JPH08251715A

JPH08251715A - 電動車のモータ駆動制御装置

Info

Publication number: JPH08251715A
Application number: JP7056347A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takechi; 裕章武智
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】登坂時等のように負荷が増大したときでも良
好な走行性能を発揮することが可能な電動車のモータ駆
動制御装置を提供することを目的とする。【構成】電動車を駆動するモータ２８に通電するとと
もにモータ２８への通電をアクセルの開度に応じてＯＮ
／ＯＦＦ制御する電動車のモータ駆動制御装置である。
モータ２８への印加電圧を複数段階に切替え可能なバッ
テリー手段２１，２２と、アクセルの開度に応じてモー
タ２８への通電をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング素
子３０と、モータ２８の負荷が増大したか否かをモータ
２８への通電状態により検出し、これにより、モータ２
８の負荷に応じてバッテリー手段２１，２２からモータ
２８への印加電圧を切り替える切替手段２６，２７と、
切替手段２６，２７が切り替えられた場合に、モータ２
８に流れる電流が連続的に変化するように、スイッチン
グ素子３０をＯＮ／ＯＦＦ制御するデューティを調節す
る通電制御手段３５とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気ゴルフカー等の電
動車に使用され、電動車を駆動するモータの駆動制御を
行なう電動車のモータ駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は電気ゴルフカー等の電動車に使
用される従来のモータ駆動制御装置の一例を示す。この
図において、１はバッテリー、２はアクセルを少しでも
踏み込むとＯＮ状態となり、アクセルを離すとＯＦＦ状
態となるリレー、３は電動車を駆動するモータ、４はモ
ータ３への通電をＯＮ／ＯＦＦするＦＥＴ、５はアクセ
ルの開度に応じてＦＥＴ４のＯＮ／ＯＦＦのデューティ
を制御するコントローラを示す。電動車は、運転者がア
クセルを踏み込むとリレー２がＯＮ状態となり、バッテ
リー１からモータ３に通電されてモータ３が駆動され、
走行を開始する。その際、コントローラ５は、アクセル
の開度に応じてＦＥＴ４のＯＮ／ＯＦＦのデューティを
変化させることにより、モータ３への通電を制御して電
動車の走行速度を制御する。

【０００３】上記電気ゴルフカー等の電動車において
は、モータの駆動力の伝達効率、駆動輪の有効半径、駆
動系の減速比、電動車両の総重量、車輪のころがり抵抗
係数が一定なら、電動車を駆動するモータのトルク及び
回転数によって、走行速度や登坂性能などの走行性能が
決定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
１１に示す電動車のモータ駆動制御装置においては、登
坂時等のように電動車を駆動するモータ３の負荷が増大
すると、バッテリー１からモータ３に流れる電流が多く
なり、バッテリー１からモータ３までの配線で生じる電
圧降下が相対的に大きくなる。そのため、電動車を駆動
するモータ３には、バッテリー１の定格電圧よりかなり
低い電圧しか印加されず、アクセルをいっぱいに踏み込
んだ状態で、モータ３への通電を制御するＦＥＴ４のＯ
Ｎ／ＯＦＦのデューティが１００％となっても、電動車
の走行速度が低下するなど、電動車に予め想定されてい
る登坂性能などの走行性能を引き出すことができないと
いう欠点がある。

【０００５】本発明者の実験では、公称４８Ｖのバッテ
リー１で駆動される車両で登坂時に２５０Ａの電流を流
しているとき、バッテリー１の端子電圧は４２Ｖである
のに対し、モータ３に実際に印加される電圧は３４Ｖま
で低下していることがわかった。

【０００６】そこで、上記の欠点を解決するための手段
としては、電動車に予め定格電圧の高いバッテリーを搭
載し、このバッテリーを補償抵抗を介してモータに接続
し、通常は、バッテリーの出力電圧を補償抵抗により降
圧してモータに印加して電動車を駆動するとともに、登
坂時等のようにモータの負荷の増大に伴って、バッテリ
ーからモータまでの配線で生じる電圧降下が大きくなっ
た場合には、補償抵抗を短絡してモータへの印加電圧を
増加させ、電動車に予め想定されている登坂性能などの
走行性能を発揮させる技術が特公昭５６ー１１３２６号
に提案されている。

【０００７】また、上記欠点を解決し、登坂時等におけ
る電動車の走行性能の低下を防止する他の技術として
は、実開昭５７−３１０９２号公報に開示されているも
のも既に提案されている。

