JP3317096B2 - Regenerative braking control method for electric vehicle - Google Patents

Regenerative braking control method for electric vehicle

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機により駆動
される二輪車や四輪車等の電動車両の電気的制御の技術
分野に属するものであり、特に、電動機からバッテリに
所定の回生充電電流を流して車両に制動をかける際の回
生充電電流の制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the technical field of electric control of electric vehicles such as two-wheeled vehicles and four-wheeled vehicles driven by an electric motor, and more particularly, to a method of applying a predetermined regenerative charging current from an electric motor to a battery. The present invention relates to a method of controlling a regenerative charging current when braking a vehicle by flowing the current.

【0002】[0002]

【従来の技術】バッテリを電源とした電動機により駆動
される電動車両においては、平地を慣性により走行して
いるときや、下り坂を走行しているとき等に、電動機が
外部から駆動される状態になると電動機が発電機として
作用し、電機子コイルに電圧が誘起する。この電機子コ
イルの誘起電圧でバッテリに回生充電電流を流すことに
より、車両に制動をかける方法が知られている。
2. Description of the Related Art In an electric vehicle driven by a motor powered by a battery, a state in which the motor is driven from the outside when the vehicle is traveling on flat ground by inertia or traveling downhill. Then, the motor acts as a generator, and a voltage is induced in the armature coil. A method is known in which a vehicle is braked by causing a regenerative charging current to flow through a battery using the induced voltage of the armature coil.

【0003】バッテリにより駆動される電動機において
は、基本的には、電機子巻線の印加電圧と、電機子巻線
に与えられる駆動電流とにより回転速度が決る。直流電
動機においては、ブラシ付きの電動機の場合も、ブラシ
レス直流電動機の場合も、バッテリの電圧EB と電機子
電流I(平均値)と回転速度Nとの間に、等価的に下記
の式が成立する。
[0003] In a motor driven by a battery, the rotation speed is basically determined by the voltage applied to the armature winding and the driving current applied to the armature winding. In the case of a DC motor, both a brush motor and a brushless DC motor, the following equation is equivalently established between the battery voltage EB, the armature current I (average value), and the rotation speed N. I do.

【0004】 EB =√2・π(N/60)・p・kw ・ω・Φ+I・r …(1) ここで、pは電動機の極対数、ωは電機子巻線の巻数、
kw は巻線係数、rは電機子巻線の内部抵抗、Φは界磁
により与えられる磁束である。
EB = √2 · π (N / 60) · p · kw · ω · Φ + I · r (1) where p is the number of pole pairs of the motor, ω is the number of turns of the armature winding,
kw is a winding coefficient, r is an internal resistance of the armature winding, and Φ is a magnetic flux given by the field.

【0005】(1)式において、右辺の第1項は電機子
巻線の誘起電圧(平均値)を示し、第2項は電機子巻線
における電圧降下を示している。電動機の回転速度が上
昇していくと、第1項の誘起電圧が上昇していき、該誘
起電圧がバッテリ電圧に等しくなると電機子電流Iが零
になる。(1)式においてI=0とした場合の回転速度
は無負荷速度と呼ばれる。直流電動機の無負荷速度No
は、下記の式により与えられる。
In equation (1), the first term on the right-hand side indicates the induced voltage (average value) of the armature winding, and the second term indicates the voltage drop in the armature winding. As the rotational speed of the motor increases, the induced voltage of the first term increases, and when the induced voltage becomes equal to the battery voltage, the armature current I becomes zero. The rotation speed when I = 0 in the equation (1) is called a no-load speed. No-load speed of DC motor No
Is given by the following equation:

【0006】 No =(60EB )/(√2・π・p・kw ・ω・Φ) …(2) 電動機はその回転速度が無負荷速度No 以下の領域で電
動機として作用し、無負荷速度No を超える領域では発
電機として作用することになる。無負荷速度No は電源
電圧EB を変えることにより変化させることができる
外、ブラシ付き直流電動機では弱め界磁制御により変化
させることができ、ブラシレス直流電動機では制御進み
角制御を行なうことにより変化させることができる。
No = (60 EB) / (√2 · π · p · kw · ω · Φ) (2) The motor acts as a motor in a region where the rotation speed is equal to or lower than the no-load speed No, and the no-load speed No In a region exceeding the range, it will act as a generator. The no-load speed No can be changed by changing the power supply voltage EB, can be changed by a field weakening control in a brushed DC motor, and can be changed by performing a control lead angle control in a brushless DC motor. .

【0007】電動車両においてダイレクトドライブ方式
(電動機の出力軸を変速機を介することなく、駆動車輪
の車軸に直接伝達する方式)が採用されているものとす
ると、車輪の直径をDとした場合、電動機の無負荷速度
No に相応する車両の走行速度Vo は下記の式で与えら
れる。
Assuming that a direct drive system (a system in which an output shaft of an electric motor is directly transmitted to an axle of a driving wheel without passing through a transmission) is adopted in an electric vehicle, if the diameter of the wheel is D, The running speed Vo of the vehicle corresponding to the no-load speed No of the motor is given by the following equation.

【0008】 Vo =π・D・No …(3) 本明細書では(3)式で与えられる走行速度Vo を無負
荷走行速度と呼ぶことにする。
Vo = π · D · No (3) In this specification, the traveling speed Vo given by the equation (3) is referred to as a no-load traveling speed.

【0009】電機子コイルにバッテリ電圧EB が印加さ
れている電動機を外部から駆動して上記の無負荷速度N
o を超える回転速度で回転させると、電機子コイルに誘
起する電圧(平均値)がバッテリ電圧を超えるため、電
動機側からバッテリ側に回生充電電流が流れるようにな
る。
An electric motor in which the battery voltage EB is applied to the armature coil is driven from the outside and the above-mentioned no-load speed N
When the motor is rotated at a rotational speed exceeding o, the voltage (average value) induced in the armature coil exceeds the battery voltage, so that the regenerative charging current flows from the motor to the battery.

【0010】図7は、ブラシレス直流電動機を駆動源と
した電動二輪車において、電機子コイルにバッテリ電圧
が印加されている電動機を外部から駆動する状態にした
ときに電動機側からバッテリに流れる回生充電電流Ia
と走行速度Vとの関係、及び該充電電流Ia が流れるこ
とにより生じる制動トルクτa と走行速度Vとの関係を
示したものである。ダイレクトドライブ方式の電動車両
の場合、図7の横軸の走行速度Vは電動機の回転速度N
[rpm]に対応している。
FIG. 7 shows a regenerative charging current flowing from the motor side to the battery when the motor in which the battery voltage is applied to the armature coil is driven from the outside in an electric motorcycle using a brushless DC motor as a driving source. Ia
And the relationship between the traveling speed V and the braking torque τa caused by the flow of the charging current Ia. In the case of a direct drive type electric vehicle, the running speed V on the horizontal axis in FIG.
[Rpm].

【0011】周知のように、ブラシレス直流電動機が用
いられる場合には、多くの場合、複数相の電機子コイル
に駆動電流を転流させるために、スイッチ素子のブリッ
ジ回路と各スイッチ素子に逆並列接続されたダイオード
とからなるブリッジ形のスイッチ回路(インバータ回
路)が用いられ、回転子の位置を検出する位置センサの
出力に応じてスイッチ回路のスイッチ素子がオンオフ制
御されて、バッテリから該スイッチ回路を通して電機子
コイルに所定の相順で転流する駆動電流が供給される。
上記のスイッチ回路においては、各スイッチ素子に逆並
列接続されたダイオードによりダイオードブリッジ全波
整流回路が構成され、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に誘起する電圧がバッテリ電圧を
超えたときには、電動機側から上記ダイオードブリッジ
全波整流回路を通してバッテリに回生充電電流が流れ
る。
As is well known, when a brushless DC motor is used, in many cases, in order to divert a drive current to a multi-phase armature coil, an anti-parallel connection is provided between a bridge circuit of switch elements and each switch element. A bridge-type switch circuit (inverter circuit) including a connected diode is used, and a switch element of the switch circuit is on / off controlled according to an output of a position sensor for detecting a position of a rotor. A drive current that is commutated in a predetermined phase order is supplied to the armature coil through the motor.
In the above switch circuit, a diode bridge full-wave rectifier circuit is configured by diodes connected in anti-parallel to each switch element, and the voltage induced in the armature coil when the motor is driven from the outside changes the battery voltage. If it exceeds, a regenerative charging current flows from the motor through the diode bridge full-wave rectifier circuit to the battery.

【0012】図7において、横軸に示した速度Vo はバ
ッテリにより電動機を駆動した場合の無負荷走行速度で
あり、理屈の上では、図に破線で示したように、(3)
式により与えられる無負荷走行速度Vo を超える速度で
電動車両が走行した場合に始めて電動機側からバッテリ
に回生充電電流が流れることになるが、実際には、電機
子コイルの誘起電圧の波高値がバッテリ電圧を超えるよ
うになる走行速度Vo´(<Vo )から回生充電電流が
流れ始める。回生充電電流が流れると電動機が制動トル
クを生じるため、車両の速度が低下させられる。車両が
無負荷走行速度Vo を超える速度で走行する状態になる
のは、例えば車両が下り坂を走行する場合である。
In FIG. 7, the speed Vo shown on the horizontal axis is the no-load running speed when the motor is driven by the battery. In theory, as shown by the broken line in FIG.
When the electric vehicle runs at a speed exceeding the no-load running speed Vo given by the equation, the regenerative charging current flows from the motor side to the battery for the first time, but actually, the peak value of the induced voltage of the armature coil is A regenerative charging current starts to flow from a running speed Vo '(<Vo) at which the battery voltage is exceeded. When the regenerative charging current flows, the motor generates a braking torque, so that the speed of the vehicle is reduced. The state in which the vehicle runs at a speed exceeding the no-load running speed Vo is, for example, when the vehicle runs downhill.

【0013】ここで、電動車両の法定速度をVs (電動
二輪車の場合、Vs =30[km/h])とし、Vs ±
0.33Vs の範囲の速度領域を中速領域、Vs −0.
33Vs 以下の速度領域を低速領域、Vs +0.33V
s から2×Vs までの速度領域を高速領域、2×Vs を
超える速度領域を超高速領域とすると、図7に示した例
では、走行速度が高速領域に入らないと回生制動が有効
に働かないことになる。
Here, the legal speed of the electric vehicle is Vs (Vs = 30 [km / h] in the case of an electric motorcycle), and Vs ±
The speed range in the range of 0.33 Vs is the middle speed range, and Vs-0.
The speed range below 33Vs is the low speed range, Vs + 0.33V
Assuming that the speed region from s to 2 × Vs is the high-speed region and the speed region exceeding 2 × Vs is the ultra-high-speed region, in the example shown in FIG. 7, if the running speed does not enter the high-speed region, the regenerative braking works effectively. Will not be.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法により回生制動をかけた場合には、走行速度が無負
荷走行速度Vo を超えないと回生制動が有効に働かない
が、走行速度が無負荷走行速度Vo を超える状態になる
のは例えば下り坂を走行する際であり、それも法定速度
を大幅に超える高速領域まで加速された際である。その
ため、従来の電動車両では、平地を法定速度付近の中速
領域の速度で走行する定常走行時に回生制動による制動
効果を期待することができず、運転者により操作される
摩擦ブレーキのみに頼らざるを得ないという問題があっ
た。
As described above, when the regenerative braking is applied by the conventional method, the regenerative braking does not work effectively unless the traveling speed exceeds the no-load traveling speed Vo. For example, when the vehicle speed exceeds the no-load traveling speed Vo, the vehicle travels on a downhill, and also when the vehicle is accelerated to a high-speed region that greatly exceeds the legal speed. For this reason, in a conventional electric vehicle, the braking effect by regenerative braking cannot be expected at the time of steady traveling when traveling on a flat ground at a speed in the middle speed region near the legal speed, and it is necessary to rely only on the friction brake operated by the driver. There was a problem of not getting.

