JPH06153302A

JPH06153302A - 電気車の制御装置

Info

Publication number: JPH06153302A
Application number: JP30246792A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamada; 博之山田; Sanshiro Obara; 三四郎小原; Shigeyuki Yoshihara; 重之吉原; Shotaro Naito; 祥太郎内藤; Nobunori Matsudaira; 信紀松平
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】電気車のアクセル装置の異常検出が確実に得
られるようにした電気車の制御装置を提供すること。【構成】アクセル装置１に、開度電圧変換装置４の他
にポジションスイッチ３を設け、開度電圧変換装置４か
ら得られるアクセル開度と、ポジションスイッチ３から
えられるアクセル開度とを比較して異常判定をおこなう
ようにしたもの。【効果】電気車が走行中に運転者が異常を察知して停
止動作を行うよりも早く車両を安全にかつ迅速に停止さ
せ、電気車の暴走が未然に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクセルペダルなどの
操作部材により速度やトルクを制御するようにした電気
車に係り、特に電気自動車に好適な電気車の制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車などの電気車では、通常の自
動車と同様な操作感覚で運転できるよう、アクセルペダ
ルとブレーキペダルによる運転操作方式が採られてお
り、このためアクセルペダルの操作量を電気信号に変換
するアクセル装置を設け、これからの信号を制御装置に
取込み、電動機の回転速度やトルクを制御する。従っ
て、アクセル装置に異常が発生すると、車両走行に支障
をきたす。

【０００３】一方、従来の電気車の制御装置におけるア
クセル装置では、例えば特開平２−２６９４０１号公報
に記載のように、ブレーキペダルが踏まれブレーキスイ
ッチが入った時点で、アクセル装置からの信号が有する
オフセット電圧を補正し、これにより出力電圧の異常を
検知するようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、アク
セル装置の出力電圧異常などによるアクセル装置の異常
に対する安全性の確保が必要である。

【０００５】本発明の目的は、アクセル装置の異常時に
は、他の補器類の状況に関わらず、常に確実に、いち早
くアクセル装置の異常が検知でき、電気車を迅速かつ安
全に停止させることができるようにした電気車の制御装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的は、アクセル
ペダルの操作量を電気信号に変換する変換手段とは別
に、同じくその操作量を検出する監視手段を設け、これ
ら変換手段と監視手段の双方によるアクセルペダル操作
量の検出結果を常時比較することにより達成される。

【０００７】

【作用】前記変換手段と監視手段とは、同じくアクセル
ペダルの操作量に対応した検出結果を出力するように働
くから、各手段が正常な状態にある限りは、それらによ
る検出検出は、必ず一致する筈である。従って、これら
の検出結果を常時比較し、比較結果に不一致が生じたと
き、異常発生と判定してやれば、常に確実にアクセル装
置の異常を検出することができる。

【０００８】そして、このように異常発生が検出された
ら、それを表示するだけではなく、その結果を走行用電
動機の制御装置に入力することにより、異常が発生した
際に運転者が異常を察知して停止動作を行うよりも早
く、車両を安全にかつ迅速に停止させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による電気車の制御装置につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施例で、図において、まず、１はアクセル装置
で、これには、アクセルペダルが踏まれているか否かを
検出するアクセルスイッチ２と、アクセル開度(アクセ
ルペダルの操作量)に応じて順次切り替わるポジション
スイッチ３、それにアクセル開度を電圧に変換して出力
する開度電圧変換装置４が内蔵されている。

【００１０】次に、５は制御装置で、これにはマイクロ
コンピューター７を内蔵した制御回路６と、電力変換装
置８が内蔵されている。９は電池などの直流電源、１０
は車両走行用の電動機、そして１２は回転速度センサで
ある。

【００１１】車両の運転者の意志は、アクセル装置１か
ら制御装置５に伝達されるようになっており、このた
め、アクセルスイッチ２とポジションスイッチ３、それ
に開度電圧変換装置４の出力は、それぞれ制御回路６の
マイクロコンピュータ７に入力され、信号処理されるよ
うになっている。

【００１２】制御装置５は、アクセル装置１から入力さ
れる各種の信号に応じて電源９からの直流電力を制御、
変換し、それを電動機１０に供給して所望の回転速度、
又は所望のトルクで駆動させ、車両を走行させる。そし
て、その結果を回転速度センサ１２から帰還信号１１と
して制御回路６に取り込み、電動機１０の回転速度、或
いはトルクが前記した所望の値に収斂するように制御す
る。

