JPS635366Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はバツテリより給電される直流電動機に
駆動されて走行する電気自動車の回生制動制御装
置に関する。

従来、この種の電気自動車の回生制動制御装置
においては、アクセルユニツト内にリミツトスイ
ツチを設け、アクセルの踏込み量が完全に零とな
るか、あるいは第１図に示すように、アクセルの
踏込み量が予め定められた小さな値Aoよりも小
さくなつたときに、電気自動車（図示せず。）を
駆動する直流電動機の駆動モードを力行モードか
ら回生モードに切り換え、該回生モードでは上記
の直流電動機の回生電流指令を一定として回生制
動をかけるようにしていた。

しかしながら、電気自動車の回生制動制御装置
を上記構成とした場合、アクセルの踏込み量を完
全に零とするかAoよりも小さくしなければ回生
制動がかからず、しかも、アクセルの踏込み量が
上記のように小さくなると急に回生制動がかかる
ため、運転感覚が悪くなる問題があつた。

本考案は従来の電気自動車の回生制動制御装置
における上記問題を解消すべくなされたものであ
つて、電気自動車を駆動する直流電動機に流れる
電流を、力行モードではアクセルペダルの踏込量
の絶対値に応じて変化させて良好な加速感をもた
らすとともに、回生モードにおいてはアクセルペ
ダルの戻り量の変化分に応じて制御を行い、良好
な減速感を得るようにした電気自動車の回生制動
制御装置を提供することを目的としている。

以下、本考案の実施例を示す図面を参照して詳
細に説明する。

第２図において、１は図示しない電気自動車の
アクセルペダル、２はアクセル信号発生回路、３
はモータ信号発生回路、４は差動増幅器、５は第
１比較器、６はモード切換用のリレーX₁を制御
するトランジスタ、７はアマチユア７ａとフイー
ルドコイル７ｆからなる直巻直流電動機である。

上記アクセル信号発生回路２はアクセルペダル
１の踏込み量に対応するアクセル信号e_Accを出力
する回路であつて、ポテンシヨメータ（図示せ
ず。）等からなり、上記アクセル信号e_Accは差動
増幅器４に入力している。

一方、モータ回転信号発生回路３は、具体的に
は図示しないが、直巻直流電動機７の出力軸と共
回転するマグネツト、該マグネツトによつてオ
ン、オフするリードスイツチおよび該リードスイ
ツチのオン・オフにより出力するパルス数に比例
する電圧を出力する周波数−電圧変換器（以下、
Ｆ−Ｖ変換器と略記する。）等からなり、該Ｆ−
Ｖ変換器から出力する上記直巻直流電動機７の回
転数に比例する回転信号e_Nを上記差動増幅器４に
出力している。

差動増幅器４は上記の回転信号e_Nとアクセル信
号e_Accとの差に比例する出力信号e₀₁＝Ｋ（e_N−
e_Acc）（Ｋは比例定数）を出力する増幅器で、演
算増幅器OA₁と４つの抵抗R₁，R₂，R₃およびR₄
からなる。

上記演算増幅器OA₁の反転入力端子および非反
転入力端子には、夫々抵抗R₁およびR₃を介して
上記のアクセル信号e_Accおよび回転信号e_Nが入力
する一方、演算増幅器OA₁の反転入力端子と出力
端子との間は抵抗R₂を、また、上記非反転入力
端子とアースとの間には抵抗R₄を夫々接続して
いる。

上記差動増幅器４の出力信号e₀₁は次に述べる
ヒステリシス付きの第１比較器５に入力してい
る。

上記第１比較器５は差動増幅器４の上記出力信
号e₀₁が予め定めた基準値（零ボルト）よりも大
であるか否かを判定する回路であつて、上記第１
比較器５は演算増幅器OA₂と３つの抵抗R₅，R₆
およびR₇からなる。

上記演算増幅器OA₂の反転入力端子には、抵抗
R₅を介して差動増幅器４の出力信号e₀₁を入力す
る一方、上記演算増幅器OA₂の非反転入力端子と
出力端子との間には抵抗R₆を、また、上記非反
転入力端子とアースとの間に抵抗R₇を夫々接続
している。

上記演算増幅器OA₂の出力端子はモード切換用
のリレーX₁を制御するトランジスタ６のベース
に接続している。

上記トランジスタ６のエミツタはアースに接続
する一方、コレクタと直流電圧＋Vccを印加した
電源端子８との間にモード切換用のリレーX₁の
駆動コイルX₁（以下、リレーとその駆動コイルと
を同一の符号で表す。）を接続している。

