JPH052505U - 電動車両用制動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクセル操作中であってもエンジンに負荷を
かけることなく有効に制動モードに切り換え設定し得る
電動車両用制動制御装置を提供すること。 【構成】 スロットルの操作量に応じたアクセル電圧を
発生するアクセル電圧出力回路部２０と、アクセル電圧
の大小に応じてモータに駆動力を発生させ又は当該モー
タに発電制動を行わせしめるモータ駆動制御部２１と、
アクセル電圧の急激な変化を緩慢な変化に変換し出力す
るアクセル信号用積分回路２２と、スロットルの近傍に
装備されたメカニカルブレーキ用操作子の操作量に応じ
て作動するブレーキスイッチ９とを有し、ブレーキスイ
ッチ９に、アクセル信号用積分回路２２の動作を規制す
る抵抗接地回路１０を接続する。ブレーキスイッチ９
は、メカニカルブレーキの制動動作に優先して動作する
優先動作機能を備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電動車両用制動制御装置に係り、特に手動ブレーキ等のブレーキ信 号によってモータの発電制動における減速特性を制御し、これによって発電制動 を有効に作動させるようにした電動車両用制動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電動車輌、特に台車等を牽引する牽引車に場合、牽引される台車の積荷等が転 倒したり落下したりするのを防止するために、スロースタート，スローストップ の機能を持たせることが必要である。 これに対して人為的操作により、速度制御用スロットルをゆっくり開けたり閉 じたりすることによって、このような運転状態を実現することは可能であるが、 実際問題として運転者の熟練度等の関係もあり、常に一定した操作を行うことは 困難である。 図３はスロットルの操作状態を示したものであって、同図（ａ）は急激な開閉 を行った場合におけるストットル操作量を示すアクセル電圧の時間的変化を示し 、同図（ｂ）は緩やかに開閉を行った場合におけるアクセル電圧の時間的変化を 示している。 手動操作の場合は常に図３（ｂ）のような緩やかな制御を行うことはできない ので、制御装置内に積分回路等を設けて、図３（ａ）のような急激な操作を行っ た場合でも、図３（ｂ）のような緩やかな特性に変化させて制御を行うようにす ることが提案されており（例えば本出願人による実開昭５９−１１９７０４号公 報参照）、これによって不熟練者でも円滑な発進，停止を行うことができるよう になり、また操作に神経を集中させなくても済むようになる。

【０００３】

【考案が解決しようとする問題点】

しかしながら上述のように積分回路等を用いて操作特性を緩やかにする方法で は、例えば急停止を必要とする場合に、スロットルを急速に閉じても操作信号が 残留するため、モータの駆動力は急激には低下しない。そのため、別に設けられ ているメカニカルブレーキを使用して、車体の制動を行うと同時に駆動力を発生 しているモータ自体に対しても制動をかけなければならず、メカニカルブレーキ に負担がかかるとともに、制動距離が延びることを避けられないという問題があ った。

【０００４】

【考案の目的】

本考案は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とくに、アクセル操作中で あっても当該アクセル操作にかかるエンジン及びメカニカルブレーキに負荷をか けることなく有効に制動モードに切り換えて急制動状態を設定し得る電動車両用 制動制御装置を提供することを、その目的とする。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】

本考案では、スロットルの操作量に応じて所定のアクセル電圧を発生するアク セル電圧出力回路部２０と、このアクセル電圧出力回路部２０から出力されるア クセル電圧の大小に応じてモータに駆動力を発生させ又は当該モータに発電制動 を行わせしめるモータ駆動制御部２１と、このモータ駆動制御部２１とアクセル 電圧出力回路部２０との間に装備されアクセル電圧の急激な変化を緩慢な変化に 変換し出力するアクセル信号用積分回路２２と、スロットルの近傍に装備された メカニカルブレーキ用操作子の操作量に応じて作動するブレーキスイッチ９とを 備えている。そして、ブレーキスイッチ９には、当該ブレーキスイッチ９の動作 と共に機能しアクセル信号用積分回路２２の動作を規制する抵抗接地回路１０を 直列接続すると共に、ブレーキスイッチ９が、メカニカルブレーキ用操作子の操 作過程にあってメカニカルブレーキの制動動作に優先して動作する優先動作機能 を備えている、という構成を採っている。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。

【０００６】

【作用】

本考案では、メカニカルブレーキの動作時にこれと連動して動作するブレーキ スイッチ９によって抵抗接地回路１０を接地又は非接地し、これによりアクセル 電圧の変化を緩やかにするために設けられている積分回路２の時定数を急激にし かもメカニカルブレーキに優先して小さくするようにしたので、ソフトストップ 機能を具えた電動車輌においても、発電制動による急制動をエンジンに過度の負 担をかけることなく成し得るようにした。

