JPS5953001A

JPS5953001A - 電気車制御装置

Info

Publication number: JPS5953001A
Application number: JP16289082A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kaminaga; 神長　実; Susumu Shiba; 志波　晋; Shigeru Kuriyama; 茂栗山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1984-03-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は電気車制御装置に係り、特にフォークリストな
との電気車のスタート時にスタートをゆっくりとし、そ
の後の加速を早くするのに好適なソフトスタート回路を
備えた電気車制御装置に関するものである。

〔従来技術〕

まず、第１図、第２図を用いて従来技術について説明す
る。第１図は従来の電気車制御装置の回路図で、１はバ
ッテリからなる直流電源で、直流電源ｌは、前進用コン
ダクタ２．後進用コンダクタ３．電動機４の界磁コイル
５と電機子６およびパワートランジスタ７よりなる回路
に接続しである。この回路は、パワートランジスタ７を
オン・オフして電動機４に印加する電圧を変化させて速
度を変えるものである。８はフリーホイールダイオード
、９はプラキングダイオードである。壕だ、直流電源ｌ
のプラス側は、定電圧回路１０に接続してあシ、定電圧
回路１０からの一定電圧を下記の各部に供給している。

１１はアクセル回路で、アクセルの踏み具合により出力
電圧■８が高くなる。この出力電圧■８ば、抵抗器１２
，１３、コンデンサ１４を介して制御回路１５に入力さ
せである。Ｖｂはコンデンサ１４の両端に生ずる電圧を
示す。制御回路１５の出力はパワートランジスタ７のベ
ースに与えである。

次に動作について説明する。アクセルの踏み具合により
アクセル回路１１から電圧■８が出力され、この電圧が
抵抗器１２．１３で分割された電１５は、入力電圧Ｖｂ
によりパワー（・ランフ２２フ０１フ時間を変え、電動
機４の回転速度を変える。

いま、アクセル回路１１からの出力電圧Ｖ、がゆっくり
上昇したとすると、電動機４０回転もゆっくり」−昇す
るが、第２図（ａ）に示すように、電圧■８がステップ
状に上昇すると、制御回路１５への入力電圧■、は、抵
抗器１２とコンデンサ１４とよりなる回路で決まる時定
数により、同図（ｂ）に示す曲線のように変化する。し
たがって、電動機４の回転もこの曲線にしたがって変化
する。このような構成の回路は、一般にソフトスタート
回路と呼はれている。

この抵抗器１２とコンデンサ１４とよシなる回路の時定
数を変えて、顧客が希望する感覚に合せるようにするが
、このような回路では、例えば、バッテリフォークリフ
トのリーチ車においては、運転者が立って運転するので
、スタート時の感覚はゆつくシしておシ、走り出したら
すぐ加速して全速となって作業効率が高められることが
要求されるが、１次遅れの時定数が変わるだけであるの
で、そのようにすることができない。

つ−！シ、従来の１次遅れのソフトスタート回路では、
スタート時をゆっくりさせると加速が悪くなり、逆に加
速をよくしようとすると、スタート時に運転者にショッ
クを与えるようになるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、スタート時にスタートをゆつくシとし、しか
も、その後の加速は早くすることができる電気車制御装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、速度を指令する・アクセルの踏み具合
に応じたアクセル信号を出力するアクセル回路の出力電
圧の大きさを変えるためのソフトスタート用コンデンサ
と、上記アクセル回路の出力電圧が急に大きくなったと
きに上記コンデンサに流す電流を最初の所定時間の間は
小さい第１０電流を流し、その後は上記第１の電流より
大きい第２の電流を流す第１の手段と、上記コンデンサ
への入力電圧が」二記アクセル回路から出力されるアク
セル信号電圧よシ越えないようにクリップするダイオー
ドを用いてなる第２の手段とを具備した構成とした点に
ある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第３（２）に示した実施例および第４図を
用いて詳細に説明する。

第３図は本発明の電気車制御装置の一実施例を示す回路
図で、第１図と同一部分は同じ符号で示し、ここでは説
明を省略する。第３図においては、アクセル回路１１の
出力電圧はオペアンプ１６の十端子に入力させてあり、
オペアンプ１６の出ツ］電圧Ｖ８′を抵抗器１７．１８
で分割し、その電圧Ｖｊを制御回路１５に入力させであ
る。１９はサージ吸収用の小さなコンデンサで、従来回
路のようにソフトスタートを目的として使用したもので
はない。

