JP2879761B2 - 電気車の回生制動制御装置 - Google Patents
電気車の回生制動制御装置Info
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- JP2879761B2 JP2879761B2 JP63295504A JP29550488A JP2879761B2 JP 2879761 B2 JP2879761 B2 JP 2879761B2 JP 63295504 A JP63295504 A JP 63295504A JP 29550488 A JP29550488 A JP 29550488A JP 2879761 B2 JP2879761 B2 JP 2879761B2
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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、電気車の回生制動制御回路に関する。
回生制動は、直流モータを駆動手段とする電気車の省
エネルギー化への一手法として、従来より広く用いられ
ている。これは、アクセルを戻したり、ブレーキを踏ん
だりした場合に、減速するだけでなく、直流モータの運
動エネルギーを電気エネルギーに変換し、電源側の戻す
という技術である。特に、電気車の回生制動制御装置に
おいては、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ことは重要である。
エネルギー化への一手法として、従来より広く用いられ
ている。これは、アクセルを戻したり、ブレーキを踏ん
だりした場合に、減速するだけでなく、直流モータの運
動エネルギーを電気エネルギーに変換し、電源側の戻す
という技術である。特に、電気車の回生制動制御装置に
おいては、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ことは重要である。
第５図に従来例を示す。この第５図の従来例は、制動
操作時に直流モータ51にて発生する電気エネルギーを蓄
積する第１の回路40と、所定の場合に蓄積された電気エ
ネルギーに起因して生じる回生電流によりバッテリ57を
充電する第２の回路50と、この第１の回路40または第２
の回路50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56とを有している。さら
に、直流モータ51のモータ電流に対応して所定の制御信
号を出力する切換信号生成手段65と、切換信号生成手段
65からの制御信号をパワートランジスタ56に出力する切
換信号出力手段60と、直流モータ51のモータ回転数を計
測するモータ回転数計測手段70とを備えている。
操作時に直流モータ51にて発生する電気エネルギーを蓄
積する第１の回路40と、所定の場合に蓄積された電気エ
ネルギーに起因して生じる回生電流によりバッテリ57を
充電する第２の回路50と、この第１の回路40または第２
の回路50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56とを有している。さら
に、直流モータ51のモータ電流に対応して所定の制御信
号を出力する切換信号生成手段65と、切換信号生成手段
65からの制御信号をパワートランジスタ56に出力する切
換信号出力手段60と、直流モータ51のモータ回転数を計
測するモータ回転数計測手段70とを備えている。
この内、第１の回路40は、具体的には、直流モータ51
に直列接続されたシャント抵抗器52と、ダイオード58と
により成る閉回路を構成している。
に直列接続されたシャント抵抗器52と、ダイオード58と
により成る閉回路を構成している。
また、第２の回路50は、第１の回路を成すシャント抵
抗器52とダイオード58に加えて、バッテリ57の負極への
電流の流入を阻止するダイオード59とにより構成されて
いる。
抗器52とダイオード58に加えて、バッテリ57の負極への
電流の流入を阻止するダイオード59とにより構成されて
いる。
シャント抵抗器52は、切換信号生成手段65のコンパレ
ータ66の入力側に所定レベルの電位信号を出力するよう
になっている。このコンパレータ66の出力段には、ワン
ショットマルチバイブレータ67が併設されている。
ータ66の入力側に所定レベルの電位信号を出力するよう
になっている。このコンパレータ66の出力段には、ワン
ショットマルチバイブレータ67が併設されている。
この従来例では、これらのコンパレータ66とワンショ
ットマルチバイブレータ67とによって切換信号生成手段
65が構成されている。
ットマルチバイブレータ67とによって切換信号生成手段
65が構成されている。
このワンショットマルチバイブレータ67の出力側に