上記モード切換用のリレーX₁は直巻直流電動
機７を力行モードと走行モードとに切換えるリレ
ーであつて、その常開接点X₁−a₁はダイオード
D₁のカソードとバツテリＢの正極とに接続する
一方、常閉接点X₁−b₁はいま一つの常開接点X₁
−a₂とともに上記直巻直流電動機７のフイールド
コイル７ｆの一端に接続し、二つの可動接点X₁
−c₁とX₁−c₂との間には上記直巻直流電動機７の
アマチユア７ａを接続している。

上記可動接点X₁−c₂にはアノードをバツテリ
Ｂの負極に接続したダイオードD₂のカソードを
接続する一方、直巻直流電動機７の上記フイール
ドコイル７ｆの他端は、ダイオードD₁のアノー
ドとともに、次に述べるチヨツパ回路９のサイリ
スタ１０のアノードおよびダイオードD₃のアノ
ードに夫々接続している。

上記チヨツパ回路９は、２つのサイリスタ１
０、１１、ダイオードD₃、インダクタンスＬお
よびコンデンサＣからなる周知の回路であつて、
上記ダイオードD₃のカソードはサイリスタ１１
のアノードに接続する一方、サイリスタ１０およ
び１１の各カソードを夫々バツテリＢの負極に接
続し、上記サイリスタ１１のアノードとカソード
との間にコンデンサＣとインダクタンスＬとを直
列に接続している。

チヨツパ回路９のサイリスタ１０のゲートおよ
びサイリスタ１１のゲートには、次に述べる第２
比較器１２の出力により制御されるチヨツパ制御
信号発生回路１３から点孤パルスおよび消孤パル
スを夫々入力し、第２比較器１２の上記出力に応
じてサイリスタ１０の導通期間を制御するように
している。

上記第２比較器１２は、直巻直流電動機７に流
れる電流を検出するモータ電流検出回路１４の出
力信号と、アクセル信号e_Accもしくは差動増幅器
４の出力信号e₀₁とを比較して上記のチヨツパ制
御信号発生回路１３を制御する回路であつて、そ
の非反転入力端子には抵抗R₈を介してモータ電
流検出回路１４の出力を入力している。

一方、上記第２比較器１２の反転入力端子とリ
レーX₂の可動接点X₂−ｃとの間には抵抗R₉を接
続し、上記リレーX₂の常開接点X₂−ａはアクセ
ル信号発生回路２の出力端子に、常閉接点X₂−
ｂは差動増幅器４の演算増幅器OA₁の出力端子に
接続している。

上記リレーX₂の駆動コイルX₂は、トランジス
タ１５のコレクタと一定の直流電圧＋Vccを印加
した電源端子１６との間に接続する一方、上記ト
ランジスタ１５のエミツタはアースに、ベースは
第１比較器５の演算増幅器OA₂の出力端子に接続
している。

次に動作を説明する。

今、アクセルペダル１の踏込み量を徐々に大き
くして加速した後、アクセルペダル１の踏込み量
を一定として定速走行を行つているときは、e_Acc
e_Nとなつている。

このとき、差動増幅器４の出力e₀₁は、R₁＝
R₃、R₂＝R₄となるように抵抗R₁，R₂，R₃および
R₄の抵抗値を設定しておけば、e₀₁＝（R₂／R₁）
（e_N−e_Acc）で、e₀₁０となり、第１比較器５の
出力e₀₂はＨレベルとなつてトランジスタ６およ
び１５は夫々オンする。

トランジスタ６および１５の上記オンによつて
リレーX₁およびX₂は付勢され、リレーX₁の可動
接点X₁−C₁およびX₁−c₂は夫々点線で示すよう
に常開接点X₂−a₁およびX₁−a₂に接続されると
ともに、リレーX₂の可動接点X₂−ｃも常開接点
X₂−ａに接続される。

上記から、バツテリＢの正負両極間に直巻直流
電動機７のアマチユア７ａとフイールドコイル７
ｆとチヨツパ回路９が直列に接続される一方、ア
クセル信号e_Accが第２コンパレータ１２の反転入
力端子に入力する。

従つて、チヨツパ制御信号発生回路１３は、上
記チヨツパ回路９の通流率を第２コンパレータ１
２の出力により制御し、直巻直流電動機７に流れ
る電流をアクセルペダル１の踏込み量に応じて変
化させるため、電気自動車は上記アクセルペダル
１の踏込みに応じて加速された後に一定速度で走
行する。

次に、上記状態で、アクセルペダル１の踏込み
量を少なくした場合、電気自動車は惰力により一
定速度で走行しようとするため、e_Acc＜e_Nとな
り、e₀₁＝（R₁／R₂）（e_N−e_Acc）＞０となる。

