JP3128845B2 - 電動車両の速度制御装置 - Google Patents
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動車両の速度制御装
置に係り、とくに、モータ駆動制御と発電制動制御とを
ＰＷＭ制御により個別に行う構成の電動車両の速度制御
装置に関する。
置に係り、とくに、モータ駆動制御と発電制動制御とを
ＰＷＭ制御により個別に行う構成の電動車両の速度制御
装置に関する。
【０００２】
【背景技術】一般に、電動車両の速度制御装置において
は、モータの回転数に比例した周波数の回転数パルスを
発生させ、これを周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）コンバータに
よって直流化し、この出力電圧とアクセレータの出力電
圧との比較結果に応じてモータへの給電を断続すること
によって、モータの回転数をコントロールするようにし
ている。ところで、電動車輌、とくに、電動車椅子にあ
っては、これを利用する者に衝撃や驚きを与えないた
め、円滑に停止させる必要があるが、このための有効な
手段として、電磁ブレーキ等の機械式ブレーキ以外に、
モータの特性や性質そのものを利用して負の加速度を得
るものがある。かかる手段としては、発電制動や逆転制
動が主に考えられるが、逆転制動の場合は、回路的，タ
イミング的に複雑になり，加減速の調整が困難であるこ
とから、近時にあっては発電制動が比較的多く利用され
ている。
は、モータの回転数に比例した周波数の回転数パルスを
発生させ、これを周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）コンバータに
よって直流化し、この出力電圧とアクセレータの出力電
圧との比較結果に応じてモータへの給電を断続すること
によって、モータの回転数をコントロールするようにし
ている。ところで、電動車輌、とくに、電動車椅子にあ
っては、これを利用する者に衝撃や驚きを与えないた
め、円滑に停止させる必要があるが、このための有効な
手段として、電磁ブレーキ等の機械式ブレーキ以外に、
モータの特性や性質そのものを利用して負の加速度を得
るものがある。かかる手段としては、発電制動や逆転制
動が主に考えられるが、逆転制動の場合は、回路的，タ
イミング的に複雑になり，加減速の調整が困難であるこ
とから、近時にあっては発電制動が比較的多く利用され
ている。
【０００３】図６に、発電制動を利用して車両を停止さ
せるようにした電動車両の速度制御装置の一例が示され
ている。
せるようにした電動車両の速度制御装置の一例が示され
ている。
【０００４】この図６に示される速度制御装置は、基準
三角波を発生する三角波発生器１２０と、アクセレータ
５１の操作量に対応してアクセル電圧ＶACC とを出力す
るアクセル部５０と、このアクセル部５０から出力され
るアクセル電圧ＶACC とモータ１０１の回転数に対応し
て後述するＦ／Ｖ変換部において発生するモータ回転数
等価電圧ＶFVとの差分に基づきモータ駆動用のＰＷＭ信
号を基準三角波と比較することにより発生する駆動制御
部６０とを備えている。回転数等価電圧ＶFVとアクセル
電圧ＶACC との差分に応じて発電制動用のＰＷＭ信号を
基準三角波と比較することにより発生するとともにこの
差が所定値を超えたとき制動信号を発生する制動制御部
７０と、制動信号に応じて駆動制御部６０のＰＷＭ信号
と制動制御部７０のＰＷＭ信号とを切り替えて出力する
切替制御部８０と、この切替制御部８０のＰＷＭ信号出
力に応じてモータ１０１の駆動制御と制動制御とを行う
モータ駆動部１００とを備えている。これらの構成要素
について簡単に説明する。
三角波を発生する三角波発生器１２０と、アクセレータ
５１の操作量に対応してアクセル電圧ＶACC とを出力す
るアクセル部５０と、このアクセル部５０から出力され
るアクセル電圧ＶACC とモータ１０１の回転数に対応し
て後述するＦ／Ｖ変換部において発生するモータ回転数
等価電圧ＶFVとの差分に基づきモータ駆動用のＰＷＭ信
号を基準三角波と比較することにより発生する駆動制御
部６０とを備えている。回転数等価電圧ＶFVとアクセル
電圧ＶACC との差分に応じて発電制動用のＰＷＭ信号を
基準三角波と比較することにより発生するとともにこの
差が所定値を超えたとき制動信号を発生する制動制御部
７０と、制動信号に応じて駆動制御部６０のＰＷＭ信号
と制動制御部７０のＰＷＭ信号とを切り替えて出力する
切替制御部８０と、この切替制御部８０のＰＷＭ信号出
力に応じてモータ１０１の駆動制御と制動制御とを行う
モータ駆動部１００とを備えている。これらの構成要素
について簡単に説明する。
【０００５】アクセル部５０は、アクセレータ５１を備
え、アクセレータ５１の操作量に応じたアクセル電圧Ｖ
ACC を発生する。
え、アクセレータ５１の操作量に応じたアクセル電圧Ｖ
ACC を発生する。
【０００６】駆動制御部６０は、アクセル電圧ＶACC か
ら回転数等価電圧ＶFVを減算した出力を発生する減算器
６１と、この減算器６１の出力とアクセル電圧ＶACC と
を加算する加算器６２と、この加算器６２の出力と基準
三角波信号とを比較して加算器６２の出力の大きさに対
応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を出力するコンパレ
ータＩＣ３とを含んで構成されていて、アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差分及びアクセル電圧Ｖ
ACC の加算に対応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を出
力する。
ら回転数等価電圧ＶFVを減算した出力を発生する減算器
６１と、この減算器６１の出力とアクセル電圧ＶACC と
を加算する加算器６２と、この加算器６２の出力と基準
三角波信号とを比較して加算器６２の出力の大きさに対
応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を出力するコンパレ
ータＩＣ３とを含んで構成されていて、アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差分及びアクセル電圧Ｖ
