッ
ジの下辺を構成するｎ個のスイッチ素子をそれぞれ所定
の順序で１つずつ導通させることにより、ｎ相の電機子
コイルに順次駆動電流を転流させて電動機を回転させる
ことができる。

【００４６】本実施例で用いているスイッチ回路６は、
スイッチ素子Ｓu とＳx とを直列に接続して構成したス
イッチ素子直列回路、Ｓv とＳy とを直列に接続して構
成したスイッチ素子直列回路及びＳw とＳz とを直列に
接続して構成したスイッチ素子直列回路を並列に接続
（３相全波ブリッジ接続）するとともに、スイッチ素子
Ｓu ，Ｓv ，Ｓw 及びＳx ，Ｓy ，Ｓz のそれぞれの両
端に帰還ダイオードＤu，Ｄv ，Ｄw 及びＤx ，Ｄy ，
Ｄz を逆並列接続して構成したものである。

【００４７】図示のスイッチ回路６においては、各スイ
ッチ素子として電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が用い
られ、スイッチ素子Ｓu 〜Ｓw を構成するＦＥＴのドレ
インの共通接続点が正極性側の直流入力端子６ａとな
り、スイッチ素子Ｓx 〜Ｓz を構成するＦＥＴのソース
の共通接続点が負極性側の直流入力端子６ｂとなってい
る。またスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw をそれぞれ構成するＦ
ＥＴのソースとスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz をそれぞれ構成
するＦＥＴのドレインとの接続点が３相の出力端子６ｕ
〜６ｗとなっている。

【００４８】上記のスイッチ回路６を電動機１側から見
た場合、ダイオードＤu 〜Ｄw 及びＤx 〜Ｄz により全
波ブリッジ整流回路が構成され、電動機１が外部から駆
動される状態になって電機子コイルＡu 〜Ａw に３相交
流電圧が誘起した際に、ダイオードＤu 〜Ｄw 及びＤx
〜Ｄz からなる全波ブリッジ整流回路と主リレー５の接
点５ｂとを通してバッテリ３に回生充電電流が流れる。

【００４９】この例では、スイッチ回路６の正極性側の
直流入力端子６ａと出力端子との間に位置するスイッチ
素子Ｓu 〜Ｓw がブリッジの上辺のスイッチ素子であ
り、負極性側の直流入力端子６ｂと出力端子との間に位
置するスイッチ素子Ｓx 〜Ｓzがブリッジの下辺のスイ
ッチ素子である。

【００５０】スイッチ回路６の正極性側の直流入力端子
６ａは主リレーの接点５ｂを介してバッテリ３の正極端
子に接続されている。またスイッチ回路６の負極性側の
直流入力端子６ｂは電流検出用抵抗Ｒ1 を通して接地さ
れ、バッテリ３の負極端子は充電電流検出用抵抗Ｒ2 を
通して接地されている。スイッチ回路６の３相の出力端
子６ｕ，６ｖ及び６ｗには、ブラシレス直流電動機１の
３相の電機子コイルＡu 〜Ａw の中性点と反対側の端子
がそれぞれ接続されている。

【００５１】本発明においては、バッテリ３を電源とし
てスイッチ駆動回路７及び制御ユニット８に電源電圧を
与える直流電源回路３０が設けられており、この直流電
源回路３０には、バッテリ３の出力電圧がキースイッチ
４とダイオードＤ01とを通して入力されている。直流電
源回路３０は、バッテリ３の出力電圧（５６Ｖ）を降圧
して一定の直流電圧（この例では１５Ｖ）を出力する。

【００５２】本実施例ではまた、スイッチ回路６の直流
入力端子６ａ，６ｂ間の電圧がダイオードＤo2を通して
直流電源回路３０に入力され、電動機が外部から駆動さ
れる状態になって電機子コイルＡu 〜Ａw に電圧が誘起
したときに、該誘起電圧がダイオードＤu 〜Ｄw 及びＤ
x 〜Ｄz からなる整流回路により整流されて直流電源回
路３０に与えられるようになっている。

【００５３】直流電源回路３０から得られる直流電圧
は、スイッチ駆動回路７の電源端子と、制御ユニット８
内の電源回路２１と、アクセルセンサ９の電源端子と、
表示器１３の電源端子とに与えられている。制御ユニッ
ト８の電源回路２１は、直流電源回路３０から与えられ
る１５Ｖの電圧を５Ｖの直流定電圧に変換してＣＰＵ１
２の電源端子に供給する。直流電源回路３０の出力端子
と電源回路２１の入力端子との間にはダイオード３５が
挿入されている。

【００５４】制御ユニット８は、ＣＰＵ１２を備えてい
て、図示しないＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶された
プログラムにより、電機子コイルＡu 〜Ａw に流す駆動
電流の大きさの調整と転流とを行わせるべくスイッチ回
路６のスイッチ素子をオンオフ制御するスイッチ制御手
段（駆動指示信号ｕ´〜ｗ´，ｘ´〜ｚ´及びＰＷＭ信
号を発生させる手段）、電動機が外部から駆動される状
態になったときに該電動機の電機子コイルに誘起する電
圧でバッテリに流れる回生充電電流を制御する回生電流
制御手段、発光ダイオードやブザー等からなる表示器１
３に警告表示や各部の状態の表示（例えば温度表示）等
の各種の表示動作を行わせる表示制御手段等を実現す
る。１４ａ〜１４ｃはＣＰＵ１２からトリガ信号が与え
られたときに導通して表示器１３の表示手段に通電する
スイッチを構成するトランジスタである。

【００５５】制御ユニット８のＣＰＵ１２には、位置検
出器２の出力、アクセルセンサ９の出力、バッテリ３の
出力電圧ＶB の検出値、温度センサ１５により検出され
たバッテリ３の温度の検出値、抵抗Ｒ1 の両端の電圧を
増幅器ＡＭＰ（１）により増幅して得た電動機の駆動電
流の検出値、抵抗Ｒ2 の両端の電圧を増幅器ＡＭＰ
（２）により増幅して得た回生充電電流の検出値、分圧
回路１６により検出されたスイッチ回路６の正極性側直
流入力端子と接地間の電圧の検出値、ラッチ回路１７に
保持された駆動電流の検出値、温度センサ１８により検
出されたスイッチ回路６の温度の検出値、温度センサ１
９により検出された電動機１の巻線温度の検出値、及び
キースイッチ４とＤＣ−ＤＣコンバータ２０との接続点
と接地間の電圧を抵抗Ｒ10及びＲ11の直列回路からなる
分圧回路により分圧して得たキースイッチ状態検出信号
Ｖk が入力されている。これらの信号の内アナログ信号
は、ＣＰＵに設けられているＡ／Ｄ端子を通してデジタ
ル信号に変換されてＣＰＵに読み込まれる。

【００５６】制御ユニット８のＣＰＵ１２は、７個の出
力ポートからそれぞれ駆動指示信号ｕ´〜ｗ´，ｘ´〜
ｚ´及びＰＷＭ信号を発生する。これらの信号はインタ
ーフェース回路７Ａを通してドライブ回路７Ｂに与えら
れる。駆動指示信号ｕ´〜ｗ´，ｘ´〜ｚ´は、スイッ
チ回路６を構成するスイッチ素子のうち、導通させる必
要があるスイッチ素子を指示する信号であり、ＰＷＭ信
号は電機子コイルに流す駆動電流の平均値に相応したデ
ューティ比で断続するパルス信号である。

【００５７】スイッチ駆動回路７は、スイッチ回路６を
構成するスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw 及びＳx 〜Ｓz にそれ
ぞれ駆動信号ｕ〜ｗ及びｘ〜ｚを供給する回路で、図示
のスイッチ駆動回路７は、インターフェース回路７Ａと
ドライブ回路７Ｂとにより構成されている。

【００５８】ドライブ回路７Ｂは、駆動指示信号ｕ´〜
ｗ´及びｘ´〜ｚ´とＰＷＭ信号とに応じて、スイッチ
回路６のブリッジの上辺のスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw に所
定のパルス幅を有する駆動信号を与え、ブリッジの下辺
のスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz に所定のオンデューティ比を
もって変化するパルス幅変調された駆動信号を与える。
これにより、上辺のスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw のうち、駆
動信号が与えられたスイッチ素子が、駆動信号のパルス
幅に相当する時間だけ導通し、下辺のスイッチ素子Ｓu
〜Ｓw のうち、パルス幅変調された駆動信号が与えられ
たスイッチ素子が所定のデューティ比でオンオフして所
定の相の電機子コイルにパルス幅変調された駆動電流を
流す。位置検出器２を構成するホールＩＣが図４（Ａ）
〜（Ｃ）のように矩形波信号（位置検出信号）ｅu 〜ｅ
w を発生した場合、スイッチ素子Ｓu 〜Ｓw 及びＳx 〜
Ｓz はそれぞれ図４（Ｄ）〜（Ｆ）及び（Ｇ）〜（Ｉ）
のようにオンオフ動作する。なお図４（Ｄ）〜（Ｆ）及
び（Ｇ）〜（Ｉ）の波形は駆動電流のオンデューティ比
が１００％の場合を示している。

