JPH08163701A - 電気車 - Google Patents
電気車Info
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- JPH08163701A JPH08163701A JP6296882A JP29688294A JPH08163701A JP H08163701 A JPH08163701 A JP H08163701A JP 6296882 A JP6296882 A JP 6296882A JP 29688294 A JP29688294 A JP 29688294A JP H08163701 A JPH08163701 A JP H08163701A
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- Japan
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- motor
- frequency
- load
- traveling speed
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】走行速度があらかじめ定めた所定速度Vよりも
小さいときは高いPWM周波数、例えば15キロヘルツ
でモータMを駆動し、走行速度が所定速度Vよりも大き
くなると低いPWM周波数F、例えば500ヘルツにP
WM周波数を切り換えモータMを駆動し、走行速度に係
わらず、あらかじめ定めた所定負荷Z以上になった場合
には、PWM周波数を所定値Fよりも低い所定値f、例
えば100ヘルツに切り換える制御回路12を有する電気
車。 【効果】低速時は非常に静かに走行でき、所定速度Vを
越えると損失の少ない周波数で走行するので、駆動効率
がよい。
小さいときは高いPWM周波数、例えば15キロヘルツ
でモータMを駆動し、走行速度が所定速度Vよりも大き
くなると低いPWM周波数F、例えば500ヘルツにP
WM周波数を切り換えモータMを駆動し、走行速度に係
わらず、あらかじめ定めた所定負荷Z以上になった場合
には、PWM周波数を所定値Fよりも低い所定値f、例
えば100ヘルツに切り換える制御回路12を有する電気
車。 【効果】低速時は非常に静かに走行でき、所定速度Vを
越えると損失の少ない周波数で走行するので、駆動効率
がよい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動車椅子、電気自動
車等の、モータの駆動によって走行する電気車に関す
る。
車等の、モータの駆動によって走行する電気車に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電気車に使用するPWM
制御用の信号は、例えばPWM周波数を300ヘルツか
ら1キロヘルツの間で任意の値を定め、そのPWM周波
数で運転している。そして、その周波数における、デュ
ーティを50%にしたり、25%にしたりして、モータ
への通電電圧を変化させ、モータ回転数を変えるように
していた。
制御用の信号は、例えばPWM周波数を300ヘルツか
ら1キロヘルツの間で任意の値を定め、そのPWM周波
数で運転している。そして、その周波数における、デュ
ーティを50%にしたり、25%にしたりして、モータ
への通電電圧を変化させ、モータ回転数を変えるように
していた。
【0003】しかしながら、PWM周波数は、低い周波
数、例えば50ヘルツ付近では、図7(A)に示す如
く、電力供給の損失は少ないが周波数が大きくなるた
め、コギングを起こしやすく、モータの回転ムラが生
じ、運転中に振動が大きくなって乗り心地が悪くなると
いった問題が生じる。また、高い周波数、例えば5キロ
ヘルツ付近では、図7(B)に示す如く、ON時の立ち
上がりの遅れとOFF時の立ち下がりの遅れの部分(破
線間の矢印の部分)でに損失があり、周波数が高い分、
乗り心地は良いが、周波数が高くなるほど損失が大きく
なり、モータが効率良く回転しないといった問題があ
る。
数、例えば50ヘルツ付近では、図7(A)に示す如
く、電力供給の損失は少ないが周波数が大きくなるた
め、コギングを起こしやすく、モータの回転ムラが生
じ、運転中に振動が大きくなって乗り心地が悪くなると
いった問題が生じる。また、高い周波数、例えば5キロ
ヘルツ付近では、図7(B)に示す如く、ON時の立ち
上がりの遅れとOFF時の立ち下がりの遅れの部分(破
線間の矢印の部分)でに損失があり、周波数が高い分、
乗り心地は良いが、周波数が高くなるほど損失が大きく