ACC の加算に対応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を出
力する。
【０００７】制動制御部７０は、回転数等価電圧ＶFVか
らアクセル電圧ＶACC を減算した出力を発生する減算器
７１と、この減算器７１の出力を所定の基準電圧と比較
するとともに減算器７１の出力の方が大きくなった場合
に「Ｌ（ロー）」レベルの出力信号である制動信号を出
力するコンパレータＩＣ５と、減算器７１の出力と基準
三角波信号とを比較して減算器７１の出力の大きさに対
応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を発生するコンパレ
ータＩＣ６とを含んで構成されていて、回転数等価電圧
ＶFVとアクセル電圧ＶACC との差分に対応するパルス幅
を有するＰＷＭ信号を出力する。
らアクセル電圧ＶACC を減算した出力を発生する減算器
７１と、この減算器７１の出力を所定の基準電圧と比較
するとともに減算器７１の出力の方が大きくなった場合
に「Ｌ（ロー）」レベルの出力信号である制動信号を出
力するコンパレータＩＣ５と、減算器７１の出力と基準
三角波信号とを比較して減算器７１の出力の大きさに対
応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を発生するコンパレ
ータＩＣ６とを含んで構成されていて、回転数等価電圧
ＶFVとアクセル電圧ＶACC との差分に対応するパルス幅
を有するＰＷＭ信号を出力する。
【０００８】切替制御部８０は、駆動制御部６０及び制
動制御部７０からのＰＷＭ信号と、制動制御部７０から
出力される制動信号及び後述する正逆転切替部１１０の
切替え信号とに応じた後述するモータ駆動部１００への
制御出力を発生する
動制御部７０からのＰＷＭ信号と、制動制御部７０から
出力される制動信号及び後述する正逆転切替部１１０の
切替え信号とに応じた後述するモータ駆動部１００への
制御出力を発生する
【０００９】モータ駆動部１００は、モータ１０１駆動
用のパワートランジスタＴＲ１〜ＴＲ４と、ＰＷＭ信号
を駆動電流に変換するとともに正逆転切替えに応じてト
ランジスタＴＲ１とＴＲ４、またはＴＲ２とＴＲ３をオ
ン（ＯＮ）にすることによって、モータ１０１をＰＷＭ
信号に応じた回転数で正転または逆転させるドライバ１
０２とにより構成されていて、モータ１０１を駆動制御
する。
用のパワートランジスタＴＲ１〜ＴＲ４と、ＰＷＭ信号
を駆動電流に変換するとともに正逆転切替えに応じてト
ランジスタＴＲ１とＴＲ４、またはＴＲ２とＴＲ３をオ
ン（ＯＮ）にすることによって、モータ１０１をＰＷＭ
信号に応じた回転数で正転または逆転させるドライバ１
０２とにより構成されていて、モータ１０１を駆動制御
する。
【００１０】ＦＶ変換部９０は、モータ１０１と同軸上
に置かれた回転数パルス発生器１０３から発生するモー
タ回転数に応じた周波数の回転数パルスをＦ／Ｖ（周波
数/電圧）変換して回転数等価電圧ＶFVを発生する。
に置かれた回転数パルス発生器１０３から発生するモー
タ回転数に応じた周波数の回転数パルスをＦ／Ｖ（周波
数/電圧）変換して回転数等価電圧ＶFVを発生する。
【００１１】基準三角波発生器１２０は、基準発振器１
２１と、この基準発振器１２１の基準周波数パルスを積
分する積分回路１２２と、この積分回路１２２の出力を
三角波として出力するオペアンプＩＣ１４で構成された
バッファアンプとを含んで構成されていて、基準三角波
を出力する。
２１と、この基準発振器１２１の基準周波数パルスを積
分する積分回路１２２と、この積分回路１２２の出力を
三角波として出力するオペアンプＩＣ１４で構成された
バッファアンプとを含んで構成されていて、基準三角波
を出力する。
【００１２】正逆転切替部１１０は、正転，逆転に応じ
て「Ｈ（ハイ）」レベルの信号と「Ｌ」レベルの信号と
を切り替えて出力するスイッチ１１１と、このスイッチ
の出力信号を反転した信号を出力するインバータＩＣ１
５とを含んで構成されていて、この信号によりモータ１
０１を正転，逆転する。
て「Ｈ（ハイ）」レベルの信号と「Ｌ」レベルの信号と
を切り替えて出力するスイッチ１１１と、このスイッチ
の出力信号を反転した信号を出力するインバータＩＣ１
５とを含んで構成されていて、この信号によりモータ１
０１を正転，逆転する。
【００１３】図６において、符号１３０は、バッテリ１
５０の電圧がメインスイッチ１４０を経て供給されたと
き、安定化された電圧ＶCCを発生し、モータ１０１以外
の各部に電源として供給する安定化電源である。
５０の電圧がメインスイッチ１４０を経て供給されたと
き、安定化された電圧ＶCCを発生し、モータ１０１以外
の各部に電源として供給する安定化電源である。
【００１４】次に、この速度制御装置の全体的な動作を
簡単に説明する。
簡単に説明する。
【００１５】図６において、アクセル部５０は、アクセ
レータ５１の操作量に応じたアクセル電圧ＶACC を発生
する。
レータ５１の操作量に応じたアクセル電圧ＶACC を発生
する。
【００１６】アクセル電圧ＶACC は、駆動制御部６０に
おいて減算器６１に与えられ、減算器６１では、このア
クセル電圧ＶACC から回転数等価電圧ＶFVを減算した出
力を発生し、この出力が加算器６２でアクセル電圧Ｖ
ACC と加算されて、その出力Ｖ62がコンパレータＩＣ３
に与えられる。このコンパレータＩＣ３では、加算器Ｉ
Ｃ２の出力を基準三角波と比較して、加算器６２の出力
の大きさに対応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を発生
する。
おいて減算器６１に与えられ、減算器６１では、このア
クセル電圧ＶACC から回転数等価電圧ＶFVを減算した出
力を発生し、この出力が加算器６２でアクセル電圧Ｖ
ACC と加算されて、その出力Ｖ62がコンパレータＩＣ３
に与えられる。このコンパレータＩＣ３では、加算器Ｉ
Ｃ２の出力を基準三角波と比較して、加算器６２の出力
の大きさに対応するパルス幅を有するＰＷＭ信号を発生
する。
【００１７】このＰＷＭ信号が、切替制御部８０に入力
