WO2024013841A1 - 電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両 - Google Patents

電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両 Download PDF

Info

Publication number
WO2024013841A1
WO2024013841A1 PCT/JP2022/027375 JP2022027375W WO2024013841A1 WO 2024013841 A1 WO2024013841 A1 WO 2024013841A1 JP 2022027375 W JP2022027375 W JP 2022027375W WO 2024013841 A1 WO2024013841 A1 WO 2024013841A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
interface
electrically driven
control unit
driven vehicle
board
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/027375
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佑一 若林
祥一 東海林
Original Assignee
株式会社日立インダストリアルプロダクツ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立インダストリアルプロダクツ filed Critical 株式会社日立インダストリアルプロダクツ
Priority to PCT/JP2022/027375 priority Critical patent/WO2024013841A1/ja
Publication of WO2024013841A1 publication Critical patent/WO2024013841A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to a control unit and a motor drive device for an electrically driven vehicle such as a dump truck, and an electrically driven vehicle equipped with the same.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2019/163052 describes "an electric motor, an inverter that controls the electric motor, a drive wheel driven by the electric motor, and a drive wheel that controls the electric motor according to the operation of a retard pedal.
  • a brake resistor that consumes electric power generated during regeneration control as heat, a resistor temperature sensor that acquires the temperature of the brake resistor, a vehicle speed sensor that acquires the speed of the vehicle, and the inverter.
  • a controller for controlling the speed of the electric motor wherein the controller is configured to calculate a maximum speed of the vehicle based on the temperature of the brake resistor acquired by the resistor temperature sensor.
  • An electrically driven vehicle comprising a calculation section and controlling the speed of the electric motor so as not to exceed the maximum speed.'' (see claim 1).
  • Electrically driven vehicles have a controller that inputs operation signals such as the accelerator pedal and brake pedal and signals from various sensors such as a temperature sensor, and outputs control signals that control the speed of the motor connected to the drive wheels. Therefore, it is conceivable to house a plurality of boards constituting the controller in a box to form a unit. However, depending on the layout of the boards, the control board and the like may be affected by heat from other boards, which may affect the control characteristics.
  • An object of the present invention is to reduce the thermal influence on a control board, etc. in a control unit of an electrically driven vehicle, and to perform heat dissipation well.
  • control unit for an electric drive vehicle that inputs operation signals and signals from various sensors and outputs control signals for the left and right inverters that drive the left and right motors connected to the left and right wheels, respectively.
  • a first interface board on which an interface with a large amount of heat is mounted, a second interface board on which an interface that generates less heat than the interface mounted on the first interface board, and a control board that generates a control signal.
  • the first interface board is arranged above the box body than the second interface board and the control board.
  • a motor drive device for an electric drive vehicle that inputs AC power from a generator and outputs drive signals for left and right motors connected to left and right wheels, respectively, and a rectifier that converts the AC power from the generator into DC.
  • the control unit includes, in a box, a first interface board on which at least an interface that generates a large amount of heat is mounted, and a second interface board that carries an interface that produces less heat than the interface mounted on the first interface board. and a control board that generates a control signal, and the first interface board is arranged higher than the second interface board and the control board.
  • the interface board equipped with an interface that generates a large amount of heat at the upper part of the box of the control unit it is possible to reduce the thermal influence on other boards, and also to improve heat dissipation. can be done.
  • FIG. 1 is a side view of the dump truck of Example 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA' in FIG. 1 when viewed from the front.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the BB′ section in FIG. 1 viewed from the back.
  • FIG. 2 is a block configuration diagram of the power system of the dump truck according to the first embodiment.
  • 1 is a schematic block configuration diagram of an electrical system including a board layout in a control unit of a dump truck according to a first embodiment;
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram of a signal system of the dump truck according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the control unit of Example 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of another control unit of Example 1.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a temperature sensor circuit using a thermistor.
  • FIG. 3 is a front view of a motor drive device according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a side view of the dump truck of Example 1
  • FIG. 2A is a sectional view of the AA' cross section in FIG. 1 viewed from the front
  • FIG. 2B is a sectional view of the BB' cross section of FIG. 1 viewed from the back.
  • FIG. 3 is a block configuration diagram of the power system of the dump truck.
  • the vehicle body 2 of the dump truck 1 has left and right front wheels 6L, 6R attached to the front side, and left and right rear wheels 7L, 7R attached to the rear side.
  • a cabin (driver's cab) 5 is provided on the front side of the vehicle body 2, and a driver can enter the driver's cab 5 from a deck portion 2A at the front of the vehicle body 2.
  • a control cabinet 8 is provided next to the driver's cab 5, and houses a motor drive device 9, which will be described later.