【００１３】次に、アクセル装置１の詳細について説明
する。まず、アクセルスイッチ２は、アクセルペダルが
完全に復帰位置にあるときだけ開き、僅かでも操作され
ると直ちに閉じられるスイッチで、これは、前記したよ
うに、アクセルペダルが操作されているか否かを検出す
るために使用されているものである。

【００１４】また、開度電圧変換装置４は、アクセルペ
ダルの開度に応じて回動される可変抵抗器で、この可変
抵抗器を電圧分圧器(ポテンショメータ)として使用し、
図２に示すように、回動角度(アクセル開度)に応じた電
圧(開度電圧)を取り出すようにしたものである。なお、
これらのアクセルスイッチ２と開度電圧変換装置４は、
いずれも電気車の制御装置に、従来から一般的に使用さ
れているものである。

【００１５】次に、ポジションスイッチ３について説明
すると、これは本発明の特徴とするもので、開度電圧変
換装置４とは別に、同じくアクセルペダルの操作量を検
出する監視手段として機能するものであり、この実施例
では、２個のスイッチＡ、Ｂで構成されている。

【００１６】そして、これらのスイッチＡ、Ｂは、マイ
クロスイッチで構成され、開度電圧変換装置４を構成す
る可変抵抗器の回動軸に取付けられているカム板により
操作されるようになっていて、アクセル開度に応じて、
図３に示すように、順次、切り換え動作し、開度電圧変
換装置４の出力と関連した出力を発生するようになって
いるもので、以下、これについて、図２と図３により説
明する。

【００１７】図２は、前記したように、開度電圧変換装
置４の出力特性図で、横軸はアクセル開度、縦軸は開度
電圧変換装置４の出力である開度電圧を示し、図３は、
ポジションスイッチ３の切り換え動作を示している。

【００１８】開度電圧はアクセルスイッチ２が入る前か
らオフセット電圧１７を出力しており、これによりアク
セルスイッチ２が入る前の信号チェックに使用する。こ
こで、アクセルペダルの開度(操作量)を大きくしていく
と、開度１８になった時点で、まずアクセルスイッチ２
が入る。ここまでのアクセル開度０〜２５％の領域１３
では、ポジションスイッチ３のスイッチＡとＢは、両方
とも開放状態であり、マイクロコンピュータ７の入力ポ
ート３ａはレベル“０”、入力ポート３ｂもレベル
“０”となる。

【００１９】次に、アクセル開度が２５〜５０％の領域
１４になると、ポジションスイッチ３のスイッチＡが投
入され、マイクロコンピュータ７の入力ポート３ａはレ
ベル“１”、入力ポート３ｂはレベル“０”が入力され
る。続いてアクセル開度が５０〜７５％の領域１５に入
ると、２５〜５０％領域１４で投入されていたスイッチ
Ａが開放され、スイッチＢが投入され、従って、このと
きには、マイクロコンピュータ７の入力ポート３ａはレ
ベル“０”、入力ポート３ｂはレベル“１”が入力され
る。

【００２０】さらに開度が７５〜１００％の領域１６に
まで到達すると、スイッチＡ、スイッチＢの双方が投入
され、従って、マイクロコンピュータ７の入力ポート３
ａ、入力ポート３ｂ共にレベル“１”が入力される。こ
の結果、マイクロコンピュータ７は、開度電圧変換装置
４の出力である開度電圧とは独立に、スイッチＡとスイ
ッチＢの信号によりアクセル開度がどの領域にあるかを
判定することができる。

【００２１】そこで、マイクロコンピュータ７は、この
ときに判定したアクセル開度に対して開度出力電圧が、
図２に示すような特性と合致するかどうかの判定を行
い、合致しない場合には、アクセル装置１に異常発生と
判定して異常処理を実行し、他方、判定結果が合致した
場合には、異常なしとして通常の動作処理を行なうので
ある。

【００２２】従って、この実施例によれば、アクセル装
置１の異常判定、特に開度電圧変換装置４の異常判定が
常時実行されていることになり、充分に安全性を維持す
ることができる。