され、正逆転切替部１１０からの正転，逆転の信号に応
じて切り替えられ、モータ駆動部１００へ出力される。
モータ駆動部１００では、ドライバ１０２においてＰＷ
Ｍ信号を駆動電流に変換して、正逆転切り替えに応じて
トランジスタＴＲ１とＴＲ４、またはＴＲ２とＴＲ３を
「ＯＮ」にすることによって、モータ１０１をＰＷＭ信
号に応じた回転数で正転または逆転させる。
され、正逆転切替部１１０からの正転，逆転の信号に応
じて切り替えられ、モータ駆動部１００へ出力される。
モータ駆動部１００では、ドライバ１０２においてＰＷ
Ｍ信号を駆動電流に変換して、正逆転切り替えに応じて
トランジスタＴＲ１とＴＲ４、またはＴＲ２とＴＲ３を
「ＯＮ」にすることによって、モータ１０１をＰＷＭ信
号に応じた回転数で正転または逆転させる。
【００１８】ここで、モータ１０１のある一定回転数
で、減算器６１は一定レベルの電圧を出力し、この出力
電圧が加算器６２においてアクセル電圧ＶACC と加算さ
れて、この結果、コンパレータＩＣ３が一定のＰＷＭ信
号を発生し、これによってモータ１０１が回転させられ
ているが、負荷の増加によって車速が低下した場合に
は、減算器６１の出力電圧は上昇し、加算器６２の出力
も増加して、ＰＷＭ信号のデューティが大きくなる。こ
れによって、モータ駆動部１００における駆動電流が増
加して、モータ１０１の減速分を回復させるように制御
される。また、逆に車速が上昇した場合には、減算器６
１の出力電圧が低下し、これによってモータ１０１の回
転数を低下させるように制御が行われる。
で、減算器６１は一定レベルの電圧を出力し、この出力
電圧が加算器６２においてアクセル電圧ＶACC と加算さ
れて、この結果、コンパレータＩＣ３が一定のＰＷＭ信
号を発生し、これによってモータ１０１が回転させられ
ているが、負荷の増加によって車速が低下した場合に
は、減算器６１の出力電圧は上昇し、加算器６２の出力
も増加して、ＰＷＭ信号のデューティが大きくなる。こ
れによって、モータ駆動部１００における駆動電流が増
加して、モータ１０１の減速分を回復させるように制御
される。また、逆に車速が上昇した場合には、減算器６
１の出力電圧が低下し、これによってモータ１０１の回
転数を低下させるように制御が行われる。
【００１９】このようにして、アクセル電圧ＶACC とモ
ータ１０１の回転数等価電圧ＶFVとの比較によって、減
算器６１からそのレベルに応じてアクセル電圧ＶACC へ
帰還され、モータ１０１への給電率を増減して速度制御
がなされている。
ータ１０１の回転数等価電圧ＶFVとの比較によって、減
算器６１からそのレベルに応じてアクセル電圧ＶACC へ
帰還され、モータ１０１への給電率を増減して速度制御
がなされている。
【００２０】この一方、アクセル電圧ＶACC より回転数
等価電圧ＶFVがある程度以上大きいとき、すなわち減速
状態にあるときはすぐには減速しないようになってい
る。減算器７１は、回転数等価電圧ＶFVからアクセル電
圧ＶACC を減算した出力を発生し、コンパレータＩＣ５
は減算器７１の出力Ｖ71が設定電圧Ｖr 以上大きくなっ
たとき「Ｌ」レベルの出力を発生して、切替制御部８０
において、駆動制御部６０からの入力を遮断するととも
に、コンパレータＩＣ６で減算器７１の出力と基準三角
波とを比較して、回転数等価電圧ＶFVとアクセル電圧Ｖ
ACC との差の絶対値に比例したパルス幅を有するＰＷＭ
信号を発生する。このＰＷＭ信号が、モータ駆動部１０
０に入力され、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４をこのＰＷ
Ｍ信号に応じてオンにしてモータ１０１を短絡するよう
に駆動する。従って、モータ１０１が発電機となって発
生した電力は短絡回路で消費されて、いわゆる発電制動
が行われる。この発電制動はＰＷＭ信号のパルス幅に応
じて行われ、前述した回転数等価電圧ＶFV，アクセル電
圧ＶACC などにより制御された制動が行われている。
等価電圧ＶFVがある程度以上大きいとき、すなわち減速
状態にあるときはすぐには減速しないようになってい
る。減算器７１は、回転数等価電圧ＶFVからアクセル電
圧ＶACC を減算した出力を発生し、コンパレータＩＣ５
は減算器７１の出力Ｖ71が設定電圧Ｖr 以上大きくなっ
たとき「Ｌ」レベルの出力を発生して、切替制御部８０
において、駆動制御部６０からの入力を遮断するととも
に、コンパレータＩＣ６で減算器７１の出力と基準三角
波とを比較して、回転数等価電圧ＶFVとアクセル電圧Ｖ
ACC との差の絶対値に比例したパルス幅を有するＰＷＭ
信号を発生する。このＰＷＭ信号が、モータ駆動部１０
０に入力され、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４をこのＰＷ
Ｍ信号に応じてオンにしてモータ１０１を短絡するよう
に駆動する。従って、モータ１０１が発電機となって発
生した電力は短絡回路で消費されて、いわゆる発電制動
が行われる。この発電制動はＰＷＭ信号のパルス幅に応
じて行われ、前述した回転数等価電圧ＶFV，アクセル電
圧ＶACC などにより制御された制動が行われている。
【００２１】図７には、アクセル電圧ＶACC と回転数等
価電圧ＶFVとの差に対する駆動制御部６０及び制動制御
部７０のＰＷＭ信号出力の関係のチャ−ト図が示されて
いる。この図の縦軸アクセル電圧ＶACC と回転数等価電
圧ＶFVとの差が（Ｖ ACC −Ｖ FV ＞０）の部分は、駆動制
御部６０の加算器６２の出力Ｖ62に対応し、（Ｖ ACC −
Ｖ FV ＜０）の部分は、制動制御部７０の減算器７１の出
力Ｖ71に対応し、それらの切り替わりは、コンパレータ
ＩＣ５の設定電圧Ｖr によって決まる。なお、この図の
縦軸は、出力Ｖ 62 については０より上が＋で下が−、出
力Ｖ 71 については０より下が＋で上が−となっている。
これに合わせて、駆動制御部６０と制動制御部７０との
入力三角波を書き加えているので、これらの波形は同位
相にもかかわらず０を中心に対称となっている。この図
において、アクセル電圧ＶACC と回転数等価電圧ＶFVと
の差に対応する直線と図中の入力三角波波形との交点か
ら駆動制御部６０及び制動制御部７０のＰＷＭ信号出力