  • a loading platform 3 on which cargo such as ore is placed is provided on the upper side of the rear portion of the vehicle body 2 in a tiltable manner.By tilting the loading platform 3 using a undulation cylinder 4, cargo such as ore loaded on the loading platform 3 can be discharged. I can do it.
  • a left motor 11L and a right motor 11R are attached to the left and right rear wheels 7L and 7R, respectively.
  • a driver's cab 5 is provided above the left and right front wheels 6L, 6R, and a control cabinet 8 and a brake resistor 18 are provided next to the driver's cab 5.
  • the control cabinet 8 houses a control unit 20, a right motor inverter unit 12R, a left motor inverter unit 12L, etc., which will be described later, and constitutes a motor drive device 9.
  • FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the power system of the dump truck 1.
  • This power system uses a diesel engine to drive a generator, converts the generated AC power to DC, and uses an inverter to drive an induction motor.
  • the diesel engine 17 drives the generator 15 to generate three-phase AC power, and the AC power is converted to DC power by the rectifier (converter) 13 and capacitor 14. Then, the DC power is supplied to the right motor inverter 12R and the left motor inverter 12L.
  • Each inverter is connected to a right motor 11R and a left motor 11L, which are induction motors, and by driving the induction motors with the inverters, the left and right rear wheels 7L, 7R are rotated, and the dump truck is moved forward or backward.
  • the induction motor When the dump truck 1 is decelerating, the induction motor is operated as a generator to convert the kinetic energy of the vehicle body into electrical energy.
  • a brake resistor 18 is connected to the DC circuit via a chopper 19. When the DC voltage exceeds a specified value, the chopper 19 is operated and connected to the brake resistor 18, so that the brake resistor 18 consumes this electrical energy as heat. Then, the dump truck 1 is decelerated.
  • the DC voltage of the DC circuit is controlled by changing the rotation speed of the engine 17, and the left motor inverter 12L and the right motor inverter 12R are controlled by the control unit 20. Further, the rectifier 13, inverters 12L, 12R, control unit 20, etc. constitute a motor drive device 9.
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of the electrical system of the dump truck, including the board layout within the control unit 20.
  • the engine 17 drives the generator 15 to generate AC power, which is converted to DC power by the rectifier 13, and the left and right motor inverters 12L and 12R drive the left and right motors 11L and 11R, respectively.
  • the control unit 20 includes a control board 24, a left motor control board 22L, a right motor control board 22R, and a plurality of sensor interface boards 25 and 26. Details of the control unit 20 will be described later.
  • the left and right motors 11L, 11R are equipped with speed sensors and temperature sensors, and the left and right motor inverters 12L, 12R are equipped with current sensors.
  • Detection signals from the speed sensor, temperature sensor, and current sensor are input to the control unit 20, and based on these detection signals and signals from the control board 24, the left and right motor control boards 22L and 22R output control signals for the inverter ( gate pulse, etc.). Then, it is supplied to left and right motor inverters 12L and 12R that drive left and right motors 11L and 11R.
  • FIG. 5 shows a block diagram of the signal system of the dump truck of this embodiment.
  • the control unit 20 receives operation signals such as accelerator and brake signals, and detection signals from a speed sensor, various temperature sensors, a water level sensor that detects the level of cooling water, and the like.
  • the temperature sensors include a temperature sensor that detects the temperature of the left and right motors 11L and 11R, a temperature sensor that detects the temperature of the left and right inverters 12L and 12R, a temperature sensor that detects the temperature of the cooling water, and a temperature sensor that detects the temperature of the brake resistor 18.
  • the dump truck has a display section 32 in the driver's cab 5 that displays driving conditions such as speed and an alarm when an abnormality is detected, and is also equipped with various auxiliary devices 31 such as a cooling fan. Cooling fans are provided in locations that generate heat, such as the left and right motors 11L and 11R, the brake resistor 18, and the inside of the control cabinet 8, as necessary.
  • the control board 24 is equipped with a microcomputer, and includes, for example, a torque command creation section and a speed command creation section that create control signals to be supplied to the left and right motor control boards, an abnormality detection section that detects abnormalities from detection signals, and a display section.
  • a display signal generation section that generates a display signal to be supplied, a fan control signal generation section that generates a control signal for a cooling fan that is an auxiliary device, and the like are provided.
  • FIG. 8 shows an example of a temperature detection circuit using a thermistor.
  • a DC power supply Vin is connected to the series circuit of the thermistor Rt and the resistor R1, and a detection current I is supplied. Since the resistance value of the thermistor changes depending on the temperature, the temperature can be detected by detecting the voltage Vout at the connection point between the thermistor Rt and the resistor R1. As described above, in temperature detection using a thermistor, it is necessary to supply the detection current I, and the interface to which the thermistor is connected as a detection element generates heat due to the detection current.