【0015】法定走行速度付近で回生制動により有効な
制動効果を得るために、電動機の無負荷速度No を低く
設定することが考えられるが、無負荷速度No を低く設
定すると法定速度付近(中速領域)での走行性能が著し
く低下するので実用的でない。また無負荷速度No を低
く設定した場合には、高速領域でバッテリに過大な回生
充電電流が流れるため、長い下り坂を走行したような場
合にバッテリが破損するおそれがある。
In order to obtain an effective braking effect by regenerative braking near the legal traveling speed, it is conceivable to set the no-load speed No of the electric motor to a low value. Region) is not practical because the traveling performance in the region (1) is significantly reduced. If the no-load speed No is set low, an excessive regenerative charging current flows through the battery in a high-speed region, and the battery may be damaged when traveling on a long downhill.

【0016】本発明の目的は、法定速度付近の中速領域
で走行を行っている場合でも回生制動による制動効果を
得ることができるようにして電動車両の安全性を向上さ
せることができるようにした電動車両の回生制動制御方
法を提供することにある。
An object of the present invention is to improve the safety of an electric vehicle by enabling a braking effect by regenerative braking to be obtained even when the vehicle is traveling in a medium speed region near a legal speed. It is an object of the present invention to provide a regenerative braking control method for an electric vehicle.

【0017】本発明の他の目的は、高速領域でバッテリ
に流れる回生充電電流を過大にすることなく、回生制動
による制動効果を得ることができるようにした電動車両
の回生制動制御方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a regenerative braking control method for an electric vehicle which can obtain a braking effect by regenerative braking without excessively increasing a regenerative charging current flowing to a battery in a high-speed region. It is in.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリから
駆動電流が与えられる電動機により車輪を直接駆動する
電動車両の制動時に、電動機の電機子コイルに誘起する
電圧でバッテリに回生充電電流を流すことにより車両の
走行速度を低下させる回生制動制御方法に係わるもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a regenerative charging current is supplied to a battery by a voltage induced in an armature coil of the motor during braking of an electric vehicle in which wheels are directly driven by a motor supplied with a driving current from the battery. The present invention relates to a regenerative braking control method for reducing the running speed of a vehicle.

【0019】本発明においては、オン状態になったとき
に電動機の電機子コイルを短絡するスイッチ手段を設け
て、該スイッチ手段がオン状態からオフ状態になったと
きに電機子コイルに電圧を誘起させるようにしておく。
そして、電動車両の制動時の走行速度が電動機の無負荷
速度に相応する速度よりも高い値に設定されたスイッチ
ング終了速度Vh 以上になっているときにはスイッチ手
段をオフ状態に保持し、制動時の走行速度が上記スイッ
チング終了速度未満のときにオンデューティ比を走行速
度の低下に伴って所定の変化率で増加させるように該オ
ンデューティ比を走行速度の変化に伴って変化させつつ
スイッチ手段をオンオフ制御する。また走行速度がスイ
ッチング終了速度未満のときに流れる回生充電電流をバ
ッテリの充電電流の許容範囲の上限値以下に制限するよ
うにオンデューティ比の変化率を設定する。
In the present invention, there is provided switch means for short-circuiting the armature coil of the motor when the switch is turned on, and a voltage is induced in the armature coil when the switch is turned off from the on state. Let it be done.
When the running speed of the electric vehicle at the time of braking is equal to or higher than the switching end speed Vh set to a value higher than the speed corresponding to the no-load speed of the electric motor, the switch means is kept in the off state, When the traveling speed is lower than the switching end speed, the switch means is turned on and off while changing the on-duty ratio with the traveling speed so that the on-duty ratio is increased at a predetermined rate as the traveling speed decreases. Control. Also, the rate of change of the on-duty ratio is set so that the regenerative charging current flowing when the traveling speed is lower than the switching end speed is limited to an upper limit value of the allowable range of the charging current of the battery.

【0020】なおここでオンデューティ比とは、スイッ
チ手段を周期Tでオンオフ制御する場合に、オン時間T
onとオフ時間Toff との和Ton+Toff (=T)に対す
るオン時間Tonの比[Ton/(Ton+Toff )]を意味
する。
Here, the on-duty ratio means the on-time T when the switch means is on-off controlled in a cycle T.
It means the ratio [Ton / (Ton + Toff)] of the on-time Ton to the sum Ton + Toff (= T) of on and off-time Toff.

【0021】上記のように、スイッチ手段をオンオフ制
御すると、スイッチ手段がオン状態からオフ状態になっ
た際にそれまで流れていた短絡電流を流し続けようとす
る極性の高い電圧が電機子コイルに誘起するため、電動
機の回転速度が無負荷速度No より低い状態でも、電機
子コイルからバッテリに回生充電電流を流すことができ
る。従って、電動機の無負荷速度に相応する速度Vo よ
り低い走行速度で平地を走行している状態でもバッテリ
に回生充電電流を流して制動効果を得ることができ、安
全性を高めることができる。
As described above, when the switch means is turned on and off, when the switch means is turned off from the on state, a high-polarity voltage for continuing to flow the short-circuit current which has been flowing until then is applied to the armature coil. Because of the induction, the regenerative charging current can flow from the armature coil to the battery even when the rotation speed of the motor is lower than the no-load speed No. Therefore, even when the vehicle is traveling on a flat ground at a traveling speed lower than the speed Vo corresponding to the no-load speed of the motor, a regenerative charging current can be supplied to the battery to obtain a braking effect, and safety can be enhanced.

【0022】上記のようにスイッチ手段をオンオフ制御
して、平地走行時にも大きな回生充電電流を流すように
すると、下り坂で走行速度が上昇した際にバッテリに流
れる回生充電電流が、バッテリの充電電流の許容範囲を
超えて、バッテリを破損するおそれがある。特に電動二
輪車の場合には搭載されるバッテリは容量が小さいた
め、高速走行時の回生充電電流を制限する配慮が必要に
なる。そのため、走行速度がスイッチング終了速度未満
のときに流れる回生充電電流をバッテリの充電電流の許
容範囲の上限値以下に制限するようにオンデューティ比
の変化率を設定する必要がある。
If the switch means is controlled to be turned on and off as described above to allow a large regenerative charge current to flow even when traveling on level ground, the regenerative charge current flowing to the battery when the traveling speed increases on a downhill will cause the battery charge to decrease. The battery may be damaged beyond the allowable current range. In particular, in the case of an electric motorcycle, since the mounted battery has a small capacity, consideration must be given to limiting the regenerative charging current during high-speed running. Therefore, it is necessary to set the rate of change of the on-duty ratio so that the regenerative charging current flowing when the running speed is lower than the switching end speed is limited to the upper limit value of the allowable range of the charging current of the battery.

【0023】本発明においてはまた、電動車両の制動時
の走行速度が電動機の無負荷速度に相応する速度付近に
設定された変化率切替え速度Vd よりも低いときにオン
デューティ比を走行速度の低下に伴って第1の変化率で
増加させるように該オンデューティ比を走行速度の変化
に伴って変化させつつ前記スイッチ手段をオンオフ制御
し、制動時の走行速度が上記変化率切替え速度Vd と該
切替え速度よりも高い値に設定されたスイッチング終了
速度Vh との間にあるときにはオンデューティ比を走行
速度の低下に伴って第1の変化率よりも大きい第2の変
化率で増加させるように該オンデューティ比を走行速度
の変化に伴って変化させつつスイッチ手段をオンオフ制
御し、制動時の走行速度がスイッチング終了速度Vh 以
上になっているときにはスイッチ手段をオフ状態に保持
するようにしてもよい。上記オンデューティ比の第2の
変化率は、回生充電電流をバッテリの充電電流の許容範
囲の上限値以下に制限するように設定する。
In the present invention, when the running speed of the electric vehicle during braking is lower than the change rate switching speed Vd set near a speed corresponding to the no-load speed of the electric motor, the on-duty ratio is reduced to decrease the running speed. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed so that the on-duty ratio is increased in accordance with the change in the traveling speed. When the switching speed is between the switching end speed Vh and the switching end speed Vh, the on-duty ratio is increased at a second change rate larger than the first change rate with a decrease in the traveling speed. When the ON / OFF control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed, and the traveling speed at the time of braking is higher than the switching end speed Vh. It may be held the switch means in the off state. The second rate of change of the on-duty ratio is set so as to limit the regenerative charging current to an upper limit value of the allowable range of the charging current of the battery.

【0024】上記のように構成すると、電動車両が電動
機の無負荷速度に相応する速度を超える速度で走行させ
られたときに、バッテリに過大な回生充電電流を流すこ
となく、回生制動をかけて大きな制動効果を得ることが
できる。
With the above configuration, when the electric vehicle is driven at a speed exceeding the speed corresponding to the no-load speed of the electric motor, regenerative braking is applied without flowing an excessive regenerative charging current to the battery. A great braking effect can be obtained.

【0025】また上記のように構成すると、電動車両の
走行速度が無負荷走行速度付近に設定された変化率切替
え速度を超える領域(高速領域)に入ったときに回生制
動による制動トルクが減少するため、内燃機関により駆
動される自動車において変速機がオーバドライブの位置
に切り替わった状態と同様の運転感覚が得られる。また
長い下り坂等で更に走行速度が上昇しようとした場合に
は回生充電電流が増大して制動効果が高まるため、走行
速度の上昇が抑制され、走行速度が危険な速度に達する
のが防止される。
Further, with the above configuration, the braking torque due to regenerative braking decreases when the traveling speed of the electric vehicle enters a region (high-speed region) exceeding the change rate switching speed set near the no-load traveling speed. Therefore, in a vehicle driven by the internal combustion engine, a driving sensation similar to a state where the transmission is switched to the overdrive position can be obtained. In addition, when the traveling speed is further increased due to a long downhill or the like, the regenerative charging current is increased and the braking effect is enhanced. Therefore, the increase in the traveling speed is suppressed, and the traveling speed is prevented from reaching a dangerous speed. You.