このため、第１比較器５の出力e₀₂はＬレベル
となつてトランジスタ６および１３が夫々オフ
し、リレーX₁およびX₂は夫々消勢される。

リレーX₁の消勢により、リレーX₁の可動接点
X₁−c₁およびX₁−c₂は夫々実線で示すように常
開接点側に接続され、直巻直流電動機７のアマチ
ユア７ａ、フイールドコイル７ｆはダイオード
D₁およびD₂を介してバツテリＢに接続され、上
記直巻直流電動機７が発生する回生電流はアマチ
ユアおよびフイールドコイル７ｆからバツテリＢ
に還流する。

一方、このとき、リレーX₂の消勢により、第
２比較器１２の反転入力端子には差動増幅器４の
出力e₀₁が入力しているため、チヨツパ制御信号
発生回路１３は、（e_N−e_Acc）の大きさに応じて
チヨツパ回路９のサイリスタ１０を導通させバツ
テリＢに環流する上記回生電流をダイオードＤ２
側にバイパスさせる。

上記ダイオードＤ２側にバイパスされる回生電
流は（e_N−e_Acc）に比例し、直巻直流電動機７に
はアクセルペダル１の踏込みの戻り量に応じて回
生制動がかかる。このため、電気自動車はアクセ
ルペダル１の上記踏込みの戻り量に応じてスムー
ズに制動がかかり、運転感覚が向上する。

なお、第２図の実施例においては、第１比較器
５にヒステリシスを持たせているため、アクセル
ペダル１の上記踏込みの戻り量が小さいときには
回生制動がかかることはなく、アクセルペダル１
の踏込み量の小さな変化が電気自動車の速度に影
響することはない。

上記実善施例において、直巻直流電動機７に代
えて、分巻直流電動機を使用することもできる。
この場合、具体的には図示しないが、第２図にお
いて直巻直流電動機７のアマチユア７ａの位置に
分巻直流電動機のアマチユアが接続される。そし
て、第２図の直巻直流電動機７のフイールドコイ
ル７ｆの両端の接続点は互いに短絡され、上記分
巻直流電動機のフイールドコイルはバツテリＢの
正極と負極との間に接続される。

上記のように、分巻直流電動機を使用した場合
は、アマチユアに流れる電流が、アクセルペダル
の踏込量の絶対値に応じて変化する一方、回生モ
ードではアクセルペダルの戻り量に応じてアマチ
ユアに流れる電流が制御されて制動が行なわれ
る。これにより、電気自動車の加減速がアクセル
ペダルによりスムーズに行えるようになる。

以上、詳細に説明したことからも明らかなよう
に、本考案は、電気自動車を駆動する直流電動機
に流れる電流が、力行モードではアクセルペダル
の踏込量の絶対値に応じて変化する一方、回生モ
ードではアクセルペダルの戻り量に応じて制動が
行なわれるようにしたので、アクセルペダルによ
り電気自動車の加減速をスムーズに行うことがで
き、運転感覚が非常に良好なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はアクセルペダルの踏込み量に対するア
クセル信号出力の関係を示す説明図、第２図は本
考案に係る電気自動車の回生制動制御装置の回路
図である。 １……アクセルペダル、２……アクセル信号発
生回路、３……モータ回転信号発生回路、４……
差動増幅器、５……第１比較器、６……トランジ
スタ、７……直巻直流電動機、９……チヨツパ回
路、１２……第２比較器、１３……チヨツパ制御
信号発生回路、１４……モータ電流検出回路、１
５……トランジスタ、X₁，X₂……リレー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バツテリより給電される直流電動機に駆動され
   て走行する電気自動車において、上記直流電動機
   の電機子および界磁巻線と上記バツテリとの接続
   関係を力行モードと回生モードとに切り換えるモ
   ード切換手段と、アクセルペダルの踏み込み量に
   応じて発せられるアクセル信号と上記電動機の回
   転数に応じて発せられる回転信号との差を検出す
   る差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号と基準
   値の大小を判別する比較器とを設け、該比較器の
   出力信号により上記モード切換手段を制御する一
   方、直流電動機に流れる電流を調整する調整手段
   と、上記差動増幅器の出力信号と上記モード切換
   手段からの信号とを入力し、モード切換手段が回
   生モードに切り換えられたとき、該差動増幅器の
   出力信号が大きい程上記直流電動機に流れる電流
   が大きくなるように上記調整手段を制御する制御
   手段とを設けたことを特徴とする電気自動車の回
   生制動制御装置。