JPH0767211A

JPH0767211A - モータ車両駆動システム

Info

Publication number: JPH0767211A
Application number: JP5207919A
Authority: JP
Inventors: John W B Hadley; ダブリュ・ビー・ハドリージョン; Qianyi Jiang; キアニュイ・ジアン
Original assignee: ROOZAN CORP; Lauzun Corp
Current assignee: ROOZAN CORP; Lauzun Corp
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】バッテリからの電流をブラシレス・モータへ
効率よく切換えるとともに、車両の運動エネルギを電気
エネルギに変換してバッテリに充電し、さらに、車両が
惰性走行している間でもバッテリを充電する。【構成】モータ車両駆動システムは、バッテリ１８に
よって駆動され、主駆動力を与えるための車輪１６に直
結されたブラシレス・モータ１４を備えている。ブレー
キングの間は、モータ１４はバッテリ１８を再充電する
ための発電機として動作する。再充電電流は、モータ１
４を分路することによって形成される。再発生は高速お
よび低速のいずれにおいても生ずる。再発生電流期間は
車両の速度に伴って変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、モータに電力を取り
出すための主要な駆動源、バッテリおよび発電機のよう
な（電気的）ブラシレス・モータを備えるモータ車両の
ためのハイパワー駆動システムに係り、モータ車両の力
学的エネルギーを取り戻すための力学的なブレーキング
を用いるモータ車両駆動システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、道路上のモータ車両（自動車）の
圧倒的な多数は、主要な駆動源として、内燃機関に依存
している。しかしながら、多数の環境および経済的要素
のため、これらのタイプのモータ車両（自動車）は、ま
すます、受入れられなくなってきている。唯一、動力源
としてバッテリを用いる電気自動車は、環境問題および
経済的な事情に鑑みて、より受入れやすい。

【０００３】それでも、この領域における広い実験にも
拘らず、内燃機関の車両によって提供されている加速性
や、操作性を提供できるような車両は開発されていな
い。途中の結果として、ハイブリッド・モータ車両が示
唆されている。このハイブリッド・モータ車両は、主要
駆動源、バッテリ、およびバッテリを充電し、バッテリ
を増大するための発電機等を用いる電気モータからなる
駆動システムを備えている。このタイプのシステムは、
米国特許4,292,531、4,438,342、4,547,678、3,888,32
5、4,042,056、4,099,589 に述べられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したシ
ステムでは、これまでに実用化されたものはない。なぜ
なら、従来のシステムでは、複雑な回路構成をとり、ま
た、満足する方式で、種々のモード間において、パワー
（電力）の（要求される）切換えを実行する能力がない
という欠点を有するためである。

【０００５】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、モータ車両の動作を最適化するために、バッテ
リからの電流がブラシレス・モータへ効率よく切換える
ことができ。また、車両の運動エネルギの本質的な部分
を、電気エネルギに変換してバッテリに充電でき、さら
に、車両が惰性走行している間に、バッテリが充電でき
るモータ車両駆動システムを提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、車両の車輪に直結
されたモータと、前記モータに電流を供給するバッテリ
と、前記モータが前記車輪へ主駆動力を与える駆動モー
ドの間、および前記モータが、再発生電流を発生するこ
とにより、車両の運動エネルギを電気エネルギへ変換す
る発電機として動作する再発生モードの間に前記モータ
を制御する制御手段であって、前記再発生電流が生成さ
れる第１の期間の間に前記モータを短絡させるととも
に、第２の期間の間に前記バッテリを通して前記再発生
電流を放電させるスイッチング手段を備える制御手段
と、前記車輪の速度を検出して速度信号を発生する速度
検出手段とを具備し、前記制御手段は、前記速度信号に
応じて前記第１の期間を調整することを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
モータ車両駆動システムにおいて、前記モータはブラシ
レス直流モータであることを特徴とする。請求項３記載
の発明では、請求項１記載のモータ車両駆動システムに
おいて、前記制御手段は、前記速度信号に応じて前記第
１の期間を直線的に変化させることを特徴とする。請求
項４記載の発明では、請求項１記載のモータ車両駆動シ
ステムにおいて、前記第１の期間は、前記速度が増大す
ると、前記制御手段によって減少させられることを特徴
とする。

