JPH0368602B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気自動車用回生制動制御装置に係
り、特に回生制動からプラギングに移行するとき
の走行状態を滑らかにするに良好な電気自動車用
回生制動制御装置に関する。

バツテリフオークなどの電気自動車は、例えば
特開昭55−34860号公報などで知られている。

このような走行車は一般に、走行モータをバツ
テリの電流供給から切り離し、逆に、走行モータ
で発電を行うようにすることにより制動を行う回
生制動が用いられている。さらに、制動には、走
行モータの回転とは逆の方向に走行モータを回転
させるようにバツテリから電流を供給する所謂プ
ラギング制動を兼ね備えているものも周知であ
る。

上記制動制御は回生制動からプラギングへの切
り換えを自動的に行うことにより、車両の走行状
態を滑らかにしている。この切り換え時期の判定
は、モータの速度を基準にして行われており、速
度検出として回転計が一般に用いられている。

しかし、回転計を設定するスペースがない場合
は回転計を取付けられないことがある。

そこで回転計を用いないで制動を滑らかに制御
する方法として、走行モータに流れる電流を検出
し、回生制御時の電流がある規定電値流以下にな
つたときにプラギングへ移行させる方法が知られ
ている。

しかしながら、プラギング移行時のアクセル開
度が大きいときは制動力が大きく開度が小さいと
きは制動力は小さくなり、移動時のアクセル開度
（操作量）によつて制動力に違いが生じるので、
前記の電流値だけで制動方式の切り換え時期を判
定する方法によれば、減速が滑らかに行われず走
行性が悪くなるという欠点を有している。

すなわち、前述の規定電流値が小さい場合には
制動力が極めて小さく、車両走行時の減速−だ行
−停止−加速の変化のうち停止期間が長く感じる
ことになる。

また、規定電流値が大きい場合は、制動力が大
きく、回生制動（減速強）からプラギング（減速
弱）に移行する際一瞬制動のゼロ領域ができ制動
のつながりが悪く走行性が悪くなる。

本発明の目的は、回生制動からプラギングへ移
行させる際の減速走行性を改善した電気自動車用
制動制御装置を提供することにある。

本発明は、アクセル開度に対応してアクセル開
度が大きいことに応じて大きくなるように規定電
流値を定め、走行モータに流れる電流値がこの規
定電流値以下になつたときに回生制動からプラギ
ングへ移行させることにより、この移行時の減速
を滑らかに行わせて走行性を高めようとするもの
である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明が適用された一実施例のバツテ
リフオークリフトの全体回路図を示している。

