JPS60500476A - 電気的逆転制動制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気的逆転制動制御回路 技五光互 本発明は一般に給電制御装置に関し、特に、電気的制動を行うためのモータ制御 装置に関する。

背景技術 電気的制動は、モータ駆動式装置の制御された減速を提供するためにモータ制御 機構に従来から用いられている手法である。電気的制動は、電気自動車の駆動モ ータに適用する場合に特にを利である。例えば、電気的制動を用いて、常用ブし ・−キを適用せずに電気自動車の速度を低下させることができ、これにより、常 用ブレーキの摩耗を少なくすることができる。電気的制動は、モータを現在の回 転方向と反対の方向に貼替することによって行なわれる。即ち、電気的制動は、 車輌が移動しつつある方向と反対の走行方向が限定されたときに生し、これによ り、該車輌を駆動するためのモータを上記選定された方向に貼替し、その間、該 車輌は元の方向に移動し続けている。

例えば、電気的制御を行なうためのモータ制御機構は、一般に、電力をモータに 結合する電力結合部材、及びモータのアーマチュア両端間に接続されたプラノギ ングダイオードを有す。車輌が一つの方向、例えば順方向に移動しつつあるとき に、方向制御スイッチを順方向位置から逆方向位置に変える。これは、一般に、 車輌を逆転制動する、として知られている。そこで、モータは逆方向に貼替され るが、依然として順方向に回転しており、電力結合部材は成る率でオンにパルス 動作させられて車輌の速度を低下させる。車輌の速度が実質的に零の速度に低下 するまで、上記モーオートを順方向にバイアスがけし、発生した電流を上記モー タのアーマチュア及びブラフギングダイオードを循環させる。最終的二は、車輌 は停止し、そしてその方向を逆転する。この時、上記モータは電流発生をやめ、 上記プランギングダイオートはもはや純方向にバイアスがけされず、そしてこの 逆転制動作用がやむ。

従来の電気的制動機構には、アナログ及び／又は個別的構成部材設計思想を用い ているという共通の欠点がある。また、従来の電気的制動機構は複雑であり、調 節が容易でなく、また、異なる設計パラメータ、例えば停止距離を有する異なる 型の車輌に対して同し基本的制御回路を用いることができない。また、従来の制 御回路は、コンピュータ技術を用いた制御回路のようには信頼性がなく、費用効 果的でなく、また速くない。

本発明は上述した諸問題の一つまたはそれ以上を克服しようとするものである。

乞肌旦皿土 一つの態様において、本発明はモータを電気的に制動するための装置を含むもの である。この装置は、異なるモータ速度指令に応答して複数のそれぞれのモータ 電力指令信号を発生するための手段と、モータ電力制御信号をモータへ送るため の可制御供給手段とを存す。改良点として、上記モータの逆転制動に応答してプ ラグ信号を供給するための手段と、上記プラグ信号及び指令信号を受信し、上記 受信済み指令信号及び上記プラグ信号の受信に応答して上記モータ電力制御信号 のうちの予め選定された一つを上記供給手段へ送るためのプロセッサ手段とを具 備する。

従来の電気的に制動するための回路はプロセンサ手始を含んでおらず、またアナ ログ設計を基礎としている。本発明はデータ処理技術を用いたものであり、簡単 であり、また種々の設計パラメ−タに適合するようにプログラム可能である。

園血■固華尾繊班 本発明をよりよく理解するために、以下、添付の図面を参照して説明する。図面 おいて、 第１図は本発明の実施例のフロック線図、第２回は本発明の実施例の部分略図、 第３Ａ及び３Ｂ図は本発明を有する全体的モータ制御機構の略図、 第４図は本発明の実施例とともに用いられるソフトウェアを説明するために用い る流れ図、 第５図は本発明のモータ制御機構を含む電気自動車の路上面図である。

Ｂｑを実施】−るための最良の態様 第１図はモータ１２に対する給電を制御するための、特にモータ１２を電気的に 制動するための装置１０を示すものである。装置１０は、複数の異なるモータ電 力指令信号を、各々をそれぞれのモータ速度指令に応答して発生するための手段 ８８を有す。装置１０はまた、逆転制動最中態を感知するめたの、及びモータ１ ２の逆転制動に応答してデータまたはプラグ信号を出力線１６へ供給するための 手段１４を有す。装置１０は更に、」二記プラグみ指令信号及び線路１６上のプ ラグ信号の受信に応答して予め選定された一つのモータ電力制御信号を出力線２ ０へ送るためのプログマブルデータ処理手段１８を有す。装置１０は更に、線路 ２０上の信号を受信し、線路２０上の該信号に応答してモータ電力制御信号をモ ータ１２へ送るための可制御供給手段２２を有す。

第２図に示すように、プラグ感知及びデータ信号発生手段１４は演算増巾器２４ を有し、該増巾器は、装置１ｏの共通または論理アースに接続された入力線２６ を介して固定基準電圧信号を受信する非反転入力端子（＋）を存す。分圧器３ｏ は、入力線３２、及び増巾器２４の反転入力端子（−）へつながる出力線３３を 有す。後述するように、モータ１２の逆転制動に応答して、負の電圧が入力線３ ２上に生ずる。これに応答して、分圧器３ｏは負の電圧信号を線路３３上に発生 する。逆転制動が生ずると、線路３３上の電圧信号は線路２６上のアース基準電 圧に対して負となり、その結果、増巾器２４は論理１または真のデータ信号を線 路１６上に発生する。逆転制動がない場合には、正の電池電圧が入力線３２上に 生ずる。これに応答して、上記分圧器は正の電圧信号を線路３３上に発生する。