【０００７】

【考案の実施例】

以下、本考案の一実施例を図１に基いて説明する。この図１において、符号１ はアクセル回路部２０の要部をなし且つスロットルと連動するスロットルボリウ ムを示す。また、符号２２は抵抗Ｒ，コンデンサＣからなるアクセル信号用の積 分回路、符号３はコンパレータ、符号４は鋸歯状波発生器、符号５は排他的論理 和回路、符号６は切替スイッチ、符号７はインバータ、符号８はモータ、符号９ はメカニカルブレーキと連動して動作するブレーキスイッチ、符号１０は抵抗接 地回路としての抵抗（ｒ）である。また、符号２１はモータ駆動制御部を示す。 このモータ駆動制御部２１は、アクセル電圧出力回路部２０から出力されるアク セル電圧の大小に応じてモータに駆動力を発生させ又は当該モータに発電制動を 行わせしめる機能を備えている。 また、図２は、図１の実施例における各部信号を示し、本考案の動作を説明す るものである。 図１において、スロットルボリウム１は、図示されないスロットルに結合され ていて、スロットルの操作に基づいて、スロットル操作量を示すアクセル電圧Ｖ _acc を発生する。このアクセル電圧Ｖ_acc は、抵抗Ｒ，コンデンサＣからなる積 分回路２２の作用によりスロットル操作に基づく図２の波形（ａ）に示すような 時刻ｔ₁ における急激なアクセル電圧Ｖ_acc の変化があっても、図２の波形（ｂ ）に示すような緩やかな変化を示す信号電圧Ｖ_acc ^, に変換される。 コンパレータ３は信号電圧Ｖ_acc ^, と鋸歯状波発生器４の鋸歯状波信号とを比 較するとともに、その出力側を一定電圧Ｖ_acc にプルアップされることによって 、信号Ｖ_acc ^, が鋸歯状波電圧を上回ったときにハイレベルとなる出力を発生し 、これによって一定周期で断続するパルス幅の変化するパルス波形（チョッピン グ波形）からなるスイッチング信号Ｖ_s を発生する。一方、信号Ｖ_acc ^, が鋸歯 状波のピーク値を超えたときは、スイッチング信号Ｖ_s はハイレベルの連続信号 となり、また信号Ｖ_acc ^, が鋸歯状波のボトム値以下となったときは、スイッチ ング信号Ｖ_s はローレベルの連続信号となる。

【０００８】 このスイッチング信号Ｖ_s は後述のようにモータの駆動力制御に用いられるも のであり、信号Ｖ_s がハイレベルの連続信号のときはモータは全力回転し、信号 Ｖ_s がローレベルの連続信号のときはモータは発電制動の状態となる。また、信 号Ｖ_s が断続パルスのときはモータはパルス幅に応じた駆動力を発生する。ここ で開ループ制御におけるこのような駆動信号発生方法は従来公知であり、本出願 人による特開昭６０−９１８０３号公報にも記載されている。 排他的論理和回路５は、切替スイッチ６を経て、前進のときローレベルとなり 、後進のときハイレベルとなる信号を与えられている。

【０００９】 いま、前進の場合を考えると、スイッチング信号Ｖ_s は極性を変化することな く排他的論理和回路５を経てトランジスタTR1 に与えられるとともに、インバー タ７を経て極性反転してトランジスタTR2 に与えられる。

【００１０】 一方、トランジスタTR4 は、切替スイッチ６を経てベースに正電圧を与えられ て、導通状態にある。従ってモータ８はスイッチング信号Ｖ_s がハイレベルのと きトランジスタTR1 ，TR4 がオンになって電源Ｖc から通電されて回転力を発生 し、スイッチング信号Ｖ_s がローレベルのときトランジスタTR2 ，TR4 がオンに なって発電制動状態となるので、スイッチング信号Ｖ_s の状態に応じて変化する 駆動力を発生し、または制動状態となる。

【００１１】 また、後進のときは、スイッチング信号Ｖ_s は排他的論理和回路５を経て極性 を反転するとともに、切替スイッチ６を経てベースに正電圧を与えられ、これに よって、トランジスタTR3 が導通状態となる。従ってモータ８はスイッチング信 号Ｖ_s がハイレベルのときトランジスタTR2 ，TR3 がオンになって電源Ｖc から 通電されて逆方向の回転力を発生し、スイッチング信号Ｖs がローレベルのとき トランジスタTR1 ，TR3 がオンになって発電制動状態となるので、スイッチング 信号Ｖs の状態に変化する後進駆動力を発生し、または制動状態となる。