【０００８】図１２はこの実開昭５７−３１０９２号公
報に係るバッテリー車用直流電動機系の制御装置の一例
を示す。この図において、Ｂ1 、Ｂ2 はバッテリー、Ｓ
A 、ＳB 及びＳ1 、Ｓ2 は接点、Ｘは外部リアクター、
Ｆ1 、Ｆ2 は界磁巻線群、Ｍはモータを示す。ここで、
バッテリー車を発進する場合は、図示の実線位置のよう
に、接点ＳA 及びＳB を切り換えてバッテリーＢ1 、Ｂ
2 を並列に接続するとともに、接点Ｓ1 、Ｓ2 を開いた
状態で外部リアクターＸ及び界磁巻線群Ｆ1 、Ｆ2 を接
続し、リアクタンスの大きな状態で起動電流を適正な値
に抑えてモータＭを駆動する。そして、通常の走行時に
は、必要に応じて、図示の破線位置のように、接点ＳA
及びＳB を切り換えてバッテリーＢ1 、Ｂ2 を直列に接
続するとともに、接点Ｓ1 及び／又はＳ2 を閉じた状態
で外部リアクターＸ及び／又は界磁巻線Ｆ2 を開放し、
モータへの印加電圧を増加させ且つリアクタンスの小さ
な状態で駆動電流を増加させてモータＭを駆動し、登坂
時等にバッテリー車の走行性能の低下を防止する。

【０００９】しかし、前者の場合には、通常の走行時に
補償抵抗を介してバッテリーからモータに通電されるた
め、補償抵抗でのロスが発生し、効率が低下するという
欠点があった。また、登坂時等の負荷が増大した場合に
補償抵抗を短絡すると、モータへの印加電圧が急激に高
くなり、モータに流れる電流が急に増加してトルク変動
が生じるため、運転者等の乗員に不測のショックを与え
るという欠点もあった。また、後者の実開昭５７−３１
０９２号公報に係るバッテリー車用直流電動機系の制御
装置においても、バッテリーＢ1 、Ｂ2 とモータＭとの
間に外部リアクターＸ及び界磁巻線群Ｆ1 、Ｆ2 が介在
されているものの、接点ＳA 及びＳB を切り換えてバッ
テリーＢ1 、Ｂ2 を直列に接続すると、やはり、モータ
Ｍへの印加電圧が急激に高くなり、モータＭに流れる電
流が急に増加してトルク変動が生じるため、運転者等の
乗員に不測のショックを与えるという欠点がある。

【００１０】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、登坂時等のように負荷が増大したときでも、モー
タの印加電圧が下がり走行性能が低下するのを防止し、
しかも通常の走行時のロスが増加するのを防止するとと
もに、運転者等の乗員に不測のショックを与えることが
なく、良好な走行性能を発揮することが可能な電動車の
モータ駆動制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電動車の
モータ駆動制御装置は、電動車を駆動するモータに通電
するとともにモータへの通電をアクセルの開度に応じて
ＯＮ／ＯＦＦ制御する電動車のモータ駆動制御装置にお
いて、モータへの印加電圧を複数段階に切替え可能なバ
ッテリー手段と、アクセルの開度に応じてモータへの通
電をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング素子と、モータ
の負荷が増大したか否かをモータへの通電状態により検
出し、これにより、モータの負荷に応じてバッテリー手
段からモータへの印加電圧を切り替える切替手段と、切
替手段が切り替えられた場合に、モータに流れる電流が
連続的に変化するように、スイッチング素子をＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御するデューティを調節する通電制御手段と、を
具備することを特徴としている。

【００１２】上記バッテリー手段としては、例えば、通
常の走行時にモータに所定の電圧を印加する主バッテリ
ーと、負荷が増大した場合に主バッテリーに直列に接続
された状態でモータへの印加電圧を高くするための補助
バッテリーからなるものが用いられるが、これに限定さ
れるものではなく、１つのバッテリーに中間タップを設
けてモータへの印加電圧を複数段階に切替え可能とした
り、複数のバッテリーを設けてモータへの印加電圧を複
数段階に切替え可能としたもの等を用いてもよい。

【００１３】また、上記通電制御手段としては、例え
ば、切替手段が切り替えられた場合に、モータに流れる
電流が完全に連続するように、スイッチング素子をＯＮ
／ＯＦＦ制御するデューティを調節するものが用いられ
るが、必ずしもモータに流れる電流が完全に連続するよ
うに調節する必要はなく、切替手段が切り替えられた場
合に、モータのトルク変動を抑制して、運転者等の乗員
に不測のショックを与えるのを防止することができる程
度に、モータに流れる電流を連続的に変化させるもので
あればよい。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記切替手段が、
前記モータの負荷が増加した後に減少したか否かを前記
モータへの通電状態により検出し、これにより、上記モ
ータの負荷に応じて上記バッテリー手段から上記モータ
への印加電圧を切り替えることを特徴とするものであ
る。