従って、線路３３上の電圧信号は線路２６上のアース基準電圧に対して正となり 、その結果、増巾器２４は論理０または類億データ信号を線路１６上に発生ずる 。

プログマブルテータ処理手段１８は、線路１６上のデーレ信号を受信する入力ポ ート３６を有するマイクロプロセッサ３４を有す。マイクロプロセッサ３４は、 プラグ信号のない場合のモータ電力指令信号の各々の受信に応答して、即ち線路 １６上の論理。

データ信号に応答して、それぞれの予め選定されたモータ電力制御信号を送り出 す。また、マイクロプロセッサ３４は一、ソフＩ−ウェア制御の下で、プラグ信 号の受信に応答して、即ち線路１６上の論理１デ一タ信号に応答して、出力ポー ト３８において、予め選定された制御信号またはパルス列を線路２ｏ上に発生ず る。

可制御供給手段２２は、パワートランジスタ４２を有するオンオフ式電力結合手 段４ｏを存ず。パワーｌ−ランラスタ４２は、電源４４　（例えば士ＶＢＡＴ） がらモータ１２に電力を制御可能に結合するために、図示のように、モータ１２ と直列接続されている。

電力結合手段４０、更に詳細にはトランジスタ４２が線路２ｏ上のパルス列によ ってオンにバイアスがけされると、モータ１２は貼替され、そして、オフにバイ アスがけされるとモータ１２は除勢される。

第３図は、４６で一般的に示す全体的モータ制御機構の一部として、プラグ信号 を供給するための手段１４、プログマブルデータ処理手段１８、及び可制御供給 手段２２を含む装置１ｏを示すものである。本発明の原理は複数のモータに対す る給電を同時に制御するのに適用することができるから、−例として、モータ１ ２と同様の第２のモータ１２′、並びに手段１４及び手段２２とそれぞれ同様の 他の手段１４′及び他の手段２２′を示しである。

制御機構４６は、線路接点５０を介してモータ１２．１２′に給電する車輌電池 ｖＢＡアのような電源４８を有す。モータ１２はアーマチュア５２及び界磁巻線 ５４を存しており、これらは電流分流器５６及び供給手段２２のトランジスタ４ ２と直列接続されている。フライハックダイオート５７が、図示のように且つ業 界に通例であるように、モータ１２の両端間に接続されている。ブラソギングダ イオード５８が図示のようにアーマチュア５２と並列に接続されており、そして 、逆転制動最中は、後述するように、アーマチュア５２、プラソギングダイオー ド５８、及び分流器５６を含むＸｉｌ路を流れまたは循環する電流に応答して順 方向にバイアスかけされる。

上述と同様の構成部材が、モータ１２′の貼替及び給電について用いられる。こ れを、アーマチュア５２′、分流器５６′、フライハックダイオート５７’、及 びブラソギングダイオード５８′のように、同様構成部材を示す同様参照番号で 示す。

−例をあげると、分圧器３０の入力線３２及び分圧器３０’の入力線３２′はそ れぞれのブラソギングダイオート５８．５８′の一方の側に接続されている。従 って、３２．３２′に加えられる電圧は、それぞれのプラノギングダイオード５ ８．５８′が順方向にバイアスがけされているかまたは逆方向Ｇこバイアスがけ されると、それぞれのモータ１２．１２’は逆転制動され、そして線路１６また は線路１６′上に論理１デ一タ信号が発生される。

ＯＲゲート５９がこの論理１デ一タ信号をゲート制御して、マイクロプロセッサ ３４の入力ポート３６に接続された線路５９ａ上へ送る。両方のプランギングダ イオート５８及びプラッギングダイオード５８′が逆方向にバイアスがけされて いる場合、即ちモータ１２．１２′が逆転制動されていない場合には、論理０デ 一タ信号が線路１６及び１６′上に、従ってまた線路５９ａ上に現れる。

モータ１２の貼替または回転の方向を制御するための手段６゜は制御機構４６の 一部である。手段６ｏは常開順方向接点６２及び６４並びに常閉逆方向接点６６ 及び６８を有ず。線路接点５゜が閉じており、接点６２．６４．６６．６８が図 示の状態になっており、そしてトランジスタ４２がオンとなっているとすると、 電流は、電７Ｉ！４８の正側から、線路接点５ｏ、トランジスタ４２、界ｖＬ巻 線５４、接点６６、アーマチュア５２、接点６８、及び分流器５６を通って、電 ａ４８の負側へ流れる。接点６２．６４．６６．６８がそれぞれの他の状態にな り、そしてトランジスタ４２がオンとなると、電流は、電源４８の正側から、線 路接点５０、トランジスタ４２、界磁巻線５４、接点６２、アーマチュア５２、 接点６４、及び分流器５６を通って、電源４８の負側へ流れる。

