JPS6116530Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気車両などの駆動システムに適用さ
れる加速度検出器に係り、特に被測定パルス列に
より加速度を検出する回路に関する。

一般に電気車両などの駆動においては、乗車人
員の多少にかかわらず加速度を一定にすることが
運転時間を保つ上で好ましく、そのため主電動機
発生トルクを乗者人員によつて変えるため何らか
の方法でトルク制御を行なわなければならない。
これには従来直流電動機を主電動機としたものに
おいてその発生トルクが電機子電流と磁束の積に
比例することから、電機子電流の大きさを変える
ことによつて容易にかつ簡単にトルク制御を行な
うことが可能であつた。しかし前記主電動機とし
てインバータ駆動の誘導電動機が用いられるよう
になつてくると、発生トルクを検出することが容
易でなくトルク制御を行なうことは難かしいもの
となる。そこでかかるトルク検出あるいはトルク
制御に代え加速度を直接的に検出してこれが一定
となるよう制御する方法が考えられる。

本考案はかくの如き目的から電動機回転数すな
わち車両速度に比例した周波数のパルス列を信号
発生するパルス発振器出力に基づき、この発生パ
ルスの周波数変化量を得ることによつて効果的に
加速度を検出する有用な加速度検出器を提供する
ものである。

第１図は本考案の理解を容易とするためその基
本原理を示すもので、１は位相検出器、２はロー
パスフイルタ、３は積分器、４は電圧制御発振器
である。かかる回路構成のものは、従来から周波
数合成やFM復調回路などによく使用されている
フエイズロツクループ（以下PLLと称する）の中
に積分器部分が挿入されて成り、位相検出器１は
前述した如くの発振器出力である被測定パルス列
の一方の入力Ｐ_i1（周波数）と電圧制御発振器
４出力の他方の入力Ｐ_i2（周波数ｆ_v）が印加され
てこれらの位相差に応じた巾と極性をもつパルス
出力を発生し、このパルス出力がローパスフイル
タ２により濾波されたのちに積分器３に与えられ
る。積分器３は電圧制御発振器４の周波数ｆ_vを
制御するものであり、ここではその出力Ｖ_iと周
波数ｆ_vが使用全範囲にわたつて比例関係にある
ものとする。

いま（ｆ＞ｆ_v）の状態にあると仮定するに、
入力Ｐ_i1の位相が入力Ｐ_i2の位相よりも進むため
位相検出器１の出力パルスは基準値に対して正方
向となり、ローパスフイルタ２の出力V₀したが
つて積分器３の出力Ｖ_iが上昇し、ｆ_vを上昇させ
てｆと等しくさせる。また（ｆ＜ｆ_v）の場合は
逆の動作にてｆ_vが下降してやはりｆと等しくな
る。かくの如く第１図のものは、PLLと同じよう
に常に（ｆ＝ｆ_v）となるようｆ_vが追従してｆが
一定値を保つておればｆ_vも一定となるようルー
プが動作し、Ｖ_i一定したがつて積分器３の入力
であるV₀は零となる。またｆが上昇していると
ｆ_vすなわちＶ_iが上昇をたどるよう動作しV₀＞０
となる。Viの変化速度はV₀によつて定まるゆえ
に、V₀はＶ_iしたがつてこれに比例するｆ_vつまり
ｆの変化率を示していると言える。このように
V₀はｆの時間微分値（df／dt）を表わし、ｆが下
降していると同様の原理によりV₀＜０となつて
やはりdf／dtを表わす。

第２図は第１図の各部波形を示して時刻ｔが
（０≦ｔ＜T₁）でｆが一定速度で零から上昇し、
（T₁≦ｔ＜T₂）で一定値を保ち、（T₂≦ｔ＜T₃）で
一定速度で下降し、（ｔ＝T₃）で零となつた場合
を示している。そのローパスフイルタ２は、一般
に伝達特性Ｆ（Ｓ）がつぎに表わされる如く Ｆ（Ｓ）＝Ｇ・１＋ＴＳ／Ｓ ……(1) ただしＧ，Ｔは定数、Ｓはラプラス演算子 の積分特性をもち、出力V₀がステツプ状に応答
することができず ｔ＝０、T₁、T₂、T₃におい
て追従遅れを伴なう。また１巡ループ特性から、
ｔ＝T₁付近でアンダーシユートを、ｔ＝T₃付近
でオーバーシユートする。しかし概ねV₀はｆの
変化率を表わしているものと見なすことができ
る。またＶ_i，ｆ_vにてＶ_i≧０の範囲では両者とも
同一波形となるが、ｔ＝T₃点をみるにＶ_iは破線
で示す如く負の値にまで下がり、またＶ_i＜０で
は電圧制御発振器４が発振せずにｆ_vは破線で示
すように零のままである。よつてｔ＝T₃では
ｆ，ｆ_vともに零となり、位相検出器１は何らパ
ルスを出力せずにV₀も破線例示の如く負の一定
値を保つたままとなる。このようにしてｆの変化
率を零となつているにもかかわらずV₀が負の値
を保つ不都合があり、この不都合を解消した一例
を第３図に示す。

第３図は本考案による他の一例を示すもので、
５は積分器３の出力Ｖ_iの絶対値｜Ｖ_i｜を発生す
る絶対値回路、６は出力Ｖ_iが正のときロジツク
「Ｈ」となり負のときにロジツク「Ｌ」となる比
較器、７はインバータゲート、８，８′はアンド
ゲート、９はオアゲートである。図中第１図と同
符号のものは同じ構成部分を示す。

第３図において、Ｖ_iが正の期間比較器６出力
が「Ｈ」となりアンドゲート８が導通しアンドゲ
ート８′が非導通となる。したがつて電圧制御発
振器４出力がアンドゲート８を通して位相検出器
１に加えられ、第１図のものと全く同一に動作す
る。また前記ｔ＝T₃を過ぎＶ_iが負になると、電
圧制御発振器４は絶対値｜Ｖ_i｜の正の電圧が印
加されているためこれに応じた周波数ｆ_vで発振
を続け、比較器６出力はＶ_iが負ゆえに「Ｌ」と
なつてアンドゲート８は非導通、インバータゲー
ト７出力が「Ｈ」となる。これによつてアンドゲ
ート８′が導通状態となり、ｆ_vがアンドゲート
８′およびオアゲート９を通して位相検出器１の
Ｖ_iが正のときとは反対の入力へ加えられる。し
たがつて位相検出器１の出力は基準値に対して正
となつてV₀を引きあげて零とすることができ
る。これを第２図のｔ＝T₃以後実線にてその様
子を表わしている。

かくの如く第３図に示すものは、第１図に示す
回路構成のものが有する前述の如き欠点が除去さ
れ良好な応答を発揮することができる。

以上詳述した如くに本考案によれば、比較的簡
単な回路構成から被測定パルス列の周波数の時間
微分値が得られる加速度検出器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本原理を示す回路図、第２
図は第１図および第３図の説明のために示した各
部の波形図、第３図は本考案の他の一例を示す回
路図である。 １……位相検出器、２……ローパスフイルタ、
３……積分器、４……電圧制御発振器、５……比
較器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定パルス列信号を入力する位相検出器と、
   該位相検出器の出力信号を濾波するローパスフイ
   ルタと、該ローパスフイルタ出力の積分動作を行
   なう積分器と、該積分器出力に比例した周波数を
   もつパルスを出力する電圧制御発振器とを具備
   し、前記位相検出器入力にさらに前記電圧制御発
   振器出力を加えるとともにローパスフイルタより
   被測定パルス周波数の時間微分値を得るように構
   成したことを特徴とする加速度検出器。