【００５９】また図示の例では、駆動電流の検出値をラ
ッチするラッチ回路１７の出力または増幅器ＡＭＰ
（１）の出力がドライブ回路７Ｂに入力されている。ド
ライブ回路７Ｂは、駆動電流の検出値を取り込んで電機
子コイルＡu 〜Ａw に流れる駆動電流を所定の制限値以
下に保つ制御を行う。

【００６０】図５は、スイッチ駆動回路７の周辺部の更
に詳細な構成の一例を示したものである。ＣＰＵ１２は
出力ポートＰ00〜Ｐ06を備えていて、出力ポートＰ00〜
Ｐ05からそれぞれスイッチ素子Ｓu ，Ｓv ，Ｓw ，Ｓx
，Ｓy ，Ｓz に駆動信号を与えることを指示するとき
に高レベル（Ｈレベル）になる駆動指示信号ｕ´，ｖ
´，ｗ´，ｘ´，ｙ´，ｚ´を出力する。また出力ポー
トＰo6から、駆動電流の平均値に相応した大きさの所定
のデューティ比で断続するパルス波形のＰＷＭ信号を出
力する。

【００６１】ドライブ回路７Ｂは入力端子Ｈin及びＬin
を有する制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃを備えていて、
制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃの入力端子Ｈinにはそれ
ぞれＣＰＵ１２が発生する駆動指示信号ｕ´，ｖ´，ｗ
´がインターフェース７Ａを通して入力されている。各
制御増幅器は２組の出力端子ｔ11，ｔ12及びｔ21，ｔ22
を備えていて、入力端子Ｈinの電位がＨレベル及びＬレ
ベルになったときにそれぞれ出力端子ｔ11，ｔ12の電位
がＨレベル及びＬレベルになり、入力端子Ｌinの電位が
Ｈレベル及びＬレベルになったときにそれぞれ出力端子
ｔ21，ｔ22の電位がＨレベル及びＬレベルになるように
なっている。制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃの各出力端
子間にはツェナーダイオードＺＤ2 が接続され、該ツェ
ナーダイオードにより、各出力端子間に得られる信号の
レベルが制限されている。

【００６２】ＰＷＭ信号は負論理のインバータＩＮ1 に
入力され、このインバータＩＮ1 の出力は、負論理のイ
ンバータＩＮａ〜ＩＮｃを通して制御増幅器７０１ａ〜
７０１ｃの入力端子Ｌinに入力されている。インバータ
ＩＮ1 の出力端子には抵抗Ｒ3 を通して直流電源回路３
０の出力電圧が印加されている。

【００６３】制御増幅器７０１ａ，７０１ｂ，７０１ｃ
は、駆動指示信号ｕ´，ｖ´，ｗ´が高レベルになって
いる期間それぞれの出力端子ｔ11，ｔ12から駆動信号
ｕ，ｖ，ｗを出力する。また制御増幅器７０１ａ，７０
１ｂ及び７０１ｃは、駆動指示信号ｘ´，ｙ´，ｚ´が
高レベルの状態になっている期間、それぞれの出力端子
ｔ21，ｔ22からＰＷＭ信号によりパルス幅変調された駆
動信号ｘ，ｙ，ｚを出力する。制御増幅器７０１ａ〜７
０１ｃのそれぞれの出力端子ｔ11，ｔ12から得られる駆
動信号ｕ，ｖ，ｗはスイッチ素子Ｓu ，Ｓv ，Ｓw の制
御端子に与えられ、制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃのそ
れぞれの出力端子ｔ21，ｔ22から得られる駆動信号ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれスイッチ素子Ｓx ，Ｓy ，Ｓz の制御
端子に入力されている。

【００６４】ラッチ回路１７は、電機子コイルの短絡事
故などにより、過大な駆動電流が流れたときに、駆動電
流を直ちに遮断して電機子コイルの焼損を防止する制御
を行わせるために設けられている。図示のラッチ回路１
７は、比較器ＣＰ1 と、抵抗Ｒ4 及びＲ5 の直列回路か
らなる分圧回路と、比較器ＣＰ1 の出力端子に入力端子
が接続された負論理のインバータＩＮ2 と、カソードが
接地され、アノードが抵抗Ｒ6 を通して直流電源回路３
０の正極側の出力端子に接続されたサイリスタＴh1と、
サイリスタＴh1のゲートとインバータＩＮ2 の出力端子
との間に接続された抵抗Ｒ7 とからなっている。比較器
ＣＰ1 の反転入力端子には抵抗Ｒ1 の両端の電圧（駆動
電流検出信号）を増幅する増幅器ＡＭＰ（１）の出力が
入力され、比較器ＣＰ1 の非反転入力端子には、直流電
源回路の出力電圧を抵抗Ｒ4 及びＲ5 からなる分圧回路
により分圧して得た基準電圧Ｖr が入力されている。比
較器ＣＰ1 の出力端子は非反転入力端子に直結されてい
る。サイリスタＴh1の両端の電圧は負論理のインバータ
ＩＮ1 ´に入力され、該インバータＩＮ1 ´の出力は、
負論理のインバータＩＮa ´〜ＩＮc ´を通して制御増
幅器７０１ａ〜７０１ｃの入力端子Ｌinに入力されてい
る。インバータＩＮ1 ´の出力端子には抵抗Ｒ3 ´を通
して直流電源回路３０の出力電圧が印加されている。

【００６５】図５において、抵抗Ｒ1 の両端には、スイ
ッチ回路６を通して電動機の電機子コイルＡu 〜Ａw に
流れる駆動電流に比例した電圧が現れる。この電圧を駆
動電流検出信号とする。駆動電流検出信号は増幅器ＡＭ
Ｐ（１）により増幅されて比較器ＣＰ1 の反転入力端子
に与えられ、駆動電流が許容値以下の場合には、増幅器
ＡＭＰ（１）から比較器ＣＰ1 に与えられる駆動電流検
出信号が基準電圧Ｖrよりも低くなっている。この状態
では、比較器ＣＰ1 の出力端子の電位がＨレベルの状態
にあるため、インバータＩＮ2 の出力はＬレベルの状態
にある。このときサイリスタＴh1にはトリガ信号が与え
られないため、該サイリスタＴh1は遮断状態にあり、イ
ンバータＩＮ1 ´の入力信号はＨレベルの状態にある。
このときインバータＩＮ1 ´の出力はＬレベルの状態に
あり、インバータＩＮa ´〜ＩＮc ´の出力はＨレベル
の状態にある。この状態では、ラッチ回路１７の出力が
制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃの動作に影響を与えない
ため、制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃはＣＰＵから与え
られる駆動指示信号にしたがって所定の駆動信号を出力
する。

【００６６】駆動電流が許容値を超えると、増幅器ＡＭ
Ｐ（１）から比較器ＣＰ1 に与えられる駆動電流検出信
号が基準電圧Ｖr を超えるため、比較器ＣＰ1 の出力電
圧がＬレベルになり、該比較器ＣＰ1 の非反転入力端子
の電位もＬレベルになる。このときインバータＩＮ2 の
出力がＨレベルになるため、サイリスタＴh1にトリガ信
号が与えられ、該サイリスタＴh1が導通状態に保持され
る。そのためインバータＩＮ1 ´の入力がＬレベルにな
り、該インバータＩＮ1 ´の出力がＨレベルになる。こ
のときインバータＩＮa ´〜ＩＮc ´の出力がＬレベル
になるため、制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃの入力端子
Ｌinの入力信号がＬレベルに保持され、制御増幅器７０
１ａ〜７０１ｃの出力端子ｔ21，ｔ22から出力される駆
動信号ｘ〜ｚは全てＬレベルになる。したがってこの状
態では、スイッチ素子Ｓx 〜Ｓzがオフ状態に保持さ
れ、電動機１への駆動電流の供給は停止される。これに
より電機子コイルＡu 〜Ａw の焼損が防止される。