【0026】本発明においてはまた、電動車両の制動時
の走行速度が電動機の無負荷速度に相応する速度付近に
設定された第1の変化率切替え速度Vd よりも低いとき
にオンデューティ比を走行速度の低下に伴って第1の変
化率で増加させるように該オンデューティ比を走行速度
の変化に伴って変化させつつ前記スイッチ手段をオンオ
フ制御し、制動時の走行速度が上記第1の変化率切替え
速度Vd と該切替え速度よりも高く設定された第2の変
化率切替え速度Ve との間にあるときにはオンデューテ
ィ比を走行速度の低下に伴って前記第1の変化率よりも
大きい第2の変化率で増加させるように該オンデューテ
ィ比を走行速度の変化に伴って変化させつつスイッチ手
段をオンオフ制御し、制動時の走行速度が第2の変化率
切替え速度Ve と該第2の変化率切替え速度よりも高く
設定された第3の変化率切替え速度Vf との間にあると
きにはオンデューティ比を走行速度の低下に伴って第2
の変化率よりも小さい第3の変化率で増加させるように
該オンデューティ比を走行速度の変化に伴って変化させ
つつスイッチ手段をオンオフ制御し、制動時の走行速度
が第3の変化率切替え速度Vf と該第3の変化率切替え
速度よりも高く設定された第4の変化率切替え速度Vg
との間にあるときにはオンデューティ比を走行速度の低
下に伴って所定の割合で減少させるように該オンデュー
ティ比を走行速度の変化に伴って変化させつつスイッチ
手段をオンオフ制御し、制動時の走行速度が第4の変化
率切替え速度Vg と該第4の変化率切替え速度よりも高
く設定されたスイッチング終了速度Vh との間にあると
きにはオンデューティ比を走行速度の低下に伴って第4
の変化率で増加させるように該オンデューティ比を走行
速度の変化に伴って変化させつつスイッチ手段をオンオ
フ制御し、制動時の走行速度がスイッチング終了速度V
h 以上になっているときにはスイッチ手段をオフ状態に
保持するようにしてもよい。この場合には、回生充電電
流をバッテリの充電電流の許容範囲の上限値以下に制限
するように、オンデューティ比の第2の変化率及び第3
の変化率を設定する。
In the present invention, when the running speed of the electric vehicle during braking is lower than the first change rate switching speed Vd set near the speed corresponding to the no-load speed of the electric motor, the vehicle travels at the on-duty ratio. The switch means is turned on / off while changing the on-duty ratio with a change in the traveling speed so as to increase at a first rate of change with a decrease in the speed. When the on-duty ratio is between the rate change speed Vd and the second change rate change speed Ve set higher than the change speed, the on-duty ratio is larger than the first change rate as the traveling speed decreases. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed so as to increase at the rate of change of the traveling speed. When located between the third change rate switching speed Vf, which is higher than the second change rate switching speed with the on-duty ratio to a reduction in traveling speed second
The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed so as to increase at a third rate of change smaller than the rate of change of the traveling speed. The speed Vf and the fourth change rate switching speed Vg set higher than the third change rate switching speed
When the on-duty ratio is lower than the running speed, the on-duty ratio is changed with the change of the running speed so that the on-duty ratio is reduced at a predetermined rate with the lowering of the running speed. When the running speed is between the fourth change rate switching speed Vg and the switching end speed Vh set to be higher than the fourth change rate switching speed, the on-duty ratio is changed to the fourth speed with the decrease in the running speed.
The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed so as to increase at the rate of change of the traveling speed.
When it is longer than h, the switch means may be kept in the off state. In this case, the second change rate of the on-duty ratio and the third change rate of the on-duty ratio are set so as to limit the regenerative charging current to the upper limit value of the allowable range of the charging current of the battery.
Set the rate of change of.

【0027】上記のように構成すると、走行速度が設定
速度を超える高速領域で回生制動による制動効果を弱め
てオーバドライブの運転感覚を得ることができる。また
高速領域を超える領域では回生充電電流を増大させて大
きな制動効果を得ることができるため、走行速度が危険
な領域に入るのを防ぐことができる。
With the above configuration, the braking effect of the regenerative braking can be reduced in a high-speed region where the traveling speed exceeds the set speed, and an overdrive driving feeling can be obtained. In a region beyond the high-speed region, a large braking effect can be obtained by increasing the regenerative charging current, so that the traveling speed can be prevented from entering a dangerous region.

【0028】n相(nは1以上の整数)の電機子コイル
を有するブラシレス直流電動機を用いる場合には、該電
動機の駆動電流を転流させるために、所定個数のスイッ
チ素子をブリッジ接続してなるスイッチ素子のブリッジ
回路と各スイッチ素子の両端に逆並列接続されたダイオ
ードとからなるスイッチ回路を用いて、該スイッチ回路
の直流入力端子間にバッテリの出力電圧を印加するとと
もに、該スイッチ回路の出力端子に前記n相の電機子コ
イルを接続するようにするのが好ましい。この場合に
は、スイッチ素子のブリッジ回路の下辺を構成するスイ
ッチ素子を前記スイッチ手段として用いることができ
る。また該ブリッジ回路の上辺を構成するスイッチ素子
を前記スイッチ手段として用いることもできる。
When a brushless DC motor having an n-phase (n is an integer of 1 or more) armature coil is used, a predetermined number of switch elements are bridge-connected to commutate the drive current of the motor. Using a switch circuit consisting of a bridge circuit of switch elements and diodes connected in anti-parallel to both ends of each switch element, applying an output voltage of a battery between DC input terminals of the switch circuit, It is preferable to connect the n-phase armature coil to the output terminal. In this case, a switch element constituting the lower side of the bridge circuit of the switch element can be used as the switch means. Further, a switch element constituting the upper side of the bridge circuit can be used as the switch means.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態におい
て用いる電動車両用駆動制御装置のハードウェアの構成
の一例を示したもので、同図において、1はブラシレス
直流電動機である。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。
FIG. 1 shows an example of a hardware configuration of a drive control device for an electric vehicle used in an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a brushless DC motor. A brushless DC motor generally includes a rotor having a magnet field and a stator having an n-phase armature coil connected in a star shape with a phase difference of 360 / n degrees (n is an integer of 2 or more). Is done.

【0030】この例では、電動車両においてダイレクト
ドライブ方式が採用されているものとし、電動機の出力
軸が車両の駆動輪に直結されているものとする。
In this example, it is assumed that the direct drive system is adopted in the electric vehicle, and the output shaft of the electric motor is directly connected to the drive wheels of the vehicle.

【0031】図1に示したブラシレス直流電動機1は、
2極の磁石界磁1a1,1a2を有するロータ1Aと、12
0度の位相差をもって配置された3相の電機子コイルA
u 〜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。
The brushless DC motor 1 shown in FIG.
A rotor 1A having two pole magnet fields 1a1, 1a2;
Three-phase armature coil A arranged with a phase difference of 0 degree
and a stator 1B having u to Aw, and the armature coils Au to Aw are star-connected.

【0032】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2(A)〜
(C)に示してある。
A position detector 2 for detecting the relative position of the rotor with respect to the stator is provided on the side of the stator 1B. The position detector 2 includes, for example, three halls ICHu, Hv, Hw (not shown) provided for each of the armature coils Au to Aw of the stator.
The polarity of the magnetic pole of the rotor is detected by these Hall ICs, and the relative position of the rotor to each of the armature coils Au to Aw is detected. The three Hall ICs are arranged at intervals of 120 degrees, and each Hall IC holds a high level (hereinafter also referred to as H level) state when the detected magnetic pole of the rotor 1A is, for example, an N pole. , And S poles, generate rectangular wave signals eu to ew that maintain a low level (hereinafter also referred to as L level) state. Square wave signal eu
FIG. 2 (A) shows an example of the change of .about.ew with respect to the rotation angle .theta.
This is shown in (C).

【0033】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。以下の説明では電動機
の出力軸が駆動車輪に直結されているものとする。
The output shaft of the electric motor 1 is directly connected to the drive wheels of the vehicle or connected via a speed reducer. Generally, no clutch is provided between the electric motor and the drive wheels, so that the electric motor is driven from the outside during braking or when going down a hill. At this time, the electric motor 1 acts as a synchronous generator. Generates AC voltage. In the following description, it is assumed that the output shaft of the electric motor is directly connected to the drive wheels.

【0034】図1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
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。
In FIG. 1, 3 is a battery, 4 is a key switch operated by a driver, 5 is a main relay having an exciting coil 5a and a contact 5b which closes when the exciting coil 5a is excited, and 6 is a motor 1 Armature coil Au to A
w is a bridge-type switch circuit for supplying a drive current to and w. commutation of the drive current, 7 is a switch drive circuit for applying a trigger signal to a switch element of a switch circuit 6, 8 is a control unit, and 9 is a vehicle An accelerator sensor 10 for detecting the position of a speed adjusting member (for example, an accelerator grip or an accelerator pedal) operated by a driver to adjust the traveling speed is a surge absorbing element connected between the DC input terminals of the switch circuit 6. is there.

【0035】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。
In the illustrated example, the output voltage of the battery 3 is applied to the DC-DC converter 20 via the key switch 4, and the output voltage of the battery 3 (56V in this example) is
The voltage is converted into a DC voltage of 12 V by the C-DC converter 20. The DC voltage obtained from the DC-DC converter 20 is applied to the exciting coil 5a of the main relay 5 and the lighting load 22 such as a headlamp or a blinker.

【0036】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して構成したスイッチ素子のブリ
ッジ回路と、各スイッチ素子の両端に逆並列接続された
帰還ダイオードとからなっている。
In general, the bridge-type switch circuit 6 has a bridge circuit of switch elements formed by bridge-connecting unidirectional switch elements that conduct only while a drive signal is being applied, and an anti-parallel circuit at both ends of each switch element. And a connected feedback diode.

【0037】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し、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(nは2以上
の整数)のスイッチ素子をブリッジ接続して構成したス
イッチ素子のブリッジ回路(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。
Here, the bridge connection of the switch elements means that the switch elements are bridge-connected in the same manner as a well-known diode bridge full-wave rectifier circuit. In general, a bridge circuit having this type of connection has two bridge circuits. There is provided a circuit configuration in which a plurality of switch element series circuits each including switch elements having the same polarity and connected in series are provided, and the plurality of switch element series circuits are connected in parallel with each other. In general, when a brushless DC motor is driven using a bridge-type switch circuit, a bridge circuit (n switch elements) of switch elements configured by bridge-connecting 2n switch elements (n is an integer of 2 or more). A switch circuit configured by connecting serial circuits in parallel is used.

【0038】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
して、該対の直流入力端子間に直流電源電圧を印加す
る。また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個の電機子コイルに接続される端子)とし
て、これらの出力端子にブラシレス直流電動機の電機子
コイルを接続する。更にこの種のスイッチ回路をn個の
出力端子側から見た場合、n個の帰還ダイオードによ
り、ダイオードブリッジ全波整流回路が構成されてい
る。
In the switch circuit having such a circuit configuration, a common connection point on one end and a common connection point on the other end (both ends of the switch circuit) of the n switch element series circuits are connected to a pair of DC input terminals (battery). A DC power supply voltage is applied between the DC input terminals of the pair. Further, n terminals drawn from the connection points of the respective switch elements of the n switch element series circuits are output terminals (terminals connected to the n armature coils), and these output terminals are connected to the brushless DC motor. Armature coil is connected. Further, when this type of switch circuit is viewed from n output terminals, a diode bridge full-wave rectifier circuit is constituted by n feedback diodes.

【0039】本明細書においては、スイッチ素子のブリ
ッジ回路の、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。
In the present specification, the switch element located between the DC input terminal and the output terminal on the positive polarity side of the bridge circuit of the switch element is a switch element forming the upper side of the bridge or a switch element on the upper side of the bridge. The switch element located between the DC input terminal and the output terminal on the negative polarity side is called a switch element forming the lower side of the bridge or a switch element on the lower side of the bridge.

【0040】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、電機子コイル
に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。
As described above, when a switch circuit configured by connecting the switch elements in a full-wave bridge is provided between the DC power supply and the armature coil of the n-phase brushless DC motor, the n pieces of the upper side of the bridge are formed. By turning on the switch elements and the n switch elements constituting the lower side of the bridge one by one in a predetermined order, a drive current is commutated to the armature coil to rotate the motor.

【0041】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。
The switch circuit 6 used in this embodiment is
A switch element series circuit formed by connecting switch elements Su and Sx in series, a switch element series circuit formed by connecting Sv and Sy in series, and a switch element formed by connecting Sw and Sz in series The series circuits are connected in parallel (three-phase full-wave bridge connection), and feedback diodes Du, Dv, Dw and Dx, Dy, are connected to both ends of the switch elements Su, Sv, Sw and Sx, Sy, Sz, respectively.
Dz are connected in antiparallel.

