JPH0787603A - 電気自動車の保護装置 - Google Patents

電気自動車の保護装置

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JPH0787603A
JPH0787603A JP5232079A JP23207993A JPH0787603A JP H0787603 A JPH0787603 A JP H0787603A JP 5232079 A JP5232079 A JP 5232079A JP 23207993 A JP23207993 A JP 23207993A JP H0787603 A JPH0787603 A JP H0787603A
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JP
Japan
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motor
speed
output
current
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP5232079A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Tamaki
悟史 玉木
Yasufumi Ichiumi
康文 一海
Yasuhiro Kondo
康宏 近藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0787603A publication Critical patent/JPH0787603A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気自動車が自重等で後退する場合の安全を
確保することができる電気自動車の保護装置を提供す
る。 【構成】 アクセルセンサ(図示せず)から出力される
速度指令信号と、エンコーダ4から出力されるモータ3
の現在速度信号とを入力として、速度指令信号と現在速
度信号の差に応じてトルク指令電流を算出してトルク指
令電流に従ってモータ3を制御する制御装置1を有する
電気自動車を保護する。そのため、速度指令信号の発生
の有無に応答して出力状態を切り換えるアクセルスイッ
チ(図示せず)を備え、アクセルスイッチの出力信号が
速度指令の非発生を示す状態であり、かつトルク指令電
流がモータ3を回転させる値をとる状態である異常状態
を検出する異常検出手段と、この異常検出手段の異常状
態検出出力に応答してモータ3を安全側に、例えば停止
させる方向に制御する異常処理手段とを制御装置1の内
蔵機能として備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば動力源として
同期モータを内蔵した電気自動車の故障時の安全の確保
(フェールセーフ)を行う電気自動車の保護装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題対策として電気自動車の
開発が急激に盛んになってきた。その動力源は、従来直
流モータであったが、メンテナンス等の点で交流モータ
が多く使われるようになった。なかでも、回転子にマグ
ネットを使用した同期モータは高効率であるため、電気
自動車用として意欲的に開発されている。従来、この種
のモータは、FA(ファクトリ・オートメーション)、
産業用として幅広く使われているが、電気自動車用とし
ての基本的な制御方法はFA、産業用とほとんど同じで
ある。
【0003】しかし、車両の場合、異常時は人命にかか
わる危険性が非常に高く、そのフェールセーフは車両用
として万全をきす必要がある。図4に電気自動車の提案
例の回路ブロック図を示す。図4において、1は制御装
置、2はPWMインバータ、3は同期モータ等のモー
タ、4はモータ3の回転軸に結合したエンコーダ、5,
6はモータ3の相電流を検出する電流検出器、7はPW
Mインバータ2を介してモータ3へ電力供給する主電
池、8はキースイッチ9を介して制御装置1へ制御電源
を供給する制御電池である。
【0004】以上のような構成の電気自動車は、運転者
がキースイッチ9をオンにすると、制御装置1が作動す
る。制御装置1は、PWMインバータ2を介して、モー
タ3へ接続され、適切なタイミングでモータ3を転流さ
せる。この場合、制御装置1は、モータ3へトルク電流
を流すようにPWMインバータ2を制御する。モータ3
は、電圧VBattの主電池7よりPWMインバータ2を介
して電力が供給されることで回転する。また、モータ3
の回転軸に結合されたエンコーダ4からは、モータ回転
子の位置情報とモータ速度とが制御装置1へ返されると
ともに、モータの相電流が電流検出器5,6等を利用し
て検出され、制御装置1に返される。これらのフィード
バック信号とアクセルセンサ信号等に基づいてモータ3
の回転が制御装置1により適切に制御されることにな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電気自動車は、アクセ
ルペダルと連動したアクセルセンサの出力、つまり、ア
クセル開度に応じて例えば直線的に上昇するアクセルセ
ンサ信号と、モータの現在の回転速度を示すエンコーダ
の出力信号とを制御装置1に入力し、制御装置1では、
アクセルセンサ信号である速度指令信号とエンコーダ4
の出力信号である現在速度信号との差を検出し、速度指