【００２３】図４は、マイクロコンピュータ７による異
常判定処理を、さらに具体的に示したフローチャート
で、まず最初にアクセルペダルが踏まれているかどうか
を、アクセルスイッチ２のＯＮ・ＯＦＦ状態を調べて判
定する(Ｓ１)。Ｓ１での結果がＮＯ、つまりアクセルペ
ダルが踏まれていなければ、次にポジションスイッチ３
のデータを取込み(Ｓ２)、続いてスイッチＡ、Ｂのデー
タが“００”であるか否かを判定する(Ｓ３)。そして、
結果がＮＯのときは異常時処理を実行する(Ｓ４)。

【００２４】すなわち、このときにポジションスイッチ
のデータが“００”以外の値をとるということは、アク
セルペダルが踏まれていないにもかかわらず、ポジショ
ンスイッチ３から信号が出力されている、或いはアクセ
ルペダルが踏まれているにもかかわらずアクセルスイッ
チ２がＯＮになっていない、の何れかの場合が想定でき
るが、いずれもアクセル装置１としては異常な状態であ
り、従って、異常と判定し、異常時処理Ｓ４を行なうの
である。

【００２５】Ｓ３での結果がＹＥＳ、つまり正常にアク
セルペダルが踏まれていると判定したあとは、次にポジ
ションスイッチの信号を再度取り込み(Ｓ５)、その信号
値により、図３に示すようにして現在のアクセル開度が
いずれの領域にあるかの判定を行ない(Ｓ６)、続いて開
度電圧変換装置４から開度電圧信号を取込む(Ｓ７)。そ
の後、さきに判定したアクセル開度領域から、それに対
応した開度電圧をマップにより検索し(Ｓ８)、検索した
開度電圧を、Ｓ７で取り込んである開度電圧信号と比較
する(Ｓ９)。

【００２６】この比較の結果、アクセル開度に対する電
圧が、そのアクセル開度領域内の電圧範囲内にあればア
クセル装置１は、Ｓ９での結果はＹＥＳになり、正常で
あると判定して処理を終了する。しかして、ここで、取
り込んであるアクセル開度電圧が、判定したアクセル開
度領域に対応せず、異常に大きいかまたは小さい場合に
は、出力不良と判定し、Ｓ９での結果はＮＯとなり、異
常時処理Ｓ４を実行するのである。

【００２７】次に、異常時処理の具体的な実施例につい
て、図５により説明する。図１で説明したように、この
図５のマイクロコンピュータ７には、アクセルスイッチ
２、ポジションスイッチ３、開度電圧変換装置４からの
電圧が入力され、正常かどうか、すなわちアクセル開度
に対し電圧信号が正常かどうかの判定を行い、それらの
結果をもとに電力変換装置８に駆動信号２０を伝達して
電力変換装置８を制御するようになっている。

【００２８】このとき、アクセル開度に対して開度電圧
が異常であるとマイクロコンピュータ７が判定した場合
には、運転者の意志に関かわらずただちに停止信号１９
を電力変換装置８に伝達する。こうして電力変換装置８
は、停止信号１９を受け取った場合には直ちに制御停止
の動作を行なうようになっている。

【００２９】従って、このような構成とすることによ
り、電気車が走行中、突如アクセル装置１に異常が発生
した場合でも、運転者の意志によらず直ちに走行が停止
されることになり、アクセル装置１に異常が発生した場
合での電気車の暴走を未然に防止することができる。

【００３０】勿論、この異常時処理としては、警報ラン
プの点灯やアラーム音の発生などの報知処理を単独に、
或いは、前記した制御停止処理と並行して行なうように
してもよいのは言うまでもない。

【００３１】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。図６は、本発明の他の一実施例で、この実施例で
は、アクセル装置１の開度電圧変換装置４として、同一
回動軸を有する２個の可変抵抗器４ａ、４ｂを用い、こ
れらによる開度電圧Ｖ４ａとＶ４ｂを比較して異常を判
定するようにしたもので、図７に開度電圧Ｖ４ａ、Ｖ４
ｂの出力特性を示す。

【００３２】また、アクセル装置１には、図示のよう
に、アクセルスイッチ２の他に、アクセルペダルの任意
に設定した所定の開度Ｋで閉成動作されるポジションス
イッチ１５が内蔵されている。なお、この図６におい
て、１３はアクセルペダルの操作に応じて回動される可
変抵抗器４ａ、４ｂの回動軸、１４は回動軸１３に取付
けられたカム板で、アクセルスイッチ２とポジションス
イッチ１５を所定の開度で開閉動作させるものである。