第１図に示されたように、バツテリ１の正極に
リード線２が、負極にはリード線３が夫々接続さ
れている。

前記バツテリ１の正極には、回生コンタクタ４
と電流検出器５と走行モータ６の電機子６Ａの＋
端子が前記リード線３を介して接続されている。
この電機子６Ａの他端子はモータ正逆回転制御用
切り換え回路７のFRコンタクタ７Ａ、界磁コイ
ル６Ｂ、前後進切り換え（FR）コンタクタ７Ｂ、
およびチヨツパトランジスタ８からなる直列回路
を介してリード線３に接続されている。前記電機
子６Ａの一端子は逆極性に接続されるプラギング
ダイオードD₂を介してリード線２に接続され、 前記前後進切り換え（FR）コンタクタ７Ａ，
７Ｂの負極側は逆極性に接続されるフリーホイー
ルダイオードD₁を介してリード線２に接続され
ている。回生コンタクタ４の負極側は逆極性に接
続される回生ダイオードD₃を介してリード線３
に接続されている。前記前後進切り換え（FR）
コンタクタ７Ａ，７Ｂの負極側にはダイオード
D₄のアノードが接続され、このダイオードD₄の
カソードは抵抗R₁とトランジスタTR₁の直列回
路によりチヨパトランジスタ８のベースに接続さ
れている。前記トランジスタTR₁のベースにアク
セルの操作量に応じた信号を入力し、アクセルの
操作量に対応して前記トランジスタTR₁に制御信
号を出力する通流率制御回路９が接続されてい
る。前記ダイオードD₄のカソードは、コンデン
サC₁とダイオードD₆のカソードに接続され、コ
ンデンサC₁はダイオードD₅のカソード及びダイ
オードD₇のアノードに接続されている。ダイオ
ードD₇のカソードは前記ダイオードD₆のアノー
ドとコンデンサC₂とに接続されている。前記ダ
イオードD₅のアノードとコンデンサC₂はリード
線３に接続されている。トランジスタTR₃はリー
ド線２と電機子６Ａの一端子との間に接続されて
おり、このトランジスタTR₃のベースは抵抗R₄
を介して、制動判定回路１５の出力端子(A)に接続
されている。回生コンタクタ４の駆動コイル
（RB）１０と、トラジスタTR₂の直列回路はリー
ド線２と３間に接続されている。同様に前後進切
り換え（FR）コンタクタ７の駆動コイル（FR）
１１と前進スイツチ(F)１２は直列接続され、リー
ド線２とリード線３間に接続されている。一端が
リード線２に接続されている後進スイツチ（Ｒ）
１３の他端はダイオードD₉と抵抗R₂とツエナー
ダイオードZD₁と抵抗R₃を介してリード線３と接
続されると共に、制動判定回路１５の出力端子
(F)、(G)に接続されている。前記ダイオードD₉と
抵抗R₂の接続点はダイオードD₈を介して前進ス
イツチ(F)１２の負極側に接続されている。前記ツ
エナーダイオードZD₁と抵抗R₃の接続点は前記ト
ランジスタTR₂のベースと接続され、またダイオ
ードD₁₁を介して保護回路１４と接続され、かつ
ダイオードD₁₀を介して制動判定回路１５の出力
端子(B)に接続されている。制動判定回路１５の入
力端子(C)には電流検出器５の検出電流信号が入力
されており、かつ、この制動判定回路１５にはリ
ード線２及び３により電源が供給されている。

このように構成されるバツテリフオークリフト
の前進走行中の回生制動を含む制動動作をかける
場合について説明する。

前進走行は前進スイツチ(F)１２を投入すると、
駆動コイル（FR）１１が励磁され前後進コンタ
クタ７は前進側に切換えられると同時に、トラン
ジスタTR₂が導通されて駆動コイル（RB）１０
が励磁されるので回生コンタクタ４が閉路され
る。これにより走行モータ６にチヨツパトランジ
スタ８を介してバツテリ１から駆動電流が供給さ
れる。チヨツパトランジスタ８はアクセル１９の
操作量に応じて通流率制御回路１４から出力され
る制御信号によりトランジスタTR₁を介してチヨ
ツパ制御されている。このチヨツパ制御により走
行モータの駆動電流が制御され、アクセルの操作
量に応じてバツテリフオークリフトの走行速度が
制御されている。

回生制動を作動させる場合は、前記前進スイツ
チ(F)１２を切り、後進スイツチ（Ｒ）１３を投入
する。これにより、前後進コンタクタ７Ａ，７Ｂ
が後進側に切り換えられる。また、このとき制動
判定回路１５が作動して(B)端子の電位が低レベル
になりトランジスタTR₂が遮断し回生コンタクタ
４が開路される。さらに、制動判定回路１５の出
力端子(A)の電位は、端子(B)の電位が低レベルにな
ると同時に所定時間（T₁）低レベルとなるよう
に形成されている。