【００６７】本実施例では、主リレー５の励磁コイル５
ａへの通電を制御するために、制御ユニット７にＮＰＮ
トランジスタ３３が設けられている。このトランジスタ
３３は主リレー励磁用スイッチを構成するもので、該ト
ランジスタのコレクタが主リレーの励磁コイル５ａの一
端に接続され、励磁コイル５ａの他端がＤＣ−ＤＣコン
バータ２０のプラス側の出力端子に接続されている。ト
ランジスタ３３のベースはＣＰＵ１２の所定の出力ポー
トに接続されていて、該出力ポートから駆動信号Ｖonが
出力されたときにトランジスタ３３がオン状態になって
主リレー５の励磁コイル５ａに励磁電流を流すようにな
っている。

【００６８】本実施例では、抵抗Ｒ10及びＲ11からなる
分圧回路によりキースイッチ状態検出回路が構成されて
いる。また制御ユニット８により、電機子コイルに流す
駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべくスイッ
チ回路６のスイッチ素子をオンオフ制御するスイッチ制
御手段と、電動機が外部から駆動される状態になったと
きに流れる回生充電電流を制御する回生電流制御手段
と、予め定めた監視対象部分の異常状態の有無を検出す
る異常状態検出手段と、異常状態検出手段により異常が
検出されていないときにトランジスタ３３（主リレー励
磁用スイッチ手段）をオン状態にし、異常状態検出手段
により異常が検出されているときにトランジスタ３３を
オフ状態にする主リレー励磁制御手段と、異常状態の警
告表示を含む各種の表示を行う表示器１３を制御する表
示制御手段とが実現される。

【００６９】図１に示した駆動制御装置において、運転
者によりキースイッチ４が閉じられると、バッテリ３の
出力電圧（例えば５６［Ｖ］）がキースイッチ４とダイ
オードＤ01とを通して直流電源回路３０に入力される。
直流電源回路３０はバッテリ３の出力電圧を降圧して１
２［Ｖ］の直流電圧を出力し、この電圧がスイッチ駆動
回路７のインターフェース７Ａ及びドライブ回路７Ｂの
電源端子に印加される。直流電源回路３０の出力電圧は
また、制御ユニット８の電源回路２１に入力されるた
め、該電源回路２１からＣＰＵ１２に５［ｖ］の電源電
圧が与えられる。これによりＣＰＵ１２が起動する。Ｃ
ＰＵ１２は所定のプログラムを実行することにより、異
常状態検出手段を実現し、所定のセンサから検出される
情報に基づいて各監視対象部分の異常の有無を検出す
る。本実施例では、監視対象部分として、バッテリ３、
スイッチ回路５のスイッチ素子及び電動機１の電機子コ
イルＡu 〜Ａw を選び、温度センサ１５，１８及び１９
により検出される温度がそれぞれ異常判定基準値を超え
たときに、バッテリ３、スイッチ回路６のスイッチ素子
及び電動機の電機子コイルの温度がそれぞれ異常上昇し
ていると判断する。またバッテリ３の両端の電圧の検出
値からバッテリが過充電状態にあるか否かを判定する。

【００７０】監視対象部分の異常が検出されない場合に
は、ＣＰＵとプログラムの所定の過程とにより実現され
る主リレー励磁用スイッチ制御手段がＣＰＵ１２の出力
ポートから駆動信号Ｖonを出力させてトランジスタ３を
オン状態にする。これにより励磁コイル５ａに励磁電流
が供給されるため主リレー５が励磁され、接点５ｂが閉
じる。これにより、バッテリ３の出力電圧がスイッチ回
路６の直流入力端子６ａ，６ｂ間に印加される。

【００７１】制御ユニット８のＣＰＵ１２により実現さ
れるスイッチ制御手段は、位置検出器２から与えられる
位置検出信号と図示しない手段により与えられる回転方
向指令信号とから励磁すべき相順を求めて、スイッチ回
路６の所定のスイッチ素子に駆動信号を与えることを指
示する駆動指示信号ｕ´〜ｗ´及びｘ´〜ｚ´をスイッ
チ駆動回路７に与える。

【００７２】制御ユニット８はまた、位置検出器２から
与えられる信号から（または別個に設けられたエンコー
ダから）電動機の回転速度の情報を得て、この回転速度
情報をアクセルセンサ９から与えられる指示速度情報と
比較し、電動機の回転速度を指示速度に一致させるため
に必要な駆動電流の大きさ（平均値）を演算して、演算
した駆動電流の大きさに相応したデューティ比で変化す
るパルス波形のＰＷＭ信号をスイッチ駆動回路７に与え
る。

【００７３】ドライブ回路７Ｂは、制御ユニット８から
与えられる駆動指示信号及びＰＷＭ信号に応じて、スイ
ッチ回路６のブリッジの上辺のスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw
の中から選択した１つのスイッチ素子に所定の時間幅の
駆動信号を与えて該スイッチ素子を導通させるととも
に、下辺のスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz の中から選択した１
つのスイッチ素子に、駆動電流の大きさに相応したオン
デューティ比で断続する（ＰＷＭ変調された）駆動信号
を与えて該スイッチ素子をオンオフさせる。これにより
スイッチ回路６の上辺のスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw 及び下
辺のスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz をそれぞれ１つずつ所定の
順序で導通させて電動機に駆動電流を流し、電動機を指
示速度で回転させる。

【００７４】車両を停止するためにアクセルグリップ等
の速度調節部材を戻すと、車両が減速する過程で電動機
が外部から駆動される状態になる。このとき電動機１は
同期発電機として働き、電機子コイルＡu 〜Ａw に３相
交流電圧を誘起する。この電圧はダイオードＤu 〜Ｄw
及びＤx 〜Ｄz により構成された全波整流回路と主リレ
ーの接点５ｂとを通してバッテリ３に回生充電電流とし
て供給される。これによりバッテリが充電されるととも
に、電動機の回転に制動がかかり、車両が減速させられ
る。坂道を下る際に電動機が外部から駆動される状態に
なった場合も同様である。

【００７５】制御ユニット８は、上記のように電動機１
側からバッテリ３に回生充電電流が流れる状態になった
ときに抵抗Ｒ2 の両端の電圧により検出される回生充電
電流値を入力として、該回生充電電流の大きさを監視す
る。回生充電電流が設定値（バッテリの充電電流の上限
値）を超えたときにはスイッチ回路６の下辺のスイッチ
素子Ｓx 〜Ｓz に同時に駆動信号を与えることを指示す
る駆動指示信号をスイッチ駆動回路７に与え、これによ
り、スイッチ素子Ｓx 〜Ｓz を同時に導通させて電機子
コイルＡu 〜Ａw を短絡し、バッテリ３への充電電流の
供給を停止するとともに電動機にショートブレーキをか
けて電動機を減速する。

【００７６】スイッチ駆動回路７が図５に示したように
構成されている場合に、回生制動をかけた際の各部の信
号波形を図６に示した。即ち、回生制動をかける際に
は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ＣＰＵの出力ポ
ートＰ03〜Ｐ05から出力される駆動指示信号ｘ´〜ｚ´
を同時にＨレベルにし、この状態で出力ポートＰ06から
スイッチ駆動回路７に、図６（Ｄ）に示すように所定の
デューティ比で変化するパルス波形のＰＷＭ信号を与え
る。このＰＷＭ信号により、図６（Ｅ）ないし（Ｇ）に
示すように、制御増幅器７０１ａ〜７０１ｃから得られ
る駆動信号ｘ〜ｚが同時にパルス幅変調される。このと
き例えばＵ相の電機子コイルＡu に流れる駆動電流Ｉu
の波形は図６（Ｈ）に示すようになる。同図において斜
線を施した期間は電機子コイルＡu 〜Ａw が同時に短絡
されて該電機子コイルの誘起電圧がほぼ零になり、斜線
が施されていない期間電機子コイルＡu 〜Ａw からスイ
ッチ回路６のダイオードＤu 〜Ｄw 及びＤx 〜Ｄz によ
り構成された全波整流回路と主リレー５の接点５ｂとを
通してバッテリに回生充電電流が供給される。回生充電
電流Ｉc の波形は図６（Ｉ）に示すようになる。

【００７７】上記のように電動機が車輪により駆動され
る状態になったときに回生充電電流を流したり、電機子
コイルＡu 〜Ａw を短絡してショートブレーキをかけた
りするようにしておくと、電動機が車輪により駆動され
る状態になったときに電機子コイルに誘起する電圧が過
大になることがないため、スイッチ回路６を構成する素
子を過電圧から保護することができ、スイッチ素子とし
て低耐圧のものを用いることができる。