また、定電圧回路１０の出力はダイオード２０゜２１、
抵抗器２２．２３を介して直流電源１のマイナス側へ接
続し、抵抗器２２と２３の接続点をオペアンプ２４の１
一端子に接続し、さらに、定電圧回路１０の出力は抵抗
器２５を介してトランジスタ２６のエミッタに接続する
とともに抵抗器２７を介してオペアンプ２４の一端子に
接続し、トランジスタ２６のベースはオペアンプ２４の
出力端子に接続しである。トランジスタ２６のコレクタ
は、ノットスタート用コンテンサ２８を介して直流電源
１のマイナス側へ接続するとともに、抵抗器２９を介し
てオペアップ３０の−ｉ　、、Ｊｉ、ｌ子に接続し、ま
た、抵抗器３１．ダイオード３２を介してオペアップ１
６の出力端子に接続してあり、さらにオペアンプ３４の
十端子に接続しである。

また、定電圧回路１０の出力は抵抗器３５゜３６よシな
る回路に接続してあシ、抵抗器３５と３６の接続点はオ
ペアンプ３０の一端子に接続しである。オペアンプ３０
の出力は、ｊ↓（抗器３７を介してトランジスタ３８の
ベースに力えてあり、トランジスタ３Ｂのベースとエミ
ッタ間には並列に抵抗器３９を接続しである。また、オ
ペアンプ３４の出力は、抵抗器４０を介してオペアップ
４１の十端子に入力させである。

４２は電流検出器で、その出力は電流検出回路４３に与
えてあり、検出回路４３からの電流の大きさに応した出
力をオペアンプ４１の一端子に入力させである。オペア
ンプ４１の出力は、ダイオード４４．抵抗器４５を介し
て制御回路１５に入力させである。

次に動作について説明する。第３図に示す回路は、第４
図に示すように、アクセル出力Ｖ１′が同図の（ａ）の
ようにステップ状に増大したときに、制御卸回路１５に
入力する電圧Ｖ　ｂ’が同図（１））に示すように２段
の折れ線となるようにしである。

アクセルを踏んでいない場合は、アクセル回路１１の出
力は零であシ、ｖ、’＝ｏとなる。なお、オペアンプ１
６はインピーダンス変換用として設けたものであり、オ
ペアップ２４は定電流作用をする。定電圧回路１０の出
力電圧をＶ　ｅ　ｅ　、オペアンプ２４の十端子入力電
圧をｖｅとすると、両者の電圧差■ｄ＝■。。−Ｖ８が
抵抗器２５に印カ目される。つ甘り、抵抗器２５には、ここに、几２５；抵抗器２５の抵抗値で示される一定電流が流れ、コンデン゛リー２８を充電
しようとする。ところで、■８′−〇であるときは、そ
の電流が抵抗器３１．ダイオード３２を介して流れ、コ
ンデンサ２８には電流が流れず、コンデンサ２８の電圧
■。は上昇しない。そのため、オペアップ３４の出力も
ない。オペアンプ３４の出力は検出回路４３の出力とオ
ペアンプ４１で上ヒ較され、オペアンプ３４の出力より
検出回路４３の出力の方が太きいと、ダイオ−）’４４
．抵抗暑マ４５を介して制御回路１５へ与える入力電圧
Ｖｂ’−ｅＴＷて、トランジスタ７をオフさせるように
作用する。つまり、ある一定電流以」才し流さないよう
にした電流制限回路となっている。アクセル出力がない
ときは、当然トランジスタ７はオンせず、電動機４は回
転しない。

次に、アクセルを急に全開した場合、すなわち、アクセ
ル出力Ｖ　ａ’が第４図（ａ）に示すよう′にステップ
状に増大した場合の動作について説明する。この場合は
、オペアップ１６の出力電圧Ｖ　ａ’が■ｃｃ近くまで
なるため、抵抗器３１．ダイオード３２を介して流れて
いた電流が流れなくなシ、コンデンサ２８に抵抗器２５
に流れていた一定電流ｉｌが流れ、コンデンサ２８の電
圧ｖｏば、次式により直線的に上昇する。

ここに、０２８；コンデンサ２８の静電容量ｔ　；時間そして電圧■。がゆつくり上昇しである電圧Ｖｅｌにな
ったとき、オペアンプ３０の出力が「高」になるように
抵抗器３５．３６の抵抗値を決めておくと、電圧■。１
になるとトランジスタ３８がオンし、オペアンプ２４の
十端子の電圧が変化する。

つまシ、ｖｄがＶａ’となり、抵抗器２５に印加される
電圧が大きくなり、抵抗器２５に流れる電流１　＋　＝
Ｖ　ｄ’／　Ｒ２５＝　＋　２７！：　ナッテ、コンデ
ンサ２８に流れる電流が大きくなる。すなわち、’ｉｌ
尼ＥＬ’、　Ｖ　。

は１２／Ｃ２ｇ・ｔの勾配で上昇するようになり、Ｖｏ
がＶ　ｅ　１になった時点から折線となり、電圧上昇勾
配が急になる。このようになる様子は第４図（１つ）に
示しである。この電圧によってオペアンプ３４の出力が
上昇し、電流制限回路部のオペアンプ４１の十端子の電
圧が上昇する。

