JPS60500475A - 複モ−タ制御装置 - Google Patents

複モ−タ制御装置

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JPS60500475A
JPS60500475A JP58501147A JP50114783A JPS60500475A JP S60500475 A JPS60500475 A JP S60500475A JP 58501147 A JP58501147 A JP 58501147A JP 50114783 A JP50114783 A JP 50114783A JP S60500475 A JPS60500475 A JP S60500475A
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メロシツク グラント カール
ピツケリング ウイリアム
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キヤタピラ−インダストリアルインコ−ポレ−テツド
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    • H02P5/68Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more dc dynamo-electric motors
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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】 複モータ制飢装置 技術分野 本発明は一般にモータ制御装置に関し、特に、ぎ出立に制御される/対の車輌駆 動モータへの電力の供給を規毒1]するための装置に関する。
背景技術 若干棟の動力車は独立に制御可能な複数の駆動モータを具備している。例えば、 多くの型の電気自動車(まユつの駆動輪を有しており、該駆動輪の各々(′!− 付属のモータによって独立に駆動される。上記モータへの電力の供給、従って被 駆動輪の速度を規制するために側聞1回路カー用℃・られている。
上記東eiXを心線路;′−おいて、駆動するに;ま、上を己缶・(荏:回路の 制御の下て同し電力を上記、駆動モータσ)各々((供給−4−ろ。従って、こ れらモータは同じ速度て(′駆動し、そJ+それの車輪を同し速度て回転させる 。上記車輛力″−彎曲路を走行しつつあるときは、内(tl、liの車輪(1外 Ijllの車輪よりもゆっくりと回転しなければならなし・。従って、上言己市 制御回路は上記駆動モータに対する電力の供給を霜(1憫jし、内側の車輪を駆 動するモータの速度を外411Hの車輪を駆動するモータの速度よりも遅くする 。彎由〕路の半径力′−次第に小さくなるにつハで、内側の車輪とタト伊1!の 車輪との間の速度差が仄第に大きくなり、極端な場合に1−1 r9 (111 jθ)車輪と外側の車輪とか逆に回転するようになる。
現在ある制御回路は、麹モータへの電力の供給を制御するために開発されたもの である。これら制商]回路に共通の一つの欠点は、これら回路が旧式の線型また はアナログ設計思想を基礎としたものであるということである。
5また、現在ある多モータ制御装置は一般に専用の論理回路を有している。従っ て、そのモータ速度制御al1機能を、例えば、異なる大きさの車輛のための異 なる定格のモータに適切な電力を供給するために簡C1iに変化または調節する ことがてきない。
本発明は上述した諾問題の一つまたはそれ以」二のものを克服することを目的と するものである。
発明の開示 本発明の一つの態様においては、第1及び第一のそれぞれの、駆動モータj/C 亀刀ン与える1こΔ・)に第1及び第一の電力切替手段を制御するための車輛制 御手段は、&)/及び第2の指令モータ速度信号を発′」−同一そ・ために上記 第1及び第一の電力切替手段並び((第1及び第一のトう/スノユーザ手段を制 御可能に作動さぜろための第1及び第一の可制御手段を有ず。本発明の改良点は 、上記第1の指令モータ速度信号に応答して第1のディノタル数を発生するため の第1の手段と、上記第一の指令モータ速度信号に応答して第一のデイジタル数 を発4トずろための第一の手段と、上記第1及び第一のそれぞれのデイジタル数 に応答して第1及び第一の・Pルス列を発生1−るための、及び上記・ぐルス列 を上記第1及び第一の可制御手段へ送るための手段とを循えたことにある。
従来の側聞1回路は本発明の車輌j!i11佃j装置の利点を提供上ず、そして 本負的に線型またはアナログ回路として作られており、これは本来的に、デイノ タル型の集積回路におけろような信頼性、費用効果性、迅速性及び空間節減性か ない。本発明の制御装置はデイノタル型の集積回路技術を用し・て設計及び製作 されるものであり、便利にソフトウエアグロダラム可能である。
図面の簡単な説明 本発明の複モータ制御装置をよりよ(理解できるように、以下、添付図面を参照 して説明する。
図面において、 第1図は本発明を用いた車輌の路上面図、第一八及び2B圀は人発明の複モータ 制御装置の一実施例のブロック線図、 菓3図は第Ω図に線図で示した装置の特定の作動モードに関連する・ぐルス列を 示す図、 第11A及びり8図は本発明の他の実施例のブロック線図、 第5南は本発明の一実施例に対するソフトウェアの流第1図は、第1及び第一の 電気駆動モーター2.14に対する電力の供給を独立に制御するための制へ回路 10を有する車輛制御装置16を示すものである。−例として、単窃制御裂h1 6は、第7の駆動輪20及び第2の駆動輪22を有する電気自動単18ケ制御す る。第1のモータ12は第1の軸21r介して第1の駆動輪20を回転させ、第 2のモータ14は第一の軸26を介して第二の駆動輪22を同転させろ。