【００７８】制御ユニット８のＣＰＵにより実現される
表示制御手段は、バッテリ温度、バッテリ電圧、電動機
の回転状況、電動機の温度等を監視して、これらに異常
が生じたときにＬＥＤやブザー等の表示器１３を動作さ
せて警告表示を行わせる。

【００７９】上記の実施例のように、スイッチ回路６の
直流入力端子６ａ，６ｂ間の電圧を直流電源回路３０に
入力しておくと、電動機が外部から駆動される状態にな
ったときに電機子コイルＡu 〜Ａw に誘起する電圧でス
イッチ駆動回路７及び制御ユニット８に電源電圧を与え
ることができるため、下り坂を走行しているとき等に誤
ってキースイッチ４が開かれた場合にもスイッチ駆動回
路７及び制御ユニット８を動作させて警告表示等の制御
動作を行わせることができ、安全性を高めることができ
る。

【００８０】上記の実施例において、分圧回路１６は、
スイッチ回路６の両端６ａ，６ｂ間の電圧を検出して、
その検出値をＣＰＵ１２に与える。ＣＰＵは、この検出
値を入力として、スイッチ回路６の直流入力端子６ａ，
６ｂ間の電圧が許容値を超えているときにスイッチ回路
６をブリッジの下辺のスイッチ素子Ｓu 〜Ｓw のすべて
をオン状態にする過電圧時スイッチオン手段を実現す
る。

【００８１】上記の電動車両において、バッテリ３が外
された状態、またはバッテリの端子の締め付けが緩い状
態（端子の電気的接触抵抗が大きい状態）で回生制動を
かけると、スイッチ回路６のスイッチ素子に高い電圧が
印加され、スイッチ素子が破損するおそれがある。そこ
で、上記のように過電圧時スイッチオン手段を設けてお
くと、スイッチ回路６の直流入力端子間の電圧が過大に
なったときに、スイッチ回路のブリッジの下辺のスイッ
チ素子を通して電機子コイルを短絡してスイッチ素子に
過電圧が印加されるのを防ぐことができるため、スイッ
チ素子が過電圧により破損するのを防止することができ
る。またこの場合、分圧回路１６により過電圧が検出さ
れたときに、表示器１３を動作させて警告表示を行わせ
るようにしてもよい。

【００８２】図１の実施例においてＣＰＵ１２が実行す
るプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートの一
例を図７ないし図１０に示した。図７はメインルーチン
を示し、図８は図７のメインルーチンのタスクｋを示し
ている。また図９はタイマが一定の時間を計測する毎に
実行される割り込みルーチンを示し、図１０は、位置検
出器２を構成するホールＩＣが発生する矩形波信号の立
上りまたは立ち下がりが検出される毎に実行される割り
込みルーチンを示している。

【００８３】電源回路２１からＣＰＵ１２に電源電圧が
与えられると、図７のメインルーチンが開始される。メ
インルーチンが開始されると、先ず各部の初期設定を行
う。次いでアクセルセンサ９からアクセル開度θthを読
み込んだ後、割り込みを許可し、タスクスケジュール管
理のプログラムを実行する。このタスクスケジュール管
理のプログラムは、図示しないタイマが一定の時間を計
測する毎に実行される図９に示す割り込みルーチンでタ
スク起動要求が出されたときに起動して、所定の時間間
隔でタスク０，１，…，ｋを実行させる。図示の例で
は、先ず時間ｔ［msec］が経過したときにタスク０を実
行し、次いで時間２ｔ［msec］が経過したときにタスク
１を、また時間４ｔ［msec］が経過したときにタスク２
を実行する。以下所定の時間間隔でタスク３，…ｋを順
次実行し、タスクｋが終了したところで、次のタスク起
動要求が出されるのを待つ。

【００８４】タスク０では、先ずアクセル開度θthを読
み込み、駆動電流のデューティ比ＤＦと、制御進み角γ
とを演算した後、タスク０の終了処理を行って、次のタ
スク１を実行する時刻になるのを待つ。

【００８５】ブラシレス直流電動機においては、駆動電
流を流す相を切り換える位相角（電気角）を制御進み角
γと呼んでおり、この制御進み角γは一般には、ロータ
とステータとの間の位置関係により決まる理論的な切換
位相角よりも進み側に設定される。ブラシレス直流電動
機においては、制御進み角γにより発生トルク及び最高
回転数が変化し、トルクを大きくするように制御進み角
γを設定すると最高回転数が低くなり、制御進み角γを
進角させていくと最高回転数が高くなるが発生トルクは
小さくなっていく。

【００８６】タスク１では、先ずスイッチ回路６の両端
の電圧（直流入力端子６ａ，６ｂ間の電圧）Ｖswを読み
込み、該電圧Ｖswが正常な範囲にあるか否かを判定す
る。その結果、スイッチ回路６の直流入力端子６ａ，６
ｂ間の電圧Ｖswが正常な範囲にある場合には、タスク１
の終了処理を行う。スイッチ回路６の直流入力端子間の
電圧Ｖswが過大である場合には、該電圧が異常であるこ
とを示すフラグを立てるとともに、表示器１３に警告表
示を行わせてタスク１を終了する。

【００８７】タスク２においては、バッテリ３の両端の
電圧を読み込んで、該電圧が正常な範囲にあるか否かを
判定し、該電圧が正常である場合にはタスク２を終了す
る。バッテリ電圧が正常な範囲にない場合には、バッテ
リが異常であることを示すフラグを立てるとともに、バ
ッテリ電圧に異常があることを示す表示をしてタスク２
を終了する。

【００８８】図示してないが、更に電動機の温度を検出
する温度センサ１９の検出値から電動機の温度の異常の
有無を判定して異常な場合に電動機温度が異常であるこ
とを示すフラグを立てたり、スイッチ回路６のスイッチ
素子の温度を検出する温度センサ１８の検出値からスイ
ッチ素子の温度の異常の有無を判定して異常な場合にス
イッチ素子の温度が異常であることを示すフラグを立て
たり、あるいは電動機の回転数が制限値を超えていない
か否かを判定して、制限値を超えている場合に速度が過
大であることを示すフラグを立てたりする他のタスクを
順次実行する。タスクｋでは、図８に示したように、抵
抗Ｒ10及びＲ11からなる分圧回路から得られるキースイ
ッチ状態検出信号Ｖk を読み込んで、キースイッチがオ
ン状態にあるか否かを判定し、オン状態にある場合に
は、監視対象部分の異常の有無を判別する。その結果異
常がない場合にはトランジスタ３３（主リレー励磁用ス
イッチ手段）に駆動信号Ｖonを与える。これによりトラ
ンジスタ３３をオン状態にして主リレー５を励磁し、タ
スクｋを終了する。キースイッチがオン状態にあるとき
に監視対象の異常が検出された場合には、トランジスタ
３３をオフ状態にして主リレーを非励磁とし、トランジ
スタ１４ａ〜１４ｃの内の所定のトランジスタに駆動信
号を与えることにより、表示器１３に異常状態が生じて
いることの警告表示を行わせてタスクｋを終了する。キ
ースイッチがオン状態にない場合には、キースイッチが
開いていることを示すフラグを立てるとともに、トラン
ジスタ１４ａ〜１４ｃの内の所定のトランジスタに駆動
信号を与えることにより、表示器１３にキースイッチが
開いていることを示す警告表示を行わせてタスクｋを終
了する。

【００８９】ＣＰＵ１２はまた、位置検出器２を構成す
るホールＩＣＨu ，Ｈv 及びＨw の内、特定のホールＩ
Ｃ、例えばＨu が発生する矩形波信号の立上りまたは立
下りで図１０の割り込みルーチンを実行する。この割り
込みルーチンでは、先ず前回の矩形波信号の立上がり
（または立下り）が検出された時刻から今回の立上がり
または（立下り）が検出された時刻までの時間と、電動
機のロータの磁極間隔から決まる矩形波信号の発生間隔
（機械角）とから、電動機の回転数Ｎを検出して該回転
数をＲＡＭに記憶させる。次いで、３相の電機子コイル
Ａu 〜Ａw のそれぞれに対して設けられている３つのホ
ールＩＣＨu 〜Ｈw の出力がＨレベルであるかＬレベル
であるかを示す出力パターンをホールＩＣパターンとし
てＲＡＭに読み込む。Ｕ相ないしＷ相の電機子コイルに
対してそれぞれ設けられたホールＩＣＨu 〜Ｈw の出力
ｅu 〜ｅw のパターンは、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示した
ように、ロータの回転角度位置の変化に伴って、６０度
間隔で（１，０，１），（１，０，０），（１，１，
０），（０，１，０），（０，１，１），（０，０，
１），（１，０，１），…のように変化する。