【0042】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出力端子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。
In the illustrated switch circuit 6, a field effect transistor (FET) is used as each switch element, and the common connection point of the drains of the FETs constituting the switch elements Su to Sw is the DC input terminal 6a on the positive polarity side. The common connection point of the sources of the FETs constituting the switching elements Sx to Sz is the DC output terminal 6b on the negative polarity side. Further, F which constitutes the switching elements Su to Sw, respectively.
The connection point between the source of the ET and the drains of the FETs constituting the switch elements Sx to Sz is a three-phase output terminal 6u.
66w.

【0043】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。
When the switch circuit 6 is viewed from the side of the motor 1, a full-wave bridge rectifier circuit is constituted by the diodes Du to Dw and Dx to Dz, and the motor 1 is driven from the outside so that the armature coil When a three-phase AC voltage is induced in Au to Aw, diodes Du to Dw and Dx
A regenerative charging current flows to the battery 3 through the full-wave bridge rectifier circuit consisting of .about.Dz and the contact 5b of the main relay 5.

【0044】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。
In this example, the switch elements Su to Sw located between the DC input terminal 6a on the positive polarity side of the switch circuit 6 and the output terminal are the switch elements on the upper side of the bridge, and the DC input terminal on the negative polarity side. Switch elements Sx to Sz located between 6b and the output terminal are switch elements on the lower side of the bridge.

【0045】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。
The DC input terminal 6a on the positive polarity side of the switch circuit 6 is connected to the positive terminal of the battery 3 via the contact 5b of the main relay. The DC input terminal 6b on the negative polarity side of the switch circuit 6 is grounded through a current detecting resistor R1, and the negative electrode terminal of the battery 3 is grounded through a charging current detecting resistor R2. The three-phase output terminals 6 u, 6 v and 6 w of the switch circuit 6 are connected to terminals of the three-phase armature coils Au to Aw of the brushless DC motor 1 on the opposite side to the neutral point.

【0046】制御ユニット8はCPU12と、該CPU
に電源電圧を与える電源回路21と、発光ダイオードや
ブザー等からなる表示器13への通電をオンオフするス
イッチ手段としてのトランジスタ14a〜14cとを有
している。
The control unit 8 includes a CPU 12 and the CPU
A power supply circuit 21 for applying a power supply voltage to the power supply, and transistors 14a to 14c as switch means for turning on and off the power supply to the display 13 including a light emitting diode and a buzzer.

【0047】電源回路21は、DC−DCコンバータ2
0から与えられる12Vの電圧を5Vの直流定電圧に変
換してCPU12の電源端子に供給する。
The power supply circuit 21 includes a DC-DC converter 2
The voltage of 12 V given from 0 is converted to a constant DC voltage of 5 V and supplied to the power supply terminal of the CPU 12.

【0048】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R
2 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、CPU12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。
The output of the position detector 2, the output of the accelerator sensor 9, the detected value of the output voltage VB of the battery 3, the detected value of the temperature of the battery 3 detected by the temperature sensor 15, and the both ends of the resistor R1 are provided to the CPU 12. Voltage amplifier AMP (1)
Of the drive current of the motor obtained by amplification by the
2, the detected value of the regenerative charging current obtained by amplifying the voltage at both ends by the amplifier AMP (2), and the detected value of the voltage between the positive DC input terminal of the switch circuit 6 and the ground detected by the voltage dividing circuit 16. The detection value of the driving current held by the latch circuit 17, the detection value of the temperature of the switch circuit 6 detected by the temperature sensor 18, and the detection value of the winding temperature of the electric motor 1 detected by the temperature sensor 19 are input. ing. Of these signals, analog signals are converted into digital signals through an A / D terminal provided in the CPU 12 and read into the CPU.

【0049】CPU12は、図示しないROMまたはE
EPROM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)や、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
3に流れる回生充電電流を制御する回生電流制御手段
や、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)等の各種の表示動作を行わせるべく、トラン
ジスタ14a〜14cをオンオフ制御する表示制御手段
等を実現する。
The CPU 12 has a ROM or E (not shown)
By executing a program stored in the EPROM, a switch control means (drive) for turning on and off the switch element of the switch circuit 6 so as to adjust the magnitude of the drive current flowing through the armature coils Au to Aw and perform commutation. Means for generating instruction signals u 'to w', x 'to z' and a PWM signal) or a voltage induced in an armature coil of the motor when the motor is driven from the outside. A regenerative current control means for controlling the flowing regenerative charging current, and a display for turning on / off the transistors 14a to 14c so as to cause the display 13 to perform various display operations such as a warning display and a display of a state of each part (for example, a temperature display). Implement control means and the like.

【0050】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7
Aを通してドライブ回路7Bに与えられる。
The CPU 12 generates drive instruction signals u 'to w', x 'to z' and PWM signals from the seven output ports, respectively. These signals are sent to the interface circuit 7
A is supplied to the drive circuit 7B through A.

【0051】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、P
WM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。
The drive instruction signals u 'to w' and x 'to z' are
A signal indicating a switch element that needs to be made conductive among the switch elements constituting the switch circuit 6,
The WM signal is a pulse signal that is intermittent at a duty ratio corresponding to the average value of the drive current flowing through the armature coil.

【0052】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、DC−DCコンバータ20か
ら直流電源電圧が与えられて動作するインターフェース
回路7Aとドライブ回路7Bとにより構成されている。
The switch drive circuit 7 is a circuit for supplying drive signals u to w and x to z to the switch elements Su to Sw and Sx to Sz constituting the switch circuit 6, respectively. -Consists of an interface circuit 7A and a drive circuit 7B that operate by receiving a DC power supply voltage from the DC converter 20.

【0053】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u〜w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x〜
zを与える。これにより、上辺のスイッチ素子Su 〜S
w 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。
The drive circuit 7B outputs the drive instruction signals u 'to u'.
In accordance with w 'and x' to z 'and the PWM signal, drive signals u to w having a predetermined pulse width are given to switch elements Su to Sw on the upper side of the bridge of the switch circuit 6, and switch elements on the lower side of the bridge are provided. Pulse width modulated drive signals x to Sx to Sz which vary with a predetermined on-duty ratio
Give z. As a result, the upper switch elements Su to S
w, the switch element to which the drive signal has been applied conducts for a time corresponding to the pulse width of the drive signal, and among the switch elements Su to Sw on the lower side, the switch element to which the pulse-width modulated drive signal has been applied. Turns on and off at a predetermined duty ratio, and a pulse width modulated drive current flows through the armature coil of a predetermined phase.

【0054】位置検出器2を構成するホールICが図2
(A)〜(C)のように矩形波信号(位置検出信号)e
u 〜ew 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2(D)〜(F)及び(G)〜
(I)のようにオンオフ動作する。なお図2(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。
The Hall IC constituting the position detector 2 is shown in FIG.
(A) to (C), a rectangular wave signal (position detection signal) e
When u to ew are generated, the switching elements Su to Sw and Sx to Sz are respectively shown in FIGS. 2 (D) to (F) and (G) to
An on / off operation is performed as shown in (I). In addition, FIG.
(F) and waveforms (G) to (I) show the case where the on-duty ratio of the drive current is 100%.

【0055】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。
In the illustrated example, the output of the latch circuit 17 for latching the detection value of the drive current or the amplifier AMP (1)
Is input to the drive circuit 7B. The drive circuit 7B takes in the detected value of the drive current and performs control to keep the drive current flowing through the armature coils Au to Aw at a predetermined limit value or less.

【0056】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。
The latch circuit 17 is provided for performing control to immediately cut off the drive current and prevent burnout of the armature coil when an excessive drive current flows due to a short circuit accident of the armature coil or the like. ing.

【0057】図1に示した駆動制御装置の動作の概略は
次の通りである。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12[V]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(例えば60[V])がスイッチ回路6
の直流入力端子間と、電源回路21と、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
源端子とに印加される。
The outline of the operation of the drive control device shown in FIG. 1 is as follows. When the key switch 4 is closed by the driver, the DC-DC converter 20 outputs a DC voltage of 12 [V], so that the contact of the main relay 5 is closed and the output voltage of the battery 3 (for example, 60 [V]) is reduced. Switch circuit 6
Are applied to the power supply circuit 21, the power supply circuit 21, and the power supply terminals of the interface 7A of the switch drive circuit 7 and the drive circuit 7B.

【0058】制御ユニットの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。
The switch control means realized by the CPU 12 of the control unit determines a phase sequence to be excited from a position detection signal given from the position detector 2 and a rotation direction command signal given by means (not shown). The drive instruction signals u ′ to w ′ and x ′ to z ′ for giving a drive signal to the predetermined switch elements 6 are supplied to the switch drive circuit 7.

【0059】CPU12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。
The CPU 12 also obtains information on the rotational speed of the electric motor from a signal supplied from the position detector 2 (or from a separately provided encoder), and converts this rotational speed information into designated speed information supplied from the accelerator sensor 9. Calculates the magnitude (average value) of the drive current required to match the rotation speed of the motor to the commanded speed, and calculates the pulse waveform that changes at a duty ratio corresponding to the magnitude of the calculated drive current. The PWM signal is given to the switch drive circuit 7.

【0060】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。
The drive circuit 7B switches the switch elements Su to Sw on the upper side of the bridge of the switch circuit 6 according to the drive instruction signal and the PWM signal given from the control unit 8.
A drive signal having a predetermined time width is given to one of the switch elements selected from among them to make the switch element conductive, and one of the switch elements Sx to Sz selected from the lower side is selected.
An intermittent (PWM modulated) drive signal is applied to one of the switch elements at an on-duty ratio corresponding to the magnitude of the drive current to turn on and off the switch elements. As a result, the switch elements Su to Sw on the upper side and the switch elements Sx to Sz on the lower side of the switch circuit 6 are turned on one by one in a predetermined order, and a drive current is supplied to the electric motor to rotate the electric motor at the designated speed.

【0061】CPU12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。
The display control means realized by the CPU 12 includes a battery temperature, a battery voltage, a rotation state of the motor,
The temperature of the motor and the like are monitored, and when an abnormality occurs in these, the indicator 13 such as an LED or a buzzer is operated to display a warning.

【0062】分圧回路16は、スイッチ回路6の両端6
a,6b間の電圧を検出して、その検出値をCPU12
に与える。CPU12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。
The voltage dividing circuit 16 is connected to both ends 6 of the switch circuit 6.
a, 6b is detected, and the detected value is detected by the CPU 12
Give to. When the voltage between the DC input terminals 6a and 6b of the switch circuit 6 exceeds the allowable value, the CPU 12 sets the switch circuit 6 to the ON state of all the switch elements Su to Sw on the lower side of the bridge. The switch-on means at the time of overvoltage is realized.

【0063】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。
In the above-described electric vehicle, when regenerative braking is applied in a state where the battery 3 is removed or a state where the terminals of the battery are loosely tightened (a state where the electric contact resistance of the terminals is large), the switch of the switch circuit 6 is switched. A high voltage is applied to the element, and the switching element may be damaged. Therefore, if the overvoltage switch-on means is provided as described above, when the voltage between the DC input terminals of the switch circuit 6 becomes excessive, the armature coil is short-circuited through the switch element on the lower side of the bridge of the switch circuit. As a result, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the switch element, so that it is possible to prevent the switch element from being damaged by the overvoltage. In this case, when an overvoltage is detected by the voltage dividing circuit 16, the display 13 may be operated to display a warning.