車輛制御装置16は、順方向、逆方向、及び中立の切換指令位置を有する方向ス イッチ33を有している。制徒j回路10は、上記方向スイッチのいずれか一つ の位置に応答して付属の線路31を介して指令方向入力信号を受信する。
車輛制御装置16はまた、各々が所望のまたは指令のモータ速度を表わしている 検数の位置のうちの任意の位置にイ:fl+決めすることのてきる加速ぜグル2 8を有す。。
制御回路10は、加速破ダル28の任意の一つの(5tに1に応答して付属の線 路30を介して指令速度入力信号を受信′1−る。車輛制御手段16はまた、舵 取ハ/トル32と連係する可舵取輪35を有す。可舵取輪35は、舵取・・ンド ル32の回転に応答して複数の角度的イ立直にわたって回転し、車輌18を直線 路または彎曲路に沿ってI与く。
可舵取輪35の任意の一つの回転的または角度的イ、V装置に応対1−るイ百号 は、付属の線路34な介して制御回路10へ送られる。
直線路に沿って駆動される車輌18に応しては、第、/の駆動モータ12及び第 一の駆動モータ14は等価平均電力を与えられて同速度て回転させられ、車輪2 0゜22を同速度で回転させる。これに反して、彎曲路に沿って駆動される車@ 18に応しては、差動平均電力が第1の駆動モータ12及び第一の4駆動モータ 14に与えられ、第1及び第一の車輪20.22のうちの内側のものを第1及び 第一の車輪20.22のうちの外(llllのものよりもゆっくりと同転させる 。この場合の内側及び外側とは、彎曲路によって描かれる弧の半径の中心に対す る車輪20.22の相χ・1位置を指ずのであり、車輪20゜22のうちの内側 のものは車輪20.22のうちの外側のものよりも上記中心に近い。
第2A及び2B図は、方向スイッチ33、加速にダル28及び可舵取輪35の位 置に応答して第1の1駆動モータ12及び第一の駆動モータ14に対する電力供 給を制御するための装置または制動回路10を更に詳細に示すものである。制動 回路10は、第1及び第一の、駆動モータ12,14のそれぞれに対する第1の 指令モータ速度信号に応答して第1のディシフタル数を生じさせろための第7の 手段36、並びに第1及び第一の、駆動モータ12゜14に対する第一の指令モ ータ速度信号に応答して第一のデイジタル数を生じさせるための第二の手段38 を有す。第1の手段36は、腑速器位置情報を付属の線路30上で受信し、そし て、例えば、第1の組の線路42上へ送り出された受信情報に応答してダビット ・デイノタル信号または数庖発生するための紀/のトランス、゛ユーサ手段40 を有す。信号調整回路44が、第1の組の線路42上でン信された数を調“1ン ・シ、セしてこれら数を第2の組の線路46」−1′こ送り出す。1711ち、 第一の靭の線路46上のデイジタル数は、加速・くダル28か押されていないと きの零速度指令に応答1−る0000から、加速(ダル28が一杯に押されると きの最大速度指令に応答ゴーる////=l:ての仲間1であることσ〔なる。
0000から////までの数列は、所望に応じ、線型または非線型である。非 線型数列は低速度範囲における分解能を増大させ、運転者の便宜及び制動を増大 させる。ユ進コード化10進形式の0000から////まての範囲のデイジタ ル数は単に説明の便宜上用℃・るものであり、所望の精度と一致する個数のピノ l−を有する他の適当にコード化した一進弄示、例えばグレイコー[゛てあって よいこLl−)1.べ一に−1−一かい に=の手段38は、ioT舵取舵取角度位置’Iff報を付稙の線路34上て( 信し、そして、この受信情報に応答してqビット信号または数を〈■−じさせて これを第3の組の線路50上へ送り出すための第一のトランスツユ−’J手段4 8を有す。信月調”+t’ lq路52が、第3のγ11の線路5゜上で受信さ れた数をθS ’B; L、そしてこ才)ら数を第ダの糺の線路54上へ送り出 す。即ち、第グのillの線路54上のデイジタル数は、第1の方向における可 舵取輪35の第7の最大角度位置を表わjooooがら、第一の位tへにおける 可舵取輪35の第一の最大角度位置を我わす////まての範囲にあることにな る。0000と////との間のこのプ゛イノタル数は、当然、上記aつの最大 位置間の可舵取輪のそれぞれの角度位置を表わすものであり、」二記町舵取輪の 角度代置の非線型表示を提供するように便利に構成されて℃・る。かかる非線型 表示の結果、可舵取輪35の上記コつの最大位置に隣接する領域におけろ上記町 舵取輪の角度イ)1置の分解能が大きくなり、可舵取輪35のθ°位置に隣接す る領域における分解能が減る。かかる非線型表示の結果、後述するように、車輌 18が角を曲るときの被測両輪即ち駆動輪20゜22の割部j・141が増す。
上述した加速にダル28の位置と同じように、0000から////までのディ ノタル数の範囲は任意の適当にツー1゛化したコ進表示であることができる。
ブ゛−タ々)↓埋+収56つ・、il−及びな−9の本船46゜54上(・こ” ’: +噌jさilだそれぞれの子゛イ/゛タル数−こ宅、答して第1及び第一 のそ11それの(、(路58,60上に・ぐルス列を発イ1−する。データ処理 手段56は、例えば、第1のデータ入力ヂー1− P / −0、3及び第一の データ入力ポートP/−4,7を有するマイクロゾロセッサ62 ヲW ’−て いる。第1のポートP/−0,3は笛Ωの組の線路46上のダビットのデイジタ ル数を受信し、第一のポートP/−4,7は第りの示]Iの線路54上のダビッ トのティ、22タル数を受信する。後述ずろソフトウェア制−の下ては、マfり J::−、Qロセンザ62は第1の出力手段62A、和に第1の出力ポートP  、2−0から興/の線路58上に・Pルス列を生ピさせ、また第一の出力手段6 2B、特に第一の出力ポートP、2−1から′8.2の玖路6o上に・やルス列 を生じさせる。