【０００８】請求項５記載の発明では、車輪と、前記車
輪へ主駆動力を与えるべく前記車輪へ連結されたブラシ
レス直流モータと、前記モータへ駆動電流を供給するバ
ッテリと、前記ブラシレス直流モータのための電力変換
機を形成すべく共働する複数の電力スイッチからなる第
１のスイッチ群と、前記モータが前記バッテリからの電
気エネルギを前記車輪に対して機械的なエネルギへ変換
する駆動モード、および複数のスイッチにより前記バッ
テリへ切り替えられた再発生電流を前記モータが発生す
ることによって前記車両の運動エネルギを電気エネルギ
へ変換する再発生モードで、前記モータを制御するため
の制御信号に感応する前記複数のスイッチからなる第２
のスイッチ群とを備える電力制御手段とを具備すること
を特徴とする。

【０００９】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
モータ車両駆動システムにおいて、前記第２のスイッチ
群は、前記再発生電流がピーク値へ上昇する第１の期間
の間に、前記モータを分路させるとともに、再充電のた
めの第２の期間の間に前記再発生電流を前記バッテリへ
導くために共働することを特徴とする。請求項７記載の
発明では、請求項５記載のモータ車両駆動システムにお
いて、前記車両の速度を示す速度信号を生成する速度検
出手段と、前記速度信号に応じて前記第１の期間を調整
する制御手段とを具備することを特徴とする。請求項８
記載の発明では、請求項７記載のモータ車両駆動システ
ムにおいて、前記第１の期間は、前記速度信号に直線的
に依存することを特徴とする。

【００１０】請求項９記載の発明では、請求項５記載の
モータ車両駆動システムにおいて、前記スイッチは、Ｍ
ＯＳＦＥＴからなることを特徴とする。請求項１０記載
の発明では、請求項５記載のモータ車両駆動システムに
おいて、分割バッテリ充電機を備えることを特徴とす
る。請求項１１記載の発明では、請求項１０記載のモー
タ車両駆動システムにおいて、前記分割バッテリ充電機
は、前記車両の速度と独立した一定速度で駆動される内
燃機関と、前記内燃機関に連結された発電機とを備える
ことを特徴とする。

【００１１】請求項１２記載の発明では、請求項１０記
載のモータ車両駆動システムにおいて、前記バッテリの
電圧を監視するための電圧監視手段を備え、前記電圧監
視手段は、前記電圧が通常の値を越えると、前記バッテ
リから前記分割バッテリ充電機を切り離すべく配設され
ていることを特徴とする。請求項１３記載の発明では、
請求項１２記載のモータ車両駆動システムにおいて、前
記電圧監視手段は、前記電圧が通常の値を越えると、再
発生ブレーキングの間、前記バッテリから前記分割バッ
テリ充電機を切り離すことを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、制御手段は、前
記モータが前記車輪へ主駆動力を与える駆動モードの
間、および前記モータが、再発生電流を発生することに
より、車両の運動エネルギを電気エネルギへ変換する発
電機として動作する再発生モードの間に、前記モータを
制御する。また、制御手段は、スイッチング手段によ
り、前記再発生電流が生成される第１の期間の間に前記
モータを短絡させるとともに、第２の期間の間に前記バ
ッテリを通して前記再発生電流を放電させる。また、前
記制御手段は、速度検出手段が検出した前記車輪の速度
に応じた前記速度信号に応じて前記第１の期間を調整す
る。また、請求項２記載の発明によれば、モータをブラ
シレス直流モータとする。また、請求項３記載の発明に
よれば、制御手段は、前記速度信号に応じて前記第１の
期間を直線的に変化させる。また、請求項４記載の発明
によれば、前記第１の期間は、前記速度が増大すると、
前記制御手段によって減少させられる。

