JPH0284003A - 電気自動車の動力システム - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気自動車に係り、更に詳細には、電気自動車
の電動機、制御装置等で構成される動力システムに関す
る。

〔従来の技術〕

電気自動車は１周知のように電池、電動機、制御装置等
の動力システムで駆動される。速度制御を行う場合には
、通常アクセルペダルの踏量に応じて制御装置が電動機
の通流率を変えて行う、具体的には、例えば「自動車の
事典」〔（株）朝食書店、１９７８年９月２５日発行〕
の第２０５頁〜第２０７頁に記載されるように直流電動
機の電機子又は界磁の通流率をサイリスタ等の半導体チ
ョッパで制御する。

この種の電気自動車は、−充電走行距離、実用性、経済
性等の面で未だエンジン型の一般自動車に較べ劣るが、
排気ガスがなく低騒音であるため。

例えば排気ガスが支障をきたす所や、環境のクリーン条
件の厳しい場所、施設等の特殊用途の交通機関として用
いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ｆｔ電気自動車使用する用途の中には。

例えば陸上ロードレースの中継車、伴走車等の如く使用
時に故障等で走行停止が生じないよう使命づけられるも
のがある。このような高信頼性を要求される電気自動車
に対しては、制御装置のように自動車の心臓部となる系
に故障が生じると、走行の持続が不可能となるので、そ
の対策が特に必要である。このような対策としては、切
換え可能な制御装置を２台搭載し、走行中に現在使用中
の制御装置の万一故障が生じた場合には・、コンタクタ
を用いて残りの制御装置に使用を切換える方式が提案さ
れる。

但し、このような２重系の制御装置を何らの配慮なしに
切換えると、スイッチの切換過渡時に未だモータ電流（
界磁電流等）が充分に減衰していないことで、切換コン
タクタの接点を開く側にアーク遮断が発生し、溶着によ
り各々の＄１１御装置のコンタクタが同時に接続して、
誤動作や走行が停止モードになる不具合が生じる。

なお、従来のモータ制御装置には、例えば特開昭６１−
２０５５５６号公報に開示されるように、制御電流が規
定値以上になると、マニュアル操作に切換わるようなも
のがあるが、電気自動車の制御装置を切換えることや切
換をスムーズに行う点に充分な配慮をしたものがなかっ
た。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、２重系の制御装置を搭載して、１台
の制御装置が故障しても残りの制御装置にスムーズに切
換えて運転を引き続き支障なく続行できる高信頼性の電
気自動車を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために。

電気自動車を駆動させる電動機を１台、前記電動機を制
御する制御装置を２台有し。

前記２台の制御装置を、切換え可能な第１．第２のコン
タクタを介して前記電動機に択一的に接続し、 前記電動機に対して前記制御装置を切換える場合には、
一方の制御装置を停止させ且つ切換え過渡時の電動機電
流を充分に減衰させた時間経過後に、この停止した制御
装置に対応する前記コンタクタの一方を開き、その後、
切換え接続すべき前記コンタクタの他方を閉じた後に、
切換え接続の対象となる他方の制御装置を作動させるよ
うタイマーシーケンスを設定してなる。

〔作用〕

このような構成よりなる本発明によれば、切換用の第１
．第２のコンタクタを切換えることで。

２台の制御装置のうちいずれか一方が自動車駆動用の電
動機と択一的に接続される。

そして、このような制御装置の切換えは、所定のタイマ
ーシーケンスにしたがって先ず停止対象となる一方の制
御装置を停止させ且つ切換過渡時の電動機電流（界磁電
流等）を充分に減衰させた後に、この停止した制御装置
に対応のコンタクタを開き、その後切換え接続すべきコ
ンタクタを閉じた後に、切換え接続の対象となる他方の
制御装置を作動させて行われる。

そして、本発明では前述したように切換時に接点を開く
側のコンタクタは、停止対象となる制御装置を停止させ
て、ａ動機の界磁電流等を充分に減衰させた後に行うの
で、コンタクタ開放時にアーク遮断が発生せず、コンタ
クタがアーク遮断により溶着して２台の制御装置が同時
に接続されるといった不具合を防止できる。従って、正
常時に２台の制御装置を切換える場合は勿論のこと、１
台の制御装置に故障が生じて残りの制御装置に使用を切
換える場合にも、前記所定のタイムシーケンスに従うこ
とで、切換え過渡時にアーク遮断現象をなくして円滑な
切換えを行い、引き続き自動車走行を支障なく続行させ
ることができる。