逆転制動状態が生ずると、アーマチュア５２は発電機として働く。これに応答し て、プラソギングダイオート５８は順方向にノ＼イアスがけされ、従って、電流 は、アーマチュア５２の一方の側から、例えば、閉じた接点６８、分流器５６、 ダイオード５８、及び閉じた接点６６を通って、アーマチュア５２の他方の側へ 循環する。接点６２．６４が閉し、接点６６．６８が開くと、電流はアーマチュ ア５２を通って他の方向に循環する。

手段６０はまた、方向接触子コイル７０、及びトランジスタのようなスイッチ７ ２を存しており、δ亥スイッチが閉じまたはターンオンすると、コイル７０が電 源４８によって賦勢される。コイル７０は、接点６２．６４．６６．６８の開閉 状態を通例の仕方で制御する。他の方向接触子コイル７０′及びスイッチ７２′ は同様の接点６２′、６４′、６６′、６８′の開閉状態を同様の仕方で制御す る。従って、コイル７０．７０′はモータ１２．１２′の貼替方向を制御する働 きをなす。順方向接点６２′、６４′は常閉であり、逆方向接点６６′、６８′ は常開であり、これは接点６２．６４．６６．６８の常時状態と反対であるとい うことに７主目されたい。

手段６０は更に、順方向位置Ｆ、中立位置Ｎ、及び逆方向位置Ｒを有する方向制 御卸スイッチ７４を存す。スイッチ７４が中立位ｉＮにあると、コンデンサ７６ は＋Ｖから抵抗７７を介して論理１に充電され、線路８０上のインノ＼−夕７８ の出力は論理０となり、そしてコンデンサ８２は＋Ｖから抵抗８３を介して論理 １に充電され、線路８６上のインノーータ８４の出力は論理Ｏとなる。

方向制ａｌｌスイッチ７４が順方同位ｉＦへ切換えられるのに応答して、コンデ ンサ７６は抵抗７７及びスイ・ノチ７４を介して論理Ｏに放電させられ、線路８ ０上のイン／Ｎ−夕７８からの出力は順方向を表わす論理１となる。方向制御ス イッチ７４が逆方向位置へ切換えられるのに応答して、コンデンサ８２は抵抗８ ３及びスイッチ７４を介して論理０に放電させられ、線路８６のインバータ８４ からの出力は逆方向を表わす論理ｌとなる。

ソフトウェア制御の下で、データ処理手段１８のマイクロプロセッサ３４は線路 ８０上の論理１に応答してスイッチ７２を閉しまたはターンオンさせ、コイル７ ０を賦勢し、接点６２．６４．６６．６８の状態を変更させる。従って、順方向 接点６２．６４は閉し、逆方向接点６６．６８は開き、順方向接点６２′、６４ ′は閉したままでおり、従ってモータ１２及びモータ１２′は同じ、即ち順方向 に賦勢される。同様に、ソフトウェア制御の下で、マイクロプロセッサ３４は線 路８６上の論理１に応答してスイッチ７２′を閉しまたはターンオンさせ、コイ ル７０′を賦勢し、接点６２′、６４′、６６′、６８′の状態を変更させる。

従って、逆方向接点６６′、６８′は閉し、順方向接点６２′、６４′は開き、 逆方向接点６６．６８は閉したままでおり、従ってモータ１２及びモータ１２′ は同し、即ち逆方向に賦勢される。

制御機構４６は、出力線９０上に複数の異なるモータ電力指令信号を、各々をそ れぞれのモータ速度指令に応答して発生ずるための手段８８を有す。例えは、発 生手段８８によって線路９ｏ上に発生されるデータは００００がら１１１１まで の範囲にある４ビツト・ディジタル数である。０００ｏないし１１１１の範囲の 各ディジタル数はモータ１２及び１２′に対する別々のモータ速度指令を表わす 。例えば、数ｏｏｏｏは零速度を表わし、数１０００は半速を表わし、数１１１ １は全または最大速度を表わす。ソフトウェア制御の下で、マイクロプロセッサ ３４は線路９０上のディジタル数に応答し、それぞれの予め選定されたモータ電 力制御信号を線路２０及び２０′を介して供給手段２２．２２′へ送る。

即ち、本例においては、００００ないし１１１１の範囲内に１６個のディジタル 数または指令電力信号があるから、線路２０及び２０′上に発生されてモータ１ ２及び１２′を１６の異なる速度で回転させることのできる１６の異なる電力制 御信号、例えばパルス列かある。上記１６のパルス列はマイクロプロセッサ３４ によって発生され、各々かデユーティファクタ、またはノマルスオンタイム対パ ルスオフタイムの比率を異にする。

００００から１１１１までの範囲の２進コート化１０進形式（ＢＣＩ））のディ ジタル数は単に説明の便宜上用いるのであり、所望の精度と調和する個数のピノ ］・を有する他の任意の適当にコート化した電力表示、例えばグレイコートを用 いることのできることはいうまでもない。

一つの例においては、発生手段８８はリンケージ９４を介して加速器ペダル９２ に接続されている。発生手段８８は、加速器ペダル９２の位置情報、即ちモータ 速度指令情報を線路９０上の００００ないし１１１１のディジタル数のうちの任 意の一つに変換するためのトランスジューサ及び信号調整回路９６を有す。

