JPH0446501A - 電動車の駆動制御方法 - 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、モータの駆動力を利用して走行する電動車に
関し、急坂道を連続走行する等の過負荷運転状態によっ
て、モータが異常発熱することを防止するようにした駆
動制御ｎ方法に関するものである。

（従来技術） 電動車としては、身体障害者用の車椅子タイプやフォー
クリフト等の作業車タイプ等がある。これらの電動車は
、直流モータとバッテリーを搭載し、リレーやマイコン
を用いてモータの回転数を制御して所望速度で走行する
ようにしている。

又、電動車では、特公昭５６−４０８１号公報に記載の
如く、モータの回転数を制御する制御回路の異常発熱を
検出してモータの回転数を低下させたり駆動を停止した
りする安全機能を設けたものがある。

（発明が解決しようとするｉ１！題） 前記の電動車の安全機能は、モータの過負伺運転時に制
御回路に過大な電流が流れて制御回路が発熱するのを検
出し、この検出した制御回路温度が所定の限界温度に達
するとモータの回転を低下したり停止したりするように
したものであるが、制御回路温度は外気温度の影響を受
は易く、冬期においでは制御回路温度が所定の限界温度
に達するまでにモータが過熱して焼損し、夏期において
は制御回路温度が限界温度に達し易くモータが退勢して
いないのに顧繁にモータが減速したり停止したりするこ
とになる。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明では、車輪駆動用モータ１の回転制御を
駆動信号の出力割合であるデユーティ比りの変更で行い
設定速度で走行すべくすると共に、回路温度センサー２
で検出した回路温度Ｘが限界温度ＸＩ、Ｘ！より高温に
なるとデユーティ比りを減少あるいは零とするよう制御
した電動車において、外気温度センサー３と、この外気
温度センサー３で検出した外気温度Ｙに基づいて前記の
限界温度Ｘ＋、Ｘｓを演算する限界温度演算手段４を設
け、外気温度Ｙの変化によって限界温度Ｘ＋、Ｘ□を変
更させるようにした。

（発明の作用及び効果） 外気温度センサー３で検出する外気温度Ｙが限界温度Ｘ
１、Ｘ２よりも低くなれば、設定速度となるようデユー
ティ比りが制御されて走行し、外気温度Ｙが限界温度Ｘ
＋、Ｘ＊よりも高くなれば、デユーティ比りが減少ある
いは零となって、モータ１の回転が減速したり停止した
りして、回路温度Ｘが低下するのを待つことになるので
あるが、限界温度Ｘ＋、Ｘｚが外気温度Ｙの変化に伴っ
て限界温度演算手段４で変更され、外気温度の低い場合
から高い場合に応して回路温度Ｘが適正な限界温度Ｘ＋
、Ｘｔ　と比較されるので、モータ１の過熱状態を的確
にキャッチして顧繁なモータ１の減速や停止を防ぎなが
ら過熱による焼損を避けろことができる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

まず、駆動制御回路は、第３図の電気回路図に示す通り
である。即ち、中央の演算装置ＣＦ’Ｌｌ　５は、速度
指令信号発生器３１で設定された走行速度に基づいて車
輪駆動用モータ１をコントロールする電界効果型の駆動
用トランジスタ６及び制動用トランジスタ７をＯＮ、０
ＰＦＩ４１１？Ｉするようになっている。

これらのトランジスタ６及び７は、直列に接続されてお
り、その内部に逆バイアス時に動作するダイオード６ａ
及び７ａが組み込まれている。そして、トランジスタ６
のドレイン側はト２４ｖの電Ｓ＜バッテリーのト側端子
）側へ接続されており、トランジスタ７のソース側はア
ース側へ接続されている。またトランジスタ６は、その
ゲート側が電界効果型のトランジスタ８のドレン側へ接
続されている。９及びＩＯは、トランジスタ８及び７の
ゲート側のバイアスをコントロールするインバターであ
る。

車輪駆動用のモータ１は、トランジスタ６及び７の中間
接続点とアース側との間に、前後進切換用リレー１１及
び１２の接点１３及び１４と電流検出器１５とを介して
接続されている。前記リレー接点１３及び１４は、それ
ぞれ二つの端子ａ。

ｂと端子ｃ、ｄとを有している。電流検出器１５で検出
した電流値は、アンプ３２を通じて演算装Ｗ５へ送られ
、過電流が流れた場合には、メインリレー２２をＯＦＦ
にする。なお、第３図において、１６は車輪駆動用モー
タ１の回転軸を緊締し、減速並びに停止させる電磁ブレ
ーキである。この電磁ブレーキ１６は、励磁状態では前
記モータ１の回転軸を解放し、非励磁状態でバネ力によ
りモク１の回転軸を緊締するようになっている。