【００１５】また請求項３記載の発明は、前記通電制御
手段が、切替手段が切り替えられるときにモータに流れ
る電流に、切替前と切替後のバッテリー手段の電圧比を
掛けた値に基づいて、スイッチング素子のデューティを
調節することを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】請求項１記載の装置においては、切替手段によ
って、モータの負荷が増大したか否かをモータへの通電
状態により検出し、これにより、モータの負荷に応じて
バッテリー手段からモータへの印加電圧を切り替えるよ
うに構成されているので、登坂時等のようにモータの負
荷が増大した場合には、バッテリー手段からモータへの
印加電圧が高くなるように切り替えることにより、モー
タの印加電圧が下がり走行性能が低下するのを防止する
ことができる。また、登坂時等のようにモータの負荷が
増大した場合にのみ、バッテリー手段からモータへの印
加電圧が高くなるように切り替えるので、通常の走行時
には、バッテリー手段を切り替えて相対的に低い電圧で
駆動すればよく、通常走行時のロスが増加するのを防止
することができる。さらに、請求項１記載の装置におい
ては、切替手段が切り替えられてモータへの印加電圧が
変化した場合でも、通電制御手段によって、モータに流
れる電流が連続的に変化するように、スイッチング素子
をＯＮ／ＯＦＦ制御するデューティを調節するように構
成されているので、登坂時等のようにモータの負荷が増
大したときに、バッテリー手段からモータへの印加電圧
を高く切り替えて、電動車の走行性能を維持した場合で
も、モータに流れる電流は連続的に変化するため、モー
タのトルクが急激に変化して運転者等の乗員に不測のシ
ョックを与えることがなく、良好な走行性能を発揮する
ことができる。

【００１７】請求項２に記載の装置においては、電動車
の負荷が増加した後に減少する場合にモータへの印加電
圧が切り替えられ、その際にモータに流れる電流が連続
的に変化するため、モータのトルクが急激に変化して運
転者等の乗員に不測のショックを与えることがなく、良
好な走行性能を発揮することができる。

【００１８】請求項３記載の装置においては、通電制御
手段は、切替手段が切り替えられるときに、モータに流
れる電流に切替前と切替後のバッテリー手段の電圧比を
掛けた値に基づいて、スイッチング素子のデューティを
調節する。これにより、バッテリー手段からモータへの
印加電圧を切り替えた場合でも、モータに流れる電流が
連続するように制御することができ、モータにトルク変
動が発生するのを完全に抑制することができる。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る電動車のモ
ータ駆動制御装置並びにその周辺回路を示す。この図に
おいて、２１は主バッテリー、２２は補助バッテリー、
２３ａ、２３ｂは互いに連動するメインスイッチ、２４
は主バッテリー２１の電圧検出端子、２５は主バッテリ
ー２１と補助バッテリー２２の電圧検出端子、２６は第
１のリレー、２７は第２のリレー、２８は電動車を駆動
するモータ、２９はフライホイールダイオード、３０は
スイッチング素子としてのＦＥＴ、３１はＦＥＴ３０の
寄生ダイオード、３２はモータ２８の電圧検出端子、３
３は電流検出手段としてのカレントトランス（ＣＴ）、
３４はモータ２８の電流検出端子、３５はコントローラ
を示す。また、コントローラ３５は、ＣＰＵ３６、Ａ／
Ｄインターフェイス回路３７、リレーインターフェイス
回路３８、電源回路３９、フィルタ４０、ＰＩ（比例積
分）演算回路４１、ＰＷＭ回路４２からなる。

【００２０】上記の図１に示す装置において、主バッテ
リー２１と補助バッテリー２２は、直列に接続されてお
り、主バッテリー２１と補助バッテリー２２の接続点４
３は、第２リレー２７の接点ａに接続されているととも
に、補助バッテリー２２の出力端は、第２リレー２７の
接点ｂに接続されている。第２リレー２７は、通常走行
時、接点ａ側に接続されており、登坂時等の負荷が増大
したときには、所定の条件で接点ｂ側に切り替えられ
る。また、第１リレー２６は、電動車の図示しないアク
セルを少しでも踏み込むとＯＮ状態となってその状態を
維持し、アクセルを離すとＯＦＦ状態となる。そして、
電動車の通常走行時には、主バッテリー２１、第２のリ
レー２７、第１のリレー２６、モータ２８、ＦＥＴ３
０、主バッテリー２１の経路を介して電流が流れ、モー
タ２８への通電がＦＥＴ３０によってＯＮ・ＯＦＦ制御
される。また、登坂時等の負荷が増大した場合には、第
２のリレー２７がｂ側に切り換わるため、電動車を駆動
する電流は、主バッテリー２１、補助バッテリー２２、
第２のリレー２７、第１のリレー２６、モータ２８、Ｆ
ＥＴ３０、主バッテリー２１の経路で流れ、モータ２８
への通電がＦＥＴ３０によってＯＮ・ＯＦＦ制御され
る。

