JPH0270205A - 電動車の速度制御装置 - Google Patents

電動車の速度制御装置

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JPH0270205A
JPH0270205A JP63217234A JP21723488A JPH0270205A JP H0270205 A JPH0270205 A JP H0270205A JP 63217234 A JP63217234 A JP 63217234A JP 21723488 A JP21723488 A JP 21723488A JP H0270205 A JPH0270205 A JP H0270205A
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JP
Japan
Prior art keywords
speed
command value
electric vehicle
speed command
control system
Prior art date
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Pending
Application number
JP63217234A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyoshi Omori
大森 勝好
Hisao Hanmura
半村 久雄
Shoichi Omachi
彰一 大町
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication of JPH0270205A publication Critical patent/JPH0270205A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、上り坂および下り坂で安定に減速走行させる
電動車の速度制御装置に関する。
従来の技術 電動車、たとえばゴルフカートなどでは起伏の激しい走
行路を走行するため、上り坂では駆動モータの過負荷防
止の目的から減速する必要があり、また下り坂では電動
車の自然加速による過速度の防止や制動路η[が長くな
ってしまうことの防止などの安全上の目的から減速する
必要がある。従って走行路勾配と電動車の走行速度との
理想的な関係は、第2図で示した特性となる。平地や緩
やかな勾配の走行路では一定速度で定速走行させ、急勾
配の走行路では勾配に応じた安全な速度に連続的に減速
させる。
上記の目的を満足させる方法として、特開昭61−92
104号報で示す従来例では、電機子電流を検出する抵
抗に流れる所定の回生制動電流を検出して分巻界磁コイ
ル電流を制御する手段により減速走行させるようにして
いる。しかしながら、この従来例では下記の問題点があ
る。
(1)モータの発電電圧が直流電源電圧よりも低い場合
は、回生制動電流が流れないために、たとえば上り坂で
の減速制御はできない。
(2)所定の回生制動電流を検出して、分巻界磁コイル
電流を不連続的に制御しているため、本公報の実施例で
示すごとくある勾配以上の下り坂から急減速するといっ
た不安定な特性となる。
(3)また、そのために下り坂で必要以上に減速してし
まい、総合的に電動車の走行速度が遅くなる。
(4)分巻界磁コイルをもたないモータ、たとえば永久
磁石界磁モータなどでは用いることはできない。
また、特開昭61−94504号公報で示す従来例では
、下り坂の勾配を検出してその角度が所定値以上のとき
、その角度に反比例した減速信号を制御面、路に付与す
る角度検出手段を設は減速走行させるようにしている。
しかしながら、この従来例でも上記(4)の問題点と共
に、下記の問題点がある。
(5)角度検出器が必要であり、電動車の構成が複雑に
なる。また、実開昭62−195301号公報で示す従
来例では、分巻直流モータの電機子電流を検出して分巻
界磁コイル電流を増加させ駆動トルク、制動トルクを増
すことにより減速走行させるようにしている。しかしな
がら、この従来例でも上記(4)の問題点と共に、下記
の問題点がある。
(6)  モータ速度がフィニドバンク制御されていな
い。そのため、たとえば車体の左右に別々に設けられた
駆動モータを精密に速度制御してその速度差により操舵
を行なう方式の電動車では操舵できないことになる。
発明が解決しようとする課題 本発明は、以上の点にかんがみてなされたもので、上り