【0064】車両を減速するため、または停止させるた
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。この誘起
電圧により帰還ダイオードDu 〜Dw 及びDx 〜Dzに
より構成されたダイオードブリッジ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に回生充電電流が
流れると、バッテリ3が充電されるとともに、電動機1
に制動トルクが生じ、車両が減速させられる。
When the speed adjusting member such as the accelerator grip is returned to decelerate or stop the vehicle, the motor is driven from the outside in the process of decelerating the vehicle. At this time, the motor 1 functions as a synchronous generator and induces a three-phase AC voltage in the armature coils Au to Aw. When the regenerative charging current flows to the battery 3 through the diode bridge full-wave rectifier circuit constituted by the feedback diodes Du to Dw and Dx to Dz and the contact 5b of the main relay due to the induced voltage, the battery 3 is charged and the electric motor is driven. 1
Generates a braking torque, and the vehicle is decelerated.

【0065】従来の回生制動制御では、電動機の回転速
度が無負荷速度を超えている場合に該電動機からバッテ
リに回生充電電流を流すようにしていたため、前述のよ
うに走行速度が高速領域にある場合にしか回生制動によ
る制動効果を得ることができなかった。そこで本発明に
おいては、オン状態になったときに電動機1の電機子コ
イルAu 〜Aw を短絡するスイッチ手段を設けて、速度
調節部材が戻されたときに、該スイッチ手段をオンオフ
制御する。
In the conventional regenerative braking control, when the rotation speed of the motor exceeds the no-load speed, the regenerative charging current is supplied from the motor to the battery. Only in such a case, the braking effect by the regenerative braking could be obtained. Therefore, in the present invention, switch means for short-circuiting the armature coils Au to Aw of the electric motor 1 when turned on is provided, and when the speed adjusting member is returned, the switch means is turned on / off.

【0066】図1に示した例のように、ブリッジ形のス
イッチ回路6を用いて電動機に駆動電流を供給する場合
には、該スイッチ回路6の例えば下辺のスイッチ素子S
x 〜Sz を上記スイッチ手段として用いて、制動をかけ
る際に、該スイッチ素子Sx〜Sz を同時にオンオフさ
せる。
When a drive current is supplied to a motor using a bridge-type switch circuit 6 as in the example shown in FIG. 1, for example, a switch element S on the lower side of the switch circuit 6
Using the switches x to Sz as the switch means, the switches Sx to Sz are simultaneously turned on and off when braking is applied.

【0067】上記のように、速度調節部材が戻されて電
動機が外部から駆動される状態になったときに、電機子
コイルを短絡し得るように設けたスイッチ手段をオンオ
フ制御すると、スイッチ手段がオン状態からオフ状態に
なった際にそれまで流れていた短絡電流を流し続けよう
とする極性の高い電圧が電機子コイルAu 〜Aw に誘起
するため、電動機の回転速度が無負荷速度No より低い
状態でも、電機子コイルAu 〜Aw からバッテリ1に回
生充電電流を流すことができる。従って、電動機の無負
荷速度に相応する速度Vo より低い走行速度で平地を走
行している状態でも制動時にバッテリに回生充電電流を
流して回生制動効果を得ることができ、安全性を高める
ことができる。
As described above, when the speed adjusting member is returned and the electric motor is driven from the outside, the switch means provided so as to be able to short-circuit the armature coil is turned on and off. When the state changes from the on state to the off state, a voltage having a high polarity is applied to the armature coils Au to Aw to keep the short-circuit current flowing until then, so that the rotation speed of the motor is lower than the no-load speed No. Even in this state, the regenerative charging current can flow from the armature coils Au to Aw to the battery 1. Therefore, even when the vehicle is running on a level ground at a speed lower than the speed Vo corresponding to the no-load speed of the electric motor, a regenerative charging current can be supplied to the battery during braking to obtain a regenerative braking effect, thereby improving safety. it can.

【0068】上記のように、電機子コイルを短絡し得る
ように設けたスイッチ手段(例えばスイッチ素子Sx ,
Sy ,Sz )をオンオフさせて電機子コイルAu 〜Aw
に電圧を誘起させることにより、回生充電電流を流して
制動効果を得る場合、各回転速度において流れる回生充
電電流をできるだけ大きくして制動効果を大きくするこ
とを狙うのであれば、各走行速度において流れる回生充
電電流を最大にするように、スイッチ手段のオンデュー
ティ比(オン時間Tonとオフ時間Toff との和Ton+T
off に対するオン時間Tonの比)Dを回転速度に反比例
させて変化させるようにすればよい。
As described above, switch means (for example, switch elements Sx, Sx,
Sy, Sz) are turned on and off to set the armature coils Au to Aw.
When a braking effect is obtained by flowing a regenerative charging current by inducing a voltage in the motor, if the aim is to increase the regenerative charging current flowing at each rotational speed as much as possible to increase the braking effect, the current flows at each traveling speed. The on-duty ratio (the sum Ton + Ton of the on-time Ton and the off-time Toff) of the switch means is set so as to maximize the regenerative charging current.
The ratio (D) of the on-time Ton to off can be changed in inverse proportion to the rotation speed.

【0069】図6は、電動機1を外部から駆動したとき
に流れる回生充電電流Iと走行速度Vとの関係、回生充
電電流により生じる制動トルクτと走行速度Vとの関
係、及びスイッチ手段のオンデューティ比Dと回転速度
Vとの関係を示したもので、同図において、Ia は、電
動機1が外部から駆動される状態になったときに、電動
機1からスイッチ回路6の帰還ダイオードDu 〜Dw 及
びDx 〜Dz により構成された全波整流回路を通してバ
ッテリ3に供給される回生充電電流を示している。また
τa は、充電電流Ia により生じる制動トルク(電動機
を発電機として動作させて負荷に電流Ia を流すために
必要な入力トルク)である。充電電流Ia及び制動トル
クτa の特性曲線は、図7に示したものと同様のもので
ある。なお便宜上、Ia を全波整流充電電流と呼び、τ
a を全波整流充電トルクと呼ぶことにする。
FIG. 6 shows the relationship between the regenerative charging current I flowing when the motor 1 is driven from the outside and the running speed V, the relationship between the braking torque τ generated by the regenerative charging current and the running speed V, and the turning on of the switch means. This figure shows the relationship between the duty ratio D and the rotational speed V. In the figure, Ia denotes feedback diodes Du to Dw of the switch circuit 6 from the motor 1 when the motor 1 is driven from the outside. And the regenerative charging current supplied to the battery 3 through the full-wave rectifier circuit constituted by Dx to Dz. Further, τa is a braking torque (an input torque required for operating the electric motor as a generator and flowing the current Ia to the load) generated by the charging current Ia. The characteristic curves of the charging current Ia and the braking torque τa are similar to those shown in FIG. For convenience, Ia is called a full-wave rectified charging current, and τ
Let a be called the full-wave rectification charging torque.

【0070】図6においてDm はオンデューティ比を示
し、Ibmは、図示のようにオンデューティ比Dm を走行
速度に反比例させて変化させつつスイッチ素子Sx 〜S
z を同時にオンオフさせた場合に流れる回生充電電流を
示している。またτbmは充電電流Ibmにより生じる制動
トルクを示している。スイッチングにより流れる回生充
電電流Ibmをスイッチング充電電流と呼び、同充電電流
により生じる制動トルクτbmをスイッチング充電トルク
と呼ぶことにする。
In FIG. 6, Dm indicates the on-duty ratio, and Ibm indicates the switching elements Sx to Sx while changing the on-duty ratio Dm in inverse proportion to the traveling speed, as shown in FIG.
The figure shows the regenerative charging current that flows when z is turned on and off at the same time. Τbm indicates a braking torque generated by the charging current Ibm. The regenerative charging current Ibm flowing by switching is called a switching charging current, and the braking torque τbm generated by the charging current is called a switching charging torque.

【0071】図6に示した例では、ほぼ原点から立上る
スイッチング充電電流Ibm対走行速度V(この例ではダ
イレクトドライブ方式であるので電動機の回転速度に対
応している。)の特性直線が、全波整流充電トルクτa
が最大になる走行速度Vm で全波整流充電電流Ia 対走
行速度Vの特性曲線に接するように、オンデューティ比
Dm を変化させている。このようにオンデューティ比D
m を変化させると、各走行速度において最大の充電トル
クを得ることができ、回生制動効果を最大にすることが
できる。
In the example shown in FIG. 6, the characteristic straight line of the switching charging current Ibm substantially rising from the origin to the running speed V (corresponding to the rotation speed of the electric motor in this example because of the direct drive system) is as follows. Full-wave rectification charging torque τa
The on-duty ratio Dm is changed so as to be in contact with the characteristic curve of the full-wave rectified charging current Ia versus the running speed V at the running speed Vm at which the maximum speed becomes maximum. Thus, the on-duty ratio D
By changing m, the maximum charging torque can be obtained at each traveling speed, and the regenerative braking effect can be maximized.

【0072】ところが上記のようにスイッチ手段のオン
デューティ比を回転速度に応じて変化させると、スイッ
チング充電電流Ibmが過大になるのを避けられない。例
えば、バッテリ3が鉛蓄電池からなっていて、その充電
電流の適正範囲が図6の縦軸に示したように1C〜2C
(Cはバッテリの25℃における定格放電率換算容量)
の範囲にあるとすると、高速領域でスイッチング充電電
流Ibmが許容範囲を超えてしまうことになる。電動車両
は、下り坂を走行する際に容易にその走行速度が高速領
域に入るので、上記のようにオンデューティ比を変化さ
せた場合には、回生充電電流が過大になってバッテリが
破損するおそれがある。シール鉛蓄電池の場合には、充
電電流の適正範囲が0.2C〜0.5C程度であるの
で、上記のようにオンデューティ比を変化させると更に
低い速度で回生充電電流が許容値を超えることになる。
However, if the on-duty ratio of the switch means is changed according to the rotation speed as described above, it is inevitable that the switching charging current Ibm becomes excessive. For example, the battery 3 is made of a lead storage battery, and the appropriate range of the charging current is 1C to 2C as shown on the vertical axis of FIG.
(C is the rated discharge rate converted capacity of the battery at 25 ° C)
, The switching charging current Ibm exceeds the allowable range in the high-speed region. When the electric vehicle travels downhill, its traveling speed easily enters the high-speed region. Therefore, when the on-duty ratio is changed as described above, the regenerative charging current becomes excessive and the battery is damaged. There is a risk. In the case of a sealed lead-acid battery, the appropriate range of the charging current is about 0.2C to 0.5C, so if the on-duty ratio is changed as described above, the regenerative charging current may exceed the allowable value at a lower speed. become.

【0073】そこで、本発明においては、図3に示すよ
うに、電動車両の制動時の走行速度が電動機の無負荷速
度に相応する速度Vo よりも高い値に設定されたスイッ
チング終了速度Vh 以上になっているときにオンデュー
ティ比を0としてスイッチ手段をオフ状態に保持し、制
動時の走行速度がスイッチング終了速度Vh 未満のとき
にオンデューティ比Db を走行速度の低下に伴って所定
の変化率で増加させるように該オンデューティ比を走行
速度の変化に伴って変化させつつスイッチ手段をオンオ
フ制御する。そして、走行速度がスイッチング終了速度
Vh に達したときに流れる回生充電電流Ib をバッテリ
の充電電流の許容範囲の上限値以下に制限するようにオ
ンデューティ比Db の変化率を設定する。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 3, the running speed of the electric vehicle during braking is higher than the switching end speed Vh set to a value higher than the speed Vo corresponding to the no-load speed of the electric motor. When the on-duty ratio is 0, the on-duty ratio is set to 0 and the switch means is held in the off state. When the traveling speed at the time of braking is lower than the switching end speed Vh, the on-duty ratio Db is changed at a predetermined rate as the traveling speed decreases. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed so as to increase the value. Then, the rate of change of the on-duty ratio Db is set such that the regenerative charging current Ib flowing when the traveling speed reaches the switching end speed Vh is limited to the upper limit of the allowable range of the charging current of the battery.

