JPH0578104U - 電気自動車の加減速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電気自動車の駆動源として交流モータを用い
たものがあるが、これは速度制御のため、インバータを
用い可変周波数の交流出力を発生させる必要があるが、
このインバータを制御するのに、アクセル等の操作量に
応じて特別な演算装置を介して行うか、インバータ自体
を特別な構成のものにするか、あるいはアクセル等の操
作を行うのに通常の自動車とは全く異なる操作を行う必
要があるが、本考案はこのような特別なものを用いるこ
となく、又通常の自動車と同様な操作で交流モータの電
気自動車の運転を行えるようにすることが目的である。 【構成】 交流モータ３を電気自動車の駆動源とし、周
波数を指令できる汎用インバータ２を用いて、これに与
える周波数の指令を、アクセル７の操作量の最高点に基
づいて記憶された量で、かつこの量が自動車の自然減速
に相応して減ずるように構成し、かつブレーキ８の操作
量に応じ減速度が大きくなるようにし、更に急制動も働
くようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

交流モータを駆動源とする電気自動車の加減速手段及びその装置に関する。特 に産業用汎用インバータ（可変速電力変換装置）をアクセルとブレーキとの中間 に設けることにより加減速を滑らかに行えるようにした装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の電気自動車で交流モータを駆動源とするものは直流モータに比較して種 々利点あるも速度制御に欠点があった。しかし、直流を交流に変換するインバー タを用い可変周波数交流出力が出せるようになってこの欠点も解消した。しかし 従来の技術は電気自動車の加速指令は基本的にはアクセルの踏み込み量つまり操 作量に従うものの、この操作量の他に駆動源の状態その他の情報に基づいて特別 に設計した演算方式により演算した結果によって、その駆動源に入力を与えるか 、この結果によって交流モータを駆動させるインバータ主回路の制御信号を作り 出していた。そのため、そのような演算を行なうものが必要であった。そして、 そのような演算を行なわないものはインバータの制御回路は、特に電気自動車用 に設計しなければならなかった。

【０００３】 また、汎用インバータを用いた場合は上記の演算をより特別のものにするか、 又は特別の運転操作をしなければならず、通常の自動車の駆動源である内燃機関 の感覚で運転することはできなかった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の交流モータを駆動源とする電気自動車はアクセルの踏み込み量などを入 力とする複雑な演算装置あるいは自動車用に特別に設計した制御回路を持つイン バータを用いる必要があるのが普通であった。またこのような演算装置を持たず に、しかも汎用インバータを使用して交流モータを駆動源として使用とすれば、 通常の内燃機関自動車を運転するときの運転感覚とは全く異なる特別な運転操作 をしなければ通常の自動車と同様な走行をさせることはできない。このことを示 す端的な例を説明すると、自動車用に設計された制御装置を有しない、つまり、 一般産業用の汎用インバータの周波数設定端子にアクセルペタルの踏み込み量を 示す信号を単純に入力させることにした場合、アクセル操作量を増大させ、加速 運転した後アクセル操作量を元に戻すと周波数設定端子への入力も元に戻るので 、ブレーキがかかった状態と同様なことになる。つまり、通常の自動車と同様の 惰行運転が出来ない。また、一定速度で運転するためにはアクセルペタルを使用 すればアクセルペタルをいつも同じ位置においておかねばならず、通常の自動車 の操作感覚とは全く異なり、特別の訓練を必要とする。

【０００５】 減速についてもこの汎用インバータでは、多段階の減速手段を持っておらず、 せいぜい２段階（緩、急）程度のきめこまかさしかないので、運転中のブレーキ ングについても通常の車のエンジンブレーキと同様な感覚で運転することはでき ないなど種々の問題があった。

【０００６】 本考案はこれらの問題を解決しようとするものであり、本考案の装置を装置す ることにより、複雑な演算装置、又は特別に設計された制御回路を持つインバー タなしで、しかも通常の内燃機関の自動車とほぼ同じ感覚で交流モータを駆動源 とする電気自動車を運転することができるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及びその作用】