  • the heat generated by the interface board on which the interface to which the thermistor is connected is mounted may have a thermal effect on other boards such as the control board, causing the characteristics to become unstable.
  • a thermistor is also used for the water level sensor.
  • a first sensor interface board 25 equipped with an interface that generates a lot of heat to which a temperature sensor or the like is connected is mounted inside the box 21, and a A second sensor interface board 26 equipped with an interface that generates less heat is provided, and the arrangement of the first interface board and the second interface board is devised.
  • FIG. 6 shows an example of a control unit 20 incorporating various boards.
  • a first sensor interface board 25 is placed, which is equipped with an interface that generates a lot of heat and is connected to a temperature sensor or the like.
  • a second sensor interface board 26 on which a control board 24 and an interface that generates less heat, such as a speed sensor, is mounted is arranged.
  • the second sensor interface board 26 is placed below the control board 24.
  • the interface that generates a lot of heat is an interface that supplies a detection current to a connected sensor, such as an interface to which a thermistor that is a temperature sensor is connected.
  • a ventilation hole 28 is provided in the upper part of the side plate of the box body 21.
  • the heat generated from the first sensor interface board 25 is directed to the top of the box body 21, and is directed to the ventilation hole 28. Since the heat is radiated from the substrate, etc., it is possible to reduce the thermal influence on other boards such as the control board.
  • a left motor control board 22L and a right motor control board 22R are arranged equally on the left and right sides of the box 21, respectively. Specifically, the left motor control board 22L and the right motor control board 22R are arranged symmetrically with respect to the center line of the box 21. By arranging the left motor control board 22L and the right motor control board 22R evenly on the left and right sides, it is possible to reduce temperature imbalance and reduce deviation in left and right motor control characteristics due to temperature changes.
  • a cooling fan may be provided to supply cooling air into the box body 21 if necessary.
  • a temperature sensor may be provided to detect the temperature inside the box 21, and the cooling fan may be controlled according to the temperature detected by the temperature sensor.
  • FIG. 7 shows a modification of the control unit 20.
  • a plurality of ventilation holes 28 are provided on the top surface (top plate) of the box body 21.