〔実施例〕 本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

１は主電池、２，３は制御装置、１０は切換装置、１５
は直巻形態動機（直流電動機）の電機子。

１６は界磁コイル、３７はアクセルである。なお。

電動機１５は、直巻形でなくてもよく１例えばその他に
分巻、腹巻、他励方式等種類を問わない。

制御装置２，３は、主電池１と電機子１５．界磁コイル
１６１ｓ１ｆｆに並列に接続され、第１の制御表［２が
開閉スイッチ４．フリーホイールダイオード５．サイリ
スタチョッパ６で構成され、第２の制御装置３が開閉ス
イッチ７、フリーホイールダイオード８．サイリスタチ
ョッパ９で構成される。

第１の制御装置２は、後述するタイマーシーケンス回路
３８の作動指令信号Ｃ１を入力するとσば閉スィッチ４
が閉じ５また第２の制御装置３は、同様に作動指令信号
Ｃｚを入力すると開閉スイッチ７が閉じ、且つ、それぞ
れのチョッパ９はアクセル３６の踏込量に応じたチョッ
パ動作を行うことでモータ回路の通流率を可変制御する
。また、各制御表Ｗ２，３には、Ｃ１，Ｃｚの夫々の作
動信号が入力されると、時定数Ｔｃを待った後にチョッ
パ６．９が作動する起動シーケンスが設定され。

且つＣｘ、Ｃｚの夫々の信号がオフすると、チョッパ６
．９が作動停止した後でスイッチ４，７が開く停止シー
ケンスが設定されている。

切換装置１０は、第１．第２の制御装置２，３に対応し
て、第１のコンタクタ１１．１２と第２のコンタクタｉ
３．１４とで構成される。第１のコンタクタ１１．１２
は、スィッチ４１電機子１５、界磁コイル１６．チョッ
パ６と直列に接続され、第２のコンタクタ１３．１４も
同様にスイッチ７、電機子１５．界磁コイル１６．チョ
ッパ９と直列に接続される。なお、これらの第１．第２
のコンタクタ同士は並列関係にある。第１のコンタクタ
１１．１２及び第２のコンタクタ１３゜１４もタイマー
シーケンス回路３８のコンタクタコイル１７．１８で制
御される。

次に、タイマーシーケンス回路３８の構成及び動作を前
述した制御装置２，３や切換装置１０等と併せて、第２
図のタイムチャートを参照しながら説明する。

タイマーシーケンス回路３８は、キースイッチ２３、電
池２４．切換用の操作スイッチ２５を有し、且つ前述し
た第１の制御装置２及び第１の切換コンタクタ１１．１
２の動作を制御する第１のタイマーシーケンス系（リレ
ーコイル３４．リレー接点３５．タイマー２７．抵抗２
９．トランジスタ３０．リレーコイル３２．リレー接点
２１゜コンタクタコイル１８等）と、第２の制御装置３
及び第２の切換コンタクタ１３．１４の動作を制御する
第２のタイマーシーケンス系（リレーコイル３６．リレ
ー接点３７．タイマー２６．抵抗２８、トランジスタ３
１．リレーコイル３３．リレー接点１９．コンタクタコ
イル１７等）から構成される。

そして、キースイッチ２３のオン後に操作スイッチ２５
をａに倒すと、リレーコイル３４が通電し接点３５が閉
じる。また、タイマー２７がある時間Ｔｌ遅れて出力す
る。このタイマー出力により、接点３５を介して第２図
に示すような作動信号Ｃ１が制御装置２に入力される。

且つ抵抗２９を介しトランジスタ３０がオンしリレーコ
イル３２が通電することで、接点２１がオンし、コンタ
クタコイル１８が通電し、切換コンタクタ１１゜１２が
オン（閉）となる、この状態では、第１の切換コンタク
タ１１．１２と制御装置２のスイッチ４が閉じ、制御装
置２と電機子１５．界磁コイル１６とが接続される。そ
して、コンタクタ１１゜１２とスイッチ４が閉じた後で
、制御装置２内の起動シーケンスにより時定数Ｔｃを待
った後にチョッパ４が作動し、アクセル３７に応じたモ
ータ電流ＩＭＩが流れ、電動機の回転制御が行われる。

このようにコンタクタ１１．１２とスイッチ４が閉じた
後モータ電流ＩＭＩが流れるのでラッシュ電流の発生を
防止できる。

次に、操作スイッチ２５をｂの方へ倒すと、リレーコイ
ル３４の通電がなくなり、接点３５がオフし、一方、リ
レーコイル３６が通電し、接点３７がオンする。接点３
５がオフすることにより。