波形を求めることができる。たとえば、アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「Ａ」の時、図の上
段の縦軸の「Ａ」にひいた直線と図中の入力三角波波形
との交点から駆動制御部６０のＰＷＭ信号出力波形は、
図の下段の上のようになる。このとき、制動制御部７０
のＰＷＭ信号出力波形は、入力三角波波形との交点がな
いので、「Ｌ」レベルのままである。アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「Ｂ」の時、同様
に、入力三角波波形との交点から制動制御部７０のＰＷ
Ｍ信号出力波形は、図の下段の下のようになり、駆動制
御部６０のＰＷＭ信号出力波形は、入力三角波波形との
交点がないので、「Ｌ」レベルのままである。
価電圧ＶFVとの差に対する駆動制御部６０及び制動制御
部７０のＰＷＭ信号出力の関係のチャ−ト図が示されて
いる。この図の縦軸アクセル電圧ＶACC と回転数等価電
圧ＶFVとの差が（Ｖ ACC −Ｖ FV ＞０）の部分は、駆動制
御部６０の加算器６２の出力Ｖ62に対応し、（Ｖ ACC −
Ｖ FV ＜０）の部分は、制動制御部７０の減算器７１の出
力Ｖ71に対応し、それらの切り替わりは、コンパレータ
ＩＣ５の設定電圧Ｖr によって決まる。なお、この図の
縦軸は、出力Ｖ 62 については０より上が＋で下が−、出
力Ｖ 71 については０より下が＋で上が−となっている。
これに合わせて、駆動制御部６０と制動制御部７０との
入力三角波を書き加えているので、これらの波形は同位
相にもかかわらず０を中心に対称となっている。この図
において、アクセル電圧ＶACC と回転数等価電圧ＶFVと
の差に対応する直線と図中の入力三角波波形との交点か
ら駆動制御部６０及び制動制御部７０のＰＷＭ信号出力
波形を求めることができる。たとえば、アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「Ａ」の時、図の上
段の縦軸の「Ａ」にひいた直線と図中の入力三角波波形
との交点から駆動制御部６０のＰＷＭ信号出力波形は、
図の下段の上のようになる。このとき、制動制御部７０
のＰＷＭ信号出力波形は、入力三角波波形との交点がな
いので、「Ｌ」レベルのままである。アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「Ｂ」の時、同様
に、入力三角波波形との交点から制動制御部７０のＰＷ
Ｍ信号出力波形は、図の下段の下のようになり、駆動制
御部６０のＰＷＭ信号出力波形は、入力三角波波形との
交点がないので、「Ｌ」レベルのままである。
【００２２】また、図８には、アクセル電圧ＶACC と回
転数等価電圧ＶFVとの差に応じてモータ１０１への給電
率と発電制動率とがどのように制御されるかが示されて
いる。平坦な道での定速走行は、アクセル電圧ＶACC の
方がやや高い、おおよそＣ点で釣りあった状態になって
いる。
転数等価電圧ＶFVとの差に応じてモータ１０１への給電
率と発電制動率とがどのように制御されるかが示されて
いる。平坦な道での定速走行は、アクセル電圧ＶACC の
方がやや高い、おおよそＣ点で釣りあった状態になって
いる。
【００２３】この図８のグラフは理想的には一直線にな
るのが望ましいが、モータ１０１への給電と発電制動が
同時に起こらないようにするための裕度が必要である。
なぜなら、駆動制御部６０のＰＷＭ信号と制動制御部７
０のＰＷＭ信号とを切替制御部８０によって切り替えて
出力しても、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４等における遅
れ時間によって、モータ１０１への給電と発電制動とが
同時に起こり得るからである。図７において、駆動制御
部６０，制動制御部７０の入力三角波波形に若干間があ
いており、これが前述したモータ１０１への給電と発電
制動が同時に起こらないようにするための裕度である。
これによって図８におけるアクセル電圧ＶACC と回転数
等価電圧ＶFVとの差が「０」付近で給電率，発電制動率
が「０」になって、折れまがった直線になっている。図
７の裕度は、基準三角波発生器１２０からの基準三角波
の最大電圧及び最小電圧と、コンパレータＩＣ５の設定
電圧Ｖr と、駆動制御部６０，制動制御部７０などのゲ
インとを調節してとられている。
るのが望ましいが、モータ１０１への給電と発電制動が
同時に起こらないようにするための裕度が必要である。
なぜなら、駆動制御部６０のＰＷＭ信号と制動制御部７
０のＰＷＭ信号とを切替制御部８０によって切り替えて
出力しても、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４等における遅
れ時間によって、モータ１０１への給電と発電制動とが
同時に起こり得るからである。図７において、駆動制御
部６０，制動制御部７０の入力三角波波形に若干間があ
いており、これが前述したモータ１０１への給電と発電
制動が同時に起こらないようにするための裕度である。
これによって図８におけるアクセル電圧ＶACC と回転数
等価電圧ＶFVとの差が「０」付近で給電率，発電制動率
が「０」になって、折れまがった直線になっている。図
７の裕度は、基準三角波発生器１２０からの基準三角波
の最大電圧及び最小電圧と、コンパレータＩＣ５の設定
電圧Ｖr と、駆動制御部６０，制動制御部７０などのゲ
インとを調節してとられている。
【００２４】さらに、図９には、基準三角波の最大電圧
及び最小電圧と、コンパレータＩＣ５の設定電圧Ｖr と
の関係を示したものである。前述した裕度をとるため、
コンパレータＩＣ５の設定電圧Ｖr は基準三角波の最小
電圧よりも低く設定されている。
及び最小電圧と、コンパレータＩＣ５の設定電圧Ｖr と
の関係を示したものである。前述した裕度をとるため、
コンパレータＩＣ５の設定電圧Ｖr は基準三角波の最小
電圧よりも低く設定されている。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】上述した図６の速度制
御装置にあっては、図８において、アクセル電圧ＶACC