  • a first sensor interface board equipped with an interface that generates a large amount of heat is replaced with an interface that generates less heat than an interface mounted on the first sensor interface board.
  • the temperature deviation is reduced and the deviation in the left and right motor control characteristics due to temperature changes is reduced. I can do it.
  • FIG. 9 shows a motor drive device according to a second embodiment of the present invention.
  • the motor drive device of this embodiment is a motor drive device for an electric drive vehicle that inputs AC power from a generator and outputs drive signals for left and right motors connected to left and right wheels, respectively, and constitutes a motor drive device. This is a collection of each unit.
  • the motor drive device includes a left motor inverter unit 12L and a right motor inverter unit 12R that create drive signals for the left and right motors, respectively, and a rectifier unit that converts AC power from the generator into DC. 13, and the control unit 20 of the first embodiment that supplies control signals to the left motor inverter unit and the right motor inverter unit.
  • Each unit constituting the motor control device 9 is housed in a control cabinet 8 of a dump truck, as shown in FIG. 2A.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Further, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations.
  • Dump truck Vehicle body 2A Deck section 3 Loading platform 4 Lifting cylinder 5 Cabin (driver's room) 6L, 6R Front wheels 7L, 7R Rear wheels 8 Control cabinet 9 Motor drive device 11L Left motor 11R Right motor 12L Inverter for left motor 12R Inverter for right motor 13 Rectifier (converter) 14 Capacitor 15 Generator 17 Engine 18 Brake resistor 19 Chopper 20 Control unit 21 Box 22L Left motor control board 22R Right motor control board 24 Control board 25 First sensor interface board 26 Second sensor interface board 28 Ventilation Mouth 31 Auxiliary device 32 Display section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

電気駆動車両の制御ユニットにおいて、コントロール基板等への熱的影響を低減し、放熱を良好に行う。操作信号や各種センサからの信号を入力し、左右の車輪にそれぞれ接続した左右のモータを駆動する左右のインバータの制御信号を出力する電気駆動車両の制御ユニット（２０）であって、箱体（２１）内に、少なくとも発熱量の多いインターフェースを搭載した第１のインターフェース基板（２５）と、前記第１のインターフェース基板に搭載したインターフェースよりも発熱量の少ないインターフェースを搭載した第２のインターフェース基板（２６）と、制御信号を生成するコントロール基板（２４）とを備え、前記第１のインターフェース基板（２５）を、前記第２のインターフェース基板（２６）や前記コントロール基板（２４）よりも、前記箱体（２１）の上部に配置したものである。

Description

電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両
　本発明は、ダンプトラックなどの電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びにそれを備える電気駆動車両に関する。
　鉱山等で用いられるダンプトラックなどの車両として、駆動システムに電気駆動方式を採用した電気駆動車両が知られている。
　一例として、特許文献１（国際公開第２０１９／１６３０５２号）には、「電動機と、前記電動機を制御するインバータと、前記電動機により駆動される駆動輪と、リタードペダルの操作に応じて前記電動機を回生制御するときに発電された電力を熱として消費するブレーキ抵抗器と、前記ブレーキ抵抗器の温度を取得する抵抗器温度センサと、車両の速度を取得する車両速度センサと、前記インバータを用いて前記電動機の速度を制御するコントローラと、を備えた電気駆動車両において、前記コントローラは、前記抵抗器温度センサによって取得した前記ブレーキ抵抗器の温度に基づいて、前記車両の最大速度を演算する最大速度演算部を備え、前記最大速度を超過しないように前記電動機の速度を制御することを特徴とする電気駆動車両。」（請求項１参照）と記載されている。