そして、前記端子(A)が低レベル電位の期間
（T₁）トランジスタTR₃が導通し、界磁コイル６
Ｂは前進時とほ逆極性に予備励磁される。

なお、制動判定回路１５の動作の詳細は後述す
る。

上述の動作により電機子６Ａには第１図中
（ ）を付して示した極性の誘起電圧が発生し、
チヨツパトランジスタ８の導通時には界磁コイル
６Ｂ−チヨツパトランジスタ８−回生ダイオード
D₃−電流検出器５から形成される回路に循環電
流が流れ、チヨツパトランジスタ８の遮断時に
は、界磁コイル６Ｂ−フリーホイールダイオード
D₁−バツテリ１−回生ダイオードD₃−電流検出
器５から形成される回路に回生電流が流れてバツ
テリを充電することにより回生制動がなされる。

回生制動により走行速度が十分低下すると制動
判定回路１５から回生終了信号が出力される。即
ち、端子(B)の電位が再び高レベルとなり、回生コ
ンタクタ４が再び閉路されプラギングに移行さ
れ、つづいてバツテリフオークリフトは前進走行
から後進走行に移る。

次に、本発明に係わる上述の制動判定回路１５
について図を用いて詳細に説明する。

第２図に制動判定回路１５の詳細回路図が示さ
れている。

図において定電圧回路１７には第１図図示のリ
ード線２が接続されている。アクセル１９は可変
抵抗器からなり、該可変抵抗器の固定抵抗は前記
定電圧回路とリード線３間に接続されている。前
記アクセル１９の出力端子(E)は制動切替タイミン
グ回路S1を構成する抵抗R₈とR₉の直列回路を介
してリード線３に接続されると共に、抵抗R₁₁と
抵抗R₁₂の直列回路を介して演算増幅器OP₂の＋
入力端子に接続されている。前記抵抗R₈とR₉の
接続点は演算増幅器OP₁の−入力端子に接続され
ている。前記電流検出器５の接続された端子(C)は
電流検出回路２０に接続されており、該電流検出
回路２０の出力端子は抵抗R₆を介して前記演算
増幅器OP₁の＋入力端子に接続されている。また
該＋入力端子は抵抗R₇に接続され、該抵抗R₇は
ダイオードD₁₅を介して演算増幅器OP₃の出力端
子と、ダイオードD₁₇を介して単安定マルチバイ
ブレータ２２の出力端子とに夫々接続されてい
る。

前記演算増幅器OP₁の出力端子は抵抗R₁₀を介
して−入力端子に帰還接続され、またダイオード
D₁₂のカソードに接続されている。該ダイオード
D₁₂のアノードは前記抵抗R₁₁とR₁₂とが直列接続
された接続点(D)に接続されている。また、該接続
点(D)に回生指令回路２１が逆方向に接続されるダ
イオードD₁₃を介して接続されている。抵抗R₁₃
とR₁₄の直列回路は前記定電圧回路１７とリード
線３とに接続されており、該抵抗R₁₃とR₁₄との
接続点は前記演算増幅器OP₂の−入力端子に接続
されると共に、演算増幅器OP₃の＋入力端子に
夫々接続されている。ここで、制動切り換えタイ
ミング回路Ｓ１は、前後進走行スイツチ（F12、
R13）の切り替えに応じて回生指令回路２１で切
り換えを判断すると共に、電流検出回路２０の出
力とアクセル開度に応じた回生終了の規定電流値
とを比較して、前記電流検出器２０の出力が前記
規定電流値より小さくなつたとき回生終了信号を
出力する。該演算増幅器OP₂の出力端子は、演算
増幅器OP₃の−入力端子に接続されると共に、抵
抗R₁₇とダイオードD₁₈を介してトランジスタTR₄
のベースと、さらに抵抗R₁₅を介して該演算増幅
器OP₂の＋入力端子とに夫々接続されている。