と回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」付近で給電率，発
電制動率が「０」になって、折れまがった直線になって
いるので、あるアクセル開度で、アクセル電圧ＶACC と
回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」付近では、給電率，
発電制動率が「０」になる速度領域が有り、この速度領
域近傍での速度制御のリニアリティが極度に悪化する。
そのため、このような速度領域での操作フィーリングが
極度に悪化し、たとえば、坂道などで、アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」付近となるよ
うな速度から、給電率，発電制動率が「０」にならない
速度へ、またその逆にというように速度制御装置の応答
時定数に応じた断続的な速度変化をもたらす場合があ
る。これをなくすのには、図７において、駆動制御部６
０，制動制御部７０の入力三角波波形に裕度があること
から、その裕度をなくすことにより速度制御のリニアリ
ティが改善される。しかし、そうすると、図７の駆動制
御部６０，制動制御部７０の入力三角波波形に裕度がま
ったくないため、基準三角波の最大電圧及び最小電圧、
コンパレータＩＣ５の設定電圧Ｖr 、駆動制御部６０，
制動制御部７０などのゲインといったもののバラツキ
で、図１０に示すような、アクセル電圧ＶACC と回転数
等価電圧ＶFVとの差が「０」になる付近でそれら２つの
入力三角波波形が重なる領域ができて、その領域ではモ
ータ１０１への給電と発電制動が同時に起こり、モータ
駆動部１００のトランジスタＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ２，
ＴＲ４がデッドショートし、大電流が流れて破壊される
という不都合があった。また、図８の折れまがった直線
を一直線にすることはできないので、上述した図６の速
度制御装置にあっては、操作フィーリング上に問題点が
あった。
御装置にあっては、図８において、アクセル電圧ＶACC
と回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」付近で給電率，発
電制動率が「０」になって、折れまがった直線になって
いるので、あるアクセル開度で、アクセル電圧ＶACC と
回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」付近では、給電率，
発電制動率が「０」になる速度領域が有り、この速度領
域近傍での速度制御のリニアリティが極度に悪化する。
そのため、このような速度領域での操作フィーリングが
極度に悪化し、たとえば、坂道などで、アクセル電圧Ｖ
ACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」付近となるよ
うな速度から、給電率，発電制動率が「０」にならない
速度へ、またその逆にというように速度制御装置の応答
時定数に応じた断続的な速度変化をもたらす場合があ
る。これをなくすのには、図７において、駆動制御部６
０，制動制御部７０の入力三角波波形に裕度があること
から、その裕度をなくすことにより速度制御のリニアリ
ティが改善される。しかし、そうすると、図７の駆動制
御部６０，制動制御部７０の入力三角波波形に裕度がま
ったくないため、基準三角波の最大電圧及び最小電圧、
コンパレータＩＣ５の設定電圧Ｖr 、駆動制御部６０，
制動制御部７０などのゲインといったもののバラツキ
で、図１０に示すような、アクセル電圧ＶACC と回転数
等価電圧ＶFVとの差が「０」になる付近でそれら２つの
入力三角波波形が重なる領域ができて、その領域ではモ
ータ１０１への給電と発電制動が同時に起こり、モータ
駆動部１００のトランジスタＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ２，
ＴＲ４がデッドショートし、大電流が流れて破壊される
という不都合があった。また、図８の折れまがった直線
を一直線にすることはできないので、上述した図６の速
度制御装置にあっては、操作フィーリング上に問題点が
あった。
【００２６】
【発明の目的】本発明の目的は、上述の不都合を改善
し、とくに、速度制御のリニアリティのよい、良好な操
作フィーリングの得られる電動車両の速度制御装置を提
供することにある。
し、とくに、速度制御のリニアリティのよい、良好な操
作フィーリングの得られる電動車両の速度制御装置を提
供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明は、速度制御用の
基準三角波を発生する三角波発生器と、前記基準三角波
に対し反転された波形の反転三角波を発生する反転三角
波発生器と、別に入力されるアクセル電圧とモータの回
転数に対応するモータ回転数等価電圧との差分をとりこ
れを前記基準三角波と比較することによってモータ駆動
用のＰＷＭ信号を発生する駆動制御部と、前記回転数等
価電圧とアクセル電圧との差分をとりこれを前記反転三
角波と比較することによって発電制動用のＰＷＭ信号を
形成し出力するとともに当該差分に基づいて制動切り替
え信号を形成し出力する制動制御部と、前記制動切り替
え信号に応じて前記駆動制御部のＰＷＭ信号と前記制動
制御部のＰＷＭ信号とを切り替えて出力する切替制御部
と、この切替制御部のＰＷＭ信号出力に応じてモータの
駆動制御もしくは制動制御を行うモータ駆動部とを備え
ている。さらに、前記制動制御部の入力段に、前記基準
三角波に対し反転された波形の三角波を発電制動用のＰ
ＷＭ信号として形成し出力する反転三角波発生器を設け
ている。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。
基準三角波を発生する三角波発生器と、前記基準三角波
に対し反転された波形の反転三角波を発生する反転三角
波発生器と、別に入力されるアクセル電圧とモータの回
転数に対応するモータ回転数等価電圧との差分をとりこ
れを前記基準三角波と比較することによってモータ駆動
用のＰＷＭ信号を発生する駆動制御部と、前記回転数等
価電圧とアクセル電圧との差分をとりこれを前記反転三