上記の課題を解決するため、まず、アクセルを一旦踏込んで目的の設定走行速 度まで上昇させた時点の位置を電圧として記憶し、アクセルを戻したとき、運転 者の感覚に合うように自然減速に近い状態になるように、時間をかけて記憶した 電圧値をしだいに下げていく、つまり設定走行速度を下げていく装置をつける。 そして、更に加速が必要ならば再びアクセルを踏み込むことにより記憶されてい た電圧値より大きな電圧値が記憶できるようにする。

【０００８】 次に、減速時には記憶されていた値を緩急自在の早さで小さくできる手段を何 段にも設けられるようにする装置をつける。すなわち、ブレーキ装置にて強制制 御する場合ブレーキペタルの踏み代に応じて複数の接点を設け、それらの接点に 対応した異なる速さでこの記憶されていた値が減少する。そのためブレーキペタ ルを多く踏み込む程、大きい減速度が得られるようになる。又、ブレーキペタル の最終接点でインバーター動作を停止させ機械式（通常は油圧式でもある）の急 制動も可能にする装置をつける。勿論、交流モータは設定走行速度に対応する回 転速度になるように駆動力（加速力、減速力を含む）が働くようになっている。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の交流モータとして誘導電動機（３）を用いた電気自動車の加減 速を行なうためのシステム構成と本考案特有の加減速装置６の配置を示す関係図 である。すなわち、１はバッテリー、２は汎用のインバータで周波数設定端子９ に入る電圧に比例する周波数の交流が誘導電動機３に加わる。４はギア、５はタ イヤで６は次に説明する加減速指令回路である。７はアクセル、８はブレーキ、 １０は運転指令端子である。

【００１０】 図２は図１で加減速指令回路６の内部構成の詳細を主に示す回路図である。ア クセルペタル（７）を踏み込むとこのアクセルペタル（７）の踏み込み量に比例 した出力がでるようにアクセルペタル（７）と連動した可変抵抗ＶＲ_O （１０） よりオペアンプＡ₁ （１１）にこの踏み込み量にほぼ比例する電圧を与えるよう にする。

【００１１】 これがオペアンプＡ₁ （１１）よりダイオード（１５）を通してコンデンサー （１８）に電荷として蓄えられ、それに対応する電圧値として記憶される。その ため、アクセルペタル（７）を元に戻してこれから出る出力が低下しても、コン デンサー（１８）に記憶された電圧値はホールドされるようになるので、この電 圧値に基づいて発生するオペアンプＡ₃ （１３）よりの電圧、すなわち、インバ ータ周波数設定端子（９）へ与えられる電圧は一定となる。従って、汎用インバ ータ（２）の周波数設定端子（９）への入力電圧は一定となり汎用インバータ（ ２）の発生周波数はこの入力電圧で定められる値であるから、この発生周波数は 一定になる。ということは、誘導電動機３の同期速度すなわち設定走行速度は一 定ということになる。

【００１２】 コンデンサー（１８）はオペアンプＡ₂ （１２）の直流入力インピーダンスは 殆んど無限大であるから、長時間にわたり一定のままとなり汎用インバータ（２ ）の出力周波数は一定となり、誘導電動機の同期速度すなわち設定走行速度も一 定となってしまう。これでは通常の自動車の運転感覚と異なることになるため、 アクセルペタル（７）を元にもどしたとき、自然減速に近い特性をもたせる目的 で図２で示された可変抵抗ＶＲ₁ （１９）をわざわざ設置し、オペアンプＡ₂ （ １２）のリーク電流が増加することになるが、コンデンサー（１８）に記憶され た電圧を徐々に減衰するようにさせた。