国際公開第２０１９／１６３０５２号
　電気駆動車両においては、アクセルペダル、ブレーキペダル等の操作信号や温度センサ等の各種センサからの信号を入力し、駆動輪に接続したモータの速度などを制御する制御信号を出力するコントローラを有しており、コントローラを構成する複数の基板を箱体内に収容してユニット化することが考えられる。しかし、基板の配置によっては、コントロール基板などが他の基板からの熱の影響を受け、制御特性に影響が出る恐れがある。
　特許文献１記載の「電気駆動車両」においては、コントローラをユニット化することも、ユニット内の放熱についても、考慮されていない。
　本発明は、電気駆動車両の制御ユニットにおいて、コントロール基板等への熱的影響を低減し、放熱を良好に行うことを目的とする。
　上記課題を解決するための、本発明の「電気駆動車両の制御ユニット」の一例を挙げるならば、
操作信号や各種センサからの信号を入力し、左右の車輪にそれぞれ接続した左右のモータを駆動する左右のインバータの制御信号を出力する電気駆動車両の制御ユニットであって、箱体内に、少なくとも発熱量の多いインターフェースを搭載した第１のインターフェース基板と、前記第１のインターフェース基板に搭載したインターフェースよりも発熱量の少ないインターフェースを搭載した第２のインターフェース基板と、制御信号を生成するコントロール基板とを備え、前記第１のインターフェース基板を、前記第２のインターフェース基板や前記コントロール基板よりも、前記箱体の上部に配置したものである。
　また、本発明の「電気駆動車両のモータ駆動装置」の一例を挙げるならば、
発電機からの交流電力を入力し、左右の車輪にそれぞれ接続した左右のモータの駆動信号を出力する電気駆動車両のモータ駆動装置であって、前記発電機からの交流電力を直流に変換する整流器ユニットと、前記左右のモータの駆動信号をそれぞれ作成する左モータ用インバータユニットおよび右モータ用インバータユニットと、前記左モータ用インバータユニットおよび前記右モータ用インバータユニットに制御信号を供給する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、箱体内に、少なくとも発熱量の多いインターフェースを搭載した第１のインターフェース基板と、前記第１のインターフェース基板に搭載したインターフェースよりも発熱量の少ないインターフェースを搭載した第２のインターフェース基板と、制御信号を生成するコントロール基板とを備え、前記第１のインターフェース基板を、前記第２のインターフェース基板や前記コントロール基板よりも、前記箱体の上部に配置したものである。
　本発明によれば、発熱量が多いインターフェースを搭載したインターフェース基板を制御ユニットの箱体内の上部に配置することにより、他の基板への熱的影響を低減させることができ、また、放熱を良好に行うことができる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例１のダンプトラックの側面図である。 図１のＡ－Ａ‘断面を正面から見た断面図である。 図１のＢ－Ｂ‘断面を背面から見た断面図である。 実施例１のダンプトラックの電力系統のブロック構成図である。 実施例１のダンプトラックの、制御ユニット内の基板レイアウトを含む電気系の概略ブロック構成図である。 実施例１のダンプトラックの信号系のブロック構成図である。 実施例１の制御ユニットの斜視図である。 実施例１の他の制御ユニットの斜視図である。 サーミスタを用いる温度センサ回路の説明図である。 実施例２のモータ駆動装置の正面図である。
　以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし主旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
  なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略することがある。
　本実施例は、電気駆動車両としてダンプトラックに本発明を用いたものである。図１は実施例１のダンプトラックの側面図、図２Ａは図１のＡ－Ａ‘断面を正面から見た断面図、図２Ｂは図１のＢ－Ｂ‘断面を背面から見た断面図である。また、図３は、ダンプトラックの電力系統のブロック構成図である。
　ダンプトラック１の車体２には、前側に左右の前輪６Ｌ，６Ｒが、後側に左右の後輪７Ｌ，７Ｒが取り付けられている。車体２の前側には、キャビン（運転室）５が設けられ、運転者は車体２の前方のデッキ部２Ａから運転室５に入室することができる。運転室５の横には、コントロールキャビネット８が設けられ、後述するモータ駆動装置９が収容されている。車体２の後部の上側には、鉱石などの荷物を載せる荷台３が傾斜可能に備えられており、起伏シリンダ４で荷台３を傾けることにより、荷台３に積載した鉱石などの荷物を排出することができる。
　図２Ｂの後側から見た断面図に示すように、左右の後輪７Ｌ，７Ｒにはそれぞれ左モータ１１Ｌおよび右モータ１１Ｒが取り付けられている。図２Ａの前側から見た断面図に示すように、左右の前輪６Ｌ，６Ｒの上方には、運転室５が設けられ、その横にコントロールキャビネット８やブレーキ抵抗器１８が設けられている。コントロールキャビネット８には、後述する制御ユニット２０、右モータ用インバータユニット１２Ｒ、左モータ用インバータユニット１２Ｌなどが収容され、モータ駆動装置９を構成している。
　図３に、ダンプトラック１の電力系統の概略構成図を示す。この電力系統は、ディーゼルエンジンで発電機を駆動し、発電した交流電力を直流に変換し、インバータで誘導モータを駆動する方式である。
　ダンプトラック１の加速時には、ディーゼルエンジン１７で発電機１５を駆動することで三相交流電力を発生させ、その交流電力を整流器（コンバータ）１３およびコンデンサ１４で直流電力に変換する。そして、その直流電力を右モータ用インバータ１２Ｒおよび左モータ用インバータ１２Ｌに供給する。それぞれのインバータは誘導モータである右モータ１１Ｒおよび左モータ１１Ｌに接続されており、インバータで誘導モータを駆動することで左右の後輪７Ｌ，７Ｒを回転させ、ダンプトラックを前進あるいは後進させる。