【００１３】請求項５記載の発明によれば、第１のスイ
ッチ群は、前記ブラシレス直流モータのための電力変換
機を形成すべく共働する。また、第２のスイッチ群は、
前記モータを制御するための制御信号に感応し、駆動モ
ードでは、前記モータが前記バッテリからの電気エネル
ギを、前記車輪に対して機械的なエネルギへ変換すると
ともに、再発生モードでは、該第２のスイッチ群により
前記バッテリへ切り替えられた再発生電流を前記モータ
が発生することによって前記車両の運動エネルギを電気
エネルギへ変換する。

【００１４】また、請求項６記載の発明によれば、請求
項５記載のモータ車両駆動システムにおいて、前記第２
のスイッチ群は、前記再発生電流がピーク値へ上昇する
第１の期間の間に、前記モータを分路させるとともに、
再充電のための第２の期間の間に前記再発生電流を前記
バッテリへ導くために共働する。また、請求項７記載の
発明によれば、請求項５記載のモータ車両駆動システム
において、速度検出手段により、前記車両の速度を示す
速度信号を生成し、前記制御手段は、前記速度信号に応
じて前記第１の期間を調整する。また、請求項８記載の
発明によれば、前記第１の期間を前記速度信号に直線的
に依存させる。

【００１５】また、請求項９記載の発明によれば、請求
項５記載のモータ車両駆動システムにおいて、前記スイ
ッチをＭＯＳＦＥＴとする。また、請求項１０記載の発
明によれば、請求項５記載のモータ車両駆動システムに
おいて、分割バッテリ充電機を備えるようにする。ま
た、請求項１１記載の発明によれば、請求項１０記載の
モータ車両駆動システムにおいて、前記分割バッテリ充
電機は、前記車両の速度と独立した一定速度で駆動され
る内燃機関と、前記内燃機関に連結された発電機とを備
える。

【００１６】また、請求項１２記載の発明によれば、請
求項１０記載のモータ車両駆動システムにおいて、前記
バッテリの電圧を監視するための電圧監視手段を備え、
前記電圧監視手段は、前記電圧が通常の値を越えると、
前記バッテリから前記分割バッテリ充電機を切り離す。
また、請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載
のモータ車両駆動システムにおいて、前記電圧監視手段
は、前記電圧が通常の値を越えると、再発生ブレーキン
グの間、前記バッテリから前記分割バッテリ充電機を切
り離す。

【００１７】

【実施例】次に図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明の一実施例の駆動システム
の構成を示すブロック図である。図１に示すように、モ
ータ車両のための駆動システム２３は、ブレーキスイッ
チおよび手動制御ユニット２４を備えている。手動制御
ユニット２４は、Ａ／Ｄ変換器２７を通してＣＰＵ２８
へ延びるライン２６上に、要求された速度を示す信号お
よびブレーキ信号を出力する。ＣＰＵ２８は、ライン２
９上に制御データを出力するとともに、制御回路３１へ
のライン３０上にモード指示を出力する。以下に詳細に
説明するように、モード指示は、駆動モード（ACTUATIN
G MODE）もしくは再発生モードを決定する。

【００１８】制御回路３１は、ライン３２，３４および
３６上の電力回路３８を制御する。モータ１４は、モー
タ車両のサイズに一致すべく選択された電力レートを有
するブラシレス直流モータであることが望ましい。例え
ば、乗客を運搬する典型的なモータ車両の場合、モータ
１４としては、パシフィック・サイエンティフィック・
コーポレーション（Pacific Scientific Corp.）によっ
て製造されたモータのような、４５ＨＰ（ピーク値）、
３００ＶＤＣなる規格のブラシレス・モータがよい。