【0074】なおスイッチ手段のオン時間をTon、オフ
時間をToff 、オンオフの周期をT=Ton+Toff とし
た場合、オンデューティ比DはD=Ton/Tで与えられ
るが、本発明において、オンオフの周期Tは走行速度の
如何に係わりなく一定に保持するものとする。
When the on time of the switch means is Ton, the off time is Toff, and the on / off cycle is T = Ton + Toff, the on-duty ratio D is given by D = Ton / T. T is kept constant irrespective of the running speed.

【0075】図3に示した例では、スイッチング充電電
流Ib を許容範囲の中間値である1.5C以下に制限す
るようにしており、全波整流充電電流Ia が1.5Cに
等しくなる走行速度をスイッチング終了速度Vh として
いる。なお図3においてIbm及びτbmはそれぞれ図6に
示したIbm及びτbmと同じものである。
In the example shown in FIG. 3, the switching charging current Ib is limited to 1.5 C or less, which is an intermediate value of the allowable range, and the traveling speed at which the full-wave rectified charging current Ia is equal to 1.5 C is set. Is the switching end speed Vh. In FIG. 3, Ibm and τbm are the same as Ibm and τbm shown in FIG. 6, respectively.

【0076】図3に示した例では、オンデューティ比D
b を走行速度の変化に対して同じ変化率で変化させてい
るが、図4に示したように、高速領域でオンデューティ
比Db の変化率を切り替えるようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 3, the on-duty ratio D
Although b is changed at the same change rate with respect to the change of the traveling speed, the change rate of the on-duty ratio Db may be switched in a high-speed region as shown in FIG.

【0077】図4に示した例では、電動車両の制動時の
走行速度が電動機の無負荷速度に相応する速度Vo 付近
に設定された変化率切替え速度Vd よりも低いときには
オンデューティ比Db を走行速度の低下に伴って第1の
変化率で増加させるように該オンデューティ比を走行速
度の変化に伴って変化させつつスイッチ手段をオンオフ
制御し、制動時の走行速度が変化率切替え速度Vd と該
切替え速度よりも高い値に設定されたスイッチング終了
速度Vh との間にあるときにはオンデューティ比を走行
速度の低下に伴って第1の変化率よりも大きい第2の変
化率で増加させるように該オンデューティ比を走行速度
の変化に伴って変化させつつスイッチ手段をオンオフ制
御する。また制動時の走行速度がスイッチング終了速度
Vh 以上になっているときにはスイッチ手段をオフ状態
に保持する。走行速度がVd 〜Vh の範囲にあるときの
オンデューティ比Db の変化率(第2の変化率)は、回
生充電電流をバッテリの充電電流の許容範囲の上限値以
下に制限するように設定する。この例では、制動時の走
行速度がVd 〜Vh の範囲にあるときに、スイッチング
充電電流Ib が一定値1.5Cに保たれるように、オン
デューティ比の第2の変化率を設定している。
In the example shown in FIG. 4, when the running speed of the electric vehicle during braking is lower than the change rate switching speed Vd set near the speed Vo corresponding to the no-load speed of the electric motor, the on-duty ratio Db is used. The switch means is turned on / off while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed so as to increase at the first rate of change with the decrease of the speed, and the traveling speed at the time of braking is changed to the change rate switching speed Vd. When the switching speed is between the switching end speed Vh and the switching end speed Vh, the on-duty ratio is increased at a second rate of change larger than the first rate of change as the traveling speed decreases. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed. When the traveling speed at the time of braking is equal to or higher than the switching end speed Vh, the switch means is kept in the off state. The change rate (second change rate) of the on-duty ratio Db when the traveling speed is in the range of Vd to Vh is set so as to limit the regenerative charging current to the upper limit value of the allowable range of the charging current of the battery. . In this example, the second rate of change of the on-duty ratio is set such that the switching charging current Ib is maintained at a constant value of 1.5 C when the traveling speed during braking is in the range of Vd to Vh. I have.

【0078】図4のように制動時にスイッチングのオン
デューティ比を変化させると、電動車両が電動機の無負
荷速度に相応する速度を超える速度で走行させられたと
きに、バッテリに過大な回生充電電流を流すことなく、
回生制動をかけて大きな制動効果を得ることができる。
When the on-duty ratio of switching is changed at the time of braking as shown in FIG. 4, when the electric vehicle is driven at a speed exceeding the speed corresponding to the no-load speed of the motor, an excessive regenerative charging current is supplied to the battery. Without shedding
A large braking effect can be obtained by applying regenerative braking.

【0079】また上記のように構成すると、電動車両の
走行速度が無負荷走行速度付近に設定された変化率切替
え速度Vd を超える領域(高速領域)に入ったときに回
生制動による制動トルクが減少するため、内燃機関によ
り駆動される自動車において変速機がオーバドライブの
位置に切り替わった状態と同様の運転感覚が得られる。
また長い下り坂等で更に走行速度が上昇しようとした場
合には回生充電電流が増大して制動効果が高まるため、
走行速度の上昇が抑制され、走行速度が危険な速度に達
するのが防止される。
With the above configuration, when the traveling speed of the electric vehicle enters a region (high-speed region) exceeding the change rate switching speed Vd set near the no-load traveling speed, the braking torque due to regenerative braking decreases. Therefore, in a vehicle driven by an internal combustion engine, a driving feeling similar to a state where the transmission is switched to the overdrive position can be obtained.
Also, if the traveling speed is to be further increased on a long downhill or the like, the regenerative charging current increases and the braking effect increases,
An increase in the traveling speed is suppressed, and the traveling speed is prevented from reaching a dangerous speed.

【0080】図5は、本発明の他の実施形態におけるオ
ンデューティ比Db の変化のさせ方を示したもので、こ
の例では、電動車両の制動時の走行速度が電動機の無負
荷速度に相応する速度Vo 付近に設定された第1の変化
率切替え速度Vd よりも低いときにオンデューティ比D
b を走行速度の低下に伴って第1の変化率で増加させる
ように該オンデューティ比を走行速度の変化に伴って変
化させつつスイッチ手段をオンオフ制御し、制動時の走
行速度が第1の変化率切替え速度Vd と該切替え速度V
d よりも高く設定された第2の変化率切替え速度Ve と
の間にあるときにはオンデューティ比を走行速度の低下
に伴って第1の変化率よりも大きい第2の変化率で増加
させるように該オンデューティ比Db を走行速度の変化
に伴って変化させつつスイッチ手段をオンオフ制御す
る。また、制動時の走行速度が第2の変化率切替え速度
Ve と該第2の変化率切替え速度よりも高く設定された
第3の変化率切替え速度Vf との間にあるときにはオン
デューティ比Db を走行速度の低下に伴って第2の変化
率よりも小さい第3の変化率で増加させるように該オン
デューティ比を走行速度の変化に伴って変化させつつス
イッチ手段をオンオフ制御し、制動時の走行速度が第3
の変化率切替え速度Vf と該切替え速度Vf よりも高く
設定された第4の変化率切替え速度Vg との間にあると
きにはオンデューティ比を走行速度の低下に伴って所定
の割合で減少させるように該オンデューティ比を走行速
度の変化に伴って変化させつつスイッチ手段をオンオフ
制御する。また、制動時の走行速度が第4の変化率切替
え速度Vg と該切替え速度Vg よりも高く設定されたス
イッチング終了速度Vh との間にあるときにはオンデュ
ーティ比を走行速度の低下に伴って第4の変化率で増加
させるように該オンデューティ比を走行速度の変化に伴
って変化させつつスイッチ手段をオンオフ制御し、制動
時の走行速度がスイッチング終了速度Vh 以上になって
いるときにはスイッチ手段をオフ状態に保持する。走行
速度がVd 〜Vf の範囲にあるときのオンデューティ比
の変化率(第2の変化率及び第3の変化率)は、回生充
電電流をバッテリの充電電流の許容範囲の上限値以下に
制限するように設定する。
FIG. 5 shows how the on-duty ratio Db is changed in another embodiment of the present invention. In this example, the running speed of the electric vehicle during braking corresponds to the no-load speed of the electric motor. When the on-duty ratio D is lower than the first change rate switching speed Vd set in the vicinity of the speed Vo at which
The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed so that b is increased at the first rate of change with the decrease of the traveling speed. Change rate switching speed Vd and switching speed V
When the on-duty ratio is between the second change rate switching speed Ve set higher than d and the traveling speed is decreased, the on-duty ratio is increased at a second change rate larger than the first change rate. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio Db according to the change of the traveling speed. On the other hand, when the traveling speed during braking is between the second change rate switching speed Ve and the third change rate switching speed Vf set higher than the second change rate switching speed, the on-duty ratio Db is changed. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed so that the on-duty ratio is increased with the third change rate smaller than the second change rate with the decrease of the traveling speed. Running speed is 3rd
The on-duty ratio is reduced at a predetermined rate with a decrease in the traveling speed when the switching speed is between the change rate switching speed Vf and the fourth change rate switching speed Vg set higher than the switching speed Vf. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed. On the other hand, when the traveling speed during braking is between the fourth change rate switching speed Vg and the switching end speed Vh set higher than the switching speed Vg, the on-duty ratio is increased with the decrease of the traveling speed. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed so as to increase at the rate of change, and the switch means is turned off when the traveling speed at the time of braking is higher than the switching end speed Vh. Hold in state. When the traveling speed is in the range of Vd to Vf, the rate of change of the on-duty ratio (the second rate of change and the third rate of change) limits the regenerative charging current to the upper limit of the allowable range of the charging current of the battery. Set to

【0081】図5に示した例では、スイッチング終了速
度Vh を全波整流充電トルクτa が最大になる回転数
(図6に示したVm と同じ)に設定している。また変化
率切替え速度Vd 〜Ve の間の第2の変化率は、図4に
示した例と同様に、スイッチング充電電流を1.5Cに
保持する大きさに設定されている。更に速度Vg 〜Vh
の間の第4の変化率は、スイッチング充電電流Ib をス
イッチング終了速度Vhで全波整流充電電流Ia につな
げるように設定されている。
In the example shown in FIG. 5, the switching end speed Vh is set to a rotation speed (same as Vm shown in FIG. 6) at which the full-wave rectification charging torque τa is maximized. Further, the second change rate between the change rate switching speeds Vd to Ve is set to a value that maintains the switching charging current at 1.5 C, as in the example shown in FIG. Further, the speed Vg to Vh
Is set so that the switching charging current Ib is connected to the full-wave rectification charging current Ia at the switching end speed Vh.

【0082】制動時に図5に示したようにスイッチング
のオンデューティ比を変化させると、走行速度が設定速
度を超える高速領域で回生制動による制動効果を弱めて
オーバドライブの運転感覚を得ることができる。また高
速領域を超える領域では回生充電電流を増大させて大き
な制動効果を得ることができるため、走行速度が危険な
領域に入るのを防ぐことができる。
When the on-duty ratio of the switching is changed as shown in FIG. 5 during braking, the braking effect by regenerative braking is reduced in a high-speed region where the running speed exceeds the set speed, so that an overdrive driving feeling can be obtained. . In a region beyond the high-speed region, a large braking effect can be obtained by increasing the regenerative charging current, so that the traveling speed can be prevented from entering a dangerous region.