前記トランジスタTR₄のコレクタ端子(B)に、エ
ミツタはリード線３に夫々接続されている。回生
制動からプギング制動に切り換えるスイツチ手段
S2を構成する演算増幅器OP₃の出力端子はコンデ
ンサC₃と抵抗R₁₆の直列回路を介して単安定マル
チバイブレータ２２の入力端子に、該入力端子は
ダイオードD₁₄を介して定電圧回路１７に接続さ
れ、該単安定マルチバイブレータ２２の出力端子
は抵抗R₁₈とダイオードD₁₆の直列回路を介して
トランジスタTR₅のベースに接続されており、該
トランジスタTR₅のコレクタは前記端子(A)に、ま
たエミツタはリード線３に夫々接続されている。
ここで、スイツチング手段Ｓ２は、制動切り換え
タイミング回路Ｓ１の出力信号を入力して、その
出力信号に応じて回生コンタクタ４をオン、オフ
し、それに応じて現状の界磁コイル６Ｂの励磁を
逆に励磁する。

以上のように構成される制動判定回路の動作に
ついて説明する。

定電圧回路１７は接続される各回路に所要の定
電圧制御電源を供給しているものである。

電流検出回路２０は電流検出器５から出力され
る電流信号を所望のレベルに増幅して出力してお
り、走行用モータ６に流れる電流値を前記検出器
５を介して検出している。回生指令回路２１はバ
ツテリフオークリフトの走行状態等から回生制動
すべきか否かを判定して、回生指令信号を出力す
るもので周知のものである。

まず、前述したように前進走行スイツチ(F)１２
を切り、後進スイツチ（Ｒ）１３を投入させて回
生制動状態にする。このとき前記回生指令回路２
１から回生指令信号が出力されると、該回生指令
信号がダイオードD₁₃を介して演算増幅器OP₂の
＋入力端子に入力され、該OP₂の出力電位は高レ
ベルとなり、トランジスタTR₄が導通され端子(B)
から低レベルの信号が出力される。また、前記
OP₂の出力電位が高レベルになると演算増幅器
OP₃の出力は低レベルとなりコンデンサC₃と抵抗
R₁₆からなる微分回路を通して単安定マルチバイ
ブレータ２２に入力される。単安定マルチバイブ
レータ２２の入力電位が低レベルになると、該出
力から準安定時間に相当する時間（T₁）だけ高
レベルとなる信号が出力され、トランジスタTR₅
が導通され端子(A)から低レベルの信号がT₁時間
出力される。これによつて、前述したように回生
コンタクタ４が開路され、かつ界磁コイル６Ｂが
予備励磁され、バツテリフオークリフトの回生制
御動作が開始される。

一方、演算増幅器OP₁の−入力端子にはアクセ
ル１９及び抵抗R₈、R₉によりアクセル開度に対
応して定められる第３図中I_Bにて示した回生終了
の規定電流値が入力されており、＋入力端子には
検出電流値が入力されている。その演算増幅器
OP₁は前記規定電流値と検出電流値とを比較演算
し、検出電流値が規定電流値以下になつたときに
回生終了信号を出力するものであり、回生制動か
らプラギングへ移行させる時期の判定を行つてい
る。回生制動開始時の演算増幅器OP₁の＋入力端
子の電位は回生指令信号が入力されたときダイオ
ードD₁₅を通して演算増幅器OP₃の出力が低レベ
ル電位に瞬間引き下げられるが、すぐにダイオー
ドD₁₇を介して単安定マルチバイブレータ２２の
出力高レベル電位まで引き上げられる。

このように予備励磁時間（T₁）中は＋入力電
位を−入力の規定電流値よりも十分に高レベルに
保持させることにより、該時間（T₁）中は前述
の判定動作を停止させている。

従つて、該時間（T₁）中は第４図に示すよう
に演算増幅器OP₁の出力は高レベルに保持される
ので、第２図Ｄ点の電位は抵抗R₁₁を介してアク
セル開度に応じた電位に保持され、演算増幅器
OP₂の出力電位も高レベルとなるので、回生制動
が継続される。

