JP2819575B2 - 電気車の回生起動制御回路 - Google Patents

電気車の回生起動制御回路

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JP2819575B2
JP2819575B2 JP63313300A JP31330088A JP2819575B2 JP 2819575 B2 JP2819575 B2 JP 2819575B2 JP 63313300 A JP63313300 A JP 63313300A JP 31330088 A JP31330088 A JP 31330088A JP 2819575 B2 JP2819575 B2 JP 2819575B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気車の回生起動制御回路に関する。
〔従来の技術〕 第3図に従来例を示す。この第3図の従来例は、バッ
テリ61により直流モータ63を駆動させる直流モータ駆動
回路60と、直流モータ63にて発生する電気エネルギで回
生制動を行う回生制動回路を有している。そして、直流
モータ駆動回路60と回生制動回路の切換のためアクセル
と同期したコンタクタが具備されている。
直流モータ駆動回路60は、具体的には、バッテリ61
と、コンタクタ62と、直流モータ63と、ダイオード64と
が直列接続されて構成されている。
また、回生制動回路は直流モータ63にて発生する電気
エネルギーを界磁コイル65に蓄積する発電回路80と、界
磁コイル65に蓄積された電気エネルギーをバッテリ61に
充電する充電回路70とから構成されている。
そして、直流モータ63のモータ電流信号に対応して所
定の制御信号を出力する切換信号出力回路90と、この切
換信号出力回路90の出力信号によって前記発電回路80ま
たは充電回路70のいずれかのモードを切換選択する切換
制御手段としてのパワートランジスタ68とを備えてい
る。このうち、発電回路80は、具体的には、パワートラ
ンジスタ68と、モータ電流検出回路66と、界磁コイル65
と、コンタクタ64と、直流モータ63と、ダイオード64と
が直列接続されて構成されている。
また、充電回路70は、界磁コイル65と、コンタクタ64
と、直流モータ63と、ダイオード64と、バッテリ61と、
ダイオード67と、モータ電流検出回路66とが直列接続さ
れて構成されている。また、コンタクタ64が力行側
(A)か回生側(B)かを知らせるアクセル状態信号を
出力するアクセル状態検出回路25と、アクセル状態信号
によってリレー接点を力行側か回生側かのどちらかに接
続するリレー回路100が具備されている。
アクセル状態信号とモータ電流検出回路66の出力であ
るモータ電流信号を入力としリレー回路100にリレー駆
動信号を出力するリレー駆動信号出力回路110を併設し
ている。
次に、上記従来例の動作について説明する。
アクセルを戻すと、アクセル内部のマイクロスイッチ
が切換わり、コンタクタ62、64も回生側に切換る。そし
て、アクセル状態信号が“ハイ”レベルとなり、リレー
駆動信号出力回路110の出力信号は“ハイ”レベルとな
り、リレー回路100のリレー接点は回生側(B)にな
る。これによって、回生制動が起動する。
回生制動が駆動すると、モータ電流が徐々に増加して
いく。
モータ電流信号がある値以上になると、リレー駆動信
号出力回路110の出力信号は“ロー”レベルとなり、リ
レー回路100のリレー接点は力行側(A)になる。これ
によって、回生制動の起動が終了する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来例においては、回生制動起動
時期の制御をアクセル状態のみで行っており、コンタク
タ接点が力行側から回生側に切換ると同時に直流モータ
駆動回路から回生制動回路に切換るために、コンタクタ
接点のバウンスによってコンタクタ接点の焼損を生じた
り、バッテリの放電が進んで電圧が低下していた場合に
はパワートランジスタのオン・オフ切換が繁雑となり、
このために、スイッチングロスが増えたり、場合によっ
ては、パワートランジスタが破損されるという不都合が
生じていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、とくにコンタクタ接点の焼損を防止し、放電末期等