【００９０】ＣＰＵは上記のホールＩＣパターンに基づ
いてブラシレス直流電動機の駆動処理を行う。即ち、Ｃ
ＰＵは上記のホールＩＣパターンから励磁すべき相を求
めて、励磁すべき相の電機子コイルに、図７のメインル
ーチンのタスク０で求められた制御進み角γでデューテ
ィ比ＤＦの駆動電流を流すべく、駆動指示信号ｕ´〜ｗ
´及びｘ´〜ｚ´を発生させ、これらの駆動指示信号を
スイッチ駆動回路７Ｂに与えて該スイッチ駆動回路から
駆動信号ｕ〜ｗ及びｘ〜ｚを発生させる。これにより、
図４（Ｄ）〜（Ｆ）及び（Ｇ）〜（Ｉ）に示すようにス
イッチ素子Ｓu〜Ｓw 及びＳx 〜Ｓw をオンオフ動作さ
せ、駆動電流を電機子コイルＡu 〜Ａwに転流させてロ
ータ１Ａを回転させる。

【００９１】図７のメインルーチンにおいて駆動電流の
転流のタイミングを決定する制御進み角γ及び駆動電流
の平均値を決定するデューティ比ＤＦを演算する過程
と、図９の割り込みルーチンとにより、電機子コイルに
流す駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべくス
イッチ回路６のスイッチ素子をオンオフ制御するスイッ
チ制御手段が実現される。また、図７のメインルーチン
において、各種のデータが正常であるか否かを判定して
異常である場合に表示動作を行わせる過程により、表示
器１３の表示動作を制御する表示制御手段が実現され
る。

【００９２】更に、図７のメインルーチンのタスクｋ
（図８）の異常状態の有無を判別する過程により、異常
状態検出手段が実現され、異常の有無の判断結果に応じ
て主リレーを非励磁状態または励磁状態にする過程によ
り、励磁異常状態検出手段により異常が検出されていな
いときに主リレー励磁用スイッチ手段をオン状態にし、
異常状態検出手段により異常が検出されているときに主
リレー励磁用スイッチ手段をオフ状態にする主リレー励
磁制御手段が実現される。

【００９３】図７のメインルーチンにおいて実行される
タスク０の他の構成の一例を図１１に示した。このタス
ク０においては、先ず各部の異常を示すフラグが立って
いるか否かを判定し、異常を示すフラグが立っていない
場合には、アクセルセンサからアクセル開度θthを読み
込む。図１１には図示してないが、アクセル開度θthを
読み込んだ後、そのアクセル開度θthで取り得る最高回
転数Ｎthをマップ演算する。次いで電動機の回転数Ｎ
が、そのときのスロットル開度で取り得る最高回転数Ｎ
thとの大小を判定する。その結果、回転数Ｎが最高回転
数Ｎthよりも低い場合には、定常運転時の駆動電流のデ
ューティ比ＤＦ及び制御進み角γをマップ演算し、演算
した駆動電流のデューティ比ＤＦ及び制御進み角γをレ
ジスタにセットする。また回転数Ｎが最高回転数Ｎthよ
りも高い場合には、回生制動をかけるモードに移行す
る。このモードでは、制動時に流す回生充電電流のデュ
ーティ比ＤＦをマップ演算し、演算したデューティ比
と、ブリッジの下辺のスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz を全てオ
ン状態にするための駆動指示信号ｘ´，ｙ´，ｚ´のパ
ターン（１，１，１）を駆動指示信号を記憶させておく
レジスタにセットする。

【００９４】図１１のルーチンにおいて、フラグを確認
した結果、異常を示すフラグが立っている場合には、ス
イッチ回路６の両端（直流入力端子）６ａ，６ｂ間の電
圧Ｖswがスイッチ素子の両端電圧を耐圧値以下に保つた
めに必要な許容値Ｖa と比較して、スイッチ回路の両端
電圧Ｖswが許容値よりも低い場合には、スイッチ回路の
ブリッジの下辺のスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz をすべてオフ
にするための駆動指示信号ｘ´，ｙ´，ｚ´のパターン
（０，０，０）をレジスタにセットする。

【００９５】またスイッチ回路の両端電圧Ｖswが許容値
Ｖa よりも高い場合には、ブリッジの下辺のスイッチ素
子Ｓx 〜Ｓz をすべてオン状態にするための駆動指示信
号ｘ´，ｙ´，ｚ´のパターン（１，１，１）をレジス
タにセットする。

【００９６】タスク０においてレジスタにスイッチ素子
Ｓx 〜Ｓz のオンパターンまたはオフパターンがセット
されている場合には、図９の割り込みルーチンにおい
て、電動機の駆動処理を行う過程で、レジスタにセット
されたパターンで駆動指示信号を発生させる。

【００９７】図１１のタクス０において、制動時のデュ
ーティ比ＤＦを演算する過程と、演算されたデューティ
比とスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz のオンパターンをレジスタ
にセットする過程とにより、電動機の回転数Ｎが平地走
行時に許容される最高回転数Ｎthを超えたときにブリッ
ジの下辺のスイッチ素子Ｓx 〜Ｓz をオンオフさせて電
動機の電機子コイルＡu 〜Ａw に誘起する電圧でバッテ
リに流れる回生充電電流を制御する回生電流制御手段が
実現される。

【００９８】上記のように、回生電流制御手段を設けて
おくと、下り坂などでキースイッチが開かれた場合に、
電動機の回転数が平地走行時にとり得る最高回転数を超
えたときに電機子コイルＡu 〜Ａw からバッテリに適正
な回生充電電流を流して車両の走行速度が過大になるの
を防ぐことができるため、安全性を高めることができ
る。

【００９９】また回生充電電流が長時間流れて電動機１
の電機子コイルやスイッチ回路６のスイッチ素子が過熱
したり、バッテリ３が過充電状態になったときには、ト
ランジスタ３３への駆動信号の供給が停止されるため、
主リレー５の接点が開いてバッテリがスイッチ回路６か
ら切り離される。これにより回生充電電流が遮断される
ため、電動機及びスイッチ回路の保護を図ることがで
き、バッテリの過充電を防ぐことができる。

【０１００】図１の実施例では、直流電源回路３０にス
イッチ回路６の直流入力端子間の電圧が入力されている
が、直流電源回路３０にはキースイッチ４を通してバッ
テリ３の出力電圧が入力されていればよく、スイッチ回
路６の直流入力端子６ａ，６ｂ間の電圧は必ずしも直流
電源回路３０に入力しなくてもよい。

【０１０１】図２は本発明の他の実施例を示したもの
で、この実施例では、キースイッチ４がトランジスタ３
３のコレクタエミッタ間に並列に接続されていて、バッ
テリ３の出力電圧がキースイッチ４を通して主リレーの
励磁コイル５ｂに印加されている。

【０１０２】またこの実施例では、制御ユニット８を駆
動するために、制御ユニット駆動用電池３４が設けられ
て、該電池の出力が制御ユニット８の電源回路２１に入
力されている。直流電源回路３０にはスイッチ回路６の
直流入力端子６ａ，６ｂ間の電圧が入力され、該直流電
源回路３０からスイッチ駆動回路７に電源電圧が与えら
れている。

【０１０３】制御ユニット８は、主リレーの励磁電流を
オンオフする主リレー励磁用スイッチ（トランジスタ３
３）を備えていて、前記の実施例と同様に、異常状態検
出手段により異常が検出されていないときにトランジス
タ３３をオン状態にし、異常状態検出手段により異常が
検出されているときにトランジスタ３３をオフ状態にす
るようになっている。

【０１０４】またこの実施例では、キースイッチ４が開
いていることが検出されている状態で電動機の回転速度
が零の状態または設定値以下の状態（回生制動を掛けな
くても停止し得る安全な速度まで速度が低下した状態）
になったことが検出されたときに、トランジスタ３３を
オフ状態にして主リレーを非励磁状態にする（トランジ
スタ３３への駆動信号の供給を停止する）主リレー消勢
手段が制御ユニット８により実現されるようになってい
る。その他の点は図１に示した実施例と同様である。

【０１０５】図２の実施例においては、キースイッチ４
が閉じられたときにバッテリ３からキースイッチ４を通
して主リレー５の励磁コイル５ａに励磁電流が流れ、接
点５ｂが閉じる。これにより直流電源回路３０にバッテ
リの出力電圧が入力され、該直流電源回路３０からスイ
ッチ駆動回路７に電源電圧が与えられる。また電池３４
から電源回路２１を通してＣＰＵに電源が与えられるた
め、制御ユニット８はキースイッチが開いているときに
も動作状態にある。