令と現在速度との差に応じたトルク電流をモータ3へ供
給するような制御動作を行う。このような電気自動車に
おいて、あくまでも、フェールセーフの一手段として、
アクセル信号と計算により求まったトルク電流の大きさ
を監視する。アクセル信号が零のときに出力するトルク
電流Iq の大きさは、Iq >0となることは有り得な
い。その状態を出力した場合、異常と判断できる。この
場合に、安全側に動作させることが必要である。安全を
確保するには、モータの制御を停止することが望まし
い。
【0006】したがって、この発明の目的は、アクセル
センサ信号が零であるときに、モータを回転させるトル
ク電流をモータへ供給する異常状態が発生したときに、
モータの制御を停止して安全を確保することができる電
気自動車の保護装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の電気自動
車の保護装置は、アクセルセンサから出力される速度指
令信号とエンコーダから得られるモータの現在速度信号
とを入力として速度指令信号と現在速度信号の差に応じ
てトルク指令電流を算出し、トルク指令電流に従ってモ
ータを制御する制御装置を有する電気自動車を保護する
電気自動車の保護装置であり、速度指令信号の発生の有
無に応答して出力状態を切り換えるアクセルスイッチ
と、このアクセルスイッチの出力信号が速度指令の非発
生を示す状態であるときにトルク指令電流がモータを回
転させる値をとる異常状態を検出する異常検出手段と、
この異常検出手段の異常状態検出出力に応答してモータ
を安全側に制御する異常処理手段とを備えている。
【0008】請求項2記載の電気自動車の保護装置は、
請求項1の構成に、モータの速度が零から負の所定値ま
での範囲を除く速度領域にあることを異常検出の条件と
して追加している。
【0009】
【作用】請求項1記載の構成によれば、アクセルスイッ
チの出力信号が速度指令の非発生を示す状態であり、か
つモータが所定の速度範囲にあるときに、トルク指令電
流がモータを正回転させる値をとる状態が発生したとき
に、異常検出手段がそれを検出し、異常処理手段が異常
検出手段の異常状態検出出力に応答してモータを安全側
に制御することになる。
【0010】請求項2記載の構成によれば、電気自動車
が坂道等でゆっくり後退する等して、モータがゆっくり
逆回転したときには、トルク指令電流がモータを正回転
させる値をとる状態は異常ではないので、安全側への制
御は行われず、もとの制御状態が継続する。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照しな
がら説明する。図1に、この発明の一実施例の電気自動
車の保護装置を設けた電気自動車の回路ブロック図を示
す。この電気自動車の保護装置は、図1に示すように、
アクセルセンサ(図示せず)から出力される速度指令信
号と、エンコーダ4から出力される信号を処理してモー
タ3の現在速度信号とを入力として、アクセルセンサの
速度指令信号とエンコーダ4から得られる現在速度信号
の差に応じてトルク指令電流を算出してトルク指令電流
に従ってモータ3を制御する制御装置1を有する電気自
動車を保護する電気自動車の保護装置であり、速度指令
信号の発生の有無に応答して出力状態を切り換えるアク
セルスイッチ(図示せず)を備え、アクセルスイッチの
出力信号が速度指令の非発生を示す状態であり、かつか
つモータが所定の速度範囲にあるときに、トルク指令電
流がモータ3を正回転させる値をとる状態である異常状
態を検出する異常検出手段と、この異常検出手段の異常
状態検出出力に応答してモータ3を安全側に、例えば停
止させる方向に制御する異常処理手段とを制御装置1の
内蔵機能として備えている。上記以外の構成は図4の構
成と同じである。
【0012】この電気自動車の保護装置は、アクセルペ
ダルと連動したアクセルセンサの出力信号である速度指
令信号と、アクセルセンサと連動したアクセルスイッチ
の出力信号を制御装置1に入力する。一方、モータ3の
現在速度に対応した現在速度信号をエンコーダ4より制
御装置1に入力し、アクセルセンサからの速度指令信号
とモータの現在速度信号との差から、必要なトルク指令
電流を算出する際に、アクセルスイッチの出力信号のレ
ベルと、制御装置1で計算されたトルク指令電流の値と
を比較して、異常を検出し、モータ3を安全側に動作さ
せるものである。具体的には、モータ3の制御を停止さ
せて、モータ3への給電を停止する。
【0013】以下、異常を検出する方法について説明す
る。アクセル開度と、アクセルセンサ出力と、アクセル
スイッチ出力との関係を図2に示す。図2において、実
線A1 はアクセル開度−アクセルセンサ出力特性を示
し、実線A2 はアクセルセンサ出力−アクセルスイッチ
出力特性を示す。図2において、アクセルペダルを離し
た状態(アクセル開度0°)では、アクセルセンサ出力
は0、アクセルスイッチ出力は“L”である。逆に、ア
クセルペダルを踏み込んだ状態(アクセル開度90°)
では、アクセルセンサ出力は最大、アクセルスイッチ出
力は“H”を出力するものとする。踏み込みはじめは、
ノイズ等による誤動作を避けるため、オフセットを設け
てある。
【0014】図2より明らかなように、アクセルセンサ
とアクセルスイッチは機械的に連動しているため、アク
セルセンサ出力がある場合は、必ずアクセルスイッチの
レベルは“H”である。上記条件がくずれると、異常と