【００１９】モータ１４は、モータ車両の車輪１６に、
ドライブ・シャフト４４を介して、周知の方法で連結さ
れている。加えて、エンコーダ４６は、モータ・シャフ
ト４４の回転速度をモニタするために用いられる。この
エンコーダ４６は、ＣＰＵ２８に対してフィードバック
信号５４を出力する。モータ１４に対する電力は、電力
回路３８によってバッテリ１８から供給される。モータ
１４は、ブレーキングの間、バッテリ１８を充電するた
めに、バッテリ１８へ定期的に供給される電流を発生す
るようになっており、モータ車両の運動エネルギを変換
する発電機としても動作する。また、バッテリ１８は、
後述する標準バッテリ充電機２０によっても、充電され
る。

【００２０】次に、図２および図３について説明する。
まず、図３に示すように、モータ１４は、３相のブラシ
レス直流モータであり、Ｙ形状に接続された３つのフィ
ールド・コイルＬＡ，ＬＢおよびＬＣを有する。モータ
１４は、図示しない永久磁石ロータを備える。この永久
磁石ロータは、フィールド・コイルＬＡ，ＬＢおよびＬ
Ｃに電流が供給されると、上記フィールド・コイルＬ
Ａ，ＬＢおよびＬＣと作用して、モータを回転させる。

【００２１】上記フィールド・コイルＬＡ，ＬＢおよび
ＬＣへの電力は、電力バス６２（＋）と電力バス６４
（−）の２つの電力バスを有する電力回路３８によって
供給される。さらに、電力回路３８は、制御回路３１か
ら供給される位相信号ＰＨ１〜ＰＨ６、位相信号ＶＳ１
〜ＶＳ４に応じて、電力バス６２および６４を、フィー
ルド・コイルＬＡ，ＬＢ，ＬＣに選択的に接続する６つ
の半導体スイッチＱ１〜Ｑ６を備えている。

【００２２】半導体スイッチＱ１〜Ｑ６の各々は、ＭＯ
ＳＦＥＴ、バイポーラ・トランジスタおよびダイオード
の組合せからなる。半導体スイッチＱ１〜Ｑ６の各々の
３つの構成要素は、Ｂｉ−ＭＯＳＦＥＴとして集積され
ている。半導体スイッチＱ１〜Ｑ６は、位相信号ＰＨ１
〜ＰＨ６，ＶＳ１〜ＶＳ４によって周知パターンで駆動
され、これにより、モータ１４に対して周知の電力イン
バータが形成される。

【００２３】３００ＶＤＣおよび４０ａｍｐ／ｈの名目
的な定格を有するバッテリ１８は、電気モータ１４へ主
電力を供給するためにバス６２，６４へ接続されてい
る。

【００２４】上述したように、このシステムは、内燃機
関（Ｉ．Ｃ．Ｅ．）６０、発電機６８および整流ブリッ
ジ７０を有する標準バッテリ充電機２０を備えている。
標準バッテリ充電機２０の発電機６８の出力は、ブリッ
ジ７０によって整流され、バス６２，６４を介してダイ
オード７２へ供給される。

【００２５】図１において、制御ユニット２４は、ブレ
ーキ・ペダル８０またはアクセル・ペダル８２からの信
号を受ける。また、制御ユニット２４は、手動操作装置
８４からの加速要求を受けるようにしてもよい。これに
応じて、制御ユニット２４は要求されたアナログの速度
信号もしくはブレーキ信号をライン２６へ出力する。こ
の信号（要求速度信号もしくはブレーキ信号）は、Ａ／
Ｄコンバータ２７によりデジタル信号へ変換され、ＣＰ
Ｕ２８へ供給される。