は、アナログスイッチ62を介して、フォトカプラアンプ
63が配設されている。このフォトカプラアンプ63の出力
側が、パワートランジスタ56のゲートに接続されてい
る。
は、アナログスイッチ62を介して、フォトカプラアンプ
63が配設されている。このフォトカプラアンプ63の出力
側が、パワートランジスタ56のゲートに接続されてい
る。
この従来例では、これらのアナログスイッチ62、及び
フォトカプラアンプ63とによって切換信号出力手段60が
構成されている。
フォトカプラアンプ63とによって切換信号出力手段60が
構成されている。
モータ回転数計測手段70は、直流モータ51のアーマチ
ュアシャフトに取り付けられたリングギアを有するフラ
イホイール71と、このフライホイール71に近接して設置
されたパルスピックアップ72と、このパルスピックアッ
プ72の出力段に配設された周波数電圧変換アンプ73と、
この周波数電圧変換アンプ73の出力段に配設されたコン
パレータ74とから構成されている。
ュアシャフトに取り付けられたリングギアを有するフラ
イホイール71と、このフライホイール71に近接して設置
されたパルスピックアップ72と、このパルスピックアッ
プ72の出力段に配設された周波数電圧変換アンプ73と、
この周波数電圧変換アンプ73の出力段に配設されたコン
パレータ74とから構成されている。
更に、この従来例では、バッテリ57のバッテリ電圧が
所定のしきい値以下の場合には、直流モータ51の回転数
が予め定めたある値（例えば3500rpm）以下になるまで
回生制動を遅延せしめる 回生制動遅延手段80が、アナログスイッチ62に併設さ
れている。
所定のしきい値以下の場合には、直流モータ51の回転数
が予め定めたある値（例えば3500rpm）以下になるまで
回生制動を遅延せしめる 回生制動遅延手段80が、アナログスイッチ62に併設さ
れている。
この回生制動遅延手段80は、バッテリ57の電圧を入力
するもう一つのコンパレータ81を有している。このコン
パレータ81の出力段にはフリップフロップ素子82が設け
られ、更に、このフリップフロップ素子82の出力段にNA
NDゲート素子83が設けられた構成となっている。このフ
リップフロップ素子82の出力は、コンパレータ74の出力
とともにNANDゲート素子83の入力となっている。NANDゲ
ート素子83の出力は、抵抗84を介してアナログスイッチ
62の制御信号となるとともに、ダイオード85を介してフ
リップフロップ素子82の入力に帰還されている。
するもう一つのコンパレータ81を有している。このコン
パレータ81の出力段にはフリップフロップ素子82が設け
られ、更に、このフリップフロップ素子82の出力段にNA
NDゲート素子83が設けられた構成となっている。このフ
リップフロップ素子82の出力は、コンパレータ74の出力
とともにNANDゲート素子83の入力となっている。NANDゲ
ート素子83の出力は、抵抗84を介してアナログスイッチ
62の制御信号となるとともに、ダイオード85を介してフ
リップフロップ素子82の入力に帰還されている。
次に、上記従来例の動作について説明する。
直流モータ51のアーマチュアシャフトに取り付けられ
たフライホイール71は、直流モータ51と連動して回転す
る。また、フライホイール71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72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51の回転数に比
例した周波数パルスが得られる。
たフライホイール71は、直流モータ51と連動して回転す
る。また、フライホイール71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72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51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73
により周波数に比例した直流信号電圧に変換および増幅
される。
により周波数に比例した直流信号電圧に変換および増幅
される。
そして、この直流信号電圧は、直流モータ51の回生制
動開始の回転数（例えば3500rpm）に相当する基準電圧V
S3とコンパレータ74で比較され、第６図（ｅ）に示すよ
うに基準電圧VS3より小さい場合（例えば、直流モータ5
1の回転数が3500rpm以下）に、コンパレータ74からか"
0"レベル信号が出力される。
動開始の回転数（例えば3500rpm）に相当する基準電圧V
S3とコンパレータ74で比較され、第６図（ｅ）に示すよ
うに基準電圧VS3より小さい場合（例えば、直流モータ5