　ダンプトラック１の減速時には、誘導モータを発電機として動作させることで、車体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。直流回路にはチョッパ１９を介してブレーキ抵抗器１８が接続されている。直流電圧が規定値を超えた場合には、チョッパ１９を動作させてブレーキ抵抗器１８に接続することによって、ブレーキ抵抗器１８でこの電気エネルギーを熱として消費する。そして、ダンプトラック１を減速する。
　ここで、直流回路の直流電圧は、エンジン１７の回転数を変えることにより制御され、左モータ用インバータ１２Ｌおよび右モータ用インバータ１２Ｒは制御ユニット２０により制御される。
  また、整流器１３、インバータ１２Ｌ，１２Ｒ、制御ユニット２０等はモータ駆動装置９を構成している。
　図４に、制御ユニット２０内の基板レイアウトを含む、ダンプトラックの電気系の概略ブロック構成図を示す。エンジン１７により発電機１５を駆動して交流電力を発電し、整流器１３で直流電力に変換し、左右のモータ用インバータ１２Ｌ，１２Ｒでそれぞれ左右のモータ１１Ｌ，１１Ｒを駆動することは、先に説明したとおりである。
  制御ユニット２０は、コントロール基板２４、左モータ制御基板２２Ｌ、右モータ制御基板２２Ｒ、複数のセンサ用インターフェース基板２５，２６を備えている。制御ユニット２０の詳細は後述する。
  左右のモータ１１Ｌ，１１Ｒは速度センサおよび温度センサを備え、また、左右のモータ用インバータ１２Ｌ，１２Ｒは電流センサを備えている。速度センサ、温度センサ、電流センサからの検出信号は制御ユニット２０へ入力し、これらの検出信号やコントロール基板２４からの信号に基づいて、左右のモータ制御基板２２Ｌ，２２Ｒでインバータ用の制御信号（ゲートパルスなど）を作成する。そして、左右のモータ１１Ｌ，１１Ｒを駆動する左右のモータ用インバータ１２Ｌ，１２Ｒへ供給する。
　図５に、本実施例のダンプトラックの信号系のブロック構成図を示す。制御ユニット２０には、アクセル、ブレーキ等の操作信号や、速度センサ、各種の温度センサ、冷却水の水位を検知する水位センサ等の検出信号が入力される。温度センサとしては、左右のモータ１１Ｌ，１１Ｒの温度を検出する温度センサ、左右のインバータ１２Ｌ，１２Ｒの温度を検出する温度センサ、冷却水の温度を検出する温度センサ、ブレーキ抵抗器１８の温度を検出する温度センサ、制御ユニット２０内の温度を検出する温度センサなどがある。
　また、ダンプトラックは、運転室５内において速度等の運転状況や異常検出した際の警報を表示する表示部３２を有し、また、冷却ファン等の各種の補助装置３１を備えている。冷却ファンは、必要に応じて発熱する個所、例えば左右のモータ１１Ｌ，１１Ｒ、ブレーキ抵抗器１８、コントロールキャビネット８内などに設けられる。
  コントロール基板２４には、マイコンを備えており、例えば左右のモータ制御基板へ供給する制御信号を作成するトルク指令作成部や速度指令作成部、検出信号から異常検出を行う異常検出部、表示部へ供給する表示信号を作成する表示信号作成部、補助装置である冷却ファンの制御信号を作成するファン制御信号作成部などが設けられている。
　ここで、サーミスタを用いる温度センサについて説明する。図８に、サーミスタを用いる温度検出回路の一例を示す。サーミスタＲｔと抵抗Ｒ１との直列回路に直流電源Ｖｉｎを接続し、検出電流Ｉを供給する。サーミスタは温度に応じてその抵抗値が変化するので、サーミスタＲｔと抵抗Ｒ１との接続点の電圧Ｖｏｕｔを検出することにより、温度を検出することができる。このように、サーミスタを用いる温度検出では検出電流Iを供給する必要があり、検出素子としてサーミスタを接続したインターフェースは検出電流により発熱する。そして、サーミスタを接続したインターフェースを搭載したインターフェース基板で発生した熱が、コントロール基板等の他の基板に熱的影響を及ぼし、特性が不安定となる恐れがある。なお、水位センサにもサーミスタが用いられる。
　本実施例の１つの特徴構成として、図６に示すように、箱体２１内に、温度センサなどを接続した発熱の多いインターフェースを搭載した第１のセンサ用インターフェース基板２５と、速度センサなどの発熱の少ないインターフェースを搭載した第２のセンサ用インターフェース基板２６を設け、第１のインターフェース基板と第２のインターフェース基板の配置を工夫する。
　図６に、各種の基板を組み込んだ制御ユニット２０の一例を示す。箱体２１の上部に、温度センサなどを接続した発熱の多いインターフェースを搭載した第１のセンサ用インターフェース基板２５を配置する。そして、第１のセンサ用インターフェース基板２５よりも下方に、コントロール基板２４や、速度センサなどの発熱の少ないインターフェースを搭載した第２のセンサ用インターフェース基板２６を配置する。図の例は、第２のセンサ用インターフェース基板２６をコントロール基板２４の下方に配置したものである。ここで、発熱の多いインターフェースとは、接続されたセンサに検出電流を供給するインターフェースで、例えば温度センサであるサーミスタが接続されるインターフェースなどである。また、箱体２１の側板の上部に通気口２８を設けている。
　発熱の多いインターフェースを搭載した第１のセンサ用インターフェース基板２５を箱体１の上部に配置することにより、第１のセンサ用インターフェース基板２５からの発熱は箱体２１の上部へ向かい、通気口２８などから放熱されるので、コントロール基板等の他の基板への熱的影響を低減することができる。
　本実施例の他の特徴構成として、図６に示すように、箱体２１の左右の側面に、それぞれ左モータ制御基板２２Ｌと右モータ制御基板２２Ｒを左右均等に配置する。具体的には、箱体２１の中心線に対して、左モータ制御基板２２Ｌと右モータ制御基板２２Ｒを左右対称に配置する。左モータ制御基板２２Ｌと右モータ制御基板２２Ｒを左右均等に配置することにより、温度の偏りを少なくし、温度変化による左右モータ制御の特性のずれを低減させることができる。
　なお、図には記載していないが、必要に応じて、箱体２１内へ冷却風を供給する冷却ファンを設けてもよい。また、箱体２１内の温度を検出する温度センサを設けて、温度センサで検出した温度に応じて、冷却ファンを制御するようにしてもよい。