【００２６】ＣＰＵ２８は、要求された速度信号に応じ
て、モター車両が一定速度で加速もしくは惰性走行して
いるいずれかの駆動モードにおいてモータ１４を駆動す
る。この駆動モードにおいて、ライン３２上の制御信号
ＴＣＮＴは、正（＋）となり、ライン３６上の信号ＴＲ
ＥＧはローとなる。したがって、図２に示すように、電
子スイッチ７６はオンとオフとを繰り返し、一方、電子
スイッチ７８は常にオフとなる。信号ＴＣＮＴと信号Ｖ
Ｓ５のペアは、標準パルス幅変調を用いて、モータの駆
動時間を決定する。これにより、モータ１４は要求され
た速度で駆動される。位相信号ＰＨ１とＶＳ１のペア〜
位相信号ＰＨ６とＶＳ４のペアは、所定の方向にモータ
１４を駆動する。

【００２７】ブレーキ・ペダル８０が操作されると、こ
れに応じて、ＣＰＵ２８は、ブレーキ・モードへ切り換
える。このブレーキ・モードにおいて、ライン３２上の
信号ＴＣＮＴおよび全ての位相信号ＰＨ１〜ＰＨ６は、
ローレベルとなり、これにより、電子スイッチ５０，５
２，５４，５６，５８，６０および７６がオフとなる。
したがって、ブレーキ・モードでは、バス６４を介して
供給されるバッテリ１８からの電流は、スイッチ７６に
よって遮断される。ブレーキ・モードの初期において
は、制御回路３１からのライン３６上の信号ＴＲＥＧ
は、期間Ｔ１（図５を参照）においてハイレベルとな
る。これにより、電子スイッチ７８がオンとなる。車両
が連続して移動し、かつ、モータ１４が連続して駆動さ
れると、モータ／発電機１４によって発生した起電力Ｅ
ＭＦは、ダイオードＤ１，Ｄ２およびＤ３、スイッチ７
８、そしてダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ６を通って循環す
る電流Ｉ１（ｔ）を生成する。この電流生成期間におけ
る等価回路を図４に示す。

【００２８】図４において、ｒｄは、ダイオードＤ１〜
Ｄ６の等価抵抗であり、ＲＭおよびＬは、各々、モータ
１４の抵抗およびインダクタンスである。また、ｒｄｓ
は、スイッチ７８の抵抗であり、電圧源Ｅｍｆは、図２
において、交点Ｄおよび交点Ｅに与えられた、モータの
逆起電力を表す。電流Ｉ１（ｔ）は、値Ｉ₀＝ＥＭＦ／
ＲＡに向って指数的に増加する。ここで、ＲＡは図４の
回路において直列接続された抵抗の全抵抗値である。す
なわち、Ｉ１（ｔ）＝Ｉ₀（１−ｅ^-RAT/L）となる。

【００２９】重要な点は、ブレーキング・モードの間の
スイッチ７８は、全時間に渡ってオンとなるではなく、
図５に示すように、信号ＴＲＥＧによって周期的にオン
状態およびオフ状態をとる。オン期間Ｔ１は、回路の時
定数（Ｌ／ＲＡ）より、もっと短くなるよう設定され
る。このとき、電流Ｉ１（ｔ）は、この期間において、
最大値Ｉ０＝Ｉ１（Ｔ１）に達する直線で近似される。

【００３０】この電流生成期間の間、車両が減速する
と、その運動エネルギの一部はモータ１４によって電気
エネルギに変換される。この電気エネルギＷＭ１は、次
式によって容易に算出される。

【数１】

【００３１】この電気エネルギの一部、ＷＲＡは、抵抗
ＲＡを通して消費される。一方、残りのエネルギＷＬ
は、インダクタンスＬＭに蓄積される。言換えると、Ｗ
Ｍ１＝ＷＲＡ＋ＷＬとなる。ここで、