【０１０６】従って、図２の実施例では、キースイッチ
が開いている状態でも主リレー５の接点５ｂを閉じた状
態に保持することができ、下り坂を走行している際に誤
ってキースイッチが開かれたときに、主リレーの接点５
ｂを閉じた状態に保持して、回生充電電流を流すことが
できる。また長時間回生充電電流が流れたことにより電
機子コイルやスイッチ回路のスイッチ素子が過熱した
り、バッテリが過充電状態になったときにはトランジス
タ３３がオフ状態にされるため、回生充電電流が遮断さ
れて電動機やスイッチ回路等の保護を図ることができ
る。

【０１０７】運転を開始するためにキースイッチ４を閉
じた際、及び運転中に電動機やスイッチ回路の過熱等の
異常状態が生じているときには、トランジスタ３３がオ
フ状態にされるとともに、その異常がランプやブザー等
の表示器により表示されるため、キースイッチを開くこ
とにより主リレーの接点を開いて、電動機やスイッチ回
路の保護を図ることができる。

【０１０８】図２の実施例においては、電池３４として
充電が可能なものを用いて、図に破線で示したように、
直流電源回路３０の出力をダイオード３５または適宜の
充電制御回路（図示せず。）を介して電池３４に印加す
ることにより、走行中に電池３４を充電し得るようにし
ておくのが好ましい。

【０１０９】次に図３は本発明の他の実施例のハードウ
ェアの構成を示したもので、この例では、励磁コイル３
１ａとスイッチ手段としての常開接点３１ｂとを有する
補助リレー３１が設けられている。励磁コイル３１ａの
一端はバッテリ３の正極端子に接続され、他端はエミッ
タが接地されたＮＰＮトランジスタ３２のコレクタに接
続されている。接点３１ｂの一端はバッテリ３の正極端
子に接続され、他端はダイオードＤo1を通して直流電源
回路３０の入力端子３０ａに接続されている。トランジ
スタ３２は、補助リレー３１の励磁電流を制御するため
の補助リレー励磁用スイッチ手段を構成するもので、所
定の条件が成立したときにＣＰＵ１２の出力ポートから
そのベースに駆動信号が与えられて、オン状態になるよ
うになっている。またこの例では、バッテリ３の両端の
電圧がキースイッチ４とダイオードＤ4 とを通してＤＣ
−ＤＣコンバータ２０に入力されるとともに、キースイ
ッチ４とダイオードＤo3とを介して直流電源回路３０に
入力されている。即ち、キースイッチ４が閉じられたと
きには、主リレー５の接点５ｂの状態の如何に係わりな
く、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０と直流電源回路３０とに
バッテリの電圧が印加されるようになっている。

【０１１０】図３に示す実施例では、ＣＰＵ１２により
補助リレー３１を制御することによって、走行中にキー
スイッチが開かれた場合に、補助リレー３１の接点を通
して直流電源回路３０にバッテリの電圧を印加するよう
にしている。そのため、この実施例では、ＣＰＵ１２に
より、主リレー５及び補助リレー３１を制御するための
手段が実現される。

【０１１１】図１２は、図３の実施例において、主リレ
ー５及び補助リレー３１を制御するために実行される図
７のメインルーチンのタスクｋの構成例を示したもの
で、このタスクｋにおいては、先ず抵抗Ｒ10及びＲ11か
らなる分圧回路からキースイッチ状態検出信号Ｖk を読
み込み、キースイッチ４がオン状態にあるか否かを判定
する。その結果キースイッチがオン状態にある場合には
続いて監視対象部分の異常があるか否かを判定して、異
常がない場合には主リレー５を励磁した後（トランジス
タ３３に駆動信号を与えた後）タスクｋを終了し、異常
がある場合には主リレーを非励磁とするとともに、その
異常状態の表示を行わせてタスクｋを終了する。

【０１１２】キースイッチ状態検出信号Ｖk からキース
イッチが開いていることが検出されたときには、監視対
象部分の異常の有無を判定し、異常がない場合には、補
助リレーを非励磁とした後スイッチ回路６の直流入力端
子間の電圧Ｖswを設定電圧Ｖ1 と比較し、電圧Ｖswが設
定電圧Ｖ1 よりも高い場合（電動機の回転速度が相当に
高く、回生充電電流を流すための条件が成立している場
合）には主リレー５を励磁してタスクｋを終了する。こ
れにより電動機側からスイッチ回路６と主リレー５の接
点５ｂとを通してバッテリ３に回生充電電流が流れるの
を許容し、下り坂を走行中にキースイッチが開かれた場
合のように電動機が外部から駆動された状態になってそ
の回転速度が上昇するおそれがある場合に回生制動をか
けて車速の上昇を抑制する。

【０１１３】キースイッチ４が開かれていると判断され
た状態で監視対象部分の異常が検出されたときには、補
助リレー３１を励磁して（トランジスタ３２に駆動信号
を与えて）バッテリ３の電圧を接点３１ｂとダイオード
Ｄ03とを通して直流電源回路３０に与えることにより制
御ユニット８の電源を確保した後、主リレー５を非励磁
とし、更に異常状態の表示を行わせた後タスクｋを終了
する。

【０１１４】このように構成すると、運転中にキースイ
ッチが開かれたときに、監視対象部分の異常がない場合
には主リレーを励磁して接点５ｂを閉じることにより回
生充電電流を流して制動を掛けることができ、また監視
対象部分の異常が検出されている場合には主リレーを非
励磁としてバッテリをスイッチ回路から切り離すことに
より電動機及びスイッチ回路の保護を図るとともにバッ
テリの過充電を防ぐことができる。またキースイッチが
開かれたときに異常が検出されている場合には、補助リ
レーを励磁して接点３１ｂを閉じることにより制御ユニ
ット８の電源を確保して、ブザーの発音などによりその
異常状態の警告表示を行わせることができ、運転者に必
要な措置を講じることを促すことができる。

【０１１５】図１２の例では、スイッチ回路２の直流入
力端子間の電圧を設定電圧と比較することにより、回生
充電電流を流すための条件が成立しているか否かの判定
を行っているが、この判定は電動機の回転速度を設定値
と比較することにより行ってもよい。

【０１１６】図１２に示した例では、キースイッチが閉
じていることが検出されたときに異常の有無を判定して
その判定結果に応じて主リレーを励磁または非励磁とす
る過程により、キースイッチ開路時主リレー励磁制御手
段が実現される。またキースイッチが開かれたことが検
出されたときに異常の有無を判定して、異常がないとき
に電圧ＶswとＶ1 とを比較して、Ｖsw＞Ｖ1 の時に主リ
レーを励磁する過程によりキースイッチ開路時主リレー
励磁制御手段が実現される。更にキースイッチが開いて
いることが検出されたときに異常の有無を判定してその
判定結果に応じて補助リレーを励磁または非励磁とする
過程により補助リレー励磁制御手段が実現される。

【０１１７】以上本発明の好ましい実施例について説明
したが、本明細書に開示した発明の内の主なものを以下
に挙げておく。

【０１１８】（１）バッテリと、運転者により操作され
るキースイッチと、励磁されたときに閉じる接点を有す
る主リレーと、ブリッジ接続された複数のスイッチ素子
と各スイッチ素子の両端に逆並列接続されたダイオード
とからなっていて直流入力端子間に前記主リレーの接点
を通して前記バッテリの出力電圧が印加されるともに出
力端子が車輪駆動用のブラシレス直流電動機の電機子コ
イルに接続されたスイッチ回路と、前記電機子コイルに
流す駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべく前
記スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するスイ
ッチ制御手段と、電動機が外部から駆動される状態にな
ったときに電動機からバッテリに流れる回生充電電流を
制御する回生電流制御手段と、電動機の電機子コイルの
温度とスイッチ回路のスイッチ素子の温度とバッテリの
温度とバッテリの充電状態とを監視してそれぞれの異常
の有無を検出する異常状態検出手段と、異常状態の警告
表示を行う表示器を制御する表示制御手段とをＣＰＵに
より実現する制御ユニットと、前記制御ユニットから与
えられる信号を入力として前記スイッチ回路のスイッチ
素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路とを備えた電
動車両駆動制御装置において、前記バッテリの電圧が前
記キースイッチを通して入力されてキースイッチが閉じ
られたときに前記制御ユニットとスイッチ駆動回路とに
電源電圧を与える直流電源回路を具備し、前記制御ユニ
ットは、前記主リレーの励磁電流をオンオフする主リレ
ー励磁用スイッチを備えていて、前記異常状態検出手段
により異常が検出されていないときに前記主リレー励磁
用スイッチをオン状態にし、前記異常状態検出手段によ
り異常が検出されているときに前記主リレー励磁用スイ
ッチをオフ状態にする主リレー励磁制御手段を更に実現
するように構成されていることを特徴とする電動車両駆
動制御装置。