角波と比較することによって発電制動用のＰＷＭ信号を
形成し出力するとともに当該差分に基づいて制動切り替
え信号を形成し出力する制動制御部と、前記制動切り替
え信号に応じて前記駆動制御部のＰＷＭ信号と前記制動
制御部のＰＷＭ信号とを切り替えて出力する切替制御部
と、この切替制御部のＰＷＭ信号出力に応じてモータの
駆動制御もしくは制動制御を行うモータ駆動部とを備え
ている。さらに、前記制動制御部の入力段に、前記基準
三角波に対し反転された波形の三角波を発電制動用のＰ
ＷＭ信号として形成し出力する反転三角波発生器を設け
ている。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。
【００２８】
【作用】本発明では、まず、三角波発生器では、速度制
御用の基準三角波を発生する。駆動制御部では、別に入
力されるアクセル電圧とモータの回転数に対応するモー
タ回転数等価電圧との差分をとりこれを基準三角波と比
較することによってモータ駆動用のＰＷＭ信号が形成さ
れる。反転三角波発生器では、基準三角波に対し反転さ
れた波形の三角波が、発電制動用のＰＷＭ信号形成用と
して形成され、制動制御部の入力段に出力されている。
制動制御部では、回転数等価電圧とアクセル電圧との差
分をとりこれに基づいて発電制動用のＰＷＭ信号及び制
動切り替え信号が形成され出力される。切替制御部で
は、制動切り替え信号に応じて駆動制御部のＰＷＭ信号
と制動制御部のＰＷＭ信号とが切り替えて出力される。
モータ駆動部では、この切替制御部のＰＷＭ信号出力に
応じてモータの駆動制御もしくは制動制御が行なわれて
いる。制動制御部に、反転三角波発生器からの反転され
た波形の三角波を入力させることにより、駆動制御部の
ＰＷＭ信号と制動制御部のＰＷＭ信号との切り替えの裕
度をとるのが不要となっている。
御用の基準三角波を発生する。駆動制御部では、別に入
力されるアクセル電圧とモータの回転数に対応するモー
タ回転数等価電圧との差分をとりこれを基準三角波と比
較することによってモータ駆動用のＰＷＭ信号が形成さ
れる。反転三角波発生器では、基準三角波に対し反転さ
れた波形の三角波が、発電制動用のＰＷＭ信号形成用と
して形成され、制動制御部の入力段に出力されている。
制動制御部では、回転数等価電圧とアクセル電圧との差
分をとりこれに基づいて発電制動用のＰＷＭ信号及び制
動切り替え信号が形成され出力される。切替制御部で
は、制動切り替え信号に応じて駆動制御部のＰＷＭ信号
と制動制御部のＰＷＭ信号とが切り替えて出力される。
モータ駆動部では、この切替制御部のＰＷＭ信号出力に
応じてモータの駆動制御もしくは制動制御が行なわれて
いる。制動制御部に、反転三角波発生器からの反転され
た波形の三角波を入力させることにより、駆動制御部の
ＰＷＭ信号と制動制御部のＰＷＭ信号との切り替えの裕
度をとるのが不要となっている。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図２に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００３０】ここで、前述した図６の速度制御装置と同
一の構成部分については同一の符号を用いるとともにそ
の説明を簡略し若しくは省略するものとする。
一の構成部分については同一の符号を用いるとともにそ
の説明を簡略し若しくは省略するものとする。
【００３１】この実施例は、図６の速度制御装置におい
て、基準三角波に対し反転された波形の三角波を発生
し、この三角波を制動制御部７０に出力する反転三角波
発生器２０が、制動制御部７０のコンパレータＩＣ６入
力段に設けられている点に特徴を有する。この反転三角
波発生器２０は、基準発振器１２１の基準周波数パルス
を反転する反転バッファ２１と、この反転バッファ２１
の出力を積分して三角波として出力する積分器２２とを
含んで構成されている。
て、基準三角波に対し反転された波形の三角波を発生
し、この三角波を制動制御部７０に出力する反転三角波
発生器２０が、制動制御部７０のコンパレータＩＣ６入
力段に設けられている点に特徴を有する。この反転三角
波発生器２０は、基準発振器１２１の基準周波数パルス
を反転する反転バッファ２１と、この反転バッファ２１
の出力を積分して三角波として出力する積分器２２とを
含んで構成されている。
【００３２】その他の構成は、前述した図６の装置と同
一になっている。
一になっている。
【００３３】図２には、アクセル電圧ＶACC と回転数等
価電圧ＶFVとの差に対する駆動制御部６０及び制動制御
部７０のＰＷＭ信号出力の関係のチャ−ト図が示されて
いる。この図は、前述した図７に対応するものであり、
制動制御部７０の減算器７１の出力Ｖ71に対応する領域
のグラフが異なっている点と、基準三角波発生器１２０
からの基準三角波の最大電圧及び最小電圧，コンパレー
タＩＣ５の設定電圧Ｖr ，駆動制御部６０及び制動制御
部７０などのゲインを調節して、駆動制御部６０，制動
制御部７０の入力三角波波形の間の裕度をなくした点と
に特徴を有する。なお、この図の縦軸は、出力Ｖ 62 につ
いては０より上が＋で下が−、出力Ｖ 71 については０よ
り下が＋で上が−となっている。これに合わせて、駆動
制御部６０と制動制御部７０との入力三角波を書き加え
ているので、これらの波形は位相が互いに１８０°ずれ
ている。
価電圧ＶFVとの差に対する駆動制御部６０及び制動制御
部７０のＰＷＭ信号出力の関係のチャ−ト図が示されて
いる。この図は、前述した図７に対応するものであり、
制動制御部７０の減算器７１の出力Ｖ71に対応する領域
のグラフが異なっている点と、基準三角波発生器１２０
からの基準三角波の最大電圧及び最小電圧，コンパレー
タＩＣ５の設定電圧Ｖr ，駆動制御部６０及び制動制御
部７０などのゲインを調節して、駆動制御部６０，制動
制御部７０の入力三角波波形の間の裕度をなくした点と
に特徴を有する。なお、この図の縦軸は、出力Ｖ 62 につ
いては０より上が＋で下が−、出力Ｖ 71 については０よ
り下が＋で上が−となっている。これに合わせて、駆動
制御部６０と制動制御部７０との入力三角波を書き加え
ているので、これらの波形は位相が互いに１８０°ずれ
ている。