デ−タ処理手段56はまた第3及び第りのテ゛−タ入力ポートP3−0 、P3 −1を41しており、該ポートはそれぞれの線路71.73て接続されてオSす 、後述ずろように、方向制御筒5材に応答して車輛18の指令された走行方向に 対応する信号を受信するよう(・でなっている。
更に、データ処理手段56は、それぞれの線路31a。
31bによって順方向及び逆方向の接触子コイル13゜15並びにイ・j属のコ イル1゛ライバ17,19に接続された第3及び第qの出力ポートPグー0 、  I)グー1を有ず。
従って、データ処理手段56は、指令された車輛18の方間に関する人力′!′ S詰を有し2、+(社)18の方i::7を訃1商1−4−へぎ上記接触子を制 御′1−る。
第1の可1blj向手段64が第1の線路58上のがルス列に応4(2て第3の 線路66上にバイアスかけ信号を生じさせ、第1の電力切替手段68k「オー・ 」「オフ」させて篭の69から第1の、駆動子−夕12に電力を与える。
第1の町制蓚手段64は、・ぐルス列の・ξルスをり゛−トスルー及び増巾して 第3の線路66上へ送り出す第1の論理ケ゛−ト及び増巾型回路70を有1−0 第1の電力切替手段68は、図示のように、第1の1駆動qコータ12及び電諒 69例えば車翔電池’v とO[1タリの第7のかワードAT ランノッタ72を有す。第1の電力切替手段68が「オ/」となると、電力か+ vBATから送られて第1の、駆動モータ12を貼替する。
第2の可制御手段74が第一の線路60上の・やルス列に応答して第グの線路7 6上にバイアスかげ信号を生じさせ、第一の電力切替手段78を「オン」 「オ フ」させて電源69から第一の駆動モータ14−\電力を送る。第一の可制御手 段74は、ノヤルス列のノPルスをケゝ−1・スルー及び増巾して第9の線路7 6上へ送り出す第一の論理ケ゛−1・及び増「1]器回路80を有す。第一の電 力切替手段18は、図示のように第一の駆動モータ14及び電弾69と直列の第 一の・ぐワートランジスタ82を有ス。第2の電力切替手段78が「オン」とな ると、電力が十VBAT から送られて第一の駆動モータ14を貼替する。
第1の、駆動モータ12及びイ・IKの電力切替手段68は、電源69に女・丁 して、第2の、ヘス動モータ14及びイ、′l川の電力切替手段T8と並列関係 になっている。
更に、装置10は方向制御手段37を′有す。方向制御手段37は第1の駆動モ ータ12と直列の常開順方向接触子138及び13b並びに常閉逆方向接触子1 3c及び13dを有す。接触子13aないし13dが図示の状態になっており、 そして第1のトランジスタ72が「オン」にバイアスかけされると、電流が電源 69の正側から接触子13c、第1のアーマチュア23、接触子13d、第1の 界磁コイル43及び第1のトランジスタ72を辿って電ぶ69の負側へ流れる。
接触子13aなし・し13dの各々かそれぞれの交替した状態となり、そして第 1のトランジスタ72が「オン」にバイアスかげされると、電流は電源69の正 側から接触子13a、第1のアーマチュア23、接触子13b、第1の界磁コイ ル43及び第1のトランノッタ72を辿って電源69の負(1!Qへ流れる。
手段37は更に、第一の駆動モータ14と直列の常開逆方向接触子15c及び1 5d並ひ(C常閉順方向接触子15a及びisbを有ず。@触子15aないし1 5dが図示の状態になっており、そして第一のトランノッタ82が「オン」にバ イアスかけされると、電流が電源69の正側がら接触子15c、第一のアーマチ ュア25゜接触子15d、第2の界磁コイル45及び第一のト、ラノ7“スタ8 2を舟って電源ε9の負偲1−流れる。接触子15aな℃・し15dの各々がそ れぞれの交替した状態となり、そして第一のトランジスタ82がFオンJにバイ アスかげされると、電流は電源69の正側から接触子15a、第一のアーマチュ ア25、接触子15)〕、第一の界磁コイル45及び第一のトランジスタ82を 通って電′#、69の負イjjijへ流れる。
方向刺部1手段37はまた第1の方向性接触子コイル13及び第1のスイッチ即 ちドライバ17例えばトランノッタを有しており、該トランジスタは、閉または 「オン」となると、電源69を介してコイル13を賦プする。
コイル13は接触子13a、13b、13c及び13dの開閉状態を普通の仕方 て制釧づ−る。他の方向性接触子コイル15及びスイッチ即ち(ライム19は接 触子15a。
+5h、+5c及び15dの開閉状態を同様の仕方て制御する。スイッチ17は 線路3ib上の方向制御信号に応答して閉じ、スイッチ19は線路31a上の方 向制御信号に応答して閉じる。順方向接触子15a、15bは常時は閉じており 、そして逆方向接触子15c、15dは常時(ま開いており、これは接触子13 a、13b。
13c及び13dの互℃・に逆の常時の状態であると(・うことにrJE目され たい。
方向制御手段37は更に、順方向位置F、中立位置N及び逆方向位置Rを有する 方向制御スイッチ33を有して℃・ろ。スイッチ33か中立イ;f jj4(N にあると、杭/のコンテ/す51D)弔/の抵抗55をJ角して十Vカ・ラコ仲 埋1へ光電されてY・→j路71上の縮/のインバータ59の出力はaa埋りと なり、第一のコノデノサ53が抵抗57を通じて→■かも論理1へ充電されて線 路73上の第一のインバータ61の出力はdml埋Oとなる。
方向制動スイッチ33を順方向イカ置Fへ移動させると、第1のコ/デ/ザ51 は第1の抵抗55及びスイッチ33乞辿じて論理0へ放電させられ、緋路γ1上 の出力は11旦方向を宍わ″f論理1となる。方向制御スイッチ33を逆方向位 置Rへ移動させると、第一のコ/テ゛ンサ53は第一の抵抗57及びスイッチ3 3を迎じて論理0へ放電させられ、第一のインバータ61からの線路73上の出 力は逆方向を六わず酩BFJl+となイ)。