なり、モータが効率良く回転しないといった問題があ
る。
【0004】そのため、従来、この種の電動車において
は、適度に乗り心地が良く、適度に損失が少ない周波数
を任意の値に設定してPWM制御していた。即ち、損失
と乗り心地の良さに少し問題があり、損失と乗り心地を
考慮した周波数、即ち300ヘルツから1キロヘルツの
間の周波数で駆動するため、低速時にモータの駆動音が
聞こえ、非常に耳障りである電気車を提供していた。
は、適度に乗り心地が良く、適度に損失が少ない周波数
を任意の値に設定してPWM制御していた。即ち、損失
と乗り心地の良さに少し問題があり、損失と乗り心地を
考慮した周波数、即ち300ヘルツから1キロヘルツの
間の周波数で駆動するため、低速時にモータの駆動音が
聞こえ、非常に耳障りである電気車を提供していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、乗り心地が
よく、効率の良いモータ駆動ができ、更に発進時のモー
タの駆動音がない、静かな電気車を提供することを課題
とする。
よく、効率の良いモータ駆動ができ、更に発進時のモー
タの駆動音がない、静かな電気車を提供することを課題
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、モータを駆動
して走行する電気車本体と、前記モータをPWM制御す
るモータ駆動回路と、前記電気車本体の走行速度を検出
する走行速度検出器と、該走行速度検出器によって検出
される走行速度があらかじめ定めた所定速度Vよりも小
さいときは高いPWM周波数でモータを駆動し、走行速
度が所定速度Vよりも大いときは小さいPWM周波数F
でモータを駆動する制御回路とを備えたことを特徴とす
る。
して走行する電気車本体と、前記モータをPWM制御す
るモータ駆動回路と、前記電気車本体の走行速度を検出
する走行速度検出器と、該走行速度検出器によって検出
される走行速度があらかじめ定めた所定速度Vよりも小
さいときは高いPWM周波数でモータを駆動し、走行速
度が所定速度Vよりも大いときは小さいPWM周波数F
でモータを駆動する制御回路とを備えたことを特徴とす
る。
【0007】また、前記モータ負荷を検出する負荷検出
回路を設け、前記制御回路は、あらかじめ定めた所定負
荷Z以上の場合には、PWM周波数FをFよりも低い周
波数fに切り換えることを特徴とする。
回路を設け、前記制御回路は、あらかじめ定めた所定負
荷Z以上の場合には、PWM周波数FをFよりも低い周
波数fに切り換えることを特徴とする。
【0008】更に、モータを駆動して走行する電気車本
体と、前記モータをPWM制御するモータ駆動回路と、
前記電気車本体の走行速度を検出する走行速度検出器
と、前記モータ負荷を検出する負荷検出回路と、前記走
行速度検出器によって検出される走行速度があらかじめ
定めた所定速度Vよりも小さく、且つ前記負荷検出回路
の検出値があらかじめ定めた所定負荷Zよりも小さいと
きは高いPWM周波数でモータを駆動し、前記走行速度
がVよりも小さく、且つ負荷がZよりも大きい時と、走
行速度がVよりも大きく、且つ負荷がZよりも小さい時
に、低いPWM周波数Fでモータを駆動し、更に走行速
度がVよりも大きく、且つ負荷がZよりも大きい時に、
前記PWM周波数Fよりも小さいPWM周波数fでモー
タを駆動することを特徴とする。
体と、前記モータをPWM制御するモータ駆動回路と、
前記電気車本体の走行速度を検出する走行速度検出器
と、前記モータ負荷を検出する負荷検出回路と、前記走
行速度検出器によって検出される走行速度があらかじめ
定めた所定速度Vよりも小さく、且つ前記負荷検出回路
の検出値があらかじめ定めた所定負荷Zよりも小さいと
きは高いPWM周波数でモータを駆動し、前記走行速度
がVよりも小さく、且つ負荷がZよりも大きい時と、走
行速度がVよりも大きく、且つ負荷がZよりも小さい時
に、低いPWM周波数Fでモータを駆動し、更に走行速
度がVよりも大きく、且つ負荷がZよりも大きい時に、
前記PWM周波数Fよりも小さいPWM周波数fでモー
タを駆動することを特徴とする。
【0009】そして、前記負荷検出回路は、前記モータ
電流を検出する電流検出器であることを特徴とする。
電流を検出する電流検出器であることを特徴とする。
【0010】また、前記負荷検出回路は、前記電気車本
体の傾斜角度を検出する傾斜センサであることを特徴と
する。
体の傾斜角度を検出する傾斜センサであることを特徴と
する。
【0011】更に、前記負荷検出回路は、前記電気車本
