JPH03139105A - 電動車の駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動車の駆動装置における温度保護方式に係
り、特に保護装置の動作時に電動車が急停止することを
防止した電動車の駆動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電動車の駆動装置の温度保護は、モータ駆動用終
段電力素子付近の温度上昇を検出してモータの通電を遮
断し、これによって、それ以上の発熱を防止する方式が
主として用いられている。

第８図は、従来の電動車の駆動装置を示したものである
。

電動車の加速を調節するアクセレータ１１からのアクセ
ル電圧は、ノイズフィルタ１２およびバッファ１３を経
て、コンパレータ１４の一方の入力に加えられ、基準三
角波発生器１５からの三角波出力電圧と比較されて、出
力電圧の大きさに応じたパルス幅を有するＰＷＭ信号に
変換される。モータ駆動部１６は、このＰＷＭ信号に応
じてオン、オフする駆動電流を出力してモータ１７を駆
動する。

感熱素子１８は、サーミスタ等からなり、モータ駆動部
１６における終段電力素子又はそれを固定しているヒー
トシンクに取りつけられていて、終段電力素子の温度上
昇を検知してその抵抗値を変化し、これによって直列抵
抗１９における出力電圧が変化する。オーブンコレクタ
型のコンパレータ２０は、感熱素子１８の出力電圧を基
準電圧と比較することによって、ある値以上の温度上昇
を検出したとき、モータ駆動部１６の入力信号を遮断し
て、モータ１７を停止させてそれ以上の発熱を防止する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

第８図に示されたような従来の電動車の駆動装置におい
ては、走行中、モータ駆動部の温度上昇が検出されると
、前述した如く直ちにモータを停止させる。

そのため、走行中の電動車は象、停止し、退避のために
移動が必要な場合であっても、モータ駆動部の入力遮断
が解除されるまでのある時間は、自走が不可能となって
、電動車の運転」二、危）倹な場合がある。

また、感熱素子による温度上昇の検出は、単一の温度に
対してのみ行われるので、モータの動作範囲を広くとる
ために、温度限界値に近いレベルに検出温度を設定する
（中間がある。

一方、多くの場合、感熱素子はモータ駆動部における終
段電力素子からある程度離れた場所に取りつけられてい
る。このため、モータロック時等のような急激な温度上
昇に対しては、熱伝導の遅れから温度検出が追従せず、
そのため、モータｌＩＩメ動部において許容限度を超え
た温度上昇を生じる危険性が常に存在していた。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来技術の課題を解決しようとす
るものである。

すなわち、本発明は、温度保護方式を採用した電動車の
駆動装置において、保護装置の動作時に電動車が急停止
することを防止するとともに、また許容限度を超えた温
度上昇の発生を有効に防止し得る電動車の駆動装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 本発明においては、操作量に応じたアクセル電圧を出力
するアクセル部と、このアクセル電圧に応じてパルス幅
を変化する制御信号を出力するパルス幅制御部と、この
制御信号に応じてオン、オフするモータ駆動電流を出力
するモータ駆動部と、このモータ駆動電流によるモータ
駆動部の温度上昇に応じた検出信号を出力する温度検出
部と、この検出信号を入力として所定値との差に応じた
出力を発生して前記アクセル電圧を低下させる温度保護
部とを有している。さらに温度検出部の出力と温度保護
部の入力との間に一定電圧降下を発生する定電圧部を設
け、温度保護部が温度検出部の出力電圧と定電圧部の電
圧との差電圧を入力として動作するという構成を取って
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。

〔作用〕

操作者のアクセル操作によって、アクセル部からアクセ
ル操作量に応じたアクセル電圧Ｖ　ＡＣＣが出力される
。パルス幅制御部では、このアクセル電圧によってパル
ス幅制御を行って、アクセル電圧に応じてパルス幅が変
化するＰＷＭ信号からなる制御信号を作成して出力する
。

モータ駆動部では、この制御信号に応じて変化するパル
ス幅で駆動電流をオン、オフさせて、モータに供給する
ことによって、これを駆動する。

温度検出部では、駆動電流に基づくモータ駆動部の温度
上昇を検出して温度上昇に応じた出力Ｖ。

を発生し、この電圧と定電圧部で定まる一定電圧降下と
の差電圧を検出電圧ｖ５として出力する。

温度保護部では、温度検出部の検出信号■５を入力とし
て、これと所定値■、との差に応じた出力ｖｃを発生し
て、アクセル電圧ｖ　ａｃｃをこの電圧まで低下させる
。

従って未発明では、モータ駆動部の温度上昇に応じて徐
々に駆動力が低下するので、保護装置の動作時に電動車
が象、停止することがない。また、モータ駆動部の温度
上昇に伴って、あるレベルから徐々にモータの最大電流
値が減少するので、駆動部において急激な発熱が防１ト
される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に示し、その動作を第
２図ないし第５図に基づいて説明する。