坂、下り坂でも安定に走行路勾配に応じた速度で連続的
に減速走行させる電動車の速度制御装置を提供すること
を目的とする。
されたもので、電動車駆動モータの電機子電流を検出す
るセンサと検出回路、回転速度を検出するセンサと検出
回路、検出した電機子電流値を基に電動車の速度指令値
を決める速度指令値設定回路、検出した電動車の実速度
と速度指令値とを比較して駆動モータの回転速度を制御
する速度制御回路を備え、電動車の走行中に検出した電
機子電流値に応じて連続的に速度指令値を下げることに
より電動車を減速走行させることを特徴とするものであ
る。
友 (2)検出した電機子電流値会基に速度指令値を決める
速度指令値制御系に、遅れ要素を入れることを特徴とす
るものである。
(3)前記の速度指令値制御系の遅れ要素の遅れ時間が
、電動車の走行速度を速度指令値と一致するように制御
する速度制御系の応答時間よりも遅いことを特徴とする
ものである。
(4)前記の速度指令値制御系の遅れ要素が、一次遅れ
要素であるさことを特徴とするものである。
(5)前記の速度指令値制御系の遅れ要素が、むだ時間
要素であることを特徴とするものである。
(6)前記の速度指令値制御系において、速度指令値の
変化率を一定値以下に制御することを特徴とする。もの
である。
作用 本発明は上記の特徴を有することにより、下り坂を電動
車が走行する場合には下り坂勾配に比例して制動電流と
して電機子電流が増加し、この検出値を基に走行速度を
決める速度指令値を連続的に下げ減速走行させる。また
上り坂では駆動トルクが必要となるために上り坂勾配に
比例して電機子電流が増加し、この検出値を基に速度指
令値を連続的に下げ電動車を減速走行させる。
^ こきため、電動車は走行路勾配に応じた安全な速度で走
行するものである。
実施例 本発明の一実施例を説明する。第1図は、本発明の一実
施例である電動車の速度制御装置のブロック図である。
1は電動車の駆動モータ、2および3は駆動モーターの
電機子電流Iaを検出する電機子電流センサと電機子電
流検出回路、4は検出した電機子電流(制動電流)Ia
を基に電動車の走行速度の目標となる速度指令値Vcを
設定する速度指令値設定回路、7および8は駆動モータ
1の回転速度を検出する速度センサと速度検出回路、6
は検出した走行速度■と速度指令値設定回路4で求めた
速度指令値Vcとにより駆動モータ1の回転速度を制御
する速度制御回路である。
また、一定勾配の走行路を定速走行する場合、走行路勾
配θと電機子電流Taとの関係は第2図に示す特性とな
る。この特性より、走行路勾配に応じて連続的に電動車
を減速走行させるためには駆動のモータ1の電機子電流
1aを検出して走行速度を決定する速度指令値Vcを制
御すればよいことがわかる。ここで、電機子電流TX)
は所定の勾配の下り坂までは正の値であり、勾配が大き
くなるにつれてその極性が反転し制動電流Iaとして働
くようになる。
L≧ 電動車の速度制御装置と礼は、速度指令値により得られ
る駆動モータ1の電機子電流1aを基に速度指令値Vc
を第2図で示した特性で連続的に変化させる。また、速
度制御回路6は速度センサ7と速度検出回路8により得
られる走行速度■と速度指令値Vcとを比較し、その差
信号により駆動モータ1の回転速度を制御する。以上の
動作により、電動車は走行路勾配に応じて減速走行する
ことが可能となる。次に、下り坂での電動車の走行状態
を考えてみると、前述したようにある勾配以上の下り坂
になると、電機子電流1aは制動電流として働き、第3
図のように電動車11は、重力により下方に引かれる力
F1と、制動電流1aに比例するブレーキ力hとの差分
て下り方向に速度■で走行することになる。
つまり、運動方程式で表わすと、以下の式になる。
v M     =F+−F、=M−g、sin  θ−K
t、Iat ・・・・・・・・・・・・ (1) g : 重力加速度 にア : 駆動モータのトルク定数 以上、下り坂での電動車の速度制御装置の制御系のブロ
ック線図は第4図に示したようになる。ここで、9は走
行速度Vと速度指令値Vcとの差分によりブレーキ力F
8を制御して電動車を速度制御する速度制御系フィード
バックループであり、10は電機子電流Iaの値を基に
、速度指令Vcを変化させる速度指令値制御系フィード
バックループである。制動電流の極性の方向を正の値に
とると、速度制御系フィ纏ドバックルーープ9の関係式
は次のようになり、速度指令値Vcから走行速度Vを引