1の回転数が3500rpm以下）に、コンパレータ74からか"
0"レベル信号が出力される。
一方、もう一つのコンパレータ81では、バッテリ電圧
と所定の基準電圧VS2（例えば80V）とが比較され、第６
図（ｂ）に示すようにバッテリ電圧が基準電圧VS3（例
えば80V）以下の場合には、第６図（ｃ）に示すように
コンパレータ81から”ロー”レベル信号が出力される。
また、一度”ロー”レベルになると、バッテリ電圧が基
準電圧VS2よりも高いある電圧（例えば90V）以上になら
ないと、コンパレータ81の出力は”ハイ”レベルになら
ないようになっている。
と所定の基準電圧VS2（例えば80V）とが比較され、第６
図（ｂ）に示すようにバッテリ電圧が基準電圧VS3（例
えば80V）以下の場合には、第６図（ｃ）に示すように
コンパレータ81から”ロー”レベル信号が出力される。
また、一度”ロー”レベルになると、バッテリ電圧が基
準電圧VS2よりも高いある電圧（例えば90V）以上になら
ないと、コンパレータ81の出力は”ハイ”レベルになら
ないようになっている。
しかも、このコンパレータ81の出力信号はフリップフ
ロップ素子82にラッチされるので、第６図（ｄ）に示す
ように、いったんバッテリ電圧が基準電圧VS2以下にな
ると、フリップフロップ素子82からは、”ハイ”レベル
が出力される。したがって、第６図（ｆ）に示すように
NANDゲート素子83の出力は、フリップフロップ素子82と
コンパレータ74の出力がどちらも”ハイ”レベルの場合
だけ”ロー”レベルとなる。しかも、アナログスイッチ
62は、入力信号が”ハイ”レベルの場合にはオン、”ロ
ー”レベルの場合にはオフ動作をするものなので、つま
り、直流モータ51の回転数が回生制動開始の回転数（例
えば3500rpm）以下となるまで、回生制動は行われず、
その間にバッテリ57の電圧回復が行われる。そして、直
流モータ51の回転数が基準値（例えば3500rpm）以下に
なると、回生制動が行われるがそのときには、すでにバ
ッテリの電圧は回復しているので、パワートランジスタ
56のオン時間は長くなり、制動トルクを十分大きくとる
ことができる。
ロップ素子82にラッチされるので、第６図（ｄ）に示す
ように、いったんバッテリ電圧が基準電圧VS2以下にな
ると、フリップフロップ素子82からは、”ハイ”レベル
が出力される。したがって、第６図（ｆ）に示すように
NANDゲート素子83の出力は、フリップフロップ素子82と
コンパレータ74の出力がどちらも”ハイ”レベルの場合
だけ”ロー”レベルとなる。しかも、アナログスイッチ
62は、入力信号が”ハイ”レベルの場合にはオン、”ロ
ー”レベルの場合にはオフ動作をするものなので、つま
り、直流モータ51の回転数が回生制動開始の回転数（例
えば3500rpm）以下となるまで、回生制動は行われず、
その間にバッテリ57の電圧回復が行われる。そして、直
流モータ51の回転数が基準値（例えば3500rpm）以下に
なると、回生制動が行われるがそのときには、すでにバ
ッテリの電圧は回復しているので、パワートランジスタ
56のオン時間は長くなり、制動トルクを十分大きくとる
ことができる。
第７図（ｂ）に示すように、バッテリの電圧が基準電
圧（例えば80V）以下にならない場合いは、第７図
（ｃ）に示すようにコンパレータ81の出力は”ハイ”レ
ベルのままである。したがって、フリップフロップ素子
82の出力は第７図（ｄ）に示すように”ロー”レベルの
ままである。また、コンパレータ74の出力は第７図
（ｅ）に示すように直流モータ51の回転数が基準値（例
えば3500rpm）以上では”ハイ”レベルである。
圧（例えば80V）以下にならない場合いは、第７図
（ｃ）に示すようにコンパレータ81の出力は”ハイ”レ
ベルのままである。したがって、フリップフロップ素子
82の出力は第７図（ｄ）に示すように”ロー”レベルの
ままである。また、コンパレータ74の出力は第７図
（ｅ）に示すように直流モータ51の回転数が基準値（例
えば3500rpm）以上では”ハイ”レベルである。
したがって、NANDゲート素子83の出力は第７図（ｆ）
に示すように常に”ハイ”レベルとなる。つまり、アナ
ログスイッチ62はオン状態のままであるので、第７図
（ｇ），（ｈ）に示すように通常の回生制動が行われ
る。
に示すように常に”ハイ”レベルとなる。つまり、アナ
ログスイッチ62はオン状態のままであるので、第７図
（ｇ），（ｈ）に示すように通常の回生制動が行われ
る。
しかしながら、上記従来例においては、バッテリの電
圧のみを検出して回生制動制御を行っており、バッテリ
の状態（例えば新品かどうか、液温、放電状態、充電状
態）が考慮されていないので、バッテリが深い放電を行
った後に回生制動を移行した場合、バッテリの状態によ
っては、制動力が強くかかりすぎ、パワートランジスタ