また同図において、１７及び１８は、電磁ブレーキ１６
の二段増幅用トランジスタである。更に、１９及び２０
は、リレー１１及び１２をＯＮ、ＯＦＦ制御するインバ
ーター　２１は回転数検出器である。

この回転数検出器２１は、車輪駆動用モーター１が逆起
電力を発生した場合に、これを検出することでモーター
ｌの回転数（電動車の走行速度）を演算するためのもの
である。更にまた２２はメインリレー　２３はその接点
、２は電子部品の温度を検出する回路温度センサー　３
は外気温度を検出する外気温度センサー　２５はメイン
リレー２２をＯＮ、０ＦＦｆｆｉｌ＋御するインバータ
ー　２６はパンテリー電圧を例えば５個のＬＥＤで発光
表示する表示装置、３１は速度指令信号発生器である。

ＲＯＭ３０には、第２図に示す外気温度Ｙと回路温度Ｘ
の準限界温度Ｘ、と限界温度Ｘ、の関係を示すデータが
記憶されている。尚、このデータは実験により求めたも
のである。

このような電動車１の駆動回路にあって、その駆動状態
の制御は、ＣＰＵ５の端子ＰＣＩ及びＰＣ２の出力と、
ＰＣ６及びＰＣ７の出力とをＬ”レベル又は“Ｈ″″″
レベルり換えることで行っている。

ｐｃｔ及びＰＣ２は、リレー接点１３及び１４の接点ａ
、ｂ及びｃ、ｄを切り換えて車輪駆動用モーター１を正
転又は逆転させるか、あるいは中立位置へ保持するため
のものである。これは電動車の前後進切換スイッチを操
作することにより行われる。

端子ａと端子Ｃとへ切り換えて正転させた場合は前進し
、端子すと端子ｄとへ切り換えて逆転させた場合は後進
する。またｐｃ６及びＰｃｔは、車輪駆動用モーター１
への通電時間をコントロールすることにより、電動車の
走行速度を決定するためのものである０通電時間は、ス
ロットルレバーの開度と速度切換スイッチの状態（高速
、中速、低速）からなる速度指令信号発生器３１によっ
て決定される設定速度となるようにコントロールされる
。

具体的な通電時間のコントロールは、次のようにして行
っている。すなわち、例えば第４図に示すように、２５
ｍｓの１サイクルの時間を更に５０区分し、その間に駆
動信号Ａと制動信号Ｂと中立信号Ｎとを各走行条件に応
じた所定の割合で出力するようにしている。駆動信号Ａ
が出力されている状態では、車輪駆動用モータ１へ＋２
４Ｖの電源が供給され、電動三輪車は電源の供給時間に
応じて回転数が増加する。また制動信号Ｂが出力されて
いる状態では、モータ１は発電機として機能し、発生し
た電気はトランジスタ７を通じてモータ１へ戻され、発
電制動が行われるようになっている。なお、中立信号Ｎ
はｌサイクルにおいて、ｌ後に２〜３パルス程度配置し
、その時のモータ５の逆起電力を検知して、電動車の走
行速度を検知するためのものである。

駆動信号Ａの状態にする場合は、ＣＩ’ｌｌ　５の端子
ＰＣ６及びＰＣ７の双方を、“■（”レベル出力させる
。

ＰＣ６が″１４″レヘルであると、インバーター９によ
りトランジスタ８のゲート電圧が低下し、トランジスタ
８がＯＦＦとなる。そのため、トランジスタ６のゲート
側電圧が高くなり、駆動用トランジスタ６がＯＮ動作す
る。またＩ’Ｃ７が“１１″レベルであると、インバー
ター１０によりトランジスタ７のゲート電圧が低下し、
トランジスタ７はＯＦ［’となる。この状態が駆動信号
Ａの場合であり、バッテリーから供給される＋２４Ｖの
電力は、リレー接点１３又は１４を介して車輪駆動用モ
ータ１へ供給される。そして、電流検出器１５を経てア
ース側へ流れる。そのため、車輪駆動用モータ１が回転
駆動する。

制動信号Ｂにする場合は、ＣＰＵ４のＰＣ６及びｐｃ７
の出力を共に“１１”レベルにしている。前記ＰＣ６が
“Ｌ°レレベであると、今度はトランジスタ８がＯＮで
、駆動用トランジスタ６がＯＦＦとなる。

またＰＣ７がＬ”レベルであると、制動用トランジスタ
８がＯＮとなる。従って、駆動用トランジスタ６を通し
て、バッテリーからの電力が車輪駆動用モータｌへ供給
されなくなり、該モータ１は惰性による回転により発ｌ
ｉ機として機能亡る０発生した電気は、リレー接点１３
又は１４と、制動用トランジスタ７を通じてモータ１側
へ戻され、モク１に負荷を与えて発電制動を行うように
している。