して検知することは、言うまでもない。ここで、アクセ
ルセンサ出力をモータの速度指令ω* とし、現在のモー
タ速度をωm とすると、必要なモータトルク電流I
q を、例えば次式で算出する。ただし、Gは比例定数で
ある。
【0015】Iq =G(ω* −ωm ) そして、異常検出は、アクセルセンサ出力=0、すなわ
ち、アクセルスイッチ出力のレベルが“L”のとき、
(実際はアクセルセンサとアクセルスイッチは連動して
いるので、アクセルスイッチの出力レベルのみを監視す
る)のトルク指令電流を監視することにより行う。
【0016】アクセルスイッチ出力のレベルが“L”の
ときに、下記の3つのパターンのトルク指令電流I* q
が得られる。ここで、ω* =0であるので、 ωm =0(モータ停止) のとき I* q =0 ωm >0(モータ正常回転)のとき I* q <0 ωm <0(モータが逆回転)のとき I* q >0 ここで、電気自動車を駆動するモータ3として回転方向
が一方向のみで、後進する際はギヤを切り換えるシステ
ムにおいては、モータ3の回転は正常回転、すなわち、
ωm ≧0の値をとる。
【0017】ただし、坂道等で、ゆっくり車が下がる場
合等、モータ3は、車によって逆に回転されることがあ
り、この状態は異常ではないことから、アクセルスイッ
チ出力が“L”レベルのときに、モータ3の回転方向お
よび速度によって算出されたトルク指令電流I* q の値
で、異常を検出する。つまり、図3に示す領域(斜線部
の速度範囲)でかつ、アクセルスイッチ出力が“L”の
ときに、Iq >0になると異常と検出し、自動車が安全
となるように処理する。具体的には、制御を停止して、
モータへの給電を停止する。図3において、斜線部の間
の負の速度域は、例えば車が坂道で下がったとすれば、
モータが遅い速度で回転している範囲を示し、この領域
は異常域ではないので、安全処理は行わない。
【0018】なお、上記説明では、トルク指令電流を求
める際に、比例項だけで説明したが、PI制御、PID
制御を行っても、同様な効果が得られることは言うまで
もない。
【0019】
【発明の効果】請求項1記載の電気自動車の保護装置に
よれば、アクセルスイッチの出力信号が速度指令の非発
生を示す状態であり、かつモータの速度が所定範囲にあ
るのに、トルク指令電流がモータを回転させる値をと
り、モータを回転させるトルク電流をモータへ供給する
異常状態が発生したときに、モータを安全側に制御する
ことができる。
【0020】請求項2記載の電気自動車の保護装置によ
れば、モータがゆっくり逆回転したときには、トルク指
令電流がモータを正回転させる値をとる状態は異常では
ないので、安全側への制御を行わず、もとの制御状態を
継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における電気自動車の構成
を示す回路ブロック図である。
【図2】アクセル開度とアクセルセンサ出力およびアク
セルスイッチ出力の関係を示す特性図である。
【図3】異常検出を行う速度範囲を示す概略図である。
【図4】電気自動車の提案例の構成を示す回路ブロック
図である。
【符号の説明】
1 制御装置 2 PWMインバータ 3 モータ 4 エンコーダ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクセルセンサから出力される速度指令
    信号とエンコーダから得られるモータの現在速度信号と
    を入力として前記速度指令信号と前記現在速度信号の差
    に応じてトルク指令電流を算出し、前記トルク指令電流
    に従って前記モータを制御する制御装置を有する電気自
    動車を保護する電気自動車の保護装置であって、 前記速度指令信号の発生の有無に応答して出力状態を切
    り換えるアクセルスイッチと、このアクセルスイッチの
    出力信号が前記速度指令の非発生を示す状態であるとき
    に前記トルク指令電流が前記モータを回転させる値をと
    る異常状態を検出する異常検出手段と、この異常検出手
    段の異常状態検出出力に応答して前記モータを安全側に
    制御する異常処理手段とを備えた電気自動車の保護装
    置。
  2. 【請求項2】 モータの速度が零から負の所定値までの
    範囲を除く速度領域にあることを異常検出の条件とした
    請求項1記載の電気自動車の保護装置。
JP5232079A 1993-09-17 1993-09-17 電気自動車の保護装置 Pending JPH0787603A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5232079A JPH0787603A (ja) 1993-09-17 1993-09-17 電気自動車の保護装置
US08/307,052 US5485375A (en) 1993-09-17 1994-09-16 Protecting device of electromobile

Applications Claiming Priority (1)

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JP5232079A JPH0787603A (ja) 1993-09-17 1993-09-17 電気自動車の保護装置

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