の破損を引き起こすという不都合があった。
圧のみを検出して回生制動制御を行っており、バッテリ
の状態（例えば新品かどうか、液温、放電状態、充電状
態）が考慮されていないので、バッテリが深い放電を行
った後に回生制動を移行した場合、バッテリの状態によ
っては、制動力が強くかかりすぎ、パワートランジスタ
の破損を引き起こすという不都合があった。
本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、とくに放電末期等のバッテリ電圧低下時にあって
も、バッテリの履歴に関係なく、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制動制御装置を提
供することにある。
し、とくに放電末期等のバッテリ電圧低下時にあって
も、バッテリの履歴に関係なく、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制動制御装置を提
供することにある。
そこで、本発明は、制動操作時に直流モータにて発生
する電気エネルギーを蓄積する第１の回路と、蓄積され
た電気エネルギーに起因して生じる回生電流によりバッ
テリを充電する第２の回路とを有し、前記第１の回路ま
たは第２の回路のいずれかを切換選択する切換制御手段
と、この切換制御手段に所定の制御信号を出力する切換
信号出力手段と、直流モータの回転数を計測するモータ
回転数計測手段とを備えている。さらに直流モータのモ
ータ電流を増幅し基準値と比較して切換信号出力手段に
出力する電流検出アンプと、モータ回転数計測手段から
のモータ回転数信号とアクセルからのアクセル状態信号
とにより切換信号出力手段に所定の制御信号を出力する
パルス幅制御信号出力回路を併設するという構成を持っ
ている。更に、このパルス幅制御信号出力回路は、前記
切換制御手段の前記切換選択の状態を検出し、前記第１
の回路を選択している状態がある基準時間より短く、し
かも前記直流モータの回転数がある値以上になった場合
のみ、当該切換制御手段に前記第２の回路を選択させる
信号を出力するものである。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。
する電気エネルギーを蓄積する第１の回路と、蓄積され
た電気エネルギーに起因して生じる回生電流によりバッ
テリを充電する第２の回路とを有し、前記第１の回路ま
たは第２の回路のいずれかを切換選択する切換制御手段
と、この切換制御手段に所定の制御信号を出力する切換
信号出力手段と、直流モータの回転数を計測するモータ
回転数計測手段とを備えている。さらに直流モータのモ
ータ電流を増幅し基準値と比較して切換信号出力手段に
出力する電流検出アンプと、モータ回転数計測手段から
のモータ回転数信号とアクセルからのアクセル状態信号
とにより切換信号出力手段に所定の制御信号を出力する
パルス幅制御信号出力回路を併設するという構成を持っ
ている。更に、このパルス幅制御信号出力回路は、前記
切換制御手段の前記切換選択の状態を検出し、前記第１
の回路を選択している状態がある基準時間より短く、し
かも前記直流モータの回転数がある値以上になった場合
のみ、当該切換制御手段に前記第２の回路を選択させる
信号を出力するものである。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。
パルス幅制御信号出力回路で、切換制御手段のオン・
オフ状態（バッテリの状態を反映している）を検出し、
このオン状態がある基準時間より短く、しかも直流モー
タの回転数がある値以上になった場合のみ、切換制御手
段をオフにする信号が出力される。このため、直流モー
タの回転数がある値まで低下した時に、再度回生制動が
スタートする。
オフ状態（バッテリの状態を反映している）を検出し、
このオン状態がある基準時間より短く、しかも直流モー
タの回転数がある値以上になった場合のみ、切換制御手
段をオフにする信号が出力される。このため、直流モー
タの回転数がある値まで低下した時に、再度回生制動が
スタートする。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第１図の実施例は、制動操作時に直流モータ51にて発
生する電気エネルギーを蓄積する第１の回路40と、蓄積
された電気エネルギーに起因して生じる回生電流により
バッテリ57を充電する第２の回路50とを有している。ま
た、これら第１の回路40または第２の回路50のいずれか
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56と、このパワートランジスタ56に所定の切換制御信
号601を出力する切換信号出力手段60と、直流モータ51