【００２１】また、コントローラ３５は、連動するメイ
ンスイッチ２３ａ、２３ｂがＯＮ状態となると、主バッ
テリー２１の電圧が電源回路３９に通電され、この電源
回路３９によってＣＰＵ３６等の回路に所定の駆動電圧
が印加される。ＣＰＵ３６には、Ａ／Ｄインターフェイ
ス回路３７を介して、主バッテリー２１の端子電圧ＶＢ
１、補助バッテリー２２の端子電圧ＶＢ２、モータ２８
の印加電圧ＶM 、モータ２８に流れる電流ＩM 、アクセ
ルの開度を検出する図示しないアクセルポテンショメー
タの開度信号θacc （０（全閉）〜１（全開））が、そ
れぞれ入力される。ＣＰＵ３６は、図示しないＲＯＭに
予め記憶された制御プログラムに従って、第１及び第２
のリレー２６、２７とＦＥＴ３０を駆動制御する。この
ＣＰＵ３６は、アクセルが少しでも踏み込まれ、アクセ
ルポテンショメータの開度信号θacc が０でなくなる
と、リレーインターフェイス回路３８を介して第１のリ
レー２６用の励磁コイル２６ａに通電し、第１のリレー
２６をＯＮ状態に維持するとともに、アクセルが離され
てアクセルポテンショメータの開度信号θacc が０とな
ると、リレーインターフェイス回路３８を介して第１の
リレー２６用の励磁コイル２６ａへの通電を遮断し、第
１のリレー２６をＯＦＦにする。また、ＣＰＵ３６は、
登坂時等の負荷が増大したときにこれをモータ２８に流
れる電流ＩM により検出して、リレーインターフェイス
回路３８を介して第２のリレー２７用の励磁コイル２７
ａに通電し、第２のリレー２７を接点ｂ側に切り換え
る。

【００２２】さらに、ＣＰＵ３６は、アクセルの開度に
応じて変化するアクセルポテンショメータの開度信号θ
acc によって、ＦＥＴ３０のＯＮ／ＯＦＦのデューティ
を変化させ、モータ２８のトルク及び回転数を制御する
ため、アクセルポテンショメータの開度信号θacc に応
じたＰＷＭ信号をフィルタ４０に出力する。フィルタ４
０は、ＣＰＵ３６から出力されるＰＷＭ信号をアナログ
信号に変換するとともに、この制御用のアナログ信号
は、ＰＩ（比例積分）演算回路４１によってモータ電流
ＩM と比較され、ＰＩ（比例積分）演算回路４１からモ
ータ電流ＩM がＣＰＵ３６によって設定される所定の値
になるような比較信号が出力される。そして、この比較
信号は、ＰＷＭ回路４２によって比較信号に応じた周期
でＯＮ／ＯＦＦするデジタル信号に変換され、このデジ
タル信号がＦＥＴ３０のゲートに印加されることによ
り、ＦＥＴ３０のＯＮ／ＯＦＦのデューティを調節する
ようになっている。

【００２３】以上の構成において、この実施例に係る電
動車のモータ駆動制御装置では、図１に示すように、コ
ントローラ３５のＣＰＵ３６によって電動車のモータ２
８が駆動制御される。電動車のメインスイッチ２３ａ、
２３ｂをＯＮすると、ＣＰＵ３６は、図２に示すような
メインフローに従って制御動作を開始し、最初に初期化
が行われる。この初期化ルーチンでは、図３に示すよう
に、ＣＰＵ３６が初期状態に設定された後（ステップＳ
３１）、ＰＷＭ回路４２の出力が０％に設定されるとと
もに（ステップＳ３２）、第１及び第２のリレー２６、
２７の励磁がオフされ（ステップＳ３３）、第２のリレ
ー２７の接点がａ側に接続されて、メインフローに戻
る。

【００２４】次に、メインフローでは、図２に示すよう
に、各データの読み込み動作が行われる。この各データ
の読み込みルーチンでは、図４に示すように、アクセル
ポテンショメータの開度信号θacc （０〜１）（ステッ
プＳ４１）、主バッテリー電圧ＶＢ１（ステップＳ４
２）、補助バッテリー電圧ＶＢ２（ステップＳ４３）、
モータ印加電圧ＶM （ステップＳ４４）、モータ電流Ｉ
M （ステップＳ４５）が、順次読み込まれ、メインフロ
ーに戻る。