ノフトウエア制仰の下で、マイクロプロセッサ62は程路71上の論理1に応答 して方向側画信号を線路3Ib上ニ送ツて概/のスイッチ17を閉またはr A ンJ トナし、第1のコイル13を貼替し、接触子13a、13b。
13C,13dの状態を変更させる。従って、l1i=+方向接触子13a、1 3bは閉じ、逆方向接触子13c、13dは開き、順方向接方向接触子15a  、 1 sbは閉じたままで℃・ろ。従って、第1のモータ及び第2のモータ1 4は同じ方向即ち順方向に貼替される。同様に、ソフトウェア制御の下で、マイ クロプロセッサ62は&路73上の論理1に応答して出力方向制御信号を線路3 1a上へ送って第一のスイッチ19を閉または「オン」となし、江コのコイル1 5を貼替し、桜剛l子15a、15b。
+5c、15dの状態を変更させ、−カ、接触子13a。
13b、13C,13dはその常時の′4.’(’iq O) i t テ’y  □ ル。
従って、逆方向接触子15c、15dは閉し、11旧方向接触子15a、15b はFj’r+き、逆方向接触子13c、13dは閉じ、従って第1のモータ12 及び第一のモータ14は同じ方向即ち逆方向KUR勢される。
第3図は、第1及び第一のそれぞれの出カポ−)P、2−0.P2−1におし・ てマイクロプロセッサ62によって作られるパルヌ列の・Pルス肢形の例を示す ものである。
Sつのパルス成形AないしEは第1の線路58」二のパルスタ!]に対するもの てあり、sつのバルク吸形へ′なし・しE′は第一の線路60上のノ2ルス列に 対するものである。
第3図のAないしC及び第3図のA′ないしC′は、零よりも大きな最小速度か ら半速までのモータ速度範囲に対応J−るパルス列を示すものである。第3図の CないしE及び第3図のC′ないしE′は、半速から最大制御速度までのモータ 速度範囲に対応するパルス列を示すものである。実線で示す・ぐルスは、車輛1 8を直線路に活って走行させるときの状態に対応し、斜線を付したパルス部分は 、車輛18を彎曲路に沿って走行させるときの状態に対応jろ。
第3図のA及びA′は、それぞれのボー)P、2−0及びP2−1における最小 速度パルス列を示すものである。
これら・(ルス列は一定の最小族波数であり、各パルスP 及びPA・の「オフ タイムj!・ず一定である。・ぐルスP 及びPAlは、後述の理由のために位 +目はずi)になつて℃・る。
第3図のB及びB′は、最小速度と半速との間のモータ速度に対応するそ」1. それのポー)P、2−0及びP、2−1におけるノクルス列を示すものである。
これら・ぐルス列は一定であるか、第3図のA及びA′に示すパルス巾に比べて ノPルス巾カ太キ<すっている。パルス巾は、ノクルスの「オンタイム」を増し 且つ対応的に「オフタイム」を減らすことによって増大さぜられるから、・ぐル ス列周波数は不変である。・ぐルスPB及びP Btもまた互いに句相はずれで ある。
第3図のC及びC′は、半連払態に対比、するそれぞれのボートP、2−0.P 、2−1におけろ・ぐルス列を示づ−ものである。これらパルス列の周波数は第 3図のB及びB′に示す周波数から変って(・な℃・。しかし、その・ぐルス巾 は50%程度大きくなっている。ここでも、Po及びP crは互いに位相はず れになって(・る。
第3図のD及びD′は、半速まりも大きく全速よりも小さく・モータ速度に対応 するそれぞれのボートP2−0及びP2−1における・ぐルス列を示すものであ る。これらパルス列においては、・ぐルスPD及びPヒの「オンタイム」は前述 のパルスの「オンタイム」よりも犬ぎ(なっており、「オフタイム」は一定に保 持されている。このために、第3図のC及びC′の・やルス列よりも周波数カ倣 るが、こTtら・好ルスタリのより長見・「オフタイム」ぼたはより高いデユー ティサイクルによりモータ速度は増す。ここに、デユーティサイクルは、所与の ]4ルス列の7つの「オン/オフ」サイクルにり↑するパルス「オンタイム」対 ・ぐルス「オフタイム」の百分率と定義される。
パルスPD及びPD7もまた、時間的に4なるとはし・5ものの、互(・に位相 はずれである。
第3図のE及びE′は、最大側角」速度状態に対応するそれぞれのボートP、! −0及びP、2−1におけるパルス列を示すものである。これら/8ルスタリに お℃・てしA1、パルスPE及びPEtの「オンタイム」は)’?ルスPD及ヒ PDlの「オンタイム」よりも増しており、その「オフタイムJは一定に、且つ 第3図のD及びD′のパルス列に<:、;して示したと同しに保持されて(・る 。そのために、後者よりも周波数が減るが、より長し・「オフタイム」または更 に高し・デユーティサイクルによりモータ速度は増す。ノモルスPE及びP E /もまた互℃・に位相はずれである。
第3図のA、A’及びB、B’及びCIC′及びり。
D′及びE、E’に示ず各対の・やルス列は、位相はすれになって!i℃・るか 、所与の対のパルス列が、結局、菓/の駆動モータ12及び第一の駆動モータ1 4を同速度で独立に駆動−(るという点において同じである。パルス列のこの同 一性は、車輛18を直線路に渚って走行させるとき、即ち町舵取輪35の角度が 実質的にθ°であるときに住−4−る。
ンイ’・−3(崗のB′ ((ニブ・・(・て(・ユ1、−ぐルスの后:’i  I、(:をf’iシfこ領域により、紀J [’、2j 0)Bに示す・ゼルス 列のものよりも灼℃・[−オンタイム」または低いデューテイサイク/Lを有す る・Pルス列を示しである。第3図のB及びB′に示すパルス列か第1及び第一 の駆動モータ12,14をそれぞれ駆動するのて、モータ12.+4は相異なる 速度で1転し、その差の人ぎさはそれぞれのパルス列のデユーティサイクルに関 係ずろ。・ぐルス列におけるこの差は、例えば、車輛18が曲り角まγ二は彎曲 部を走行ずろ場合に発′Fするものてあ1)て、受信された可舵取輪35の角度 信号て示される如きてあり、第3図り)B′のパルス列−工平ら、1 只σ)u 4佃1鯰’)n −”lり σ)埼仝蓮聞左会→G寸−ごのよ5に、独立(C駆 動される車輪20.22間に差動動作が与えられる。