の回転数を計測するモータ回転数計測手段70とを備えて
いる。更に、シャント抵抗器52で得られるモータ電流信
号501を増幅し所定の基準値と比較して切換信号出力手
段60に出力する電流検出アンプ30と、モータ回転数計測
手段70からのモータ回転数信号710とアクセル80からの
アクセル状態信号801とによって切換信号出力手段60に
所定のパルス幅制御信号120を出力するパルス幅制御信
号出力回路10を併設している。
生する電気エネルギーを蓄積する第１の回路40と、蓄積
された電気エネルギーに起因して生じる回生電流により
バッテリ57を充電する第２の回路50とを有している。ま
た、これら第１の回路40または第２の回路50のいずれか
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56と、このパワートランジスタ56に所定の切換制御信
号601を出力する切換信号出力手段60と、直流モータ51
の回転数を計測するモータ回転数計測手段70とを備えて
いる。更に、シャント抵抗器52で得られるモータ電流信
号501を増幅し所定の基準値と比較して切換信号出力手
段60に出力する電流検出アンプ30と、モータ回転数計測
手段70からのモータ回転数信号710とアクセル80からの
アクセル状態信号801とによって切換信号出力手段60に
所定のパルス幅制御信号120を出力するパルス幅制御信
号出力回路10を併設している。
この内、第１の回路40は、具体的には、前述した従来
例と同様に、直流モータ51に直列接続されたシャント抵
抗器52と、ダイオード58とにより構成されている。ま
た、第２の回路50は、第１の回路を成すシャント抵抗器
52とダイオード58に加えて、バッテリ57の負極への電流
を阻止するダイオード59とを備えた構成となっている。
例と同様に、直流モータ51に直列接続されたシャント抵
抗器52と、ダイオード58とにより構成されている。ま
た、第２の回路50は、第１の回路を成すシャント抵抗器
52とダイオード58に加えて、バッテリ57の負極への電流
を阻止するダイオード59とを備えた構成となっている。
切換信号出力手段60は、パルス幅制御信号出力回路10
からのパルス幅制御信号120により電流検出アンプ30の
出力をオン，オフするアナログスイッチ62と、アナログ
スイッチ62を通った信号を増幅しパワートランジスタ56
に出力するアンプ63とから構成されている。
からのパルス幅制御信号120により電流検出アンプ30の
出力をオン，オフするアナログスイッチ62と、アナログ
スイッチ62を通った信号を増幅しパワートランジスタ56
に出力するアンプ63とから構成されている。
モータ回転数計測手段70は、直流モータ51のアーマチ
ュアシャフトに取り付けられたリングギアを有するフラ
イホイール71と、このフライホイール71に近接して設置
されたパルスピックアップ72と、このパルスピックアッ
プ72の出力段に配設れた周波数電圧変換アンプ73と、こ
の周波数電圧変換アンプ73の出力段に配設されたコンパ
レータ74とを有している。
ュアシャフトに取り付けられたリングギアを有するフラ
イホイール71と、このフライホイール71に近接して設置
されたパルスピックアップ72と、このパルスピックアッ
プ72の出力段に配設れた周波数電圧変換アンプ73と、こ
の周波数電圧変換アンプ73の出力段に配設されたコンパ
レータ74とを有している。
パルス幅制御信号出力回路10は、パワートランジスタ
56のベース−エミッタ間の電圧VBE101を入力とするフォ
トカプラ11と、フォトカプラ11からの信号102を反転す
る反転素子12と、反転素子12からの信号を反転する反転
素子13と、反転素子13からの信号103を入力とするワン
ショットマルチバイブレータ14と、ワンショットマルチ
バイブレータ14の出力信号104を反転する反転素子15
と、アクセル状態信号801によって反転素子15の出力105
をオン又はオフするアナログスイッチ16と、アナログス
イッチ16の出力信号によってフォトカプラ11からの信号
102をオン又はオフするアナログスイッチ17と、モータ
回転数計測手段70からのモータ回転数信号710を反転す
る反転素子18と、反転素子18からの信号109をリセット
入力とし，アナログスイッチ17からの信号106をクロッ
ク入力とするフリップフロップ素子19と、フリップフロ
ップ素子19の出力107を反転する反転素子20と、アクセ
ル状態信号801によって反転素子20の出力108をオンオフ
し，切換信号出力手段60のアナログスイッチ62を制御す
るパルス幅制御信号102を出力するアナログスイッチ21
とから構成されている。
56のベース−エミッタ間の電圧VBE101を入力とするフォ
トカプラ11と、フォトカプラ11からの信号102を反転す