制御装置２への作動信号Ｃｓは遮断される。ＣＩの遮断
があると、制御表［２は、所定の停止シーケンスにした
がって、先ずチョッパ６の作動が停止しスイッチ４が開
く。チョッパ６の作動停止時点で、電機子１５及び界磁
コイル１６の減衰電流が電機子、界磁コイルとフライホ
イールダイオード５ｆｌＩｌで流れるので、スイッチ４
側にアークが生じることはない。その後、タイマー回路
２７の出力がＴｚ遅れて遮断され、トランジスタ３０が
オフし、従ってコンタクタコイル１８の励磁がなくなり
、第１の切換コンタクタ１１．１２が開く。

ここで、時間Ｔｚすなわちスイッチ２５のｂ側への投入
後から切換コンタクタ１１．１２が開くまでの時間は、
電機子１５及び界磁コイル１６の減衰電流が充分に減衰
するに足りる長さに設定しであるので、第１の切換コン
タクタ１１．１２はアーク遮断が生じることなく開く。

その後、第２のタイマーシーケンス系側のタイマー回路
２６が時間Ｔｓ遅れて出力し、このタイマー出力により
、接点３７を介して制御装置３へ作動信号Ｃ２が入力さ
れる。また、トランジスタ３１がオンすることにより、
リレーコイル３３がオンし接点１９がオンし、コンタク
タコイル１７が通電し、第２の切換コンタクタ１３．１
４がオンする。このようにして、第２の切換コンタクタ
１３．１４と制御装置３のスイッチ７が閉じることで、
制御装置３と電機子１５．界磁コイル１６が接続される
。この場合にも、コンタクタ１３゜１４とスイッチ７が
閉じた後で、制御装置３内の起動シーケンスにより時定
数Ｔｃを待った後にチョッパ９が作動し、アクセル３７
に応じたモータ電流ＩＨｚが流れ、電動機の回転制御が
行なわ九る。

そして、コンタクタ１１．１２とスイッチ７が閉じた後
モータ電流Ｉｓｚが流れるのでラッシュ電流が流れない
。

なお、本実施例では、コンタクタコイル１７゜１８は同
時に通電されないよう、リレー接点１９゜２０．２１．
２２によりインヒビット構成となっている。また、走行
中キーオフしても、タイマー回路２６．２７が作動する
ようにリレーコイル３２．３３の配線をキースイッチ２
３を介さす１２Ｖ電池２４より直接とっている。チョッ
パ６゜９は、サイリスタに限定するものではなく、その
他トランジスタを用いてもよい。

本実施例によれば、操作スイッチ２５の接点ａ。

ｂを切換えることで、オフする側の切換コンタクタ１１
．１２或いは１３．１４にアーク遮断を発生させること
がなく、制御装置２，３を切換えられるので、コンタク
タの溶着によって制御装置２゜３が同時接続されるとい
った不具合を解消することができる、従って、制御装置
２，３のいずれか一方に故障が生じても、制御装置を正
常な方に切換えて、電気自動車の運転をスムーズに続行
させることが可能となり、途中の走行停止が許されない
用途をもった電気自動車として最適なものを提供できる
。また、切換時にオンする側の制御装置のスイッチ４（
或いは９）と切換コンタクタ１１゜１２（或いは１３．
ｉ４）を閉じた後に、チョッパ６（或いは９）が作動す
るように起動シーケンスを設定しであるのでラッシュ電
流を防止できる。

ラッシュ電流は、サイリスタ形のチョッパの場合には転
流失敗の原因となり、また、トランジスタ形のチョッパ
の場合は、電流のピーク値を超えてトランジスタの破壊
につながる原因となる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、電気自動車の駆動用電動
機に対し２重系の制御装置を切換え可能に設け、且つそ
の制御装置の切換えも支障なくスムーズに行い得るよう
にしたので、万一、制御装置の１台に故障が生じても、
正常な運転を引続き継続し、電気自動車の信頼性を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図はその動作状態を示すタイムチャートである。 １・・・主電池、２，３・・・制御装置、１０・・・切
換装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気自動車を駆動させる電動機を１台、前記電動機
   を制御する制御装置を２台有し、前記２台の制御装置を
   、切換え可能な第１、第２のコンタクタを介して前記電
   動機に択一的に接続し、 前記電動機に対して前記制御装置を切換える場合には、
   一方の制御装置を停止させ且つ切換え過渡時の電動機電
   流を充分に減衰させた時間経過後に、この停止した制御
   装置に対応する前記コンタクタの一方を開き、その後、
   切換え接続すべき前記コンタクタの他方を閉じた後に、
   切換え接続の対象となる他方の制御装置を作動させるよ
   うタイマーシーケンスを設定してなることを特徴とする
   電気自動車の動力システム。