可舵取輪35の角度位置か08位置のいずれかのl1l)て、23°以上である ときにおげろ車輛制御装置16の最大・(ルス動作は、第3図17)C及びC′ に示す如く、実質的に頂線的の前進運転のための最大・Pルス動作の50%に制 限される。従って、モータ12,14の速度も同様に制限され、曲り角または湾 曲部を走行するときの車輌18の制御性が改善される。
本例につ℃・て史に説明すると、可舵取輪35の角度が曲り角において増加する につれて、第3図のB′ またはC′のパルスの「オフタイム」が第3図のBま たはCのパルスの「オンタイム」に対して減少し続け、これによ・シ、車輪12 .+4の速度差が増′す。最終的には、可舵取輸35の予め選定した角度におい て、第3図のB′またはC′の・ぐルスの「オンタイツ、」は第3図のA′に示 す最小値(C減少させられる。可舵取輪35の角度が、この予め選定した角度を 越えて、Nilち急な曲り角にオ、)いて、更に増加すると、内側の車輪2[1 ,22に女1する方向接触子13aな(・し13d、15aな1−し15dはl ++路31a、3Ib上の出力に応答して逆転させられ、車輪20.22は逆回 転し始めろ。7cこて第3図のB7 、cJの、J6?ルス列のデユーティサイ クルか増加して町舵取輪35の角度か更に増加し、これにより、上記逆回転して いる車輪20.22の速度差が増し、第3図のc、c’の最大差動状態に達する に至る。
第3図に示すぞ1+それの対のパ/Lス列は互(・にfst ′+1はずれにな っており、第1及び第一のパワートランノッタ72.74の・(ルス動作を組み 合わすことによって電池のリフ0ル電流を減少または最小化し、これにより、電 源69に対する効果的なより高いシステム切替周波数を提供する。
第9図は、第Ω図に示す実施例と類イυの構成音1.、材を有1″る制蛸J回路 10の他の実施例を示すものであり、同様参照番号てこれら構成部材を示しであ る。即ち、例えば、第9図の制御回路は、それぞれのディノタル数を発生するた めの第1及び第一の手段36.38、第1及び第一の可制御手段64,74、及 び第1及び第一の電力切替手段68.78を有す。
筆q図の匍1叫j回路10はまた、ツノの組の線路46及び第ダの組の線路54 上のディノタル数に応答して第1及第aのそれぞれの線路58,601−に・? ルス列を発生するためのデータ処理手段56を有す。しかし、第、2[1のデー タ処理手段56は、第1の出カポ−1−P 2−0及ヒ?I<2の出カポ−IP 、2−1において址/の線路58及び第一の線路601”−それぞれ第3図の・ ぐルス列を出力するようにノットウェアプログラムされるマイクロノロセッサ6 2を有しているが、第9図のデータ処理手段56は、第3の出力ポートP2−0 .3にお(・てダビット・ディノタル数を第Sの組の線路84−ヒヘ、及び第グ の出カポ−1−P、2−4.7においてダビット・デ゛イノタル数を第6の組の 線路86上へ出力するようにリフ[ウエアフ0ログラムされるマイクロプロセッ サ62′を有ず。
デイジタル数から・ぐルス列へのコンバータ手段88か、k 3の冶1の線路8 4上のテ゛イノタル数を第Sのr、路58上のパルス列へ、及び第6の組の線路 86上のディノタル数を第一の線路60上のパルス列へ変換する。コンバータ手 段88からのこれらの・eルス列\・ま第3図に示すパルス列とは異なっている 。
コンバータ手段88は、第1の比較器90、第2の比較器92及びカウンタ/発 振器94を有す。第1の比較器90は、第Sの糾の線路84上のダビット数を受 取る入力端子A、第7の組の線路96上でカウンタ/発振器94711・らのq ビットfJを受取る入力端子B、及び第1′の線路58に接続される出力端子A <Bを有す。第一の比較器92は、第6の組の線路86上のクビノト数を受取る 入力端子A、第7の組の線路96上てカウンタ/発振器94からのグビノ1数を 受取る入力端子B、及び第一の線路60に接続される出力端子A<Bを有す。カ ウンタ/発振器94は固定周波数でフリーランニングし、(・ずれも第7の鞘の 線路96」二に作られる数である0000から////まで計数する。カウンタ /発振器94は、////に到遅づ−ろと0000で再出発L、この計数サイク ルが反後されろ。
第9図のデータ処理手段56の動作の一例として、第一の組のイ1.<路46上 のデ・イ、゛タルV及び第ダの組の′f区踪−54上のテ゛イノタル数に応答し て、マーfクロフ0ロセノザ62′が第Sの組の線路84上及び第6の組の線路 86上に同じ羨り//10を出力するものと仮定する。従って、第7の比較器9 0及び第一〇叶較器92はそのそれぞれのビン即ち端f−Aにお℃・て回し数/ /10を有ず。カウンタ/発振器94が0000から//10まての/ザイクル を6士数−1I−るどきには、AはBよりも/トてないのて、第1の線路58上 の第1の比較器90の出力・ぐルス及び第一の線路60」−の第2の比較器92 の出力・ぐルスは「低」レベルである。従1)て、この時間中は、第1の可制御 手段64及び第一の可制御手段74が応答して第1の電力切替手段68及び第一 の電力切替手段78をそれそス「ター/「:クツ」さセる。そこて、Ai:、B よ・:tも小という条fl:、′−力■”7ンク/発振器94の一つの計数// //の刀に対して貫となり、この111、第1の線路58十の出力・pルス及び ’A :l (1)線路60−七の出力・P九ス目、「傅・」レベルとなる。へ /の可制旬j手段64及び様−の可割釉手段74が応答し、閉/の切替手段68 及び第一の切替手段78火ターノ「オン」させる。カウンタ/発振器94か00 00て再出発1〜ると、楯/の線路58及び概スの線路60上の出力・εルスは 古び「低」レベルとなる。従って1.駆動モータ12.14は、第1の線路58 及び第:20)糾、’N 60上ff’)リーイクルに捧げるノPルスの最小デ ューテイザイイノルに対応する同し最小速度のだめの電力を与えら才える。