通常運転の状態、即ち非逆転制動の状態になっているものと仮定する。加速器ペ ダル９２を一杯に緩める、または押してなし為場合は、発生手段８８はこの情報 に応答してディジタｌし数００００を線路９０」二に発生する。マイクロプロセ ツサ３４はこれに応答し、線路２０及び２０′上にモータ電力制御信号またはＲ ）レス列を何も発生しない。

加速器ペダル９２を例えば半速位置へ押すと、マイクロブロセ五り１１＋シθリ クｎ凸ｌ−出李り＋Ｉｎ凸ｎ　Ｆ＋γドＬｅ１１　１　Ａ　’　か；のプラグ信 号なしに応答し、この指令信号に対応するモータ電力制御信号のうちの予め選定 された一つを線路２０及び２０′上に送る。加速器ペダル９２を例えば全速位置 へ押すと、マイクロプロセッサ３４は線路９０上の数１１１１及びプラグ信号な しに応答し、最大電力に対応するパルス列を線路２０及び２０′上に出力する。

しかし、次に、逆転制動状態になっていると仮定する。手段８８は、加速器ペダ ル９２の位置に応答してディジタル数を線路９０上に発生し続ける。しかし、逆 転制動状態中は、マイクロプロセッサ３４は、プラグ信号及び零よりも大きい何 等かの指令電力信号の受信に応答して、例えば零よりも大きい最小電力に対応す る唯１つだけの予め選定されたモータ電力制御信号またはパルス列を線路２０及 び２０′上に発生する。

２人力形ＮＯＲゲート９８は、第１の入力端子を線路２０に接続させ、出力端子 を線路１００によって供給手段２２に接続させている。２人力形Ｎ　ＯＲゲーＩ 〜９８′は、第１の入力端子を線路２０′に接続させ、出力端子をＶＡ路１００ ′によって供給手段２２′に接続させている。ゲート９８及び９８′の第２の入 力端子については次に説明する。ゲート９８及び９８′は、該ゲー１−９８．９ ８′の第２の入力の状態（論理０かまたは論理１）に応答して線路２０及び２０ ′上の制御信号を線路１００及び１００′へ通過させるかまたは通過さヒ゛ない 。

ゲート９８及び９８′がイネーブルされて線路２０及び２０′上のそれぞれの信 号を通過させるものと仮定する。線路２０及び２０′上の信号またはパルスが高 レベルまたは論理１である場合には、線路１００及び線路１００′上のゲート９ ８及びゲート９８′の出力は低レベルまたは論理０となる。これに応答して、供 給手段２２及び２２′は制御信号をモータ１２及び１２′から阻止し、トランジ スタ４２及び４２′をターンオフし、これにより、モータ１２及び１２′を除勢 する。線路２０及び２０′上のパルスが低レベルまたは論理０である場合には、 線路１００及び線路１００’のゲート９８及び９８′の出力は高レベルまたは論 理ｌとなる。これに応答して、供給手段２２及び２２′はトランジスタ４２及び ４２′をターンオンすることによって制御信号をモータ１２及び１２′へ送り、 これにより、モ・−夕１２及び１２′を賦勢する。

制御機構４６はまた、モータ１２を通る電流の大きさに応答して電流信号を供給 するための手段５６、及びモータ１２を通る電流を制限するための阻止手段１０ ２を有す。阻止手段１０２は、上記電流信号及びプラグ信号を受信し、モータ１ ２の電流を、上記プラグ信号の受信に応答して第１の予め選定された最大の大き さに制限し、またプラグ信号なしに応答して第２の予め選定された最大の大きさ に制限する。阻止手段１０２はまた、後述するように、制御信号を制御可能に選 択的に変形するための手段９８を有す。差動増１］器１０４は、モータ１２のア ーマチュア５２を通る電流をモニタまたは感知するために分流器５６の両端に接 続された入力端子１０６を有す。線路１０８上の増巾器１０４の出力電圧信号は アーマチュア電流に応答する。演算増巾器または比較器１１０は一つの入力端子 （→−）を線路１０８に接続させている。

他の入力端子（−）は線路１１２上の基準電圧信号を受信する。

線路１１２上の基準電圧信号は、後述するように、モータ１２が通常運転状態の 下で賦勢されるかまたは逆転制動状態の下で賦勢されるかに応答して２つのレベ ルのうちの一つとなる。

モータ１２を通る電流を、通常運転状態となっている場合には第１の予め選定さ れた最大値に制限し、逆転制動状態となっている場合には第２の予め選定された 値に制限するための手段１１４は、基準電圧信号を線路１１２上に発生する。手 段１１４は、共通接合点１２０において接続されている第１のトランジスタ１１ ６及び第１のポテンショメータ１１８を存ず。トランジスタ１１６は、マイクロ プロセッサ３４がらの線路１２２上の制御信号に応答してオン及びオフにバイア スがけされる。この制御信号は、線路１６または１６′上のデータ信号の受信に 応答して発生される。このデータ信号はＯＲゲート５９及び線路５９ａを介して 受信される。また第２のポテンショメータ１２４が接合点１２０に接続されてい る。第２のトランジスタ１１７が第１のポテンショメータ１１８に接続されてお り、線路１２２上の同し制御信号に応答してオン及びオフにバイアスがけされる 。