いた差速度と、電機子電流1aは逆掻性になる。
Ia  =  −A (Vc−V)  ・・・・・・・
・・・・・・・・ (2)ただし  A : 定数(A
go) ただし M : 電動車の重量 ■ 二 走行速度 また、平地での速度指令値Vcoとすると、速度指令値
制御系フィードバックループ10の関係式は以下のよう
になり、検出した電機子電流Iaの値に応じて連続的に
速度指令値Vcを制御する。
Vc  = Vco  −moIa  ”・・””−(
3)ただし Vco  :  平地での速度指令値m 
: 比例定数(m>o) 次に、速度指令値制御系に注目してブロック線図を考え
ると、第4図は第5図のブロック線図に等価変換できる
。第5図から明らかなように、点線内の速度制御系フィ
ードバックループ9は速度指令値制御系フィードバック
ループ10の内側のマイナーループである。
従って、速度制御系フィードバックループ9の応答時間
が、速度指令値制御系フィードバックループ10の応答
時間に比らべ十分早ければ、電機子電流Iaは速度制御
系フィードバックループ9の状態にかかわらず外乱であ
る力F、のみに依存する。つまり、電機子電流1aによ
り走行路勾配θが推定可能となり、速度指令値制御系フ
ィードバックループ10は前述のとうり安定に動作する
しかしながら、実際の装置においては第4し]から明ら
かなように、力F+  Fsが速度Vに変換される過程
として大きな時定数を有するi +lff1指令値制御
系フィードバックループ10の応答時間の方が速度制御
系フィールドパックループ9の応答時間よりも早く、こ
の影響が無視できな(なる。速度指令値制御系フィード
バックループ10の各要素のうち、第(2)式で示した
ように差速度Vc−Vと電機子電流Iaとの間の比例定
数は、−A(Δ〉0)で表わされる負の値であり、故に
下り坂では速度指令値制御系フィードバックループ10
は正帰還の不安定な制御系になる。例えば、第1図の電
動車の速度制御装置による例として、平地から象、勾配
の下り坂に突入した場合の走行速度■と電機子電流1a
の特性を第5図の実線で示す。この例のように、電動車
は減速しすぎて再び増速する不安定なハンチング現象が
起きる。
一方、平地および上り坂では、電動車は電機子電流1a
に比例する駆動力FMと重力による力F。
との差分て走行することになる。運動方程式を以下に示
す。
v M −=  F、−171=に、 ・Ia−?1.g、
sinθdむ ・・・・・・・・・・・・・・・ (4)また、このと
きの電機子電流1aを正方向にすると、平地および上り
坂での速度制御系フィードバックループの関係式は、次
のようになる。
Ia  =  A(Vc −V)   ・・・・・・・
・・・・・・・・ (5)第(5)式から明らかなよう
に、比例定数Aは正の値であるため、速度指令値制御系
フィードバンクルー110は決して正帰還の制御系には
ならない。よって、平地および上り坂では、下り坂に のように不安定なハンチング現象は起きない。
次に、前述で示したような下り坂での不安定現象を防止
するところの本発明の他の一実施例である電動車の速度
制御装置を第7図に示す。
5は速度指令値Vcの応答速度を鈍化させる一次遅れ回
路で、その時定数11は速度指令値制御系フィードバッ
クループ10にとって速度制御系フィードバックループ
9の応答時間が無視できるように選定されている。前述
と同様に下り坂での電動車の走行状態を考慮すると、第
7図の電動車の速度制御装置の制御系のブロック線図は
第8図のようになる。速度指令値制御系フィードバック
ループ10の応答時間は、一次遅れ要素1 +1. 、
S  のために、速度制御系フィードバックループ9の
応答時間よりも十分遅くなっている。このため、電機子
電流Iaは速度制御系フィードバックループ9の影響を
受けることがなく、外乱である。力F、のみに依存する
特性となる。よって、電機子電流Iaにより走行路勾配
θが推定でき、この値に応じて連続的に速度指令値を変
えることにより電動車を勾配θに応じた速度で安定に減
速走行させることができる。例えば第5図に示したよう
に、本実施例によれば電動車が平地から象、勾配の下り
坂に突入した場合でも、点線で示した安定な特性で減速
できる。
なお、本実施例では第(3)式に示したように速度指令
値Vcを電機子電流値Taに応じて直線的に減少させて
いるが、例えば二次曲線的に減少させても同様の効果が
ある。また、速度指令値制御系フィードバックループ1