る反転素子12と、反転素子12からの信号を反転する反転
素子13と、反転素子13からの信号103を入力とするワン
ショットマルチバイブレータ14と、ワンショットマルチ
バイブレータ14の出力信号104を反転する反転素子15
と、アクセル状態信号801によって反転素子15の出力105
をオン又はオフするアナログスイッチ16と、アナログス
イッチ16の出力信号によってフォトカプラ11からの信号
102をオン又はオフするアナログスイッチ17と、モータ
回転数計測手段70からのモータ回転数信号710を反転す
る反転素子18と、反転素子18からの信号109をリセット
入力とし，アナログスイッチ17からの信号106をクロッ
ク入力とするフリップフロップ素子19と、フリップフロ
ップ素子19の出力107を反転する反転素子20と、アクセ
ル状態信号801によって反転素子20の出力108をオンオフ
し，切換信号出力手段60のアナログスイッチ62を制御す
るパルス幅制御信号102を出力するアナログスイッチ21
とから構成されている。
次に、上記実施例の動作について説明する。
シャント抵抗器52で検出されたモータ電流信号501
は、電流検出アンプ30で、ある基準電圧と比較・増幅さ
れアナログスイッチ62の入力となっている。
は、電流検出アンプ30で、ある基準電圧と比較・増幅さ
れアナログスイッチ62の入力となっている。
一方、第２図（ｂ）に示すようにパワートランジスタ
56のオン状態では第１の回路40によってモータ電流は増
加し、オフ状態では第２の回路50によってバッテリ57に
充電される。また、その時のパワートランジスタ56のベ
ース−エイッタ間電圧VBEは、第２図（ｃ）に示すよう
にパワートランジスタ56のオン状態では”ハイ”レベ
ル、オフ状態では”ロー”レベルである。
56のオン状態では第１の回路40によってモータ電流は増
加し、オフ状態では第２の回路50によってバッテリ57に
充電される。また、その時のパワートランジスタ56のベ
ース−エイッタ間電圧VBEは、第２図（ｃ）に示すよう
にパワートランジスタ56のオン状態では”ハイ”レベ
ル、オフ状態では”ロー”レベルである。
この”ハイ”レベルの時間は、バッテリ57の放電状態
を示している。つまり、バッテリ57の放電状態が深いほ
ど”ハイ”レベルの時間は短い。
を示している。つまり、バッテリ57の放電状態が深いほ
ど”ハイ”レベルの時間は短い。
フォトカプラ11の出力信号102は反転素子12、13を介
してワンショットマルチバイブレータ14の入力信号103
となり、入力信号103の立ち下がりに同期し、しかも抵
抗22とコンデンサ23の値によってきまる休止時間ｔを有
するパルス信号104を出力する。このパルス信号104は反
転素子15で反転され、アナログスイッチ16の入力信号10
5となる。アクセルを離した場合はアナログスイッチ16
は導通状態なのでアナログスイッチ16の入力信号105は
そのまま出力される。
してワンショットマルチバイブレータ14の入力信号103
となり、入力信号103の立ち下がりに同期し、しかも抵
抗22とコンデンサ23の値によってきまる休止時間ｔを有
するパルス信号104を出力する。このパルス信号104は反
転素子15で反転され、アナログスイッチ16の入力信号10
5となる。アクセルを離した場合はアナログスイッチ16
は導通状態なのでアナログスイッチ16の入力信号105は
そのまま出力される。
アナログスイッチ17では、アナログスイッチ16の出力
信号で制御されており、アナログスイッチ16の出力信号
が”ハイ”レベルの時に導通し、”ロー”レベルの時に
は遮断される。従って、アナログスイッチ17ではパワー
トランジスタ56のオン状態がアナログスイッチ16の入力
信号の休止時間ｔより短い場合に（第２図（ａ）でTcの
場合）”ハイ”レベルとなるパルス信号106が出力され
る。
信号で制御されており、アナログスイッチ16の出力信号
が”ハイ”レベルの時に導通し、”ロー”レベルの時に
は遮断される。従って、アナログスイッチ17ではパワー
トランジスタ56のオン状態がアナログスイッチ16の入力
信号の休止時間ｔより短い場合に（第２図（ａ）でTcの
場合）”ハイ”レベルとなるパルス信号106が出力され
る。
また、直流モータ51のアーマチュアシャフトに取り付
けられたフライホイール71は、直流モータ51と連動して
回転する。また、フライホイール71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72でリングギアの
凹凸の周期を測定することにより、第３図に示すように
直流モータ51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73
により第４図に示すように周波数に比例した直流信号電