非逆転制動運動状態の下では、線路１６及び１６′上のデータ信号は論理０であ る。マイクロプロセッサ３４はソフトウェア制御の下で応答して線路１２２上に 制御信号を出力し、トランジスタ１１６をオンにバイアスかけし且つトランジス タ１１７をオフにバイアスがけする。従って、接合点１２０における電圧信号は トランジスタ１１６の出力である。この基準電圧信号はポテンショメータ１２４ を介して線路１１２に接続される。しかし、逆転制動状態中は、線路１６または １６′の一方または両方の上にあるデータ信号は論理ｌである。マイクロプロセ ンサ３４はこれに応答して線路１２２上に制御信号を出力し、トランジスタ１１ ６をオフにバイアスかけし且つトランジスタ１１７をオンにバイアスがけする。

この状態において、接合点１２０における電圧信号はポテンショメータ１１８か ら与えられ。そしてポテンショメータ１２，４に接続される。従って、ポテンシ ョメータ１２４へ送うれるこの電圧信号は、非逆転制動運転状態最中に存在する レベルとは異なるポテンショメータ１１Ｂの設定に応答するレベルにある。

ラッチ１２６はセント入力端子ｒＳＪを線路１２８を介して比較器１１０の出力 端子に接続されている。ラッチ１２６のリセット入力端子ｒ　ＲＪは、マイクロ プロセッサ３４によって発生された制御信号またはパルス列を運ぶ線路２０に接 続されており、上記信号の各論理１または高レベルパルスでリセットされる。ラ ッチ１２６は出力端子ｒＱＪを線路１３０に接続させており、これは比較器１３ ２に対する一つの人力となる。比較器１３２に対する他の入力端子は分圧器１３ ６の出力端子から線路１３４上で基準′屯圧信号を受信する。比較器１３２の出 力は線路１３８に与えられ、これはゲー１−９８に対する第２の入力となる。

電流制限手段即ち阻止手段１０２はまた、モータ１２′を通る電流を制限するだ めの、同様参照番号で示す対応の構成部材を有す。線路１１２及び１１２′上に 基準電圧信号を与え、そしてこれより、モータ１２及び１２′を通る電流を一つ の最大値または他の値に制限するためには、唯１つの手段１１４だけが必要であ る。

電流制限手段１０２の作動の一例として、非逆転制動状態となっており、トラン ジスタ１１６がオンにバイアスがけされており、基準電圧信号が線路１１２上に 発生されているものと仮定する。

モータ１２のアーマチュア５２を通る電流が予め選定された最大の値または大き さを越えない場合は、線路１０８上の信号は線路１１２上の信号よりも正電位が 低く、その結果、線路１２８上に論理０が生ずる。この論理０はラッチ１２６に ラッチされ、これにより線路１３０」−に論理ｌが生し、これは一つの入力とし て比較器１３２へ送られる。線路２０上のパルス列の各パルスはラッチ１２６を リセットするが、予め定められた最大電流に到達しない限りは論理Ｏが線路１２ ８上に留まっているので、ラッチ１２６は絶えずセットされて論理ト電圧信号を 線路１３０上に保持するということに注目されたい。比較器１３２に対する線路 １３４上の他の入力または基準電圧は分圧器１３６によって線路１３０上の論理 １よりも低いレベルに固定されるので、線路１３８上の比較器１３２の出力は論 理０であり、ゲート９８の第２の入力端子へ送られる。従って、線路１００上の ゲート９８の出力は線路２０上の制御信号またはパルス列の波形に追従し、そし てこの波形に応答してトランジスタ４２をオン及びオフにバイアスがけする。即 ち、線路２０上の低レベルパルスまたは論理Ｏがトランジスタ４２をターンオン し、高レベルパルスまたは論理１がトランジスタ４２をターンオフし且つラッチ １２６をリセットすることになる。

通常運転状態の下で、モータ１２のアーマチュア５２を通る電流が予め選定され た最大値を越え、その結果、差動増巾器１０４からの線路１０日上の信号が線路 １１２上の基準電圧信号よりも高くなり、論理１が線路１２８上にあることにな ると仮定する。

従って、ラッチ１２６はこの論理１を記憶し、そして比較器１３２に対する人力 として論理Ｏ電圧信号を線路１３０上に発生する。

線路１３４上の比較器１３２に対する他の基準電圧入力はこの論理０よりも高い から、線路１３８上の比較器１３２の出力は論理１または電流限界制御信号とな る。従って、線路１００上のゲート９８の出力は、線路２０上の信号とは無関係 に論理０のままになっており、トランジスタ４２はオフのままになっている。

従って、電流が、非逆転制動運転状態に対してポテンショメータ１２４によって 設定される予め選定された最大値を越えると、トランジスタ４２はターンオフさ れ、電流がこの値の下に低下するまで、モータ１２を通る電流の流れを停止させ る。モータ電流が予め選定された値を越えているかまたはそれ以下であるかにつ いての試験は、線路２０上の各パルスを用い、かかる各パルスでラッチ１２６を リセソ１〜することによってなされる。

次に、逆転制動状態が生しつつあるものと仮定する。トランジスタ１１６はオフ にバイアスかけされ、線路１１２上の基準電圧信号はポテンショメータ１１８の 設定に従って調節可能となる。