中立信号Ｎにする場合は、ＣＰＵ　４の端子ｐｃ６を“
［、”レベルにし、端子Ｐ、Ｃ７をＨ”レベルにする。

つまり、駆動用及び制動用の両トランジスタ６及び７を
共にＯＦＦにする。これにより、車輪駆動用モータ１は
負荷がかからない状態となり、惰性回転により発生した
電圧を回転検出器２１で検知することにより、モータ］
の回転数を検知し、電動車の走行速度を求めるようにし
ている。そして、発生した電気は、逆バイアス用のトラ
ンジスタ６ａ及び７ａを通してバッテリー側へ蓄積され
、所謂回生制動が行われる。

１サイクルにおける駆動信号Ａの出力される割合（％）
がデユーティ比りであるが、このデユーティ比りが、回
転検出！Ｓ２１の検出電圧より演算した実走行速度と設
定速度との偏差により変更されて制御される。

次に、駆動制御方法を第１図に示すフローチャート図に
基づいて説明すると次の通りである。

回路へ通電して速度指令信号発生器３１を操作して走行
速度を設定すると、この設定速度で走行するようデユー
ティ比りが決定される。このデユーティ比りは走行負荷
の変動に応じて変更される。

又、トランジスタ６．７等の電子部品付近の温度Ｘを回
路温度センサー２により測定し、制御回路やモータ１か
ら離れた位置に設けた外気温度センサー３で外気温度Ｙ
を測定する。

次に、外気温度ＹからＲＯＭ３０に記憶された準限界温
度Ｘ＋　限界温度Ｘ、を演算する。この温度Ｘ＋、Ｘ＊
は外気温度Ｙが高くなるに従って高くなる０例えば、外
気温度Ｙが０℃でＸ、は３７．５℃でありＸ、は４０，
５℃であるが、外気温度Ｙが３０℃ではＸｌ　は５７℃
となりＸ、は６０．５℃となる。

さらに、回路温度Ｘを前に演算した準限界温度Ｘ、と限
界温度Ｘ、を比較し、準限界温度×１未満であれば、前
記で設定されたデユーティ比りでモータ１を駆動し、準
限界温度Ｘ、と限界温度Ｘ！の範囲内であれば次式で表
されるデユーティ比りに変更してモータ１を駆動する。

Ｘｔ　　−Ｘ。

つまり、回路温度Ｘが限界温度Ｘｔに近い程デユーティ
比りを小さく、つまり出力を小さくして、設定速度より
も低速で走行することで回路温度Ｘが準限界温度Ｘ１よ
りも低くなるのを待つことになる。

回路温度Ｘが限界温度Ｘ８よりも高くなればデユーティ
比りを零としてモータ１を停止させることになる。

変更デユーティ比りでモータ１を制御する状態は過負荷
運転状態であるが、この状態を第３図に示す発光ダイオ
ードＬＥＤを用いた表示装置２６で表示するようにして
いる０回路部度Ｘが準限界温度Ｘ１を越えると表示装置
２６の発光ダイオードＬＥＤを点滅させ過負荷運転状態
であることを表示するようにしている。そして、変更デ
ユーティ比りの値が大きい場合は、点滅の間隔を大きく
し小さくなると点滅の間隔を小さくして過負荷運転がど
の段階にあるかを表示するようにしている。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は制御状態
を示すフローチャート図、第２図は外気温度と回路温度
の限界温度との関係を示すデータグラフ、第３図は駆動
制御回路を示す電気回路図、第４図は制御パターンを示
すタイムチャート図である。 １・・・モータ　　　　　　２・・・回路温度センサー
３・・・外気温度センサー　４・・・限界温度演算手段
Ｘ・・・回路温度　　　　　Ｘ、・・・準限界温度Ｘ、
・・・限界温度　　　　Ｙ・・・外気温度Ｄ・・・デユ
ーティ比 第２図 外気温度Ｙ（’ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輪駆動用モータ１の回転制御を駆動信号の出力割合で
   あるデューティ比Ｄの変更で行い設定速度で走行すべく
   すると共に、回路温度センサー２で検出した回路温度Ｘ
   が限界温度Ｘ＿１、Ｘ＿２より高温になるとデューティ
   比Ｄを減少あるいは零とするよう制御した電動車におい
   て、外気温度センサー３と、この外気温度センサー３で
   検出した外気温度Ｙに基づいて前記の限界温度Ｘ＿１、
   Ｘ＿２を演算する限界温度演算手段４を設け、外気温度
   Ｙの変化によって限界温度Ｘ＿１、Ｘ＿２を変更させる
   ことを特徴とする電動車の駆動制御方法。