【００３４】この図２の場合のアクセル電圧ＶACC と回
転数等価電圧ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電
率及び発電制動率の関係は、図３に示すように、一直線
状の理想的なものになる。
転数等価電圧ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電
率及び発電制動率の関係は、図３に示すように、一直線
状の理想的なものになる。
【００３５】ここで、種々の構成要素のバラツキで、図
２において駆動制御部６０，制動制御部７０の入力三角
波波形の間隔が狭くなり、前述した図１０に対応するよ
うな状態のとき、アクセル電圧ＶACC と回転数等価電圧
ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電率及び発電制
動率の関係は、図４に示すように、若干折れまがってい
るが、一直線に近いものになる。チャ−ト図の図２のア
クセル電圧ＶACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」
になる付近のようすから、前述したような駆動制御部６
０，制動制御部７０の入力三角波波形が重なる領域がな
いので、モータ１０１への給電と発電制動が同時に起る
ことはなく、モータ駆動部１００のトランジスタＴＲ
１，ＴＲ３，ＴＲ２，ＴＲ４がデッドショートになるこ
とはない。
２において駆動制御部６０，制動制御部７０の入力三角
波波形の間隔が狭くなり、前述した図１０に対応するよ
うな状態のとき、アクセル電圧ＶACC と回転数等価電圧
ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電率及び発電制
動率の関係は、図４に示すように、若干折れまがってい
るが、一直線に近いものになる。チャ−ト図の図２のア
クセル電圧ＶACC と回転数等価電圧ＶFVとの差が「０」
になる付近のようすから、前述したような駆動制御部６
０，制動制御部７０の入力三角波波形が重なる領域がな
いので、モータ１０１への給電と発電制動が同時に起る
ことはなく、モータ駆動部１００のトランジスタＴＲ
１，ＴＲ３，ＴＲ２，ＴＲ４がデッドショートになるこ
とはない。
【００３６】また、図２において駆動制御部６０，制動
制御部７０の入力三角波波形の間隔が広くなるような場
合、駆動制御部６０，制動制御部７０の入力三角波波形
に若干間があいて、前述した図７に対応するような状態
に近く、アクセル電圧ＶACCと回転数等価電圧ＶFVとの
差に対するモータ１０１への給電率及び発電制動率の関
係は、図５に示すものになる。この場合は、前述した図
８に示したような関係に近いが、折れまがった部分は小
さく一直線に近いものになる。
制御部７０の入力三角波波形の間隔が広くなるような場
合、駆動制御部６０，制動制御部７０の入力三角波波形
に若干間があいて、前述した図７に対応するような状態
に近く、アクセル電圧ＶACCと回転数等価電圧ＶFVとの
差に対するモータ１０１への給電率及び発電制動率の関
係は、図５に示すものになる。この場合は、前述した図
８に示したような関係に近いが、折れまがった部分は小
さく一直線に近いものになる。
【００３７】このように、アクセル電圧ＶACC と回転数
等価電圧ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電率及
び発電制動率の関係は、種々の構成要素のバラツキがあ
っても、一直線状に近くなるので、速度制御のリニアリ
ティを高めることにより、操作フィーリングが向上して
いる。
等価電圧ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電率及
び発電制動率の関係は、種々の構成要素のバラツキがあ
っても、一直線状に近くなるので、速度制御のリニアリ
ティを高めることにより、操作フィーリングが向上して
いる。
【００３８】本実施例では、基準三角波に対し反転され
た波形の三角波の発生源である反転三角波発生器２０
を、反転バッファ２１と積分器２２とで構成したが、基
準三角波発生器１２０の出力である基準三角波を反転さ
せてもよい。
た波形の三角波の発生源である反転三角波発生器２０
を、反転バッファ２１と積分器２２とで構成したが、基
準三角波発生器１２０の出力である基準三角波を反転さ
せてもよい。
【００３９】以上説明したように、本実施例によると、
基準三角波に対し反転された波形の三角波を発生し、こ
の三角波を、制動制御部７０のコンパレータＩＣ６に入
力させることにより、モータ１０１への給電と発電制動
が同時に起ることなく、アクセル電圧ＶACC と回転数等
価電圧ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電率及び
発電制動率の関係を一直線状にすることができ、これに
よって、速度制御のリニアリティを向上させることがで
き、そのため、アクセル開度，速度に関係なく良好な操
作フィーリングを得ることができる。
基準三角波に対し反転された波形の三角波を発生し、こ
の三角波を、制動制御部７０のコンパレータＩＣ６に入
力させることにより、モータ１０１への給電と発電制動
が同時に起ることなく、アクセル電圧ＶACC と回転数等
価電圧ＶFVとの差に対するモータ１０１への給電率及び
発電制動率の関係を一直線状にすることができ、これに
よって、速度制御のリニアリティを向上させることがで
き、そのため、アクセル開度，速度に関係なく良好な操
作フィーリングを得ることができる。
【００４０】
【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、これによれば、基準三角波に対し反転された波
形の三角波を発生し、この三角波を、制動制御部に入力
させることにより、モータへの給電と発電制動が同時に
起ることなく、アクセル電圧と回転数等価電圧との差に
対するモータへの給電率と発電制動率との関係を一直線
状にすることができ、これによって、速度制御のリニア
リティを向上させることができ、そのため、アクセル開
度，速度に関係なく操作フィーリングが良好であるとい
う従来にない優れた電動車両の速度制御装置を提供する