【0083】図3ないし図5に示した例において、超高
速領域においては、回生充電電流がバッテリの充電電流
の許容範囲の上限を超えることになるが、超高速領域で
走行する状態は通常殆ど生じることがなく、また急な下
り坂などで超高速領域での走行状態が生じるとしてもき
わめて短時間の間であるので、超高速領域での回生充電
電流によりバッテリが破損するおそれはない。超高速領
域では、回生制動効果を高めてできるだけ速やかに速度
を低下させるようにするために、むしろ回生充電電流を
増大させる方が好ましい。
In the examples shown in FIGS. 3 to 5, the regenerative charging current exceeds the upper limit of the allowable range of the charging current of the battery in the ultra-high-speed region, but the state in which the vehicle travels in the ultra-high-speed region usually hardly occurs. This does not occur, and even if a running state in an ultra-high speed region occurs due to a steep downhill or the like, it is for a very short time, so there is no possibility that the battery will be damaged by regenerative charging current in the ultra-high speed region. In the ultra-high-speed range, it is preferable to increase the regenerative charging current in order to increase the regenerative braking effect and reduce the speed as quickly as possible.

【0084】本発明においては、制動時にスイッチ手段
のオンデューティ比を走行速度に応じて制御するが、図
1に示した装置を用いてこのような制御を行わせるに
は、例えば、アクセルセンサ9の出力からアクセル(速
度調節部材)が戻されたことを検出する手段と、電動機
1の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該検出手
段により検出された回転速度に対応するオンデューティ
比をマップ演算または数式による演算により求めるデュ
ーティ比演算手段と、アクセルが戻されたことが検出さ
れたときに演算されたデューティ比でスイッチ素子Sx
〜Sz を同時にオンオフさせる駆動指示信号x´,y
´,z´を発生させる手段とをCPU12により実現す
ればよい。
In the present invention, the on-duty ratio of the switch means is controlled in accordance with the traveling speed at the time of braking. To perform such control using the apparatus shown in FIG. Means for detecting that the accelerator (speed adjusting member) is returned from the output of the motor, a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the electric motor 1, and an on-duty ratio corresponding to the rotation speed detected by the detection means. A duty ratio calculating means obtained by a map calculation or a mathematical formula; and a switch element Sx having a duty ratio calculated when the accelerator is returned.
To Sz at the same time.
'And z' may be realized by the CPU 12.

【0085】上記の実施例では、電動機として界磁を永
久磁石により構成したブラシレス直流電動機を用いてい
るが、界磁を磁石により構成した電動機を用いれば、
(1)式の磁束Φを一定にすることができるため、各回
転速度における回生充電電流Iとデューティ比Dとを一
義的に決めることができ、制御を容易にすることができ
る。
In the above embodiment, a brushless DC motor whose field is constituted by a permanent magnet is used as the electric motor. However, if a motor whose field is constituted by a magnet is used,
Since the magnetic flux Φ in the equation (1) can be kept constant, the regenerative charging current I and the duty ratio D at each rotational speed can be uniquely determined, and control can be facilitated.

【0086】また上記の説明では、電動車両が、電動機
の出力軸を変速機を介することなく、駆動輪の軸に直接
伝達するダイレクトドライブ方式を採用しているとした
が、ダイレクトドライブ方式の電動車両では、走行速度
と電動機の回転速度とが対応しているので、制御を簡単
にすることができる。しかしながら、本発明はダイレク
トドライブ方式の電動車両に限定されるものではなく、
電動機の出力軸を変速機を介して駆動輪に伝達する方式
の電動車両でも、変速比を加味して制動時のスイッチン
グのオンデューティ比を制御することにより、本発明を
実施することができる。
In the above description, the electric vehicle adopts the direct drive system in which the output shaft of the electric motor is directly transmitted to the shaft of the drive wheel without passing through the transmission. In the vehicle, the traveling speed and the rotation speed of the electric motor correspond to each other, so that the control can be simplified. However, the present invention is not limited to the electric vehicle of the direct drive system,
The present invention can be implemented by controlling the on-duty ratio of switching at the time of braking in consideration of the gear ratio, even in an electric vehicle in which the output shaft of the electric motor is transmitted to the drive wheels via the transmission.

【0087】上記の説明では、電機子コイルAu 〜Aw
を短絡するスイッチ手段として、スイッチ回路6のブリ
ッジ回路の下辺を構成するスイッチ素子Sx 〜Sz を用
いて、これらのスイッチ素子を同時にオンオフさせるこ
とにより電機子コイルに電圧を誘起させるようにした
が、電機子コイルを短絡するスイッチ手段としてスイッ
チ回路6のブリッジ回路の上辺を構成するスイッチ素子
Su 〜Sw を用いて、これらのスイッチ素子を同時にオ
ンオフさせることにより電機子コイルに電圧を誘起させ
るようにしてもよい。
In the above description, the armature coils Au to Aw
Are used as switch means for short-circuiting the switch circuit 6, and the switch elements Sx to Sz constituting the lower side of the bridge circuit of the switch circuit 6 are turned on and off at the same time to induce a voltage in the armature coil. By using the switching elements Su to Sw constituting the upper side of the bridge circuit of the switching circuit 6 as switching means for short-circuiting the armature coil, a voltage is induced in the armature coil by simultaneously turning on and off these switching elements. Is also good.

【0088】上記の説明では、スイッチ回路6を構成す
るスイッチ素子としてMOSFETを用いたが、該スイ
ッチ素子はオンオフ制御が可能なものであればよく、M
OSFETに限定されない。例えば各スイッチ素子とし
てトランジスタや、IGBT(ゲート絶縁形バイポーラ
トランジスタ)等を用いることもできる。
In the above description, a MOSFET is used as a switch element constituting the switch circuit 6. However, the switch element may be any switch element that can be controlled on and off.
It is not limited to OSFET. For example, a transistor, an IGBT (gate insulated bipolar transistor), or the like can be used as each switch element.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、オン状
態になったときに電機子コイルを短絡することができる
スイッチ手段を設けて、制動時に該スイッチ手段をオン
オフ制御することにより、電機子コイルからバッテリに
回生充電電流を流すことができる。従って、電動機の無
負荷速度に相応する速度より低い走行速度で平地を走行
している状態でもバッテリに回生充電電流を流して制動
効果を得ることができ、安全性を高めることができる。
As described above, according to the present invention, by providing the switch means capable of short-circuiting the armature coil when it is turned on, the switch means is controlled on and off during braking. A regenerative charging current can flow from the armature coil to the battery. Therefore, even when the vehicle is traveling on a flat ground at a traveling speed lower than the speed corresponding to the no-load speed of the motor, a regenerative charging current can be supplied to the battery to obtain a braking effect, and safety can be improved.

【0090】また本発明においては、スイッチ素子のオ
ンオフにより流れる回生充電電流をバッテリの充電電流
の許容範囲の上限値以下に制限するようにオンデューテ
ィ比の変化率を設定したので、バッテリに過大な充電電
流が流れてバッテリが破損するのを防ぐことができる。
In the present invention, the rate of change of the on-duty ratio is set so that the regenerative charging current flowing when the switching element is turned on and off is limited to the upper limit value of the allowable range of the charging current of the battery. It is possible to prevent the battery from being damaged due to the flow of the charging current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態で用いる装置の構成例を示し
た構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of an apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の各部の信号波形を示した波形図で
ある。
FIG. 2 is a waveform diagram showing signal waveforms at various parts of the apparatus shown in FIG.

【図3】本発明の一実施形態におけるスイッチングのオ
ンデューティ比と走行速度との関係、スイッチング充電
電流と走行速度との関係、スイッチング充電トルクと走
行速度との関係、全波整流充電電流と走行速度との関係
及び全波整流充電トルクと走行速度との関係を示した線
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a switching on-duty ratio and a traveling speed, a relationship between a switching charging current and a traveling speed, a relationship between a switching charging torque and a traveling speed, a full-wave rectification charging current and a traveling according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a relationship between speed and a relationship between full-wave rectification charging torque and traveling speed.

【図4】本発明の他の実施形態におけるスイッチングの
オンデューティ比と走行速度との関係、スイッチング充
電電流と走行速度との関係、スイッチング充電トルクと
走行速度との関係、全波整流充電電流と走行速度との関
係及び全波整流充電トルクと走行速度との関係を示した
線図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the switching on-duty ratio and the traveling speed, the relationship between the switching charging current and the traveling speed, the relationship between the switching charging torque and the traveling speed, the full-wave rectification charging current and the switching speed in another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a traveling speed and a relationship between a full-wave rectification charging torque and a traveling speed.

【図5】本発明の更に他の実施形態におけるスイッチン
グのオンデューティ比と走行速度との関係、スイッチン
グ充電電流と走行速度との関係、スイッチング充電トル
クと走行速度との関係、全波整流充電電流と走行速度と
の関係及び全波整流充電トルクと走行速度との関係を示
した線図である。
FIG. 5 shows the relationship between the switching on-duty ratio and the traveling speed, the relationship between the switching charging current and the traveling speed, the relationship between the switching charging torque and the traveling speed, and the full-wave rectification charging current in still another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the vehicle speed and a traveling speed, and a relationship between a full-wave rectification charging torque and a traveling speed.

【図6】回生充電電流を最大にするようにスイッチング
のオンデューティ比を制御した場合のオンデューティ比
と走行速度との関係、スイッチング充電電流と走行速度
との関係、スイッチング充電トルクと走行速度との関
係、全波整流充電電流と走行速度との関係及び全波整流
充電トルクと走行速度との関係を示した線図である。
FIG. 6 shows the relationship between the on-duty ratio and the traveling speed when the switching on-duty ratio is controlled to maximize the regenerative charging current, the relationship between the switching charging current and the traveling speed, the switching charging torque and the traveling speed. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between the full-wave rectification charging current and the traveling speed, and a relationship between the full-wave rectification charging torque and the traveling speed.