のバッテリ電圧低下時にあっても回生制動力を十分に確
保し得るとともにパワートランジスタの破損を有効に減
少せしめることが可能な電気車の回生起動制御回路を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、バッテリによって直流モータを駆動する
直流モータ駆動回路と、この直流モータにて発生する電
気エネルギで回生制動を行う回生制動回路を有してい
る。そして、直流モータ駆動回路と回生制動回路の切換
をアクセルと同期して行うためのコンタクタと、このコ
ンタクタの状態を知るためのアクセル状態検出回路と、
モータ電流を計測するためのモータ電流検出回路を備え
ている。更に、直流モータのモータ回転数とモータ電
流、およびバッテリ電圧と、アクセル状態によって回生
制動起動時期を制御する回生制動起動時期制御回路を直
流モータに併設するという構成を採っている。そして、
この回生制動起動時期制御回路は、走行時から制動に移
った場合に、その時のアクセル状態やバッテリ電圧を検
知し、バッテリ電圧がある値以上であれば、モータ回転
数がある値以下にになると回生制動を起動し、バッテリ
電圧がある値以下であれば、モータ回転数が前記ある値
よりも低いある値以下になるまで回生制動を遅らせる。
これによって前述した目的を達成しようとするものであ
る。
〔作用〕
走行時から制動に移った場合に、回生制動起動時期制
御回路がその時のアクセル状態やバッテリ電圧を検知
し、バッテリ電圧がある値(例えば80V)以上であれ
ば、モータ回転数がある値(例えば5000rpm)になると
回生制動が起動する。また、バッテリ電圧がある値(例
えば80V)以下であれば、さらにモータ回転数がある値
(例えば3500rpm)になるまで回生制動を遅らせる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第2図に基づ
いて説明する。
この第1図に示された実施例は、バッテリ61により直
流モータ63を駆動させる直流モータ駆動回路60と、直流
モータ63にて発電させ回生起動を行わせる回生制動回路
とを有している。そして、直流モータ駆動回路60と回生
制動回路の切換のためアクセルと同期したコンタクタが
具備されている。
直流モータ駆動回路60は、具体的には、バッテリ61
と、コンタクタ62と、直流モータ63と、ダイオード64と
が直列接続されて構成されている。
また、回生制動回路は直流モータ63にて発生する電気
エネルギーを界磁コイル65に蓄積する発電回路80と、界
磁コイル65に蓄積された電気エネルギーをバッテリ61に
充電する充電回路70から構成されている。
そして、直流モータ63のモータ電流信号に対応して所
定の制御信号を出力する切換信号出力回路90と、この切
換信号出力回路90の出力信号によって前記発電回路80ま
たは充電回路70のいずれかのモードを切換選択する切換
制御手段としてのパワートランジスタ68とを備えてい
る。このうち、発電回路80は、具体的には、パワートラ
ンジスタ68と、モータ電流検出回路66と、界磁コイル65
と、コンタクタ64と、直流モータ63と、ダイオード64と
が直列接続されて構成されている。
また、充電回路70は、界磁コイル65と、コンタクタ64
と、直流モータ63と、ダイオード64と、バッテリ61と、
ダイオード67と、モータ電流検出回路66とが直列接続さ
れて構成されている。さらに、直流モータ63のモータ回
転数を検出するモータ回転数検出手段50と、コンタクタ
64が力行側か回生側かを知らせるアクセル状態信号を出
力するアクセル状態検出回路25とが具備されている。
前記モータ回転数検出手段50は、直流モータ63のアー
マチュアシャフトに取付けられたリングギアを有するフ
ライホイール51と、このフライホイール51に近接して設
置されたパルスピックアップ52と、このパルスピックア
ップ52の出力段に配設された周波数電圧変換アンプ53と
から構成されている。
また、直流モータ63には回生制動起動指令信号を出力
する回生制動起動時期制御回路10が併設されている。
回生制動起動時期制御回路10は、バッテリ61の電圧が
ある一定値(例えば80V)以下になると“ロー”レベル
出力となるバッテリ電圧低下検出回路20と、モータ回転
数検出手段50で検出されたモータ回転数がある一定値