これは、逆転制動中にモータ１２を流れることのできる選定された最大電流が非 逆転制動の大きさと異なる値または大きさに調節可能であるということを意味す る。差動増巾器１０４はモータ１２のアーマチュア電流をモニタして線路１０８ 上に電圧信号を発生することを継続し、比較器１１０はこの電圧信号を線路１１ ２上の可調節基準電圧信号と比較する。上述の説明から解るように、ゲート９８ は、アーマチュア電流が予め選定された値を越えていないときには線路２０上の 信号に追従する出力を線路１００上に発生し、予め選定された電流が予め選定さ れた値を越えると一定の論理０値を発生する。トランジスタ４２はこれに従って バイアスがけされる。

また以上から解るように、電流制限手段１０２の他の構成部材も同じ仕方で働き 、モータ１２′のアーマチュア５２′を通る電流をモニタ及び制御する。即ち、 線路１００′上のゲート９８の出力が、線路１００上のゲート９８の出力がトラ ンジスタ４２をバイアスがけするのと同し仕方で、トランジスタ４２′をバイア スがけする。

第４図は装置１０を制御するのに好適するコンピュータプログラムの流れ図であ る。本発明を実施するのに充分なソフトウェアルーナンの一例だけをここに記載 する。コンピュータプログラミングに習熟している者が一般の任意のマイクロプ ロセッサのための流れ図を作るのに必要なプログラムを書くことのできるように 充分に詳細に示す。第４図のプログラムは、テキサス州キャロルトン市のモスチ ック社（ＭＯ３ＴＥＫ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製の部品番号３８７０のマイ クロプロセッサに対して実行すべく設計したものである。

「開始」と表示しであるブロック２００において第４図の流れ図を始めると、プ ログラム制御は下記の順序で進む。

ブロック２０２において、マイクロプロセッサ３４は、線路９０上に与えられる 加速器ペダル９２の位置または速度要求に関する情報、及び線路８０．８６上に 与えられる方向スイッチ７４の位置に関する情報を受取る。次いで、マイクロプ ロセッサ３４は、ブロック２０４において、適切な制御信号をスイッチ７２．７ ２′に出力して方向接触子コイル７０．７０′を駆動し、車輌１４２を方向スイ ッチ７４によって要求される方向に走行させる。

ブロック２０６において、マイクロプロセッサ３４は、次いで、ポート３６を点 検し、車輌１４２が通常の非逆転制動状態にあるかまたは逆転制動状態にあるか を測定する。車輌１４２が逆転制動していない場合は、制御はブロック２０８へ 進み、該ブロックにおいて、信号が線路１２２上に出力されてトランジスタ１１ ６をターンオンし且つトランジスタ１１７をターンオフし、このようにして電流 制限基準電圧を予め選定されたレベルに設定する。

次いで、ブロック２１０において、マイクロプロセッサ３４は、計算によるかま たはメモリに記憶されているルックアップテーブルから、適切なパルス列波形を 決定してポート３８．３８′において出力し、車輌１４２を加速器ペダル９２の 位置によって要求される速度で走行させる。例えば、指令ディジタル数が１／２ モータ電力所容量を示す１０００である場合には、５０％デユーティサイクルの パルス列がブロック２１０で出力される。ｏｏｏ。

と１１１１との間の各ディジタル指令数により、対応のパルス列デユーティサイ クルがブロック２１０で出力される。制御は次いでブロック２０２へ戻り、上記 過程が新たに始まる。

ブロック２０６において、車輌１４２が逆転制動モードに入っていると認められ る場合は、制御は、ブロック２０８へではなくブロック２１２へ進む。ブロック ２１２において、信号が線路１２２上に発生されてトランジスタ１１６をターン オフし且つトランジスタ１１７をターンオンし、このようにして、電流制限基準 電圧を、ブロック２０８において選定されるレベルとは異なる予め選定されたレ ベルに設定する。

次いで、ブロック２１４において、マイクロプロセッサ３４は予め選定されたパ ルス列波形をポート３８．３８′に出力し、加速器ペダル９２の位置とは無関係 に逆転制動するようにモータ１２．１２′をパルス動作させる。例外は、零速度 を要求する加速器ペダル９２の位置に対する場合であり、この位置に応答してモ ータ１２．１２′は全熱パルス動作または敵勢されない。次いで、制御はブロッ ク２０２へ戻り、上記ルーチンが繰返される。

第５図は、電気フォークリフトトラックのような、左駆動輪１４４及び右駆動輪 １４４′を有する電気自動車１４２のための全体的車輌制御機構１４０を示すも のである。モータ１２は軸１４６を介して駆動輪１４４を回転させ、モータ１２ ′は軸１４６′を介して駆動輪１４４′を回転させる。制御機構４６は、方向制 御スイッチ７４及び加速器ペダル９２に応答して前述した仕方でモータ１２及び １２′の敵勢及び除勢を制御する。また、舵取ハンドル１４８及び該舵取ハンド ル１４８によって制御される可能数編１５０を図示しである。

産業上の利用可能性 車輌１４２及び車輌制御機構１４０の全体的作動において、例えば、方向制御ス イッチ７４が順方向位置Ｆにあり、加速器ペダルが全速位置にあり、そして車輌 １４２は順方向に走行しつつあるものと仮定する。これは、車輌１４２が方向制 御スイッチ７４によって要求される方向に走行しつつあるから、通常の非逆転制 動運転状態を構成するものである。また、線路接点５０が接触子コイル（図示せ ず）の敵勢に応答して閉しているものと仮定する。