【００２５】さらに、メインフローでは、図２に示すよ
うに、異常検出動作が行われる。この異常検出動作ルー
チンでは、図５に示すように、モータ２８の過負荷の有
無が検出され（ステップＳ５１、５２）、モータ２８が
過負荷状態にある場合には、図示しない異常表示ランプ
を点灯しかつモータ２８を停止する等の異常処理が行わ
れる（ステップＳ５９）。モータ２８が過負荷状態にあ
るか否かは、図６に示すように、モータ電流ＩM を所定
時間Ｔ0 で積分した値が設定値を超えたか否かで判断さ
れる。モータ２８が過負荷状態にない場合には、過電流
の検出が行われる（ステップＳ５３、５４）。この過電
流の検出は、モータ電流の検出値ＩM が後述するＩMAX2
より大きい所定の過電流値を超えたか否かで判断され
る。

【００２６】過電流が検出された場合には、異常処理が
行われ（ステップＳ５９）、過電流が検出されない場合
には、各センサの異常検出が行なわれる（ステップＳ５
５、５６）。この各センサの異常検出は、主バッテリー
の端子電圧ＶＢ１等が０の場合に異常と判断することに
よって行われる。センサ異常が検出された場合には、異
常処理が行われ（ステップＳ５９）、センサ異常が検出
されない場合には、モータ２８の異常検出が行なわれる
（ステップＳ５７、５８）。このモータ２８の異常検出
は、例えば、モータ２８への配線が断線したときのよう
に、モータ２８への通電指示にも拘らず、モータ印加電
圧の検出値ＩM が０のとき、異常と判断する。モータ異
常が検出された場合には、異常処理が行われ（ステップ
Ｓ５９）、モータ異常が検出されない場合には、メイン
フローに戻る。

【００２７】さらに、メインフローでは、図２に示すよ
うに、ＰＷＭデューティ計算ルーチンが行われる。この
ＰＷＭデューティ計算ルーチンでは、図７に示すよう
に、第２のリレー２７がＯＦＦか否かが判別され（ステ
ップＳ７１）、通常は、第２のリレー２７がＯＦＦすな
わち第２のリレー２７がａ側に接続されているため、モ
ータ電流ＩM が基準電流１を超えているか否かが判別さ
れる（ステップＳ７２）。

【００２８】ここで、基準電流１は、モータ電流ＩM が
上がり、負荷が重くなったと判断する電流値である。モ
ータ電流ＩM が基準電流１以下の場合には、ＩMAX1とア
クセルポテンショメータ開度信号θacc の値からデュー
ティＤ１＝ｋ１×ＩMAX1×θacc の計算が行なわれた後
（ステップＳ７３）、リレー切替フラッグがＦｃ＝００
に設定され（ステップＳ７４）、リレー駆動フラッグが
Ｆｒ＝０１に設定されて（ステップＳ７５）、メインフ
ローに戻る。ここで、ＩMAX1は、主バッテリー２１のみ
の場合での最大電流値であり、車重等の車両諸元、車両
の使用条件、バッテリー仕様等から予め設計的に決めら
れた設定値である。ｋ１は、デューティ値に換算するた
めの一定の係数値である。また、リレー切替フラッグＦ
ｃ＝００は、第２のリレー２７をそのままの状態に維持
するためのフラッグである。

【００２９】また、モータ電流ＩM が基準電流１を超え
ている場合には、現在のモータ電流ＩM に合わせるため
のデューティＤ２＝ｋ２×ＩM ×ＶＢ１／ＶＢ２の計算
が行なわれた後（ステップＳ７６）、リレー切替フラッ
グがＦｃ＝０１に設定され（ステップＳ７７）、リレー
駆動フラッグがＦｒ＝１１に設定されて（ステップＳ７
８）、メインフローに戻る。ここで、ｋ２は、デューテ
ィ値に換算するための一定の係数値である。また、リレ
ー切替フラッグＦｃ＝０１は、第２のリレー２７を接点
ａ側から接点ｂ側に切り替えるためのフラッグである。

【００３０】一方、第２のリレー２７がＯＦＦでない場
合、すなわち第２のリレー２７がｂ側に接続されている
場合には（ステップＳ７１）、モータ電流ＩM が基準電
流２未満となったか否かが判別される（ステップＳ７
９）。ここで、基準電流２は、モータ電流ＩM が下が
り、負荷が軽くなったと判断する電流値である。モータ
電流ＩM が基準電流２未満の場合には、現在のモータ電
流ＩM に合わせるためのデューティＤ３＝ｋ２×ＩM ×
ＶＢ２／ＶＢ１の計算が行なわれた後（ステップＳ８
０）、リレー切替フラッグがＦｃ＝１０に設定され（ス
テップＳ８１）、リレー駆動フラッグがＦｒ＝０１に設
定されて（ステップＳ８２）、メインフローに戻る。こ
こで、リレー切替フラッグＦｃ＝１０は、第２のリレー
２７を接点ｂ側から接点ａ側に切り替えるためのフラッ
グである。