(例えば5000rpm)以上になると“ロー”レベル出力と
なるモータ過回転検出回路40と、バッテリ電圧nとモー
タ回転数信号oを入力としバッテリ電圧nが一度でもあ
る一定値(例えば80V)以下になるとモータ回転数があ
る一定値(例えば3500rpm)になるまで“ロー”レベル
出力をする回生制動起動時期修正回路30と、モータ過回
転検出回路40の出力であるモータ回転数判別信号eと回
生制動起動時期修正回路30の出力である回生制動起動時
期信号cとアクセル状態信号dとバッテリ電圧低下検出
回路20の出力であるバッテリ電圧判別信号fとを入力す
る4ゲートAND素子11と、モータ電流検出回路66の出力
であるモータ電流信号eをクロック入力とし4ゲートAN
D素子11の出力信号gをデータ入力およびリセット入力
するDタイプフリップフロップ素子12と、4ゲートAND
素子11の出力信号gとDタイプフリップフロップ素子12
の出力信号kとを入力とする2ゲートAND素子13と、2
ゲートAND素子13の出力信号lをゲート入力とするパワ
ーMOSFET14とから構成されている。そして、パワーMOSF
ET14のソースが直流モータ63に接続され、ドレインは接
地されている。
モータ電流検出回路66の出力であるモータ電流信号e
は、切換信号出力手段90の入力にもなっており、切換信
号出力手段90の出力である切換制御信号はパワートラン
ジスタ68のゲート入力となっている。
次に、本実施例の動作について説明する。
直流モータ63のアーマチュアシャフトに取付けられた
フライホイール51は、直流モータ63と連動して回転す
る。また、フライホイール51にはリングギアが設けてあ
るために、パルスピックアップ52でリングギアの凹凸の
周期を測定することにより、直流モータ63の回転数に比
例した周波数パルスが得られる。
更に、この周波数パルスは周波数電圧変換アンプ53に
より周波数に比例した直流電圧信号に変換および増幅さ
れる。
そして、モータ回転数がある一定値(例えば5000rp
m)以上になるとモータ過回転検出回路40の出力である
モータ回転数判別信号eは“ロー”レベルとなる。
バッテリ61の電圧がある一定値(例えば80V)以下に
なるとバッテリ電圧低下検出回路20の出力であるバッテ
リ電圧判別信号fは“ロー”レベルとなる。
回生制動起動時期修正回路30の出力である回生制動起
動時期信号cはバッテリ電圧が一度でもある一定値(例
えば80V)以下になるとモータ回転数がある一定値(例
えば3500rpm)になるまで“ロー”レベル出力をする。
アクセル状態検出回路25ではコンタクタ64が力行側で
は“ロー”レベルを回生側では“ハイ”レベルのアクセ
ル状態信号dを出力する。
4ゲートAND素子11では、モータ回転数判別信号eと
回生制動起動時期信号cとアクセル状態信号dとバッテ
リ電圧判別信号fがすべて“ハイ”レベルの場合に“ハ
イ”レベル出力となる。モータ電流検出回路66の出力で
あるモータ電流信号は、モータ電流がある一定値になる
と“ハイ”レベルとなり、ある一定時間“ハイ”レベル
であるパルス信号である。
そこで、モータ電流信号をクロック入力とするDタイ
プフリップフロップ素子12ではモータ電流信号の1回目
の立上がりパルスで“ロー”レベル出力となる。
2ゲートAND素子13では、4ゲートAND素子11の出力信
号gとDタイプフリップフロップ素子12の出力信号kと
がどちらも“ハイ”レベルの場合に“ハイ”レベル出力
となる。
パワーMOSFET14ではゲート入力が“ハイ”レベルにな
ると、オン状態になるためにモータ電流がパワーMOSFET
14のソースとドレイン間に流れ、抵抗15で電圧降下を起
こし、パワートランジスタ68のコレクタ−エミッタ間電
圧が“ロー”レベルとなり回生制動が起動される。
一旦回生制動が起動されると、モータ電流や、モータ
回転数や、バッテリ電圧等によって規定される回生制動
が行われる。
〔発明の効果〕
本発明は、以上のように構成され機能するので、これ
によると、走行状態から回生制動状態に移る場合に、回
生制動起動時期制御回路の作用によりモータの回転数が
予め定めたある値になるまで回生制動の起動時期を遅ら
せることが出来る。これがため、直流モータ駆動回路と
回生制動回路の切換用コンタクタ接点のバウンスによる
焼損を防止することが出来る。さらに、放電末期のよう
にバッテリ電圧が低下した時にも十分な回生制動力を確