【００１２】 いま図１の回路において、積分回路２２におけるＲＣの時定数を大きくしてソ フトストップとした場合（本考案においては停止時に動作が特に重要であるので 、ソフトスタートに関する説明を省略する）、急停止時にスロットルを閉じてア クセル電圧Ｖacc を０にしても、信号電圧Ｖacc ^, は直ちに０とならず次第に減 少するある値を持ち、従ってモータ８は駆動力を発生している。 この状態でメカニカルブレーキをオンにすると、メカニカルブレーキ用レバー （またはペダル）に連動したブレーキスイッチ９がオンになる。これによって積 分回路２２のコンデンサＣに蓄積されていた電荷は抵抗接地回路１０を経て放電 する。いまは抵抗接地回路１０の値をｒとしたとき、抵抗Ｒ＞＞ｒとすることに よって、コンデンサＣの電荷は積分回路２２の時定数より短い時間で放電し、ス イッチング信号Ｖs のパルス幅が小さくなって、急速に駆動力が減少するととも に発電制動がかけられるようになる。図２において、波形（ｃ）は時刻ｔ₁ にお いてスロットルを閉じたのち、時刻ｔ₂ 〜ｔ₃ においてメカニカルブレーキを１ 回だけオンにした急制動の場合を示し、波形（ｄ）はメカニカルブレーキをｔ₂ 〜ｔ₃ ，ｔ₄ 〜ｔ₅ ，等において数回断続的にかけた緩制動の場合を示している 。

【００１３】 従って、図１に示された実施例において、抵抗ｒ，Ｒ，Ｃの値を適当に選択す ることによって、メカニカルブレーキの操作によって必要なとき急制動をかける ことができるとともに、軽く断続的にメカニカルブレーキを操作してブレーキス イッチ９を断続的にオンさせるようにした場合には、メカニカルブレーキを作動 させないで発電制動を断続的にかけることによって、緩やかに停止させるように することも可能である。

【００１４】 ここで、このような機能をより効果的に発揮させるためには、メカニカルブレ ーキの操作によってブレーキが利き始めるのに先立って、ブレーキスイッチ９が 動作するように、メカニカルブレーキ操作において、ブレーキスイッチ９のオン とメカニカルブレーキの作動開始との間にある程度の遅れ、すなわち機械的遊び を持たせるようにすることが望ましい。

【００１５】

【考案の効果】

本考案は以上のように構成され機能するので、これによると、メカニカルブレ ーキの制動動作に優先してブレーキスイッチが作動し、同時にこれを受けてモー タ駆動制御部が直ちに動作するように成っているので、アクセル操作中であって もエンジンに負荷をかけることなく有効に制動モード特に発電制動に切り換え設 定することが可能となり、エンジンにブレーキに伴う負荷をかけることなく必要 に応じていつでも急制動をかけることができるという従来にない実用的な電動車 両用制動制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路図である。

【図２】図１に示す回路図内の各部の信号の関係を示す
説明図である。

【図３】図３（ａ）はスロットル操作により生じるアク
セル電圧の変化を示す線図、図３（ｂ）はアクセル信号
用積分回路の出力波形を示す線図である。

【符号の説明】

９ ブレーキスイッチ １０ 抵抗接地回路 ２０ アクセル電圧出力回路部 ２１ モータ駆動制御部 ２２ アクセル信号用積分回路

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 スロットルの操作量に応じて所定のアク
   セル電圧を発生するアクセル電圧出力回路部２０と、こ
   のアクセル電圧出力回路部２０から出力されるアクセル
   電圧の大小に応じてモータに駆動力を発生させ又は当該
   モータに発電制動を行わせしめるモータ駆動制御部２１
   と、このモータ駆動制御部２１と前記アクセル電圧出力
   回路部２０との間に装備され前記アクセル電圧の急激な
   変化を緩慢な変化に変換し出力するアクセル信号用積分
   回路２２と、前記スロットルの近傍に装備されたメカニ
   カルブレーキ用操作子の操作量に応じて作動するブレー
   キスイッチ９とを備え、前記ブレーキスイッチ９に、当
   該ブレーキスイッチ９の動作と共に機能し前記アクセル
   信号用積分回路２２の動作を規制する抵抗接地回路１０
   を直列接続すると共に、前記ブレーキスイッチ９が、前
   記メカニカルブレーキ用操作子の操作過程にあって前記
   メカニカルブレーキの制動動作に優先して動作する優先
   動作機能を備えていることを特徴とした電動車両用制動
   制御装置。