【００３１】また、モータ電流ＩM が基準電流２以上の
場合には、ＩMAX2とアクセルポテンショメータ開度信号
θacc の値からデューティＤ４＝ｋ１×ＩMAX2×θacc
の計算が行なわれた後（ステップＳ８３）、リレー切替
フラッグがＦＣ＝００に設定され（ステップＳ８４）、
リレー駆動フラッグがＦｒ＝１１に設定されて（ステッ
プＳ８５）、メインフローに戻る。ここで、ＩMAX2は、
主バッテリー２１に補助バッテリー２２を直列に接続し
た場合の最大電流値であり、車重等の車両諸元、車両の
使用条件、バッテリー仕様等から予め設計的に決められ
た設定値である。

【００３２】その後、メインフローでは、図２に示すよ
うに、第１及び第２のリレー２６、２７のＯＮ／ＯＦＦ
動作が行われる。この第１及び第２のリレー２６、２７
のＯＮ／ＯＦＦ動作ルーチンでは、図８に示すように、
リレー駆動フラッグがＦｒ＝００の場合には、第１及び
第２のリレー２６、２７がＯＦＦ、Ｆｒ＝０１の場合に
は、第１のリレー２６がＯＮ、第２のリレー２７がＯＦ
Ｆ、Ｆｒ＝１１の場合には、第１及び第２のリレー２
６、２７がＯＮとなり、メインフローに戻る。ここで、
第２のリレー２７がＯＮの場合には、ｂ側の接点に接続
されたことを意味する。

【００３３】さらに、メインフローでは、図２に示すよ
うに、ＰＷＭ出力動作が行われる。このＰＷＭ出力ルー
チンでは、図９に示すように、リレーの切替フラッグＦ
ｃ＝００か否かが判別され（ステップＳ９１）、Ｆｃ＝
００でない場合すなわちリレーの切替が有る場合には、
リレーの切替フラッグがＦｃ＝０１か否かが判別される
（ステップＳ９２）。そして、リレーの切替フラッグが
Ｆｃ＝０１の場合には、ＶＢ２−ＶM ≦αか否かが判別
され（ステップＳ９３）、ＶＢ２−ＶM がα以下となっ
た場合には、計算されたデューティの出力が行われる
（ステップＳ９４）。

【００３４】ここで、ＶＢ２−ＶM ≦αか否かの判別を
行なうのは以下の理由による。すなわち、リレーの動作
は、図１０に示すように、励磁電流のＯＮ／ＯＦＦに対
して遅れるので（ｔ１、ｔ２）、実際に第２のリレー２
７の接点が切り替わったか否かをモータ印加電圧ＶM で
監視して、ＰＷＭのデューティを切り替え、これによっ
て、モータ２８にトルク変動が発生するのを確実に防止
するためである。また、所定の値αは、モータ印加電圧
ＶM が主バッテリー２１に補助バッテリー２２を直列に
接続した電圧ＶＢ２に近い値に変化したか否かを判別す
るための値であり、例えば、数Ｖ程度の値に設定され
る。また、リレーの切替フラッグがＦｃ＝０１でない場
合には、ＶＢ１−ＶM ≦αか否かが判別され（ステップ
Ｓ９５）、ＶＢ１−ＶM がα以下となった場合には、計
算されたデューティの出力が行われ（ステップＳ９
４）、メインフローに戻る。なお、この場合のαは上記
と同じ値である。

【００３５】一方、リレーの切替フラッグがＦｃ＝００
である場合、すなわちリレーの切替が無い場合には（ス
テップＳ９１）、そのまま計算されたデューティの出力
が行われ（ステップＳ９５）、メインフローに戻る。

【００３６】このように、上記構成のモータ駆動制御装
置では、通常の走行時には、第２のリレー２７が接点ａ
側に切替えられており、モータ２８は、主バッテリー２
１のみによってアクセルの開度に応じて駆動される。そ
して、登坂時等のように負荷が増大した場合には、図７
のステップＳ７２に示すように、モータ電流ＩM が基準
電流値１を超えたか否かが判別される。ここで、基準電
流値１は、上述したように、モータ電流ＩM が上がり、
負荷が重くなったと判断する電流値である。