マイクロプロセッサ３４は、線路８０上の論理１方自信号、線路９０上のディジ タル指令信号数１１１１、及びゲート５９を介する線路５９ａ上の論理０デ一タ 信号を受信する。応答的に、マイクロプロセッサ３４はスイッチ７２を閉してコ イル７０を敵勢しており、そして全モータ電力に対応するパルス列または制御信 号を線路２０及び２０′上に発生している。その結果、モータ１２及び１２′は 敵勢されて車輌１４２を最大速度で順方向に走行させている。

車輌１４２が方向スイッチ７４によって要求されるのと同し方向に走行している というこの通常運転状態の下では、プラソギングダイオード５８及び５８′は逆 方向にバイアスかけされる。トランジスタ４２及びトランジスタ４２′のオンタ イム中は、電流は電源４８からモータ１２．１２′及び分流器５６．５６′を通 って流れる。オンタイム中は、電流が電源４８からモータ１２．１２′または分 流器５Ｇ、５６′を通って流れることなく、そしてプラ、ギングダイオート５８ 及び５８′は逆方向にバイアスがけされたままになっている。

次に、例えば加速器ペダル９２を全速位置に押しておいたままで電気的制動を行 なうべきものと仮定する。方向スイッチ７４を逆方向位置ｒＲＪへ切換える。マ イクロプロセッサ３４は線路８６」二の論理１デ一タ信号に応答してスイッチ９ ２′を閉じ且つスイッチ７２を開く。そこで、コイル７０′は賦勢され、コイル ７０は除勢される。従って、モータ１２及び１２′は車輌１４２を逆方向に駆動 するように接続される。しかし、車輌１４２は依然として順方向に走行しつつあ るので、逆転制動状態が生ずる。

この逆転制動状態中は、アーマチュア５２及び５２′は発電機として働く。プラ ソギングダイオート５８及び５８′は応答的に順方向にバイアスかけされた状態 になる。これはプラグ感知及びデータ信号発生手段１４．１４′によって検知さ れる。マイクロプロセッサ３４は線路５９ａ上の論理１プラグ信号を受信して応 答し、線路９０上の最大電力ディジタル１１１１の存在とは無関係に、雰よりも 大きい一つの予め選定されたモータ電力に対応する制御信号または波形を線路２ ０及び線路２０′上に出力する。

例えば、この波形は、車輌１４２をゆっくりと制動または停止されるべき雰より も大きい最小モータ電力に対応する。

予め選定されたモータ速度波形のパルスのオフタイム中は、トランジスタ４２及 び４２′はオンにバイアスかけされ、モータ１２及び１２′を逆方向駆動するよ うに賦勢する。このときの電力は電源４８によって与えられる。上記パルスのオ フタイム、従ってまたトランジスタ４２及び４２′のオフタイム中は、電力は電 源４８によっては与えられず、アーマチュア５２．５２′によって発生される電 流かそれぞれのアーマチュア５２．５２′、ダイオード５８．５８′及び分流器 ５６．５６′を通って循環する。

最終的には、車輌１４２は電気的に制動されて停止し、そして逆方向に移動し始 める。この状態の下で、逆転制動は止む。即ち、通常運転状態となる。そして、 アーマチュア５２及び５２′はもはや発電機として働かず、プラノギングダイオ ード５８．５８′は逆方向にバイアスがけされた状態となる。従って、マイクロ プロセッサ３４は線路５９ａ上の論理０デ一タ信号及び線路９０上のディジタル 数１１１１に応答して対応の制御信号を線路２０上に再び出力し、車輌１４２を 逆方向に全速度まで加速する。

そこでまた解るように、スイッチ７４を逆方向位置Ｒにおいた状態で車輌１４２ が逆方向に駆動されつつあるときに同様の通常状態が生し、そしてスイッチ７４ を順方向位置Ｆへ移動させると同様の逆転制動状態が生しる。車輌１４２は、線 路２０及び線路２０′上に発生される予め選定された制御信号またはパルス列で 電気的に制動されて停止し、そしてその後、加速器ペダル９２の位置及び線路２ ０及び２０′上に発生される対応の制御信号またはパルス列によって指令される 速度で順方向に移動する。

電流制限手段１０２は、上述した全ての通常運転及び逆転制動状態中に働き、モ ータ１２及び１２′を通る電流を、線路１１２上の基準電圧信号によって特定さ れる一つまたは他の予め選定された最大値に制限する。

要するに、装置１０及び全体的モーフ制御機構４６は、マイクロプロセッサ３４ 及び種々の論理ゲート及びランチを含むディジタル処理及び論理回路網設計の利 点を利用し、通常運転状態中及び逆転制動状態中に電気的制動及び電流限界制御 を行なうものである。これら構成部材は、好ましくは、集積回路として作られ、 そして信転性ある費用効果的な高速の全体的機構を提供する。また、マイ、クロ プロセッサ３４は、逆転制動状態中に線路２０及び線路２０′上に任意の一つの 制御信号またはパルス列を出力して電気的制動を制御するように容易にプログラ ムされる。この一つの波形のデユーティファクタが高い程、モータ１２及び１２ ′に与えられる電力が大きくなり、また停止距離が短くなる。