【０１１９】（２）前記スイッチ回路の直流入力端子間
の電圧が前記直流電源回路に入力されていることを特徴
とする上記１項に記載の電動車両駆動制御装置。

【０１２０】（３）バッテリと、運転者により操作され
るキースイッチと、励磁されたときに閉じる接点を有す
る主リレーと、ブリッジ接続された複数のスイッチ素子
と各スイッチ素子の両端に逆並列接続されたダイオード
とからなっていて直流入力端子間に前記主リレーの接点
を通して前記バッテリの出力電圧が印加されるともに出
力端子が車輪駆動用のブラシレス直流電動機の電機子コ
イルに接続されたスイッチ回路と、前記電機子コイルに
流す駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべく前
記スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するスイ
ッチ制御手段と、電動機が外部から駆動される状態にな
ったときに電動機からバッテリに流れる回生充電電流を
制御する回生電流制御手段と、電動機の電機子コイルの
温度とスイッチ回路のスイッチ素子の温度とバッテリの
温度とバッテリの充電状態とを監視してそれぞれの異常
の有無を検出する異常状態検出手段と、異常状態の警告
表示を行う表示器を制御する表示制御手段とをＣＰＵに
より実現する制御ユニットと、前記制御ユニットから与
えられる信号を入力として前記スイッチ回路のスイッチ
素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路とを備えた電
動車両駆動制御装置において、前記スイッチ回路の直流
入力端子間の電圧を入力として前記スイッチ駆動回路に
電源電圧を与える直流電源回路と、前記制御ユニットに
電源電圧を与える制御ユニット駆動用電池とを具備し、
前記主リレーの励磁コイルには、前記キースイッチを通
して前記バッテリの電圧が印加され、前記制御ユニット
は、前記主リレーの励磁電流をオンオフする主リレー励
磁用スイッチを備えていて、前記異常状態検出手段によ
り異常が検出されていないときに前記主リレー励磁用ス
イッチをオン状態にし、前記異常状態検出手段により異
常が検出されているときに前記主リレー励磁用スイッチ
をオフ状態にする主リレー励磁制御手段と、キースイッ
チが開いていることが検出されている状態で電動機の回
転速度が零の状態または設定値以下の状態になったこと
が検出されたときに主リレー励磁制御用スイッチをオフ
状態にして主リレーを非励磁状態にする主リレー消勢手
段とを更に実現するように構成されていることを特徴と
する電動車両駆動制御装置。

【０１２１】（４）バッテリと、運転者により操作され
るキースイッチと、励磁されたときに閉じる接点を有す
る主リレーと、ブリッジ接続された複数のスイッチ素子
と各スイッチ素子の両端に逆並列接続されたダイオード
とからなっていて直流入力端子間に前記主リレーの接点
を通して前記バッテリの出力電圧が印加されるともに出
力端子が車輪駆動用のブラシレス直流電動機の電機子コ
イルに接続されたスイッチ回路と、前記電機子コイルに
流す駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべく前
記スイッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するスイ
ッチ制御手段と、電動機が外部から駆動される状態にな
ったときに電動機からバッテリに流れる回生充電電流を
制御する回生電流制御手段と、電動機の電機子コイルの
温度とスイッチ回路のスイッチ素子の温度とバッテリの
温度とバッテリの充電状態とを監視してそれぞれの異常
の有無を検出する異常状態検出手段と、異常状態の警告
表示を行う表示器を制御する表示制御手段とをＣＰＵに
より実現する制御ユニットと、前記制御ユニットから与
えられる信号を入力として前記スイッチ回路のスイッチ
素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路とを備えた電
動車両駆動制御装置において、前記バッテリの電圧が前
記キースイッチを通して入力端子に入力されるとともに
前記スイッチ回路の直流入力端子間の電圧が入力端子に
入力されて、キースイッチが閉じられたとき及び前記ス
イッチ回路の直流入力端子間に電圧が現れたときに前記
スイッチ駆動回路と制御ユニットとに電源電圧を与える
直流電源回路と、前記バッテリと直流電源回路の入力端
子との間に接続された接点を有して励磁されたときに該
接点を閉じて前記バッテリの出力電圧を前記直流電源回
路に入力する補助リレーとを具備し、前記制御ユニット
は、前記主リレーの励磁電流をオンオフする主リレー励
磁用スイッチと、前記補助リレーの励磁電流をオンオフ
する補助リレー励磁用スイッチとを備えていて、前記キ
ースイッチが閉じている状態にあって前記異常状態検出
手段が異常を検出していないときに前記主リレー励磁用
スイッチをオン状態にし、前記異常状態検出手段が異常
を検出しているときに前記主リレー励磁用スイッチをオ
フ状態するキースイッチ閉路時主リレー励磁制御手段
と、前記キースイッチが開いていて前記異常状態検出手
段が異常を検出していない状態で前記電動機からバッテ
リに回生充電電流を流す条件が成立しているときに前記
主リレー励磁用スイッチをオン状態にし、前記キースイ
ッチが開いていて前記異常状態検出手段が異常を検出し
ているときには前記主リレー励磁用スイッチをオフ状態
とするキースイッチ開路時主リレー励磁制御手段と、前
記キースイッチが開いていて前記異常検出手段が異常を
検出していないときには前記補助リレー励磁用スイッチ
をオフ状態にし、前記キースイッチが開いていて前記異
常検出手段が異常を検出しているときには前記補助リレ
ー励磁用スイッチをオン状態にする補助リレー励磁制御
手段とを更に実現するように構成されていることを特徴
とする電動車両駆動制御装置。

【０１２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、バッテ
リの電圧がキースイッチを通して入力されてキースイッ
チが閉じられたときに制御ユニットとスイッチ駆動回路
とに電源電圧を与える直流電源回路を設けるとともに、
主リレーの励磁電流をオンオフする主リレー励磁用スイ
ッチを設けて、異常の有無に応じて主リレーの励磁を制
御するようにしたので、キースイッチが閉じられたとき
に異常の有無を確認した後に主リレーを励磁することが
できる。従って、異常が生じたままの状態で運転が行わ
れるのを防ぐことができ、安全性を高めることができ
る。

【０１２３】また運転中は監視対象部分の異常状態の有
無を確認しながら主リレーのオンオフを制御できるた
め、監視対象部分の保護を適確に図ることができる。

【０１２４】本発明において、スイッチ回路の直流入力
端子間の電圧を上記直流電源回路に入力する構成をとっ
た場合には、運転中に誤ってキースイッチが開かれた場
合にも上記直流電源回路から制御ユニットに電源電圧を
与えて該制御ユニットを動作状態に保持することができ
るため、所定の警告表示動作等を行わせて安全性を確保
することができる。

【０１２５】更に本発明において、スイッチ回路の直流
入力端子間の電圧を入力としてスイッチ駆動回路に電源
電圧を与える直流電源回路と、制御ユニットに電源電圧
を与える制御ユニット駆動用電池とを設けた場合には、
運転中に誤ってキースイッチが開かれた際にも主リレー
を励磁して回生充電電流を流すことができるため、車速
が過度に上昇するのを防いで安全性を高めることができ
るだけでなく、キースイッチが開かれた状態でもバッテ
リの充電を行わせて車両の走行距離を延ばすことができ
る。

【０１２６】また本発明において、主リレーの外に補助
リレーを設けて、キースイッチのオンオフの状態及び異
常状態の有無に応じて主リレー及び補助リレーを制御す
る構成をとった場合には、キースイッチが開かれた状態
でも回生充電電流を流したり、異常状態の警告表示を行
わせたりすることができるため、安全性を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のハードウェアの構成を示した
構成図である。