圧に変換および増幅される。
けられたフライホイール71は、直流モータ51と連動して
回転する。また、フライホイール71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72でリングギアの
凹凸の周期を測定することにより、第３図に示すように
直流モータ51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73
により第４図に示すように周波数に比例した直流信号電
圧に変換および増幅される。
そして、この直流信号電圧は、直流モータ51の回生制
動開始の回転数（例えば3500rpm）に相当する基準電圧V
S3とコンパレータ74で比較され、基準電圧VS3より小さ
い場合（例えば、直流モータ51の回転数が3500rpm以
下）、コンパレータ74から"0"レベル信号が出力され
る。
動開始の回転数（例えば3500rpm）に相当する基準電圧V
S3とコンパレータ74で比較され、基準電圧VS3より小さ
い場合（例えば、直流モータ51の回転数が3500rpm以
下）、コンパレータ74から"0"レベル信号が出力され
る。
フリップフロップ素子19では、アナログスイッチ17の
出力信号106がクロック信号となっている。このため
に、フリップフロップ素子19の出力信号107は、第２図
（ｈ）に示すように、アナログスイッチ17の出力信号10
6が”ハイ”レベルになると立ち上がり、リセット信号
として反転素子18を介したコンパレータ74の出力信号
が”ロー”レベルになるまで保持される。フリップフロ
ップ素子19の出力信号107は、反転素子20を介してアナ
ログスイッチ21の入力信号108となっている。そしてア
クセルを離した場合では、アナログスイッチ21は導通状
態なのでアナログスイッチ21の入力信号はそのまま出力
される。
出力信号106がクロック信号となっている。このため
に、フリップフロップ素子19の出力信号107は、第２図
（ｈ）に示すように、アナログスイッチ17の出力信号10
6が”ハイ”レベルになると立ち上がり、リセット信号
として反転素子18を介したコンパレータ74の出力信号
が”ロー”レベルになるまで保持される。フリップフロ
ップ素子19の出力信号107は、反転素子20を介してアナ
ログスイッチ21の入力信号108となっている。そしてア
クセルを離した場合では、アナログスイッチ21は導通状
態なのでアナログスイッチ21の入力信号はそのまま出力
される。
そして、アナログスイッチ21のパルス幅制御信号120
が”ハイ”レベルの時だけ切換信号出力手段60のアナロ
グスイッチ62は導通し、電流検出アンプ30の出力信号が
アンプ63で増幅されパワートランジスタ56をオンオフ制
御する。
が”ハイ”レベルの時だけ切換信号出力手段60のアナロ
グスイッチ62は導通し、電流検出アンプ30の出力信号が
アンプ63で増幅されパワートランジスタ56をオンオフ制
御する。
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、バッテリ電圧が所定のしきい値以下に低下し
た時に制動を行う場合に、パルス幅制御信号出力手段の
作用によりバッテリの状態・履歴（例えば新品かどう
か、液温、放電状態、充電状態）に関係なく、直流モー
タの回転数があるしきい値まで低下した時に回生制動を
再度スタートすることが出来、これがため、制動力が強
くかかりすぎることが回避され、従ってパワートランジ
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制動制御装置を提供する
ことが出来る。
によると、バッテリ電圧が所定のしきい値以下に低下し
た時に制動を行う場合に、パルス幅制御信号出力手段の
作用によりバッテリの状態・履歴（例えば新品かどう
か、液温、放電状態、充電状態）に関係なく、直流モー
タの回転数があるしきい値まで低下した時に回生制動を
再度スタートすることが出来、これがため、制動力が強
くかかりすぎることが回避され、従ってパワートランジ
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制動制御装置を提供する
ことが出来る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の直流モータ回転数とパルスピックアップ出力周波数
の関係図、第３図は第１図の周波数電圧変換アンプの入
出力特性図、第４図は第１図の各信号の波形を示す波形
図、第５図は従来例を示す構成図、第６図はバッテリ放
電末期における第５図の各信号の波形を示す波形図、第
７図は通常の回生制動時における第５図の各信号の波形
を示す波形図である。 10…パルス幅制御信号出力回路、30…電流検出アンプ、