本発明の他の態様、目的及び利点は、図面、明細書及び添付の請求の範囲を検討 すれば解る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　モータ（１２）を電気的に制動するための装置（１０）において、上記装 置（１，０）は、各々がそれぞれのモータ速度指令に応答する複数の異なるモー タ電力指令信号を発生するための手段（８８）と、上記モータ（１２）にモータ 電力制御信号を送るための可制御供給手段（２２）とを存しており、上記モータ （１２）の逆転制動に応答してプラグ信号を供給するための手段（１４）と、 上記プラグ信号及び上記指令信号を受信し、予め選定された範囲内にある上記受 信済み指令信号に及び上記プラグ信号の受信に応答して」二記モータ電力制御信 号のうちの予め選定された一つを上記供給手段（２２）へ送るためのプロセッサ 手段（１Ｂ）とを具備したことを特徴とする装置（１０）。 ２、　プロセッサ手段（１８）が、プラグ信月のない場合にモータ電力指令信号 の各々の受信に応答してそれぞれの予め選定されたモータ電力制御信号を供給手 段（２２、特許請求の範囲第１項記載の装置（１０）。 ３、　モータ（１２）を通過する電流の大きさに応答して電流信号を供給するだ めの手段（５６）と、 上記電流信号及びプラグ信号を受信し、上記電流を、上記プラグ信号の受信に応 答して第１の予め選定された最大の大きさに、及び上記プラグ信号なしに応答し て第２の予め選定された最大の大きさに制限するための阻止手段（１０２）とを 含んでいる請求の範囲第２項記載の装置（１０）。 ４、阻止手段（１０２）が、制御信号を制御可能に変形するための手段（９８） を含んでいる請求の範囲第３項記載の装置（１０）。 ５、゛制御信号が、それぞれのデユーティサイクルを有する複数のパルス列であ る請求の範囲第２項記載の装置（１０）。 ６、プロセッサ手段（１８）がプログラマブルマイクロブロセソサ（３４）を含 んでいる請求の範囲第１項記載の装置（１０）。 ７、　モータ（１２）がアーマチュア（５２）を含んでおり、プラグ信号を供給 するための手段（１４）が上記アーマチュア（５２）と並列接続されたダイオー ド（５８）を含んでおり、上記ダイオード（５８）は上記モータ（１２）の逆転 制動に応答して順方向にバイアスがけされる請求の範囲第１項記載の装置（１０ ）。 ８、供給手段（２２）がパワートランジスタ（４２）を含んでいる請求の範囲第 １項記載の装置（１０）。 ９、複数のモータ速度指令位置へ移動可能である加速器ペダル（９２）と、 各々が上記指令位置の異なる一つに応答するそれぞれのディジタルモータ電力指 令信号を発生するための手段（８８）と、モータ（１２）の逆転制動に応答して プラグ信号を供給するための手段（１４）と、 上記プラク信号及び上記指令信号を受信し、第１の予め選定。 された範囲内の上記指令信号の受信及び上記プラグ信号の受信に応答して第１の 予め選定されたモータ電力制御信号を供給し、上記プラグ信号のない場合には上 記指令信号の受信に応答して複数の第２の予め選定された制御信号を供給するた めのプロセッサ手段（１８）と、 上記制御信号を受信し、上記制御信号の各々に応答してそれぞれのパルス列を上 記モータ（１２）へ送るための可制御供給手段（２２）とを備えて成るモータ制 動装置（１０）。 １０、モータ（１２）を通過する電流の大きさに応答して電流信号を供給するた めの手段（５６）と、 上記電流信号及びプラグ信号を受信し、受信済み制御信号を選択的に変形し、上 記電流を、上記プラグ信号の受信に応答して第１の予め選定された最大の大きさ に、及び上記プラグ信号なしに応答して第２の予め選定された最大の大きさに制 限するための阻止手段（１０２）とを含んでいる。請求の範囲第９項記載の装置 （１０）。 １１、モータ（１２）の逆転制動を感知し、上記感知した逆転制動に応答してプ ラグ信号を送り出すための手段（１４）と、モータ速度指令を感知し、上記指令 に応答してディジタル指令信号を送り出すために手段（８８）と、モータ電流を 感知し、上記電流の大きさに応答して電流信号を送り出すための手段（５６）と 、 上記プラグ信号及び指令信号を受信し、上記プラグ信号のない場合には上記指令 信号の受信に応答して複数のパルス列を送り出し、予め選定された範囲内の上記 指令信号の受信及び上記プラグ信号の受信に応答して上記複数のパルス列のうち の予め選定された一つを送り出すためのプロセッサ手段（１８）と、上記電流信 号及び上記プラグ信号を受信し、上記パルス列を制御可能に変形し、上記プラグ 信号及び上記電流信号の受信に応答して上記電流を第１の予め選定された最大の 大きさに制限し、上記プラグ信号のない場合には上記電流信号の受信に応答して 上記電流を第２の予め選定された最大の大きさに制限するための手段（１０２） と、 上記パルス列を受信し、上記パルス列を上記モータ（１２）へ送るための可制御 供給手段（２２）とを備えて成るモータ制動装置（１０）。 １２、プロセッサ手段（１８）がプログラマブルマイクロプロセソサ（３４）で ある請求の範囲第１１項記載の装置（１０）。