【図２】本発明の他の実施例のハードウェアの構成を示
した構成図である。

【図３】本発明の更に他の実施例のハードウェアの構成
を示した構成図である。

【図４】ブラシレス直流電動機において位置検出器が出
力する位置検出信号の波形及びスイッチ回路のスイッチ
素子のオンオフ動作を示した波形図である。

【図５】図１の実施例の要部の構成を示した回路図であ
る。

【図６】図１の実施例において電動機に回生制動をかけ
る際の信号波形図である。

【図７】本発明の実施例において制御ユニットのＣＰＵ
により実行されるプログラムのメインルーチンのアルゴ
リズムを示したフローチャートである。

【図８】図７のメインルーチンで実行されるタスクｋの
アルゴリズムの一例を示したフローチャートである。

【図９】本発明の実施例においてタイマが一定の時間を
計測する毎に実行される割り込みルーチンのアルゴリズ
ムを示したフローチャートである。

【図１０】本発明の実施例において電動機に設けられて
いるホールＩＣが所定の信号を発生するごとに実行され
る割り込みルーチンを示したフローチャートである。

【図１１】図７のメインルーチンにおいて実行されるタ
スク０の他のアルゴリズムを示したフローチャートであ
る。

【図１２】図３の実施例において、図７のメインルーチ
ンで実行されるタスクｋのアルゴリズムの一例を示した
フローチャートである。

【図１３】従来の電動車両駆動制御装置のハードウェア
の構成を示した構成図である。

【符号の説明】

１ ブラシレス直流電動機 ２ 位置検出器 ３ バッテリ ４ キースイッチ ５ 主リレー ６ スイッチ回路 ７ スイッチ駆動回路 ８ 制御ユニット １２ ＣＰＵ １３ 表示器 ３０ 直流電源回路 ３１ 補助リレー ３２ トランジスタ（補助リレー励磁用スイッチ） ３３ トランジスタ（主リレー励磁用スイッチ） Ｓu 〜Ｓw ブリッジの上辺のスイッチ素子 Ｓx 〜Ｓz ブリッジの下辺のスイッチ素子 Ａu 〜Ａw 電機子コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリと、運転者により操作されるキ
   ースイッチと、励磁されたときに閉じる接点を有する主
   リレーと、ブリッジ接続された複数のスイッチ素子と各
   スイッチ素子の両端に逆並列接続されたダイオードとか
   らなっていて直流入力端子間に前記主リレーの接点を通
   して前記バッテリの出力電圧が印加されるともに出力端
   子が車輪駆動用のブラシレス直流電動機の電機子コイル
   に接続されたスイッチ回路と、前記電機子コイルに流す
   駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべく前記ス
   イッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するスイッチ
   制御手段と電動機が外部から駆動される状態になったと
   きに電動機からバッテリに流れる回生充電電流を制御す
   る回生電流制御手段と予め定めた監視対象部分の異常状
   態の有無を検出する異常状態検出手段と異常状態の警告
   表示を行う表示器を制御する表示制御手段とをＣＰＵに
   より実現する制御ユニットと、前記制御ユニットから与
   えられる信号を入力として前記スイッチ回路のスイッチ
   素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路とを備えた電
   動車両駆動制御装置において、 前記バッテリの電圧が前記キースイッチを通して入力さ
   れてキースイッチが閉じられたときに前記制御ユニット
   とスイッチ駆動回路とに電源電圧を与える直流電源回路
   を具備し、 前記制御ユニットは、前記主リレーの励磁電流をオンオ
   フする主リレー励磁用スイッチを備えていて、前記異常
   状態検出手段により異常が検出されていないときに前記
   主リレー励磁用スイッチをオン状態にし、前記異常状態
   検出手段により異常が検出されているときに前記主リレ
   ー励磁用スイッチをオフ状態にする主リレー励磁制御手
   段を更に実現するように構成されていることを特徴とす
   る電動車両駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記スイッチ回路の直流入力端子間の電
   圧が前記直流電源回路に入力されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の電動車両駆動制御装置。
3. 【請求項３】 バッテリと、運転者により操作されるキ
   ースイッチと、励磁されたときに閉じる接点を有する主
   リレーと、ブリッジ接続された複数のスイッチ素子と各
   スイッチ素子の両端に逆並列接続されたダイオードとか
   らなっていて直流入力端子間に前記主リレーの接点を通
   して前記バッテリの出力電圧が印加されるともに出力端
   子が車輪駆動用のブラシレス直流電動機の電機子コイル
   に接続されたスイッチ回路と、前記電機子コイルに流す
   駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべく前記ス
   イッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するスイッチ
   制御手段と電動機が外部から駆動される状態になったと
   きに電動機からバッテリに流れる回生充電電流を制御す
   る回生電流制御手段と予め定めた監視対象部分の異常状
   態の有無を検出する異常状態検出手段と異常状態の警告
   表示を行う表示器を制御する表示制御手段とをＣＰＵに
   より実現する制御ユニットと、前記制御ユニットから与
   えられる信号を入力として前記スイッチ回路のスイッチ
   素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路とを備えた電
   動車両駆動制御装置において、 前記スイッチ回路の直流入力端子間の電圧を入力として
   前記スイッチ駆動回路に電源電圧を与える直流電源回路
   と、前記制御ユニットに電源電圧を与える制御ユニット
   駆動用電池とを具備し、 前記主リレーの励磁コイルには、前記キースイッチを通
   して前記バッテリの電圧が印加され、 前記制御ユニットは、前記主リレーの励磁電流をオンオ
   フする主リレー励磁用スイッチを備えていて、前記異常
   状態検出手段により異常が検出されていないときに前記
   主リレー励磁用スイッチをオン状態にし、前記異常状態
   検出手段により異常が検出されているときに前記主リレ
   ー励磁用スイッチをオフ状態にする主リレー励磁制御手
   段と、キースイッチが開いていることが検出されている
   状態で電動機の回転速度が零の状態または設定値以下の
   状態になったことが検出されたときに主リレー励磁制御
   用スイッチをオフ状態にして主リレーを非励磁状態にす
   る主リレー消勢手段とを更に実現するように構成されて
   いることを特徴とする電動車両駆動制御装置。
4. 【請求項４】 バッテリと、運転者により操作されるキ
   ースイッチと、励磁されたときに閉じる接点を有する主
   リレーと、ブリッジ接続された複数のスイッチ素子と各
   スイッチ素子の両端に逆並列接続されたダイオードとか
   らなっていて直流入力端子間に前記主リレーの接点を通
   して前記バッテリの出力電圧が印加されるともに出力端
   子が車輪駆動用のブラシレス直流電動機の電機子コイル
   に接続されたスイッチ回路と、前記電機子コイルに流す
   駆動電流の大きさの調整と転流とを行わせるべく前記ス
   イッチ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するスイッチ
   制御手段と電動機が外部から駆動される状態になったと
   きに電動機からバッテリに流れる回生充電電流を制御す
   る回生電流制御手段と予め定めた監視対象部分の異常状
   態の有無を検出する異常状態検出手段と異常状態の警告
   表示を行う表示器を制御する表示制御手段とをＣＰＵに
   より実現する制御ユニットと、前記制御ユニットから与
   えられる信号を入力として前記スイッチ回路のスイッチ
   素子に駆動信号を与えるスイッチ駆動回路とを備えた電
   動車両駆動制御装置において、 前記バッテリの電圧が前記キースイッチを通して入力端
   子に入力されるとともに前記スイッチ回路の直流入力端
   子間の電圧が入力端子に入力されて、キースイッチが閉
   じられたとき及び前記スイッチ回路の直流入力端子間に
   電圧が現れたときに前記スイッチ駆動回路と制御ユニッ
   トとに電源電圧を与える直流電源回路と、 前記バッテリと直流電源回路の入力端子との間に接続さ
   れた接点を有して励磁されたときに該接点を閉じて前記
   バッテリの出力電圧を前記直流電源回路に入力する補助
   リレーとを具備し、 前記制御ユニットは、前記主リレーの励磁電流をオンオ
   フする主リレー励磁用スイッチと、前記補助リレーの励
   磁電流をオンオフする補助リレー励磁用スイッチとを備
   えていて、前記キースイッチが閉じている状態にあって
   前記異常状態検出手段が異常を検出していないときに前
   記主リレー励磁用スイッチをオン状態にし、前記異常状
   態検出手段が異常を検出しているときに前記主リレー励
   磁用スイッチをオフ状態するキースイッチ閉路時主リレ
   ー励磁制御手段と、前記キースイッチが開いていて前記
   異常状態検出手段が異常を検出していない状態で前記電
   動機からバッテリに回生充電電流を流す条件が成立して
   いるときに前記主リレー励磁用スイッチをオン状態に
   し、前記キースイッチが開いていて前記異常状態検出手
   段が異常を検出しているときには前記主リレー励磁用ス
   イッチをオフ状態とするキースイッチ開路時主リレー励
   磁制御手段と、前記キースイッチが開いていて前記異常
   検出手段が異常を検出していないときには前記補助リレ
   ー励磁用スイッチをオフ状態にし、前記キースイッチが
   開いていて前記異常検出手段が異常を検出しているとき
   には前記補助リレー励磁用スイッチをオン状態にする補
   助リレー励磁制御手段とを更に実現するように構成され
   ていることを特徴とする電動車両駆動制御装置。