モータ速度を増すことが必要な場合には、第Sの組の線路84上の数及び第6の 組の線路86−ヒの数)ま例えば1010となる。そこて、カウンタ/発振器9 4のサイクル中の1010を越えろ言1数に対して、第1の糾;路58上の・ぐ ルス及び第一の線路60上のパルスはより大きな持続時間または「オンタイム」 にわたって「高」レベルとなる。従って、第1の可制御手段64及び第一の可制 御手段74は第1の切替手段68及び第一の切替手段78をより大きな持続時間 にわたってターン1オン」させ、その結果、より大きな電力が駆動モータ12゜ 14に与えられ、従ってモータ速度がより高(なる。従って、第1の線路58及 び第」の線路60上θ)・Pルス列σ)パルスは、カウンタ77発振器94の固 定周波迄こに対応する一定筒波数になって℃・るが、AはBよりも小さいと見・ う条件に嘔して持続時間また(まテ゛ニーディサ・イクルが変化するものて左) ると見・うことが解る。、駆動モータ12゜14を同し速度て回転させる/\き 場合には、第1の線路58及びiλの線路60」−の・Pルスタ11は前述の意 味にお℃・て同しである。
他方、第1のモータ12及び第一のモータ14を、第ダのボ[1の線路54上の 数に応答して、マイクロプロセッサ62′によって決定されろ(し1異なろ速ル ニて回!l!7.させるべき場合には、祉汐及び第6の組の線路84.86上の 数:ま互℃・(a異なる。例えば、上述の例につ℃・て説明1−ると、第30” )組の線路84上の数が//10であり、第4の組の線路86上の数が1010 であると仮定1−る。カウンタ/発振器94の各サイクルに対して、第一の線路 60上の・ぐルスのデユーティサイクルは第1の線路58上の・ぐルスのデユー ティサイクルよりも長℃・。従って、第一の駆動モータ14は第1の駆動モータ 12よりも高い速度に制御される。
第S図は、車輌制御装置16を制御するのに好適するコンピュータプログラムの 流れ図である。本発明の一つの実施例を実施するのに元号なソフトウエアルーチ ノの一例だけをここに説明する。コノピユータプログラミングに熟達している者 が任意の普通のマイクロプロセッサに対する流れ図を満足させるの(C必要な7 0ログラムを書くことのできるように元号に詳細に示しである。冴−3図のプロ グラムは、テキサス州、キャロルトン市のモスチック社(M OS T E K  Corporation ) %造の部品番号3g70なるマイクロプロセッ サに対して実行さJ″lるべ(設計されたものである。
「開始J (START)と表示しであるブロック100でプログラムを開始し たら、制御・)よ下記の順序で進む。
ブロック102において、加速器イダル28の位置に関する第1のトランスノユ ーサ手段40、可能数編35の角帯に関する第2のトラ/スノユーサ手段48、 及び方向スイッチ33からの情報がデータ処理手段56によって受取られる。
ブロック104において、可能数編35の角度位置を、例えば1000よりも人 きいディノタル数で表わされる最大値の30%よりも人き℃・加速器被タル28 の指令速度と合致スる、例えば0///よりも小さくまたは1000よりも大き いディノタル数で表わされる中心またはθ°位置から、2S0よりも大きな位置 であるかどうかを一点検する。この条件の組合せが存在していると解ったら、フ 0ログラム割部jを、「限界J (LIMIT)と衣示しであるグロック150 へ移ず。これについては後で説明する。この条件か存在していない場合には、制 御をブロック106において継続し、該ブロックにおいては、方向接触子コイル 13.15を、方向スイッチ330指令及び可能数編35の角度位置に従って貼 替する。
ブレ/り108にお℃て、モータ12,14の、′ルス要件を、メモリに記憶さ れているルックアップテーブルから選定する。或いはまた、モータ12.+4の ・Qルスをマイクロプロセッサ62によって直接に計算してもよ見・。ブロック 110は、第2図の実施例においてはモータ12,14に対1−る所要のi8ル スを線路58.60上に、または第9図の実hILj例においては所要のディノ タル語を線路84.86上に出力するものである。
モータ12.14の・やルス駆動の後、制御は「開始」ブロック100へ戻され 、そしてプログラムルーチンが。
新たに妬まろ。
ブロック104につ℃・ての前に記載した漬について述へると、プログラム制御 が「制限」ブロック150へ移さハた揚台には、車輛18は、最大指令速度の5 0%を越える指令モータ速度と合致する0°または直進付置からス左0よりも大 きな可能数編35の角度位置に応答して曲り角を走行している。これら条件の下 ては、車輌18の制御性を改善するために、車@18の速度を最大値よりも小さ く制限することが望まし℃・。従って、ブロック156,158において行われ るステノブはそれぞれのブロック10’6 、108に対して上述したものと同 様であるが、ブロック160において且っノットウェア制御の下では、ブロック 158からのパルス要件は最大値の30%に制限される。次いで制御はブロック 110における主プログラムへ戻り、そこてモータはパルス、駆動され、/−ケ /スは上述の如くに進む。
産業上の利用可能性 前述したように、車幅18は、例えば、棹々のh品を取扱うのに使用さ、!する 電気フォークリフトトラックである。
作動にお℃・ては、車輛18?:直線路にお℃・て走行さセるものと仮定する。
車輛運転者は、可能数編35を実Tり的にθ°の角度に保持し、そして加速器ペ ダル28を所望速度に対応する位置へ押す。従って、第1の手段36は加速器R ダル28の泣面に応答して第一の組の線路46上にディノタル数を牛ヒさせ、シ 、2の手段38は可B[数編35の位置に応答してθ°の角度位置を辰わすディ ノタル数を紀ダの組の線路54上に牛しさせる。