電圧ｖｏがＶＢになるまでのゆつくシした電圧上昇のと
きは、オペアンプ４１の十端子の電圧が小さいため、電
動機４には小さい電流しか流れず、Ｖｂ’は小さく、電
動機４の回転速度はゆっくり上昇する。したがって、ス
タートはゆっくりしたものとなる。しかし、Ｖｃｌとな
った時点からは、オペアンプ４１の十端子の電圧が豹、
に・大きくなるから、Ｖｂ’も大きくなり、電動機４の
回転速度も急に上昇し、加速がよくなる。

ある程度アクセルを踏んで、その後、急にアクセルを全
開にした場合は、従来のものは抵抗器１２とコンデンサ
１４とによる１次遅れのだめ、ゆつくシした加速しかで
きない。しかし、本発明の実施例によれば、第４図（１
））に示しであるように、電圧ｖｅがＶ　ｅ　２になっ
たときにアクセルを急に全開としても、それまでのとき
と同じように、■。

−’　２　／　Ｃ２Ｂ　　・ｔの式にしたがってＶｏが
上昇するから、上記と同じように加速され、加速性能は
良好となる。

なお、電圧ｖｅの上昇の勾配は、下記のように回路の抵
抗器の抵抗値を変えることによって任意に変えることが
できる。すなわち、抵抗器２５゜コンデンサ２８を一定
とすると、スタート時の電圧■ｏの上昇の勾配は、抵抗
器２２と２３の抵抗値の比て決−１９、その勾配が折れ
曲がるときの電圧Ｖｃ１は、抵抗器３５と３６の抵抗値
の比で決まシ、電圧Ｖｅｌとなった以後の電圧Ｖｏの上
昇の勾配は抵抗器４６の抵抗値で決まるから、これらを
変えることによりそれぞれを簡単に変えることが　゛で
きる。

上記したように、本発明の実施例によれば、アクセルを
急に全開したとき、スタートはゆつ〈９とし、その後、
すぐ加速するようにすることがでキ、シかも、運転者の
好みに合せて簡単にその程度を変えることができる。徒
だ、アクセル回路１１の出力以上にならないように抵抗
器３１とダイオード３２とで押えているため安全性を確
保することができる。

なお、」二記した実施例では、電圧Ｖ、の上昇が２段の
折れ線となるようにする回路としであるが、２段以」二
の折れ線となる回路構成としＣもよいことはいう１でも
なく、これは容易に実現できる。

また、上記した折れ線特性をマイクロコンピュータを用
いてソフトウェアによって処理するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以」二説明したように、本発明に上れば、スタート時に
スタートをゆっくりとし、しかも、その後の加速は早く
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気車制御回路の回路図、第２図は第１
図の動作を説明するだめのソフトスタート時の波形図、
第３図は本発明の電気車制御回路の一実施例を示す回路
図、第４図は第３図の動作を説明するためのソフトスタ
ート時の波形図である。１・・・直流電源（バッテリ）、４・・・電動機、７・
・・トランジスタ、１１・・アクセル回路、１５・・・
制御回路、１７，１８，２２，２３，２５，２９，３１
゜３５、３６．３７．３９．４０．４５．４６・抵抗器
、１９．２８・　コンデンサ、２０，２１゜３２．４４
・・・ダイオード、２４，３０，３４゜４１・・・オペ
アンプ、２６．３８・・・トランジスタ、（ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】１、速度を指令するアクセルの踏み具合に応したアクセ
ル信号を出力するアクセル回路と、該アクセル回路の出
力電圧を分圧した電圧を人力して電動機電機子電流をオ
ン・オフする半導体素子を制御する制御回路とを備えた
電気車制御装置において、前記アクセル回路の出力電圧
の大きさを変えるだめのソフトスタート用コンデンザと
、前記アクセル回路の出力電圧が急に大きくなったとき
に前記コンデンサに流す電流を最初の所定時間の間は小
さい第１の電流を流し、その後は前記第１の電流より大
きい第２の電流な流す第１の手段と、前記コンデンサへ
の入力電圧が前計アクセル回路から出力されるアクセル
信号電圧よシ越えないようにクリップするダイオードを
用いてなる第２の手段とを具備することを特徴とする電
気車制御装置。２、前記第１の電流および第２の電ｉ＞Ｉｔ、はそれぞ
れ一定値としである特許請求の範囲第１項記載の電気車
制御装置。３、前記第１の電流は一定値としてあり、前記第２の電
流は時間とともに階段的に増大するようにしである特許
請求の範囲第１項記載の電気車制御装置。４、前記第１の手段は、マイクロコンピュータを用いて
ノットウェア処理によって達成する構成としである特許
請求の範囲第１項記載の電気車制御装置。