　図７に、制御ユニット２０の変形例を示す。この変形例は、箱体２１の上面（天板）に複数の通気口２８を設けたものである。箱体２１の上面に複数の通気口２８を設けることにより、第１のセンサ用インターフェース基板２５で発生した熱を良好に放熱することができる。
　本実施例によれば、電気駆動車両の制御ユニットにおいて、発熱量の多いインターフェースを搭載した第１のセンサ用インターフェース基板を、第１のセンサ用インターフェース基板に搭載したインターフェースよりも発熱量の少ないインターフェースを搭載した第２のセンサ用インターフェース基板やコントロール基板よりも、箱体の上部に配置したことにより、第１のセンサ用インターフェース基板からの発熱は箱体の上部へ向かい、通気口などから放熱されるので、コントロール基板等の他の基板への熱的影響を低減することができる。
　また、箱体の左右の側面に、それぞれ左モータ制御基板と右モータ制御基板を左右均等に配置したことにより、温度の偏りを少なくし、温度変化による左右モータ制御の特性のずれを低減させることができる。
　図９に、本発明の実施例２のモータ駆動装置を示す。本実施例のモータ駆動装置は、発電機からの交流電力を入力し、左右の車輪にそれぞれ接続した左右のモータの駆動信号を出力する電気駆動車両のモータ駆動装置であり、モータ駆動装置を構成する各ユニットをまとめたものである。
　図９に示すように、モータ駆動装置は、左右のモータの駆動信号をそれぞれ作成する左モータ用インバータユニット１２Ｌおよび右モータ用インバータユニット１２Ｒと、発電機からの交流電力を直流に変換する整流器ユニット１３と、左モータ用インバータユニットおよび右モータ用インバータユニットに制御信号を供給する実施例１の制御ユニット２０と、から構成されている。そして、モータ制御装置９を構成する各ユニットは、図２Ａに示すように、ダンプトラックのコントロールキャビネット８に収容されている。
　上記各実施例では、本発明をダンプトラックに用いた実施例を説明したが、本発明は他の電気駆動車両にも用いることができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１　ダンプトラック
２　車体
２Ａ　デッキ部
３　荷台
４　起伏シリンダ
５　キャビン（運転室）
６Ｌ，６Ｒ　前輪
７Ｌ，７Ｒ　後輪
８　コントロールキャビネット
９　モータ駆動装置
１１Ｌ　左モータ
１１Ｒ　右モータ
１２Ｌ　左モータ用インバータ
１２Ｒ　右モータ用インバータ
１３　整流器（コンバータ）
１４　コンデンサ
１５　発電機
１７　エンジン
１８　ブレーキ抵抗器
１９　チョッパ
２０　制御ユニット
２１　箱体
２２Ｌ　左モータ制御基板
２２Ｒ　右モータ制御基板
２４　コントロール基板
２５　第１のセンサ用インターフェース基板
２６　第２のセンサ用インターフェース基板
２８　通気口
３１　補助装置
３２　表示部

Claims (15)

  1. 　操作信号や各種センサからの信号を入力し、左右の車輪にそれぞれ接続した左右のモータを駆動する左右のインバータの制御信号を出力する電気駆動車両の制御ユニットであって、
    　箱体内に、少なくとも発熱量の多いインターフェースを搭載した第１のインターフェース基板と、前記第１のインターフェース基板に搭載したインターフェースよりも発熱量の少ないインターフェースを搭載した第２のインターフェース基板と、制御信号を生成するコントロール基板とを備え、
    　前記第１のインターフェース基板を、前記第２のインターフェース基板や前記コントロール基板よりも、前記箱体の上部に配置した、電気駆動車両の制御ユニット。
  2. 　請求項１に記載の電気駆動車両の制御ユニットにおいて、
    　前記第１のインターフェース基板に搭載されるインターフェースは、接続するセンサに電流を供給するものである、電気駆動車両の制御ユニット。
  3. 　請求項２に記載の電気駆動車両の制御ユニットにおいて、
    　前記第１のインターフェース基板に搭載されるインターフェースは、温度センサに接続するインターフェースである、電気駆動車両の制御ユニット。
  4. 　請求項３に記載の電気駆動車両の制御ユニットにおいて、
    　前記温度センサはサーミスタである、電気駆動車両の制御ユニット。
  5. 　請求項１に記載の電気駆動車両の制御ユニットにおいて、更に、
    　前記箱体の左右の側面に、それぞれ左モータ制御基板と右モータ制御基板を左右均等に配置した、電気駆動車両の制御ユニット。
  6. 　請求項１に記載の電気駆動車両の制御ユニットにおいて、
    　前記箱体の左右の側壁の上部、または、前記箱体の上面に通気口を設けた、電気駆動車両の制御ユニット。
  7. 　発電機からの交流電力を入力し、左右の車輪にそれぞれ接続した左右のモータの駆動信号を出力する電気駆動車両のモータ駆動装置であって、
    　前記発電機からの交流電力を直流に変換する整流器ユニットと、
    　前記左右のモータの駆動信号をそれぞれ作成する左モータ用インバータユニットおよび右モータ用インバータユニットと、
    　前記左モータ用インバータユニットおよび前記右モータ用インバータユニットに制御信号を供給する制御ユニットと、
    を備え、
    　前記制御ユニットは、箱体内に、少なくとも発熱量の多いインターフェースを搭載した第１のインターフェース基板と、前記第１のインターフェース基板に搭載したインターフェースよりも発熱量の少ないインターフェースを搭載した第２のインターフェース基板と、制御信号を生成するコントロール基板とを備え、
    前記第１のインターフェース基板を、前記第２のインターフェース基板や前記コントロール基板よりも、前記箱体の上部に配置した、電気駆動車両のモータ駆動装置。
  8. 　請求項７に記載の電気駆動車両のモータ駆動装置において、
    　前記制御ユニットの前記第１のインターフェース基板に搭載されるインターフェースは、接続するセンサに電流を供給するものである、電気駆動車両のモータ駆動装置。
  9. 　請求項８に記載の電気駆動車両のモータ駆動装置において、
    　前記制御ユニットの前記第１のインターフェース基板に搭載されるインターフェースは、サーミスタに接続するインターフェースである、電気駆動車両のモータ駆動装置。
  10. 　請求項７に記載の電気駆動車両のモータ駆動装置において、更に、
    　前記制御ユニットの、前記箱体の左右の側面に、それぞれ左モータ制御基板と右モータ制御基板を左右均等に配置した、電気駆動車両のモータ駆動装置。