【００３７】したがって、登坂時等のように負荷が増大
し、モータ電流ＩM が基準電流値１を超えた場合には、
図７のステップＳ７６に示すように、現在のモータ電流
ＩMに合わせるために、ＦＥＴ３０のデューティＤ２＝
ｋ２×ＩM ×ＶＢ１／ＶＢ２の計算が行なわれ、リレー
切替フラッグがＦＣ＝０１に設定されるとともに、リレ
ー駆動フラッグがＦｒ＝１１に設定される。続くリレー
ＯＮ／ＯＦＦルーチンでは、図８に示すように、リレー
駆動フラッグがＦｒ＝１１であるため、第２のリレー２
７がｂ側に切替えられ、主バッテリー２１に補助バッテ
リー２２を直列に接続した電圧がモータ２８に印加され
る。

【００３８】その後、ＰＷＭ出力ルーチンでは、図９の
ステップＳ９１に示すように、リレー切替フラッグがＦ
ｃ＝００か否かが判別され（ステップＳ９１）、次にリ
レー切替フラッグがＦｃ＝０１か否かが判別される（ス
テップＳ９２）。いまの状態ではリレー切替フラッグが
Ｆｃ＝０１であるため、ＶＢ２−ＶM ≦αか否かが判別
されて（ステップＳ９３）、ＶＢ２−ＶM がα以下とな
った場合すなわち第２のリレー２７が図１０に示すよう
に実際にｂ側の設定に切替えられた場合には、計算され
たデューティＤ２の出力が行われ、ＣＰＵ３６は、この
デューティＤ２に応じてＦＥＴ３０をＯＮ／ＯＦＦ制御
する信号をＰＷＭ回路４２からＦＥＴ３０に出力する。

【００３９】そのため、登坂時等のように負荷が増大
し、主バッテリー２１のみから主バッテリー２１に補助
バッテリー２２を直列に接続した状態に切替えられた場
合でも、モータ２８に流れる電流ＩM は変化せず連続し
た状態となるため、バッテリーが切り替えられた際にモ
ータ２８への印加電圧が急激に高くなり、モータ電流Ｉ
M が急に増加してトルク変動が発生するのを防止するこ
とができ、運転者等の乗員に不測のショックを与えるよ
うなことがない。

【００４０】その後もＣＰＵ３６の図２に示すメインフ
ローに応じて、図７に示すＰＷＭデューティ計算ルーチ
ンにおいて、第２のリレー２７が既にＯＮ状態となって
いるため、ステップＳ７９へ進み、モータ電流ＩM が基
準電流値２未満か否かが判別される。この状態では、登
坂時等における負荷が増大した状態にあるため、モータ
電流ＩM が基準電流値２以上である。そのため、図７の
ステップＳ８３において、ＩMAX2とアクセルポテンショ
メータ開度信号θacc の値からデューティＤ４＝ｋ１×
ＩMAX2×θacc の計算が行なわれ、続いてリレー切替フ
ラッグがＦＣ＝００に、リレー駆動フラッグがＦｒ＝１
１にそれぞれ設定される（ステップＳ８４、８５）。

【００４１】続くリレーＯＮ／ＯＦＦルーチンでは、図
８に示すように、リレー駆動フラッグがＦｒ＝１１であ
るため、第２のリレー２７がｂ側のままで、主バッテリ
ー２１に補助バッテリー２２を直列に接続した電圧がモ
ータ２８に印加される。その後、ＰＷＭ出力ルーチンで
は、図９のステップＳ９１に示すように、リレー切替フ
ラッグがＦｃ＝００であるため、計算されたデューティ
Ｄ４の出力が行われ、ＣＰＵ３６は、このデューティＤ
４に応じてＦＥＴ３０をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号をＰ
ＷＭ回路４２からＦＥＴ３０に出力する。

【００４２】そのため、登坂時等のように負荷が増大
し、主バッテリー２１のみから主バッテリー２１に補助
バッテリー２２を直列に接続した状態に既に切替えられ
た後は、アクセルポテンショメータの開度信号θacc に
応じてＦＥＴ３０のＯＮ／ＯＦＦ制御のデューティＤ４
が決定され、電動車は、登坂時等においても走行速度が
低下することなく、アクセルの開度に応じた速度で走行
され、所定の走行性能が発揮される。

【００４３】なお、上記実施例は、登坂時などのように
電動車の負荷が増大する場合について説明したものであ
るが、坂を登り切って平坦路に入ったときのように、一
度増大した負荷が減少する場合には、第２のリレー２７
の接点の接続がｂ側からａ側に切り替えられ、上記と同
様のＰＷＭ制御が行われる。これにより、モータ電流Ｉ
Mが急激に減少してトルク変動が発生するのを防止する
ことができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電動車のモ
ータ駆動制御装置では、切替手段によってモータの負荷
が増大したか否かをモータへの通電状態により検出し、
これによって、モータの負荷に応じてバッテリー手段か
らモータへの印加電圧を切り替えるように構成されてい
るので、登坂時等のようにモータの負荷が増大した場合
には、バッテリー手段からモータへの印加電圧が高くな
るように切り替えることにより、モータの印加電圧が下
がり走行性能が低下するのを防止することができる。ま
た、登坂時等のようにモータの負荷が増大した場合にの
み、バッテリー手段からモータへの印加電圧が高くなる
ように切り替えるので、通常の走行時には、バッテリー
手段を切り替えて相対的に低い電圧で駆動すればよく、
通常走行時のロスが増加するのを防止することができ
る。