【００３３】アクセル装置１の出力電圧は、制御装置５
と比較器２３に入力されるようになっており、制御装置
５は、入力された開度電圧Ｖ４ａに応じて電力変換装置
８を制御するための半導体素子駆動信号２１を出力す
る。一方、比較器２３に入力された開度電圧Ｖ４ａ、Ｖ
４ｂは、ここでポジションスイッチ１５の信号により、
開度Ｋで取り込んだときに比較され、図７に示すよう
に、差電圧ＶＫが検出される。そして、比較器２３は、
この差電圧ＶＫが、予め設定してある基準電圧に対して
所定の範囲を越えて高くなったとき、及び低くなったと
き、可変抵抗器４ａ、４ｂのいずれかに異常が発生した
ものと判定し、制御装置５に停止信号１９を出力して電
力変換装置８の制御を停止させるように動作する。

【００３４】また、比較器２３は、可変抵抗器４ａ、４
ｂから開度電圧Ｖ４ａ、Ｖ４ｂのいずれか一方の信号で
も入力されなかったときにも、同様に停止信号１９を出
力する。従って、この図６の実施例によっても、アクセ
ル装置１の異常が確実に判定でき、保護動作を行なうこ
とができる。

【００３５】なお、この実施例においては、開度Ｋでの
差電圧ＶＫだけで異常判定をするようになっているが、
複数の開度で異常判定を行なうようにしてもよいこと
は、言うまでもない。

【００３６】ところで、以上では、電気車をアクセルペ
ダルの操作により制御するようにした実施例について説
明したが、本発明は、アクセルペダルに代えて、レバー
などの操作部材を用いて実施してもよいことは、言うま
でもない。

【００３７】

【発明の効果】本発明の電気車の制御装置によれば、電
気車が走行中にアクセル装置の異常検知の後、運転者が
異常を察知して停止動作を行うよりも早く車両を安全に
かつ迅速に停止させる事ができる。

【００３８】また、本発明によれば、アクセル装置の信
号そのものを半導体素子の駆動制御信号に用いることに
より、半導体素子の駆動を停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気車の制御装置の一実施例を示
す構成図である。

【図２】本発明の一実施例におけるアクセル装置の出力
特性図である。

【図３】本発明の一実施例におけるポジションスイッチ
の動作を示す説明図である。

【図４】本発明の一実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図５】本発明の一実施例における保護動作の説明図で
ある。

【図６】本発明の他の一実施例を示す構成図である。

【図７】本発明の他の一実施例におけるアクセル装置の
出力特性図である。

【符号の説明】

１アクセル装置２アクセルスイッチ３ポジションスイッチ３ａ、３ｂ入力ポート４開度電圧変換装置５制御装置７マイクロコンピュータ８電力変換装置９直流電源１０走行用電動機１１帰還信号１９停止信号２０駆動信号２１半導体素子駆動信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小原三四郎茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者吉原重之茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地３日立オートモテイブエンジニアリング株式会社内 (72)発明者内藤祥太郎茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者松平信紀茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作部材に与えられた操作量に応じて制
御信号を発生する変換手段を備え、前記制御信号に応じ
て電気車を駆動する電動機の回転速度及びトルクの少な
くとも一方を制御するようにした電気車の制御装置にお
いて、前記操作部材に与えられた操作量を検出する監視
手段を設け、この監視手段により検出した操作量と、前
記変換手段による制御信号で表わされる操作量とを比較
して異常を判定するように構成したことを特徴とする電
気車の制御装置。
【請求項２】請求項１の発明において、前記監視手段
が、前記操作部材の操作量に応じて開閉動作されるスイ
ッチで構成されていることを特徴とする電気車の制御装
置。
【請求項３】請求項１の発明において、前記監視手段
が、前記操作部材の操作量に応じて出力電圧が変化する
電圧分割可変抵抗器で構成されていることを特徴とする
電気車の制御装置。
【請求項４】請求項１の発明において、前記判定した
結果が、電気車走行用電動機を制御する電力変換手段の
制御に直接反映されるように構成したことを特徴とする
電気車の制御装置。
【請求項５】請求項１の発明において、前記判定した
結果が、異常警報処理に反映されるように構成したこと
を特徴とする電気車の制御装置。
【請求項６】請求項１の発明において、前記操作部材
がアクセルペダルで構成されていることを特徴とする電
気車の制御装置。
【請求項７】請求項１の発明において、前記操作部材
がレバーで構成されていることを特徴とする電気車の制
御装置。