  11. 　請求項７に記載の電気駆動車両のモータ駆動装置において、
    　前記制御ユニットの、前記箱体の左右の側壁の上部、または、前記箱体の上面に通気口を設けた、電気駆動車両のモータ駆動装置。
  12. 　請求項７に記載の電気駆動車両のモータ駆動装置において、
    　前記整流器ユニットと、前記左モータ用インバータユニットと、前記右モータ用インバータユニットと、前記制御ユニットは、電気駆動車両のコントロールキャビネットに収容されるものである、電気駆動車両のモータ駆動装置。
  13. 　左右の車輪にそれぞれ接続した左右のモータと、請求項７に記載のモータ駆動装置と、を備える電気駆動車両。
  14. 　請求項１３に記載の電気駆動車両において、更に、
    　交流電力を発生する発電機と、
    　前記発電機を駆動するエンジンと、
    を備える電気駆動車両。
  15. 　請求項１３に記載の電気駆動車両において、
    　前記電気駆動車両は、ダンプトラックである電気駆動車両。
PCT/JP2022/027375 2022-07-12 2022-07-12 電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両 WO2024013841A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/027375 WO2024013841A1 (ja) 2022-07-12 2022-07-12 電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/027375 WO2024013841A1 (ja) 2022-07-12 2022-07-12 電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024013841A1 true WO2024013841A1 (ja) 2024-01-18

Family

ID=89536131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/027375 WO2024013841A1 (ja) 2022-07-12 2022-07-12 電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024013841A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004336845A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 車載電力変換装置
JP2013188008A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd 電力変換装置及び作業機械
JP2019059370A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 日立建機株式会社 電気駆動車両

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004336845A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 車載電力変換装置
JP2013188008A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd 電力変換装置及び作業機械
JP2019059370A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 日立建機株式会社 電気駆動車両

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5415619B2 (ja) 電動式作業車両
US8395335B2 (en) Method and system for eliminating fuel consumption during dynamic braking of electric drive machines
JP3867270B2 (ja) 電気車の制御装置
JP2005186868A (ja) 蓄電機構の冷却装置
JP6909694B2 (ja) 作業車両の電力回生システム
CA2642262A1 (en) Control apparatus for electric train
US9692345B2 (en) Motor drive device
WO2019163052A1 (ja) 電気駆動車両
JP2010202135A (ja) 作業機械
WO2024013841A1 (ja) 電気駆動車両の制御ユニットおよびモータ駆動装置、並びに電気駆動車両
US7091627B2 (en) Controller for a power train
JP5788351B2 (ja) フォークリフトの走行モータ用の電力変換装置およびそれを用いたフォークリフト
JPH07213094A (ja) クレーン装置
US20120062155A1 (en) Retarding Grid Cooling System and Control
JP2000197215A (ja) 産業用車両の走行駆動装置
WO2012074707A2 (en) Electrical retarding deration
JP2019059370A (ja) 電気駆動車両
US11173890B2 (en) Power regeneration system for work vehicle
JP5178548B2 (ja) ハイブリッド型建設機械
JP5356067B2 (ja) ハイブリッド型建設機械
JP2010171080A (ja) サーボ制御システム及び作業機械
JP2024013283A (ja) 電気駆動式車両
JP2023151438A (ja) 電気駆動式車両
JPH0526968U (ja) 交流エレベータの制御装置
JP2023045709A (ja) ダンプトラック

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22951057

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1