データ処理手段56は、第一のボU1の線路46及び第ダの組の線路54上のデ ィノタル数に応答し、またノフトウエア制御の下にあり、実質的に同じパルス列 を第1の線路58及び第一の線路60上に出力し、紀/の可制御手段64及び第 一の可制御手段74を介して第7の電力切替手段68及び第一の電力切替手段7 8をそれぞれターン「オン−1及びターン「オフ」させる。従って、同じ電力が 駆動モー タ12,14へ送られ、その結果、これらモータ12,14及び関連 の第1及び第)の車輪2゜22は同じ所望速度で回転する。
運転者は、直線路に沿って走行させている車輛18の速度を、加速器(ダル28 を更に押すかまたは緩めることによって増加または減少さセることができろ。こ れにより、異なる指令速度ディジタル数が第2の組の線路46上に発生させられ る。これに応答して、データ処理手段56は、第2図及び第9図の実&・例につ いて説明したように、適切な−ぐルス列を概/の線路58及び第一の線路60上 に出力して実質的に同等の増加または歎少した篭力乞第1の駆動モータ12及び 第一の駆動モータ14に供給し、に輛18の速度を増加または減少させる。
次に、車輌18を彎曲路を走行させるものと仮定する。
車輌運転者は、舵取ハフドル32を動がづ−のに応じて可能数編35を0°以外 の角度イご置へ回転させ、且つ加速器ペダル28を予め迅定した位置へ押す。こ れに応答して、紀/の手段36は、第1のモータ12及び第一のモータ14に対 する同じ指令速度を表わすディノタル数を第一の組の線路46上に住しさせる。
第一の手段38は、町舵数編35の角度位置に対応する差動速度を表わすディノ タル数を第qの組の鞠路54上に発生する。データ処理手段56はこれら数に応 答して、第Ω図及び第9図について説明したように、相異なる。9ルス列を第1 の線路58及び第一の線路60上に発生し、第1及び第一のモータ12,14を 差動的に回転させる。可能数編35がθ°以外のこの角度位置にきたら、加速器 Rグル28を更に押しまたは緩めて、彎曲路を走行中の車輛18の速度を増加ま たは減少させることができる。第1及び第一ノモータ12,14の速度は増加ま たは減少するが、差動速度1す回航数編35の位防IC従う比例状態のままにな っている。しかし、θ°からの予め選定した太きさよりも太き(・可能数編35 0角度位跣に応答して、NK路58.60−ヒに発生された・やルス列は、テ゛ ニーティサイクルまたは・ぐルス「オンタイム」対・Pルス「オフタイム」の比 率か、最大)’?ルス列デューテイザイクルの予め選定した当分率、即ち700 %または一杯にオンのデユーティサイクルの50%に制限される。
更に、θ°からの與コの予め選定した太きさよりも大きい可能数編350角度位 置に応答して、マイクロプロセッサ62は方向接触子コイル13.15のうちの 選定した一つな切誉え、モータ12,14及び関連の車輪20.22のそ第1そ れのものの回転方向を逆!7.させる。
要約すると、第Ω図及び挑ダ図に示′1−棟々の栴成乱−杓はディジタル領域で 機能し、%積回路として実施される。
これら構成部材としては、信号読“11・回路44,52、マイクロプロセッサ 62.62′、−理及び増巾器回路70.80、及びディノタル数から・ぐルス 列へのコノバータ88がある。また、マイクロプロセッサ62.62’を異なる ソフトウェアでTheにノットウェアプログラムし、て他のパルス列を午じさせ 、異なる車輛18のための種々の大きさまたは定格のモータ12,1jl適切に 駆動することができる。
また、本発明は、デイノタル型のソフトウェアプログラマブル回路を具現するも のであり、信頼性があり且つ費用効果的でちる。この回路は迅速(てて答1−て 情報を指令し、また、集積回路技術を用いて製造して必姿空間を倣ら、すことが てきる。
本発明の他の悪球、目的及び利点は図面、明細書及び添付の請求の1d、囲を検 討ず才1ば解ろ。
=五三=シ已 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 / 第1及び第一〇〕それそねのモータ(12,14)に電力を与えろために第 1及び82の電力切替手段(68゜78)を制菌づ−るための車輛制御装置(1 6)にお(・て、」二記装置(16)は、−上記第1及び第一の電力切替手段( 68,78)を制飢可亀−に作動させるための第1及び第一の可制簡j手段(6 4,74)と、第1及び第一のそれぞれの指令モータ速度信号を生じさせるため の第1及び第一の手段(36,38)を刊しており、更に、 (a) 上記第1の指令モータ速度信号を受信し、及び上記受信した信号に応答 して第1のディノタル数を発<1=、−(ろf二めの第1σ)手段(40)と、 丸○l −1’、 i正、必・・□F、l ”nて−ノ迷度信ぢを受信し、及こ ゛上記顕色した1:、氾に(1・2、答して概コのディノタル数4発l■:イる ための第一の手段(48)と、(c) 上1;己々七/及び第一のう゛イノタル 数の多−1言(二応答して第1及び第2のそれぞれのパルスタ1]を発りトし、 及び上記・やルスタ11′fy:紀/及び第一のそれぞれの町制飢手段(64, 74)”\送るためのプ゛−タ処理手段(56)とを而えたことを特徴と1−る 車輛制御装置(16)。 、2 ダ・/及び4ニーの・9ルスタリか、第1の予め選定さ八た範[カ眉〜( 1)友ぎさ不ごイー1−る第一のヂf、゛クル数Vこ「1シ谷してニー与ILJ  i’j′jに[じjし波干るニー何二C詞坩< t:”) @4 j袢」第1 埴1訂ノ載・刀〕車8 輛制飢装置σ1(16)。 3 倉/及び檜、Ωの・ぐルスタリが、第一の予め選定さ、fまた範囲内の大き さをも¥ろ第一のデイノタル数に尾、答して+L1異なろ波形ビ有丁心”J求の 範囲第2坦記載の車幅側f[1j装渦(16)。 