0に入れる遅れ要素として、一次遅れ要素を例に説明し
たが、他の手段として例えば、 (1)むだ時間要素を利用する手段 (2)速度指令値力変化率を一定値以下に制限する手段 を用いても同様の効果がある。
また、実際には電機子電流検出回路3や速度検出回路8
には若干の遅れ要素が含まれているが、本説明で論じて
いる制御系の応答時間に比べ、十分率いため無視してい
る。
発明の効果 上述したように、本発明によれば、 (1)検出した電機子電流の値を基に、電動車の走行速
度の目標となる速度指令値を決めるものであるから、電
動車を走行路勾配に応じた安全な速度で走行させること
ができる。
(2)また、電機子電流を検出して速度指令値を設定す
る速度指令値制御系に遅れ要素が含まれているから、こ
の制御系が他の制御系の影響を受けることなく安定な系
となり、本質的に速度ハンチングなどの不安定な現象を
起こす下り坂でも、走行路勾配に応じた速度で安定に減
速走行させることができる。
(3)従来装置に比もぺ、勾配の大きな走行路において
も適用することができる。
(4)下り坂で不必要に減速しないために、総合的に電
動車の走行速度が早くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である電動車の速度制御装置
の構成を示すブロック図、 第2図は走行路勾配と走行速度、および電機子電流との
関係を示す特性図、 第3図は下り坂を走行中の電動車への運動状装置の制御
系を示すブロック線図、 第5図は下り坂を走行中の電動車の速度制御装置の制御
系を示すブロック線図で、第4図と等価でる。 第6図は電動車が平地から下り坂に突入した場合の時間
と走行速度、および電機子電流との関係を示した特性図
、 第7図は本発明の他の一実施例である電動車の速度制御
装置の構成を示すブロック図、第8図は下り坂を走行中
の電動車の速度制御装置の制御系を示すブロック線図で
ある。 ■は駆動モータ、2は電機子電流センサ、3は電機子電
流検出回路、4は速度指令値設定回路、5は一次遅れ回
路、6は速度制御回路、7は速度センサ、8は速度検出
回路、9は速度制御系フィiドパツクループ、10は速
度指令値制御フィードバックループ、11は電動車、■
は走行速度Vcは速度指令値、Iaは電機子電流値1 
図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電動車の走行速度を制御する装置において、駆動
    モータの電機子電流を検出するセンサと検出回路、回転
    速度を検出するセンサと検出回路、前記電機子電流検出
    回路より得られる電機子電流値を基に電動車の速度指令
    値を決める速度指令値設定回路、速度検出値より得られ
    る実速度と速度指令値とを比較して駆動モータの回転速
    度を制御する速度制御回路により構成され、また制御系
    としては電動車の走行速度を速度指令値と一致するよう
    に制御する速度制御系と、電機子電流値を基に速度指令
    値を制御する速度指令値制御系の2つのフィードバック
    制御系から成り、電動車の走行中に検出した電機子電流
    値に応じて連続的に速度指令値を下げ減速走行させるこ
    とを特徴とする電動車の速度制御装置。
  2. (2)速度指令値制御系に遅れ要素を入れることを特徴
    とする第(1)項記載の電動車の速度制御装置。
  3. (3)速度指令値制御系の遅れ要素の遅れ時間が、速度
    制御系の応答時間よりも遅いことを特徴とする第(2)
    項記載の電動車の速度制御装置。
  4. (4)速度指令値制御系の遅れ要素が、一次遅れ要素で
    あることを特徴とする第(2)項記載の電動車の速度制
    御装置。
  5. (5)速度指令値制御系の遅れ要素が、むだ時間要素で
    あることを特徴とする第(2)項記載の電動車の速度制
    御装置。
  6. (6)速度指令値制御系において、速度指令値の変化率
    を一定値以下に制御することを特徴とする第(1)項記
    載の電動車の速度制御装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104163118A (zh) * 2014-08-26 2014-11-26 无锡新势力电机科技有限公司 用于电动车的电机限速装置
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