40…第１の回路、50…第２の回路、51…直流モータ、56
…切換制御手段、57…バッテリ、60…切換信号出力手
段、70…モータ回転数計測手段、120…パルス幅制御信
号、501…モータ電流信号、601…切換制御信号、710…
モータ回転数信号、801…アクセル状態信号。
図の直流モータ回転数とパルスピックアップ出力周波数
の関係図、第３図は第１図の周波数電圧変換アンプの入
出力特性図、第４図は第１図の各信号の波形を示す波形
図、第５図は従来例を示す構成図、第６図はバッテリ放
電末期における第５図の各信号の波形を示す波形図、第
７図は通常の回生制動時における第５図の各信号の波形
を示す波形図である。 10…パルス幅制御信号出力回路、30…電流検出アンプ、
40…第１の回路、50…第２の回路、51…直流モータ、56
…切換制御手段、57…バッテリ、60…切換信号出力手
段、70…モータ回転数計測手段、120…パルス幅制御信
号、501…モータ電流信号、601…切換制御信号、710…
モータ回転数信号、801…アクセル状態信号。
Claims (1)
- 【請求項１】制動操作時に直流モータにて発生する電気
エネルギーを蓄積する第１の回路と、前記蓄積された電
気エネルギーに起因して生じる回生電流によりバッテリ
を充電する第２の回路とを有し、 前記第１の回路または第２の回路のいずれかを切換選択
する切換制御手段と、この切換制御手段に所定の切換制
御信号を出力する切換信号出力手段と、直流モータの回
転数を計測するモータ回転数計測手段とを備えた電気車
の回生制動制御装置において、 前記直流モータのモータ電流信号を増幅したのち基準値
と比較して前記切換信号出力手段に出力する電流検出ア
ンプを設け、前記モータ回転数計測手段からのモータ回
転数信号とアクセルからのアクセル状態信号とにより前
記切換信号出力手段に所定のパルス幅制御信号を出力す
るパルス幅制御信号出力回路を前記電流検出アンプに併
設し、 更にこのパルス幅制御信号出力回路は、前記切換制御手
段の前記切換選択の状態を検出し、前記第１の回路を選
択している状態がある基準時間より短く、しかも前記直
流モータの回転数がある値以上になった場合のみ、当該
切換制御手段に前記第２の回路を選択させる信号を出力
する、 ことを特徴とする電気車の回生制動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295504A JP2879761B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 電気車の回生制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295504A JP2879761B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 電気車の回生制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142301A JPH02142301A (ja) | 1990-05-31 |
| JP2879761B2 true JP2879761B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=17821467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63295504A Expired - Lifetime JP2879761B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 電気車の回生制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2879761B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821282Y2 (ja) * | 1978-04-03 | 1983-05-06 | 日本輸送機株式会社 | 電気車の制御装置 |
| JPS6077603A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-05-02 | Shinko Electric Co Ltd | 電気車の回生制動制御装置 |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP63295504A patent/JP2879761B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02142301A (ja) | 1990-05-31 |
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