ダ 試/及び第一の予め選定された範囲が互いに排他的である訂j求の範囲第3 項記載の車輛潤油」装置。 5 問/及び第一の・Pルスタリが、増加ずろ指令モータ速度イ占号の第1の予 め選定された範囲に応答して実質的に同じ一定・eルス周波数と増加するパルス デューティサイクルとを有し、及び、増加する指令モータ速度信号の第一の予め 選定された範囲知応答して実T3的に同しメ少1−石)・(ルス周波数と増加1 −る・ぞルステ゛ニーティ斗イク、・し9とを七す請求の1・!2囲第、2偵: 己・トどのL564.4色:1藺14石浦(16)。 乙 紀/及び第一の・ぐルス々(1か、玲イ加1−る指令モータ速度悟÷3の& ′、/の予め選定された範囲に応答して実勃的K 1iij U一定・ぐルス周 仮数と+1異なる・ぐルスデューテイサイクルとを有す請求の範囲15項記「戒 の車輛制御装置(16)。 7 増加1−る指令七−タ111度侶号の第一の予め遇足された範囲に応答して 、第一のパルス列の・Pルスデコー−ティサイクルが八少し、且つ、汗/のノヤ ルスタリの/Pルステユープイサイクルか一定0)ま牛に/f1)ている訂・車 の呻匠第す騒置載の止柄抽、伽:装置(16)。 29 g 第1のデ゛イノタル数を受信1−る手段(56)に応答して第1のノPルス 列か発生され、第1のディジタル数及び第一のディジタル数を受信する手段(5 6)に応答して第一の・ぐルスタリか発生される請求の範囲第1項記載の車輛制 御装置。 ワ 第1及び第一の1駆動モータ(12,14)か、第3の予め選定された範囲 内の大きさを有する第2のディジタル数に応答して同じ方向に、及び、第グの予 め選定された範囲内の大きさを有する第一のデ゛イノタル数に応答して反動方向 に制御可能に回転させられる請求の範囲第1項記載の車輌制御装置(16)。 /θfa) 第1及び第一のそれぞれのディジタル数に応答して第3及び第りの ディジタル数を発生するための手段C62’)と、 (bj 上記第3のデイノタノL数に応答して第1の・平ルス列を、及び、」− 記第りのディジタル数に応答して第一の・Pルス列を発生するための手段(88 )とを含んで℃・る請求の範囲第1項記載の車輛制御装置(16)。 // 手段(88ンが、第1及び第一の比較器(90゜92)と、発振器(94 )とを含んている請求の範囲第70項記載の車輛制御装置(16)。 /2 第1及び第一の駆動モータ(12,14)と、第1及び汗ノのそれぞれの 指令モータ速度信号を午しさせるための紀/及び8.2の手段(36,38)と 、上記第1の指令モータ速度信号を受信し、上記受信した信号に応答して第1の ディゾタル数を発/1−′1−ろための裁/の手段(40)と、 上記第一の指令モータ速度信号な受信(−1上記受信した信号に応答して第一の ディジタル数を発/I−′するための第一の手段(38)と、 上記第1及び第一のディジタル数の伎−信に応答して第1及び第一のそれぞれの ・ηルス列を発生ずるた、!f#)の70ログシマプルデ一タ処理手段(56) と、上記第1及び第一のそれぞれの駆動モータ(12゜14)に電力を与えるた めの第1及び第一の電力切替手段(68,78)と、 上記第1及び第一のそれぞれの・やルス列の受信に応答して」二記第1及び第一 の電力切替手段(68,78)を希:]簡)可能YCjTHFざけるための第1 及3計1.:のp丁缶1]禽]手段(64,γ4)とを備えて成る車輛制御装置 (16)。 /3 第1及び第一の駆動モータ(12,14)か、第1の予め選定された範囲 内の大きさを有する第2のディジタル数に応答して同し方向に、及び、第一の予 め選定された範囲内の人きさを有する第一のディノタルVに応答して反対の方向 に、制愼!可能に回転させられろ請求の範囲第7.2項記載の車@匍1佃]装置 (16)。 /り(a) 第7及び第一の駆動輪(20,22)と、(b) 上記第1及び第 一のそれぞれの駆動輪(20゜22)に接続されろ第1及び第一の電気駆動モー タ(c+ 複θの位置のうちの任意の一つへ移動可能てあり、且つ第1の指令速 度信号をと1−じさせるようになっている加速器被グル(28)と、 (d) 複数の位置のうちの任意の一つへ移動可能であり。 且つ苑スの指令速度信号な牛ヒさせるようになっている可舵取輪(35)と、 (e)」二記第1の指令速度信号の受信に応答して第1のディジタル数を発生す るための第1の手段(36)と、 (f) 上記第2の指令速度信号の受信に応答して第一のデイソタル数ヶ発生す るための第2の手段(38)と、 (g) 上記第1及びジノのディジタル数のう一信に応答して第、l及び第一の ・9 ノL7列を発生するためaつプログラムされたデータ処理手段(56)と を備え、上記第1及び第一の・ぐルス列は、第7の予め選定されプニ範囲内の大 きさを有する上記受信された産ユのディジタル数に応答して実貿的に同じ波形を 有し、及び、上記第/の範囲を除外した第一の予め選定された範囲内の大きさを 有する上記受信された框スのディジタル数に応答して(1異なる波形を有し、更 航、th+ 屯輛電源(69)と、 (1) 上記車b%′tJl(69)から上記第、′シいパ動七−り(12)に 電力を与えるたl!6 (’) l、/′・”〕虫カ℃ノ〕百)・手段(68) と、 fjl 十ぎ已甲呵、5電d皇(69)から」二記六二ノの21玩べ肩・力モー タ(14)に重力を与えるための第2の電力切替手段(78)と、 +に+ 上記第1のパ/Lスタリの受信に応答して上記第1の電力切替手段(6 8)を制御i¥if −tiJ Qlに作動させるための第1の町制曲j手段( 64)と、 (1)上記第2のパルス列のタイ言に応答して上記第2の電力切替手段(78) を制御可能に作動させるブこめの第二の可制御手段(74)とを備えて成る車輛 制御装置(16)。
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