【数２】

【数３】である。

【００３２】電流生成期間Ｔ１は、バッテリ充電期間Ｔ
２によって引き継がれる。このバッテリ充電期間Ｔ２の
間、信号ＴＲＥＧはローレベルとなり、かつ、スイッチ
７８は、バッテリ１８およびダイオードＤ７を通して流
すべく、モータ電流を強制的に遮断する。なぜなら、モ
ータ電流を急に変化させることができないためである。
バッテリ充電期間Ｔ２における等価回路を図６に示す。
図において、ｒｂは、バッテリの内部抵抗を表し、Ｅｂ
は、バッテリ１８の電圧であり、ｒｄ７は、ダイオード
Ｄ７の抵抗である。図７に示す回路を通る電流は、初期
においては、Ｉ１（ｔ）すなわちＩ０のピーク値に等し
く、その後、時間Ｔ３の間に、ゼロに達するまで指数的
に減少する。言換えると、電流Ｉ２（ｔ）は、ダイオー
ドＤ１〜Ｄ７のために負（−）にはならない。時間Ｔ３
は、さらに、回路の時定数（Ｌ／ＲＢ）より小さく、そ
のため、電流Ｉ２（ｔ）は図５に示すように、直線とし
て近似される。ＲＢは、図６に示す回路の直列接続され
た抵抗の全抵抗値である。時間Ｔ２は、Ｔ３よりやや大
となるよう設定される。

【００３３】このバッテリ充電期間Ｔ２の間、モータ１
４によって発生されるエネルギＷＭ２は、次式を用いて
算出される。

【数４】

【００３４】電流Ｉ２（ｔ）は、バッテリ１８へエネル
ギを蓄え、これにより、バッテリ１８が再充電される。
このエネルギは、次式によって与えられる。

【数５】

【００３５】加えて、一部のエネルギＷＲＢもまた、次
式に応じて、図６の回路の抵抗ＲＢによって消費され
る。

【数６】

【００３６】エネルギ保存の法則のため、抵抗ＲＢによ
って消費され、かつ、バッテリに蓄積されたエネルギ
は、期間Ｔ２の間に、モータ１４によって発生したエネ
ルギと、期間Ｔ２の初期においてモータコイルに蓄積さ
れた初期エネルギとを加算したエネルギに等しくなけれ
ばならない。言換えると、ＷＲＢ＋Ｗｂ＝ＷＭ２＋ＷＬとなる。

【００３７】上式は、ＷＬ＝ＷＭ１−ＷＲＡであるた
め、ＷＭ１＋ＷＭ２＝ＷＲＢ＋Ｗｂ＋ＷＲＡと書き直すことができる。このシステムの再生効率は、Ｅｆｆ＝ＷＢ／（ＷＭ１＋ＷＭ２）によって与えられる。

【００３８】上述した説明により、期間Ｔ１およびＴ２
の持続時間は重要であることが明らかである。比較的遅
い速度では、期間Ｔ１は、電流Ｉ１（ｔ）が生成される
程度に長くなければならないことが分る。上述したモー
タは、約１４ｍｓｅｃの時定数を有し、それゆえ、期間
Ｔ１は下げなければならないが、ミリセコンドの範囲内
でなければならない。もし、Ｉ１（ｔ）の最終値が小さ
過ぎると、再生効率はないに等しい。

【００３９】高速では、電流Ｉ１（ｔ）は、非常に速く
立上がり、スイッチ７８は長い間オン状態のままにして
おくことができない。なぜなら、バッテリ１８は、非常
に大きい電流で充電されなくてもよいためである。ま
た、期間Ｔ１の間、モータはショートし、かつ、ダメー
ジを受けることになるためである。さらに、もし、期間
Ｔ１が非常に長いと、再充電電流が非常に大きくなり、
かつ、車両の運動が発作的になる。好ましくは、ピーク
値Ｉ０は３０〜４０Ａを越えないようにすべきである。