【００１３】 尚減衰時間はコンデンサー（１８）の大きさと可変抵抗ＶＲ₁ （１９）の大き さの積に比例する。

【００１４】 次に上記の自然減衰より早く設定速度を減速させたいときは当然ブレーキペタ ル（８）をふむ。ブレーキペタル（８）をほんの僅かふむとリミットスイッチ（ ２１）が入るようになっており、これが入ると可変抵抗ＶＲ₁ （１９）の他に可 変抵抗ＶＲ₂ （２０）がコンデンサー（１９）の電荷を放電する働きをするので 、先の自然減速より早い時間でコンデンサー（１９）の電圧が下がって減速する 。さらにブレーキペタル（８）をさらに踏み込むとリミットスイッチ（２１）に ついで次々とリミットスイッチ（２３）…が入るようになり、可変抵抗ＶＲ₂ （ ２０）につづいて可変抵抗ＶＲ₃ （２２）…がコンデンサー（１８）の電荷を放 電するようになるので、しだいにコンデンサーの放電速度が早くなり、従って段 階的に減速速度が早くなるように構成できる。

【００１５】 ブレーキペタル（８）を最後の位置完全停止まで踏み込むと、リミットスイッ チ（３１）が動作することになる。これが動作したときは＋Ｖの電圧がスイッチ ング素子（１６）のゲート（１７）に与えられることによりダイオート１５のコ ンデンサー（１８）の電荷阻止能力が全くなくなったことと同じことになりコン デンサー（１８）の記憶が完全に消えることになり、次の記憶を最初から行える ようになる。又、このリミットスイッチ（３１）と同時に動作するリミットスイ ッチ（３２）は汎用インバータの運転指令端子に運転停止信号を与えることにな り、この信号でインバータ動作を完全に停止することになる。

【００１６】 勿論このブレーキ動作を通常の自動車と併用できるようにしてもよい。特に完 全停止のときは普通のブレーキ作用を働かせるようにする。

【００１７】 なお、ブレーキ動作の段数は適当に定めることができ、減速速度を任意に変更 することができる。

【００１８】 なおまた、アクセルペタルとブレーキペタルが同時に踏み込まれた時はブレー キが優先するような回路を設ければ実際上都合がよい。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は上記のように複雑な演算装置は必要でなく、また、汎用インバータの 制御回路を自動車専用に変更することなく一般産業用のままで使用することがで きる。そして、従来の内燃機関使用の通常の自動車と同じ感覚で運転出来特別な 訓練を必要としない。その上、特に設ける装置は小型で消費電力はごく少なくて すむ。他に本考案の減速装置は上に述べた如く相当自由に任意設定、又は変更が できるなどの本考案特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のシステム構成図

【図２】加減速装置の一実施例の回路図

【符号の説明】

１ バッテリー ２ 汎用インバータ ３ 誘導電動機 ６ 加減速指令回路 ９ インバータの周波数設定端子 １０ 運転指令端子 １５ ダイオード １８ コンデンサー

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流源から可変の周波数の交流電源を発
   生させるインバータを備えた交流モータを駆動源とする
   電気自動車において、アクセルの操作量にもとづいて該
   インバータの発生周波数を定め、該発生周波数によって
   該電気自動車の設定走行速度が定められるようにして、
   該電気自動車の駆動源である交流モータがこの設定走行
   速度に対応する速度になる方向に駆動力が働くように構
   成し、該アクセルの操作量の最高点にもとづく設定走行
   速度が記憶される装置を設けて、この記憶された設定走
   行速度が更新されない限り、あらかじめ定められた自動
   車の自然減速状態でこの記憶された設定走行速度が減じ
   るように構成されることを特徴とする電気自動車の加減
   速制御装置。
2. 【請求項２】 モータが誘導電動機である請求項１記載
   の電気自動車の加減速制御装置。
3. 【請求項３】 設定走行速度を記憶する装置がコンデン
   サーで構成されている請求項１又は２記載の電気自動車
   の加減速制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２又は３の電気自動車の加
   減速制御装置において、ブレーキ操作によりつぎつぎに
   動作する複数の接点を設け、その各接点に対応して設定
   走行速度の記憶値の減少する速さが定められ、ブレーキ
   の操作量に応じて該記憶値の減少する速さが大きくなる
   ように構成してブレーキの操作量が大きい程大きな減速
   度が得られるようにし、かつブレーキの最大操作量で働
   く接点によりインバーター動作の停止と機械式の急制動
   が働くように構成した減速制御装置。