【図7】従来の電動車両の回生制動制御方法において制
動時に流れる全波整流充電電流と走行速度との関係及び
全波整流充電トルクと走行速度との関係を示した線図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a full-wave rectification charging current flowing at the time of braking and a traveling speed and a relationship between a full-wave rectification charging torque and a traveling speed in a conventional regenerative braking control method for an electric vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブラシレス直流電動機 Au 〜Aw 電機子コイル 3 バッテリ 6 スイッチ回路 Su 〜Sw ,Sx 〜Sz スイッチ素子 Du 〜Dw ,Dx 〜Dz 帰還ダイオード 7 ドライブユニット 8 コントロールユニット 12 CPU REFERENCE SIGNS LIST 1 brushless DC motor Au to Aw armature coil 3 battery 6 switch circuit Su to Sw, Sx to Sz switch element Du to Dw, Dx to Dz feedback diode 7 drive unit 8 control unit 12 CPU

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−68601(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 7/12 H02P 3/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-57-68601 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60L 7/12 H02P 3/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バッテリから駆動電流が与えられる電動
機により車輪を駆動する電動車両の制動時に前記電動機
の電機子コイルに誘起する電圧で前記バッテリに回生充
電電流を流すことにより前記車両の走行速度を低下させ
る回生制動制御方法において、 オン状態になったときに前記電動機の電機子コイルを短
絡するスイッチ手段を設けて、該スイッチ手段がオン状
態からオフ状態になったときに電機子コイルに電圧を誘
起させるようにしておき、 前記電動車両の制動時の走行速度が電動機の無負荷速度
に相応する速度よりも高い値に設定されたスイッチング
終了速度以上になっているときには前記スイッチ手段を
オフ状態に保持し、 前記制動時の走行速度が前記スイッチング終了速度未満
のときにオンデューティ比を走行速度の低下に伴って所
定の変化率で増加させるように該オンデューティ比を走
行速度の変化に伴って変化させつつ前記スイッチ手段を
オンオフ制御し、 前記走行速度がスイッチング終了速度未満のときに流れ
る回生充電電流をバッテリの充電電流の許容範囲の上限
値以下に制限するように前記オンデューティ比の変化率
を設定することを特徴とする電動車両の回生制動制御方
法。
1. A regenerative charging current is supplied to the battery by a voltage induced in an armature coil of the electric motor during braking of an electric vehicle that drives wheels by an electric motor to which a driving current is applied from a battery, thereby reducing a traveling speed of the vehicle. In the regenerative braking control method for reducing the voltage, switch means is provided for short-circuiting the armature coil of the electric motor when turned on, and a voltage is applied to the armature coil when the switch means is turned off from the on state. When the running speed of the electric vehicle during braking is equal to or higher than the switching end speed set to a value higher than the speed corresponding to the no-load speed of the electric motor, the switch unit is turned off. When the traveling speed at the time of the braking is lower than the switching end speed, the on-duty ratio is decreased with the traveling speed. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed so as to increase at a predetermined change rate, and the regenerative charging current flowing when the traveling speed is lower than the switching end speed is supplied to the battery. A regenerative braking control method for an electric vehicle, wherein the rate of change of the on-duty ratio is set so as to limit the charging current to an upper limit value or less.
【請求項2】 バッテリから駆動電流が与えられる電動
機により車輪を駆動する電動車両の制動時に前記電動機
の電機子コイルに誘起する電圧で前記バッテリに回生充
電電流を流すことにより前記車両の走行速度を低下させ
る回生制動制御方法において、 オン状態になったときに前記電動機の電機子コイルを短
絡するスイッチ手段を設けて、該スイッチ手段がオン状
態からオフ状態になったときに電機子コイルに電圧を誘
起させるようにしておき、 前記電動車両の制動時の走行速度が前記電動機の無負荷
速度に相応する速度付近に設定された変化率切替え速度
よりも低いときにはオンデューティ比を走行速度の低下
に伴って第1の変化率で増加させるように該オンデュー
ティ比を走行速度の変化に伴って変化させつつ前記スイ
ッチ手段をオンオフ制御し、 前記制動時の走行速度が前記変化率切替え速度と該切替
え速度よりも高い値に設定されたスイッチング終了速度
との間にあるときにはオンデューティ比を走行速度の低
下に伴って前記第1の変化率よりも大きい第2の変化率
で増加させるように該オンデューティ比を走行速度の変
化に伴って変化させつつ前記スイッチ手段をオンオフ制
御し、 前記制動時の走行速度が前記スイッチング終了速度以上
になっているときには前記スイッチ手段をオフ状態に保
持し、 前記オンデューティ比の第2の変化率は、前記回生充電
電流をバッテリの充電電流の許容範囲の上限値以下に制
限するように設定することを特徴とする電動車両の回生
制動制御方法。
2. A regenerative charging current is supplied to the battery by a voltage induced in an armature coil of the electric motor during braking of an electric vehicle that drives wheels by an electric motor to which a driving current is applied from a battery, thereby reducing the traveling speed of the vehicle. In the regenerative braking control method for reducing the voltage, switch means is provided for short-circuiting the armature coil of the electric motor when turned on, and a voltage is applied to the armature coil when the switch means is turned off from the on state. When the traveling speed at the time of braking of the electric vehicle is lower than a change rate switching speed set near a speed corresponding to the no-load speed of the electric motor, the on-duty ratio is reduced with the traveling speed. The switch means is turned on while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed so as to increase at the first change rate. When the traveling speed at the time of braking is between the change rate switching speed and the switching end speed set to a value higher than the switching speed, the on-duty ratio is decreased with the traveling speed. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed so as to increase at a second rate of change greater than the change rate of 1; When the speed is higher than or equal to the speed, the switch means is kept in an off state, and the second rate of change of the on-duty ratio is such that the regenerative charging current is limited to an upper limit value of an allowable range of the charging current of the battery. A regenerative braking control method for an electric vehicle, wherein the method is set.
【請求項3】 バッテリから駆動電流が与えられる電動
機により車輪を駆動する電動車両の制動時に前記電動機
の電機子コイルに誘起する電圧で前記バッテリに回生充
電電流を流すことにより前記車両の走行速度を低下させ
る回生制動制御方法において、 オン状態になったときに前記電動機の電機子コイルを短
絡するスイッチ手段を設けて、該スイッチ手段がオン状
態からオフ状態になったときに電機子コイルに電圧を誘
起させるようにしておき、 前記電動車両の制動時の走行速度が前記電動機の無負荷
速度に相応する速度付近に設定された第1の変化率切替
え速度よりも低いときにはオンデューティ比を走行速度
の低下に伴って第1の変化率で増加させるように該オン
デューティ比を走行速度の変化に伴って変化させつつ前
記スイッチ手段をオンオフ制御し、 前記制動時の走行
速度が前記第1の変化率切替え速度と該第1の変化率切
替え速度よりも高く設定された第2の変化率切替え速度
との間にあるときにはオンデューティ比を走行速度の低
下に伴って前記第1の変化率よりも大きい第2の変化率
で増加させるように該オンデューティ比を走行速度の変
化に伴って変化させつつ前記スイッチ手段をオンオフ制
御し、 前記制動時の走行速度が前記第2の変化率切替え速度と
該第2の変化率切替え速度よりも高く設定された第3の
変化率切替え速度との間にあるときにはオンデューティ
比を走行速度の低下に伴って前記第2の変化率よりも小
さい第3の変化率で増加させるように該オンデューティ
比を走行速度の変化に伴って変化させつつ前記スイッチ
手段をオンオフ制御し、 前記制動時の走行速度が前記第3の変化率切替え速度と
該第3の変化率切替え速度よりも高く設定された第4の
変化率切替え速度との間にあるときにはオンデューティ
比を走行速度の低下に伴って所定の割合で減少させるよ
うに該オンデューティ比を走行速度の変化に伴って変化
させつつ前記スイッチ手段をオンオフ制御し、 前記制動時の走行速度が前記第4の変化率切替え速度と
該第4の変化率切替え速度よりも高く設定されたスイッ
チング終了速度との間にあるときにはオンデューティ比
を走行速度の低下に伴って第4の変化率で増加させるよ
うに該オンデューティ比を走行速度の変化に伴って変化
させつつ前記スイッチ手段をオンオフ制御し、 前記制動時の走行速度が前記スイッチング終了速度以上
になっているときには前記スイッチ手段をオフ状態に保
持し、 前記オンデューティ比の第2の変化率及び第3の変化率
は、前記回生充電電流をバッテリの充電電流の許容範囲
の上限値以下に制限するように設定することを特徴とす
る電動車両の回生制動制御方法。
3. A regenerative charging current is supplied to the battery with a voltage induced in an armature coil of the electric motor during braking of an electric vehicle that drives wheels by an electric motor to which a driving current is applied from a battery, thereby reducing the traveling speed of the vehicle. In the regenerative braking control method for reducing the voltage, switch means is provided for short-circuiting the armature coil of the electric motor when turned on, and a voltage is applied to the armature coil when the switch means is turned off from the on state. When the traveling speed at the time of braking of the electric vehicle is lower than a first rate-of-change switching speed set near a speed corresponding to the no-load speed of the electric motor, the on-duty ratio is changed to the traveling speed. Changing the on-duty ratio with a change in traveling speed so as to increase at a first rate of change with a decrease; On-off control, wherein the on-duty ratio is set when the traveling speed during braking is between the first change rate switching speed and a second change rate switching speed set higher than the first change rate switching speed. The on / off control of the switch means while changing the on-duty ratio with the change of the traveling speed so as to increase at a second change rate larger than the first change rate with the decrease of the traveling speed, When the traveling speed at the time of the braking is between the second rate-of-change switching speed and a third rate-of-change switching speed set higher than the second rate-of-change switching speed, the on-duty ratio is changed to the traveling speed. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio with a change in the traveling speed so as to increase at a third rate of change smaller than the second rate of change with a decrease. When the traveling speed at the time of braking is between the third rate-of-change switching speed and a fourth rate-of-change switching speed set higher than the third rate-of-change switching speed, the on-duty ratio is decreased to reduce the traveling speed. The on / off control of the switch means is performed while changing the on-duty ratio in accordance with the change of the traveling speed so as to decrease at a predetermined rate, and the traveling speed at the time of braking is changed to the fourth change rate switching speed. When the on-duty ratio is between the switching end speed set higher than the fourth change rate switching speed and the on-duty ratio is increased at the fourth change rate with a decrease in the traveling speed, the traveling speed of the on-duty ratio is increased. On / off control of the switch means while changing with the change of speed, and when the traveling speed at the time of braking is equal to or higher than the switching end speed, the switching operation is performed. In an off state, and the second rate of change and the third rate of change of the on-duty ratio are set so as to limit the regenerative charging current to an upper limit value of an allowable range of a charging current of a battery. A regenerative braking control method for an electric vehicle.
【請求項4】 n相(nは1以上の整数)の電機子コイ
ルを有するブラシレス直流電動機を前記電動機として用
い、所定個数のスイッチ素子をブリッジ接続してなるス
イッチ素子のブリッジ回路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るスイッチ回路を設
けて、該スイッチ回路の直流入力端子間に前記バッテリ
の出力電圧を印加するとともに、該スイッチ回路の出力
端子に前記n相の電機子コイルを接続し、 前記スイッチ素子のブリッジ回路の下辺を構成するスイ
ッチ素子を前記スイッチ手段として用いることを特徴と
する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電動車両
の回生制動制御方法。
4. A bridge circuit of switch elements comprising a brushless DC motor having an n-phase (n is an integer of 1 or more) armature coil as said motor and a predetermined number of switch elements connected in a bridge, and each switch element. A switch circuit comprising diodes connected in anti-parallel to both ends of the switch circuit is provided, an output voltage of the battery is applied between DC input terminals of the switch circuit, and the n-phase armature is connected to an output terminal of the switch circuit. The regenerative braking control method for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein a coil is connected, and a switch element forming a lower side of a bridge circuit of the switch element is used as the switch unit.
【請求項5】 n相(nは1以上の整数)の電機子コイ
ルを有するブラシレス直流電動機を前記電動機として用
い、所定個数のスイッチ素子をブリッジ接続してなるス
イッチ素子のブリッジ回路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るスイッチ回路を設
けて、該スイッチ回路の直流入力端子間に前記バッテリ
の出力電圧を印加するとともに、該スイッチ回路の出力
端子に前記n相の電機子コイルを接続し、 前記スイッチ素子のブリッジ回路の上辺を構成するスイ
ッチ素子を前記スイッチ手段として用いることを特徴と
する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の電動車両
の回生制動制御方法。
5. A bridge circuit of switch elements, wherein a brushless DC motor having an n-phase (n is an integer of 1 or more) armature coil is used as the motor, and a predetermined number of switch elements are bridge-connected, and each switch element. A switch circuit comprising diodes connected in anti-parallel to both ends of the switch circuit is provided, an output voltage of the battery is applied between DC input terminals of the switch circuit, and the n-phase armature is connected to an output terminal of the switch circuit. The regenerative braking control method for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein a coil is connected, and a switch element constituting an upper side of a bridge circuit of the switch element is used as the switch unit.
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