第１図に示す実施例においては、操作量に応じたアクセ
ル電圧を出力するアクセル部１と、このアクセル電圧に
応じてパルス幅を変化する制御信号を出力するパルス幅
制御部２と、この制御信号に応じてオン、オフするモー
タ駆動電流を出力するモータ駆動部１６と、このモータ
駆動電流によるモータ駆動部１６の温度上昇に応じた検
出信号を出力する温度検出部３と、この検出信号を入力
として所定値との差に応じた出力を発生してアクセル電
圧を低下させる温度保護前情報５とを有している。そし
て、温度検出部３の出力と前記温度保護部４の入力との
間に一定電圧降下を発生する定電圧部２２を設け、温度
保護部４が温度検出部３の出力電圧と定電圧部２２の電
圧との差電圧を入力として動作するようになっている。

またさらに前記温度保護部４の出力に応じて増大する電
力によって動作する警報部５を設けている。

以下さらに詳述すると、本発明においては、第８図にお
ける従来例と同じものを同じ番号で示す。

第１図において、符号２１はバッファ、２２は一定のツ
ェナ電圧■２を有するツェナダイオード、２３は差動増
幅器、２４は抵抗、２５は電流制限回路を構成するコン
パレータ、２６は終段電力素子の電流を検出するだめの
抵抗、２７はダイオードである。

図示されない終段電力素子近傍に取りつけたサーミスタ
等の感熱素子１８の、温度変化に基づく直列抵抗１９に
おける出力電圧によって、バッファ２１を経て低インピ
ーダンス化された出力電圧Ｖ、を生じる。この出力電圧
■１と、ツェナダイオード２２の一定電圧降下との差に
よって、出力電圧ｖ５を取り出し、基準電圧Ｖ＃ととも
に差動増幅器２３において差動増幅を行って出力電圧ｖ
ｃを生じる。

ここで、差動増幅器２３の出力電圧ＶＣは、電圧ｖｂと
基準電圧ｖ、ｌが等しくなれば、はぼＯとなる。

一方、アクセレータ１１からのアクセル出力電圧によっ
て、バッファ１３を経て低インピーダンス化された出力
電圧Ｖ　ＡＣＣを生じる。出力電圧Ｖ　ＡＣＣの最大値
は、Ｖ　Ａｃｅ□８である。出力電圧Ｖ　Ａｃｃは、抵
抗２４を経て電流制限回路を構成するコンパレータ２５
の出力に接続される。

コンパレータ２５は、オーブンコレクタ型であって、終
段電力素子の電流検出抵抗２６の検出電圧上基準電圧Ｖ
ｓとを比較して過電流時に動作し、バッファ１３の出力
電圧Ｖ　ＡＣＣを抵抗２４を介して０に落とす。

第２図は、バッファ２１の出力電圧Ｖ、の温度ＴじＣ）
に対する特性を示したものである。また第３図は温度Ｔ
に対する出力電圧ｖｂ　＋　　ＶＣと設定電圧値とを示
したものである。

第２図に示されるように、一定温度Ｔ６以下では出力電
圧Ｖ、はツェナ電圧ｖ２以下であり、従って第３図に示
されるように出力電圧ｖｂは０であって、出力電圧ｖｃ
は、飽和出力電圧ＶＣＣとな、る。温度がＴｏを上回る
と、すなわちバッファ２Ｉの出力電圧ｖ１がツェナ電圧
ｖ２を超えて、出力電圧ＶＩ、がＯより大きくなると、
差動増幅器２３の出力電圧ｖｃは降下を始める。温度Ｔ
、までは出力電圧ｖｃがアクセル出力電圧Ｖ　ＡＣｅＭ
ＡＸより大きいので、アクセル電圧Ｖ　ＡＣＣに影響を
与えない。

温度Ｔがさらに上昇してＴ１を超えると、ダイオード２
７を経てアクセル電圧Ｖ　ＡＣＣの上限は、電圧Ｖｅに
クランプされるようになる。さらに、温度Ｔが上昇して
Ｔ３に達すると、アクセレータ１１が全開となっても、
アクセル電圧Ｖ　ＡＣＣは［０となってＰＷＭ信号のパ
ルス幅が「０」となり、モータ駆動電流が流れなくなる
（実際にはダイオード２７の電圧降下分だけ残るので、
基準三角波のローレベル側電圧を、ダイオード２７の電
圧降下分だけ高くして、ＰＷＭ信号のパルス幅が０にな
るようにする）。

第４図に、電流制限回路を構成するコンパレータ２５の
電流制限設定値と温度Ｔとの関係を示す。

この第４図において、Ｉ　ｍｉｉ、は終段電力素子に流
し得る最大電流イ１σを示し、Ｔ、は前述のアクセル電
圧Ｖ　ＡＣＣのクランプ開始点を示す。また、Ｔ３はア
クセル電圧■。、が「０１にクランプされる温度、Ｔ４
は終段電力素子のジャンクション破壊温度である。温度
Ｔ３とＴ４の差ΔＴは、熱的な余裕を示し、この値が大
きければ動作的に余裕があることになる。ただし、ΔＴ
が余り大きすぎて、温度Ｔ３が周囲温度に近づくと、た
びたび電流制限動作を行うようになって、好ましくない
。