前記予備励磁時間（T₁）終了後、演算増幅器
OP₁は前述の判定動作を開始する。検出電流値が
前記の規定電流値以下に低下すると、該演算増幅
器OP₁の出力電位が低レベルとなる。これにより
(D)点電位が引き下げられ、演算増幅器OP₂の出力
電位が低レベルとなりトランジスタTR₄は遮断さ
れ、この制動判定回路１５の端子(B)電位が高レベ
ルとなる。該端子(B)の電位が高レベルとなること
により、トランジスタTR₂が導通され回生コンタ
クタ４が再び閉路され、前述したようにバツテリ
フオークリフトは回生制動からプラギングへ切換
えられる。

プラギングに移行されると、モータには第３図
I_Aに示すアクセル開度に対応した電流が流される
ことになるが、前述したようにアクセル開度に応
じた電流I_Bからの移行となるのでこの程度の電流
差であれば、通流率制御回路９のソフトスタート
機能により吸収され、制動切換え時の制動は滑ら
かに行われることにある。

つまり、アクセル開度が小さいときは回生制動
からプラギング制動へ移行する際、規定電流値の
値を小さくして、回生制動期間を長くし、プラギ
ングに移行したときの電流も小さくして制動切り
換え時のつながりを滑らかにしている。

従つて、本実施例によれば、走行モータの電流
がアクセル開度に対応させて定める規定電流値以
下に低下したときに制動方式を回生制動からプラ
ギングへ切り換え移行させていることから、前記
移行時の減速が滑らかに行われるので車両の走行
性を極めて優れたものとすることができる。

また、従来前進及び後進コンタクタがそれぞれ
に必要であつたが、本実施例によれば前・後進コ
ンタクタ１箇とすることができ、しかも回生コン
タクタに電流遮断能力を持たせることにより、
前・後進コンタクタは通電容量に応じたものであ
ればよいことから、小型化できるという効果があ
る。

以上本発明によれば、電気車の電気制動を回生
制動からプラギングへ移行させる際、走行モータ
の電流がアクセル開度に対応させて定める規定電
流値以下に低下したとき切り換え移行させている
ので減速制動を滑らかに行わせることができ、車
両の走行性を改善することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用された一実施例の電気車
の制御回路構成図、第２図は第１図図示実施例の
部分詳細回路図、第３図及び第４図は動作説明図
を示す。 ４……回生コンタクタ、５……電流検出器、６
……走行モータ、８……スツチ素子、１５……制
動判定回路、１９……アクセル、２０……電流検
出回路、２１……回生指令回路、２２……単安定
マルチバイブレータ、OP₁〜OP₃……演算増幅
器、Ｓ１……制動切り換えタイミング回路、Ｓ２
……回生−プラギング制動切り換えスイツチング
手段、Ｂ……回生コンタクタオン、オフ制御信
号、Ｅ……アクセルの操作量信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制動判定回路１５を有する電気自動車用回生
   制動制御装置であつて、 電気自動車は、走行が通流率制御回路９と、走
   行モータ６と、該走行モータの回転速度を制御す
   るスイツチ素子８とによつて制御され、 制御は回生制動とプラギング制動を含むもので
   あり、 制動判定回路１５は、電流検出回路２０と、制
   動切り換えタイミング回路Ｓ１と、スイツチング
   手段Ｓ２とを有し、 前記電流検出回路２０は、電流検出器５の出力
   を入力して前記走行モータ６の電流値を検出し、
   所定の電流値レベルまで増幅するものであり、 前記切り換えタイミング回路Ｓ１は、回生指令
   回路２１の指令によつて作動し、前記電流検出回
   路２０の出力信号と、アクセル１９の操作量信号
   Ｅを入力し、前記アクセル１９の操作量に対応し
   て変化する設定値信号を発生して、該設定値と、
   前記走行モータ６の電流検出値とを比較して、前
   記電流検出器５の出力が前記規定電流値より小さ
   くなつたとき回生終了信号を出力するものであ
   り、 前記スイツチング手段Ｓ２は、前記制動切り換
   えタイミング回路Ｓ１の出力信号を入力して、そ
   の出力信号に応じて回生コンタクタ４をオン、オ
   フする制御信号Ｂを出力するものである 電気自動車用回生制動制御装置。