【００４０】前述したように、期間Ｔ２は、期間Ｔ３よ
り大とすべきである。好ましくは、全期間Ｔ１＋Ｔ２は
約３〜５ｍｓｅｃとすべきである。もし、Ｔ１＋Ｔ２が
３ｍｓｅｃであるならば、Ｔ１は０．６ｍｓｅｃと２．
３ｍｓｅｃの間の範囲に納めるべきでることが実験的に
分っている。さらに、ＣＰＵ２８は、次式を用いること
によって、信号ＴＲＥＧを生成している。Ｔ１＝２．３−６．８×１０^-4＊ＲＰＭ（ｍｓｅｃ）ここで、ＲＰＭはモータ１４の速度（回転／分）であ
り、ＣＰＵ２８によって算出される。

【００４１】プロトタイプの車両は上述したモータを用
いて製造されている。このプロトタイプは試験され、起
電力Ｅｍｆはさまざまな速度において測定された。ま
た、値ＷＭ１，ＷＭ２，ＷＢおよび起電力Ｅｍｆは、上
述した数式を用いて算出された。これら演算の結果を次
の表に示す。

【表１】

【００４２】この表１において、効率Ｅｆｆは、２００
および５００ＲＰＭｓにおいて、各々、１００％に等し
いか、もしくはこれを越える。これは、明らかに誤りで
あり、電流Ｉ１およびＩ２に対して直線近似を用いたこ
とから生じるものと思われる。しかしながら、表１は、
高速で７５％より高い値から、低速で約１００％の値と
いう範囲の非常に高効率が本発明から得られることが期
待できることを示している。

【００４３】もちろん、バッテリ１８が力学的ブレーキ
ングを用いて、一部、再充電される間、バッテリ充電機
２０は不可的な充電手段として用いられる。ＩＣＥは車
両の速度から独立して駆動される。これにより、さら
に、車両の全体の走行距離を向上させる。

【００４４】バッテリ充電機は、バッテリ１８が、常
時、その容量まで充電されるということを保証するため
の安全予防策として用いられる。実際、プロトタイプの
試験の間、システムは、バッテリ充電機なしでも、十
分、走行できることが分った。

【００４５】バッテリ１８が充電され過ぎることを保証
するために、バッテリ電圧は、バッテリモニタ９０（図
１を参照）によって常時監視される。もし、バッテリ電
圧がバッテリの規格を越えた場合には、バッテリ充電機
はスイッチ７４によってその接続が切断される（図２を
参照）。

【００４６】電力回路３８によって与えられる力学的ブ
レーキングは、高速において、速やかに、車両を減速さ
せる。非常に低速においては、完全に車両を停止させる
のに十分なブレーキング力を提供することは不十分であ
るかも知れない。したがって、標準の水圧ブレーキング
・システム（図示略）を備えてもよく、ブレーキ・ペダ
ル８０によって駆動されるようにしてもよい。

【００４７】付加された請求の範囲に記載された内容か
ら離れることなしに、多数の変形が、この発明に適用可
能であることは明らかである。

【００４８】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、モータ車両の動作を最適化するために、バッテリか
らの電流がブラシレス・モータへ効率よく切換えること
ができるという利点が得られる。また、本発明では、車
両の運動エネルギの本質的な部分を、電気エネルギに変
換してバッテリに充電できるという利点が得られる。さ
らに、本発明では、車両が惰性走行している間に、バッ
テリが充電できるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の駆動システムの構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示す電力回路の回路図である。