【００４５】さらに、切替手段が切り替えられてモータ
への印加電圧が変化した場合でも、通電制御手段によっ
て、モータに流れる電流が連続的に変化するように、ス
イッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御するデューティを調
節するように構成されているので、登坂時等のようにモ
ータの負荷が増大したときに、バッテリー手段からモー
タへの印加電圧を高く切り替えて、電動車の走行性能を
維持した場合でも、モータに流れる電流は連続的に変化
するため、モータのトルクが急激に変化して運転者等の
乗員に不測のショックを与えることがなく、良好な走行
性能を発揮することができる。

【００４６】また、請求項２に記載の電動機のモータ駆
動制御装置では、電動車の負荷が増加した後に減少する
場合にモータへの印加電圧が切り替えられ、その際にモ
ータに流れる電流が連続的に変化するため、モータのト
ルクが急激に変化して運転者等の乗員に不測のショック
を与えることがなく、良好な走行性能を発揮することが
できる。

【００４７】また、請求項３に記載の電動機のモータ駆
動制御装置では、通電制御手段が切替手段が切り替えら
れるときにモータに流れる電流に、切替前と切替後のバ
ッテリー手段の電圧比を掛けた値に基づいて、スイッチ
ング素子のデューティを調節するので、バッテリー手段
からモータへの印加電圧を切り替えた場合でも、モータ
に流れる電流が連続するように制御することができ、モ
ータにトルク変動が発生するのを完全に抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電動車のモータ駆動制
御装置及びその周辺装置を示す回路図である。

【図２】本発明の一実施例に係る電動車のモータ駆動制
御装置及びその周辺装置の動作を示すメインフローチャ
ートである。

【図３】実施例における初期化ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図４】実施例におけるデータ読み込みルーチンを示す
フローチャートである。

【図５】実施例における異常検出ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図６】実施例におけるモータ過負荷の検出を示すグラ
フである。

【図７】実施例におけるＰＷＭデューティ計算ルーチン
を示すフローチャートである。

【図８】実施例におけるリレーＯＮ／ＯＦＦルーチンを
示すフローチャートである。

【図９】実施例におけるＰＷＭ出力ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１０】実施例における第２のリレーのＯＮ／ＯＦＦ
動作を示すタイミングチャートである。

【図１１】従来の電動車のモータ駆動制御装置及びその
周辺装置を示す回路図である。

【図１２】従来の他の電動車のモータ駆動制御装置及び
その周辺装置を示す回路図である。

【符号の説明】

２１…主バッテリー（バッテリー手段）、２２…補助バッテリー（バッテリー手段）、２６…第１のリレー（切替手段）、２７…第２のリレー（切替手段）、２８…モータ３０…ＦＥＴ（スイッチング素子）、３５…コントローラ（通電制御手段）、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動車を駆動するモータに通電するとと
もにモータへの通電をアクセルの開度に応じてＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御する電動車のモータ駆動制御装置において、モータへの印加電圧を複数段階に切替え可能なバッテリ
ー手段と、アクセルの開度に応じてモータへの通電をＯＮ／ＯＦＦ
制御するスイッチング素子と、上記モータの負荷が増大したか否かを上記モータへの通
電状態により検出し、これにより、上記モータの負荷に
応じて上記バッテリー手段から上記モータへの印加電圧
を切り替える切替手段と、上記切替手段が切り替えられた場合に、上記モータに流
れる電流が連続的に変化するように、上記スイッチング
素子をＯＮ／ＯＦＦ制御するデューティを調節する通電
制御手段と、を具備することを特徴とする電動車のモータ駆動制御装
置。
【請求項２】前記切替手段は、前記モータの負荷が増
加した後に減少したか否かを前記モータへの通電状態に
より検出し、これにより、上記モータの負荷に応じて上
記バッテリー手段から上記モータへの印加電圧を切り替
えることを特徴とする請求項１に記載の電動車のモータ
駆動制御装置。
【請求項３】前記通電制御手段は、切替手段が切り替
えられるときにモータに流れる電流に、切替前と切替後
のバッテリー手段の電圧比を掛けた値に基づいて、スイ
ッチング素子のデューティを調節することを特徴とする
請求項１または２に記載の電動車のモータ駆動制御装
置。