ことができる。
るので、これによれば、基準三角波に対し反転された波
形の三角波を発生し、この三角波を、制動制御部に入力
させることにより、モータへの給電と発電制動が同時に
起ることなく、アクセル電圧と回転数等価電圧との差に
対するモータへの給電率と発電制動率との関係を一直線
状にすることができ、これによって、速度制御のリニア
リティを向上させることができ、そのため、アクセル開
度，速度に関係なく操作フィーリングが良好であるとい
う従来にない優れた電動車両の速度制御装置を提供する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図
【図２】図１におけるアクセル電圧と回転数等価電圧と
の差に対する駆動制御部及び制動制御部のＰＷＭ信号出
力の関係のを示す線図
の差に対する駆動制御部及び制動制御部のＰＷＭ信号出
力の関係のを示す線図
【図３】図１の装置による給電率と発電制動率の制御状
態の第一例を示す線図
態の第一例を示す線図
【図４】
図１の装置による給電率と発電制動率の制御状
態の第二例を示す線図
態の第二例を示す線図
【図５】
図１の装置による給電率と発電制動率の制御状
態の第三例を示す線図
態の第三例を示す線図
【図６】図１の実施例の基本となる速度制御装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図７】図６におけるアクセル電圧と回転数等価電圧と
の差に対する駆動制御部及び制動制御部のＰＷＭ信号出
力の関係のを示す線図
の差に対する駆動制御部及び制動制御部のＰＷＭ信号出
力の関係のを示す線図
【図８】図６の装置による給電率と発電制動率の制御状
態を示す線図
態を示す線図
【図９】図６の装置における基準三角波波形に対する制
動制御部の制動信号出力の設定値の関係を示す線図
動制御部の制動信号出力の設定値の関係を示す線図
【図１０】発明が解決しようとする課題を説明するため
の線図
の線図
２０ 反転三角波発生器 ６０ 駆動制御部 ７０ 制動制御部 ８０ 切替制御部 １００ モータ駆動部 １０１ モータ １２０ 基準三角波発生器
Claims (1)
- 【請求項１】 速度制御用の基準三角波を発生する三角
波発生器と、前記基準三角波に対し反転された波形の反
転三角波を発生する反転三角波発生器と、 別に入力されるアクセル電圧とモータの回転数に対応す
るモータ回転数等価電圧との差分をとり，これを前記基
準三角波と比較することによってモータ駆動用のＰＷＭ
信号を発生する駆動制御部と、 前記回転数等価電圧とアクセル電圧との差分をとり，こ
れを前記反転三角波と比較することによって発電制動用
のＰＷＭ信号を形成し出力するとともに、当該差分に基
づいて制動切り替え信号を形成し出力する制動制御部
と、 前記制動切り替え信号に応じて前記駆動制御部のＰＷＭ
信号と前記制動制御部のＰＷＭ信号とを切り替えて出力
する切替制御部と、 この切替制御部のＰＷＭ信号出力に応じてモータの駆動
制御もしくは制動制御を行うモータ駆動部と、 を備えてなる ことを特徴とする電動車両の速度制御装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03055855A JP3128845B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 電動車両の速度制御装置 |
| EP91121979A EP0501036B1 (en) | 1991-02-27 | 1991-12-20 | Speed control device for electric motor vehicles |
| DE69108223T DE69108223T2 (de) | 1991-02-27 | 1991-12-20 | Geschwindigkeitsregelvorrichtung für elektrische Fahrzeuge. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03055855A JP3128845B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 電動車両の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275003A JPH04275003A (ja) | 1992-09-30 |
| JP3128845B2 true JP3128845B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=13010670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03055855A Expired - Fee Related JP3128845B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 電動車両の速度制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0501036B1 (ja) |
| JP (1) | JP3128845B2 (ja) |
| DE (1) | DE69108223T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0562852U (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | 日本電子機器株式会社 | アルコール濃度センサ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE59609466D1 (de) * | 1995-04-22 | 2002-08-29 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Elektromotors, und Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens |
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