【図３】図１に示す電力回路の回路図である。

【図４】充電電流発生期間のための等価回路を示す回路
図である。

【図５】目的の装置のためのブレーキング・モードのグ
ラフを示す特性図である。

【図６】バッテリ充電期間のための等価回路を示す回路
図である。

【図７】モータ速度の関数としてのモータ・ショート回
路（すなわち、電流発生期間）のグラフを示す特性図で
ある。

【符号の説明】

１４モータ１６車輪１８バッテリ２０標準バッテリ充電機２４手動制御ユニット２７Ａ／Ｄ変換器２８ＣＰＵ３１制御回路３８電力回路４６エンコーダ８０ブレーキ・ペダル８２アクセル・ペダル８４手動操作装置９０バッテリモニタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の車輪に直結されたモータと、前記モータに電流を供給するバッテリと、前記モータが前記車輪へ主駆動力を与える駆動モードの
間、および前記モータが、再発生電流を発生することに
より、車両の運動エネルギを電気エネルギへ変換する発
電機として動作する再発生モードの間に前記モータを制
御する制御手段であって、前記再発生電流が生成される
第１の期間の間に前記モータを短絡させるとともに、第
２の期間の間に前記バッテリを通して前記再発生電流を
放電させるスイッチング手段を備える制御手段と、前記車輪の速度を検出して速度信号を発生する速度検出
手段とを具備し、前記制御手段は、前記速度信号に応じ
て前記第１の期間を調整することを特徴とするモータ車
両駆動システム。
【請求項２】前記モータはブラシレス直流モータであ
ることを特徴とする請求項１記載のモータ車両駆動シス
テム。
【請求項３】前記制御手段は、前記速度信号に応じて
前記第１の期間を直線的に変化させることを特徴とする
請求項１記載のモータ車両駆動システム。
【請求項４】前記第１の期間は、前記速度が増大する
と、前記制御手段によって減少させられることを特徴と
する請求項１記載のモータ車両駆動システム。
【請求項５】車輪と、前記車輪へ主駆動力を与えるべく前記車輪へ連結された
ブラシレス直流モータと、前記モータへ駆動電流を供給するバッテリと、前記ブラシレス直流モータのための電力変換機を形成す
べく共働する複数の電力スイッチからなる第１のスイッ
チ群と、前記モータが前記バッテリからの電気エネルギ
を前記車輪に対して機械的なエネルギへ変換する駆動モ
ード、および複数のスイッチにより前記バッテリへ切り
替えられた再発生電流を前記モータが発生することによ
って前記車両の運動エネルギを電気エネルギへ変換する
再発生モードにおいて、前記モータを制御するための制
御信号に感応する前記複数のスイッチからなる第２のス
イッチ群とを備える電力制御手段とを具備することを特
徴とするモータ車両駆動システム。
【請求項６】前記第２のスイッチ群は、前記再発生電
流がピーク値へ上昇する第１の期間の間に、前記モータ
を分路させるとともに、再充電のための第２の期間の間
に前記再発生電流を前記バッテリへ導くために共働する
ことを特徴とする請求項５記載のモータ車両駆動システ
ム。
【請求項７】前記車両の速度を示す速度信号を生成す
る速度検出手段と、前記速度信号に応じて前記第１の期
間を調整する制御手段とを具備することを特徴とする請
求項５記載のモータ車両駆動システム。
【請求項８】前記第１の期間は、前記速度信号に直線
的に依存することを特徴とする請求項７記載のモータ車
両駆動システム。
【請求項９】前記スイッチは、ＭＯＳＦＥＴからなる
ことを特徴とする請求項５記載のモータ車両駆動システ
ム。
【請求項１０】分割バッテリ充電機を備えることを特
徴とする請求項５記載のモータ車両駆動システム。
【請求項１１】前記分割バッテリ充電機は、前記車両
の速度と独立した一定速度で駆動される内燃機関と、前記内燃機関に連結された発電機とを備えることを特徴
とする請求項１０記載のモータ車両駆動システム。
【請求項１２】前記バッテリの電圧を監視するための
電圧監視手段を備え、前記電圧監視手段は、前記電圧が
通常の値を越えると、前記バッテリから前記分割バッテ
リ充電機を切り離すべく配設されていることを特徴とす
る請求項１０記載のモータ車両駆動システム。
【請求項１３】前記電圧監視手段は、前記電圧が通常
の値を越えると、再発生ブレーキングの間、前記バッテ
リから前記分割バッテリ充電機を切り離すことを特徴と
する請求項１２記載のモータ車両駆動システム。