第８図に示された従来の制限温度固定設定方式では、制
限温度を第４図のＴ２程廣に設定するが、実際上、この
場合の温度Ｔ２は、一般に本発明の場合の設定温度Ｔ、
よりかなり低くなる。これは、温度Ｔ２に達するまで最
大電流を流すが、熱伝導の遅れにより、実際にはＴ７を
かなり上回る温度が終段電力素子のジャンクションに生
じていると考えるべきであり、そのため温度Ｔ２と′■
゛４の間に、余裕をとる必要があるためである。

第４図において、終段電力素子に流し得る最大電流値１
　ｍｉｘは、温度Ｔ、以上ではアクセル電圧Ｖ　Ａｃｅ
が徐々に強制的に低下されるため、結果的に次第に小さ
くなるこ七が示されている。

第５図は、温度Ｔの変化によるコンパレータ１４の出力
ＰＷＭ信号の変化を示し、温度Ｔが高くなるほどＰＷＭ
信号のパルス幅が狭くなって、モータ駆動１ｍのデエー
ティが低下することが示されている。

第６図は、本発明の他の実施例を示したものであって、
温度上昇によってアラームを発生する場合の構成例を示
したものであり、第１図の実施例に対する付加的回路部
分のみを示している。同図においては、第１図における
と同じものを同じ番号で示し、２８．２９は分圧器を構
成する抵抗、３０はコンパレータ、３１は警報用ブザー
である。

また第７図は、第６図の回路における警報発生を説明す
る図である。

第６図において、コンパレータ３０には、差動増幅器２
３の出力電圧ｖｃと、基準三角波発生器１５の＝角波出
力を抵抗２８．２９からなる分圧器で分工した電圧ｖ１
とが入力される。コンパレータ３０ば、両入力電圧の大
きさを比較して、電圧Ｖ、が電圧Ｖｔを超える期間に対
応して、その出力電圧Ｖ。

をローレベルにする。ブザー３１は出力電圧Ｖ＠がロー
レベルになったとき、動作して警報音を発生する。

従って第６メの回路によれば、出力電圧ｖｃが降下し始
めた段階でブザーが徐々に鳴り始め、出力電圧ｖｃが０
になって、モータが停止したときブザーは全電力を供給
されて最大音でアラームを発生する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、温度保護方式を
採用した電動惠の駆動装置において、モータ駆動部の温
度上昇に応じて徐々に駆動力が低下するように制御する
ことができるので、保護装置の動作時に電動車が象、停
止することを防止でき、運転上の安全を保つことができ
る。またモータ駆動部の温度−上昇に伴って、あるレベ
ルから徐々にモータの最大電流値が減少するので、駆動
部において急激な発熱がなく、モータが停止するレベル
を終段電力素子のジャンクションの破壊温度に近づける
ことができ、軽負荷での作動範囲を拡大することができ
る。さらに本発明によれば、モータが停止にいたる以前
に警告を行うことができるので、予め電動車の回避動作
を行うことが回部となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は出力電圧
ｖ、の温度に対する特性を示す閃、第３図は温度Ｔに対
する電圧ｖｂ　ｒ　　ＶＣと設定電王値とを示す図、第
４図は電流制限設定値と温度Ｔとの関係を示す図、第５
図は温度Ｔの変化によるＰＷＭ信号の変化を示す図、第
６図は本発明の他の実施例を示す図、第７図は第６図の
回路における警報発生を説明する図、第８図は従来の電
動車の駆動装置を示す図である。 １−アクセル部、２・−パルス幅制御部、３−温度検出
部、４−温度保護部、５−・−警報部、１６−モータ駆
動部、２２一定電圧部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、操作量に応じたアクセル電圧を出力するアクセ
   ル部と、このアクセル電圧に応じてパルス幅を変化する
   制御信号を出力するパルス幅制御部と、この制御信号に
   応じてオン、オフするモータ駆動電流を出力するモータ
   駆動部と、このモータ駆動電流によるモータ駆動部の温
   度上昇に応じた検出信号を出力する温度検出部と、この
   検出信号を入力として所定値との差に応じた出力を発生
   して前記アクセル電圧を低下させる温度保護部とを有す
   る電動車の駆動装置において、 前記温度検出部の出力と前記温度保護部の入力との間に
   一定電圧降下を発生する定電圧部を設け、前記温度保護
   部が前記温度検出部の出力電圧と定電圧部の電圧との差
   電圧を入力として動作することを特徴とする電動車の駆
   動装置。