保することが出来、しかもパワートランジスタのオン・
オフ切換頻度を低くすることが出来、これによりスイッ
チングロスを低減し、パワートランジスタの破損等を有
効に減少せしめることが出来るという従来にない優れた
電気車の回生起動制御回路を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図(a)
〜(m)は第1図の直流モータ回転数信号、バッテリ電
圧、回生制動起動時期信号、アクセル状態信号、モータ
回転数判別信号、バッテリ電圧判別信号、回生制動起動
指令信号、パワートランジスタのコレクタ−エミッタ間
電圧、モータ電流、モータ電流信号、フリップフロップ
素子の出力信号、2ゲートAND素子の出力信号およびパ
ワーMOSFETのソース−ドレイン間電流の時間変化図、第
3図は従来例を示す構成図である。 10……回生制動起動時期制御回路、25……アクセル状態
検出回路、50……モータ回転数検出手段、60……直流モ
ータ駆動回路、61……バッテリ、62、64……コンタク
タ、63……直流モータ、65……界磁コイル、66……モー
タ電流検出回路、70……充電回路、80……発電回路、d
……アクセル状態信号、j……モータ電流信号、n……
バッテリ電圧、o……モータ回転数信号。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バッテリによって直流モータを駆動する直
    流モータ駆動回路と、この直流モータにて発生する電気
    エネルギで回生制動を行う回生制動回路を有し、 前記直流モータ駆動回路と回生制動回路の切換をアクセ
    ルと同期して行うためのコンタクタと、このコンタクタ
    に併設され,コンタクタの切換時期を知るためのアクセ
    ル状態信号を出力するアクセル状態検出回路と、直流モ
    ータの界磁コイルに直列接続され,モータ電流信号を出
    力するモータ電流検出回路と、直流モータに併設され直
    流モータの回転数を検出しモータ回転数信号を出力する
    モータ回転数検出手段とを備えてなる電気車の回生起動
    制御回路において、 前記直流モータのモータ回転数信号とモータ電流信号お
    よびバッテリ電圧とアクセル状態信号とによって回生制
    動起動時期を制御する回生制動起動時期制御回路を、前
    記直流モータに併設し、 この回生制動起動時期制御回路は、 走行時から制動に移った場合に、その時のアクセル状態
    やバッテリ電圧を検知し、 バッテリ電圧がある値以上であれば、モータ回転数があ
    る値以下にになると回生制動を起動し、 バッテリ電圧がある値以下であれば、モータ回転数が前
    記ある値よりも更に低いある値以下になるまで回生制動
    を遅らせる、 ことを特徴とする電気車の回生起動制御回路。
JP63313300A 1988-12-12 1988-12-12 電気車の回生起動制御回路 Expired - Lifetime JP2819575B2 (ja)

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JPH02159904A JPH02159904A (ja) 1990-06-20
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57145502A (en) * 1981-02-27 1982-09-08 Nissan Motor Co Ltd Regenerative brake controlling device of electric motor vehicle
JPS60160001U (ja) * 1984-03-30 1985-10-24 株式会社明電舎 電気車用回生制動制御装置
JPH058729Y2 (ja) * 1984-11-10 1993-03-04
JPH06101881B2 (ja) * 1986-07-10 1994-12-12 株式会社日立製作所 電気自動車の制動制御装置

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JPH02159904A (ja) 1990-06-20

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