体にかかる積載重量を検出する重量センサであることを
特徴とする。
体にかかる積載重量を検出する重量センサであることを
特徴とする。
【0012】そして、前記高いPWM周波数は略15キ
ロヘルツ以上、低いPWM周波数は15キロヘルツ未満
であることを特徴とする。
ロヘルツ以上、低いPWM周波数は15キロヘルツ未満
であることを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明請求項1の構成によれば、この電気車
は、低速時は高いPWM周波数でモータを駆動して走行
する。そして、走行速度検出器が所定速度V以上を検出
したときに、制御回路によって低いPWM周波数Fに切
り換えてモータを駆動する。
は、低速時は高いPWM周波数でモータを駆動して走行
する。そして、走行速度検出器が所定速度V以上を検出
したときに、制御回路によって低いPWM周波数Fに切
り換えてモータを駆動する。
【0014】また、請求項2の構成によれば、重い荷物
や、上り坂など、大きな負荷がかかったときの所定負荷
Zを予め定めておき、その値がZ以上になったときに、
損失の小さいPWM周波数fに切り換える。
や、上り坂など、大きな負荷がかかったときの所定負荷
Zを予め定めておき、その値がZ以上になったときに、
損失の小さいPWM周波数fに切り換える。
【0015】更に、請求項3の構成によれば、所定速度
Vよりも小さく、且つ負荷の値が所定値Aより小さいと
きは高いPWM周波数でモータ駆動し、所定速度Vより
も小さく、且つ大きな負荷ががかかった時、即ちZを越
えたときと、所定速度Vよりも大きく、且つ所定負荷Z
よりも小さいときに、PWM周波数Fでモータを駆動
し、所定速度Vよりも大きく、且つ所定負荷Zより大き
い時に、PWM周波数をfに切り換え、損失の少ないP
WM周波数でモータを駆動する。
Vよりも小さく、且つ負荷の値が所定値Aより小さいと
きは高いPWM周波数でモータ駆動し、所定速度Vより
も小さく、且つ大きな負荷ががかかった時、即ちZを越
えたときと、所定速度Vよりも大きく、且つ所定負荷Z
よりも小さいときに、PWM周波数Fでモータを駆動
し、所定速度Vよりも大きく、且つ所定負荷Zより大き
い時に、PWM周波数をfに切り換え、損失の少ないP
WM周波数でモータを駆動する。
【0016】そして、負荷検出回路は、モータに流れる
電流値、電気車本体の傾斜角度、あるいは電気車本体の
積載重量を検出する。
電流値、電気車本体の傾斜角度、あるいは電気車本体の
積載重量を検出する。
【0017】また、高いPWM周波数は略15キロヘル
ツ以上、低いPWM周波数は15キロヘルツ未満でPW
M制御を行う。
ツ以上、低いPWM周波数は15キロヘルツ未満でPW
M制御を行う。
【0018】
【実施例】本発明の第1実施例を、電動三輪車を例に図
1乃至図4に基づき説明をする。本実施例では、電動三
輪車を例に上げたが、電動三輪車に限定されるものでは
なく、電気車全般に関するもので、PWM制御される電
気車全てに関する。
1乃至図4に基づき説明をする。本実施例では、電動三
輪車を例に上げたが、電動三輪車に限定されるものでは
なく、電気車全般に関するもので、PWM制御される電
気車全てに関する。
【0019】1は、電動三輪車本体で、該本体1後方に
は後述するモータMによって回転する駆動輪2が設けら
れており、前方には1つの前輪(図示せず)が備えられ
ている。該前輪はハンドル軸3によって連結されてお
り、該ハンドル軸3上方にはバーハンドル4が設けられ
ている。該バーハンドル4を左右に動かすことによって
前記前輪を左右に動かすことができ、走行操舵すること
ができる。
は後述するモータMによって回転する駆動輪2が設けら
れており、前方には1つの前輪(図示せず)が備えられ
ている。該前輪はハンドル軸3によって連結されてお
り、該ハンドル軸3上方にはバーハンドル4が設けられ
ている。該バーハンドル4を左右に動かすことによって
前記前輪を左右に動かすことができ、走行操舵すること
ができる。
【0020】5は、前記駆動輪2と前輪との間に設けら
れた使用者が乗車したときに足を載せるためのフロア部
で、該フロア部5は前後に伸びる一本のフレーム(図示
せず)上に、外周を樹脂によって形成したものを固定し
ている。
れた使用者が乗車したときに足を載せるためのフロア部
で、該フロア部5は前後に伸びる一本のフレーム(図示
せず)上に、外周を樹脂によって形成したものを固定し
ている。
【0021】6は、前記フロア部5後方で、バッテリや
モータ、減速機構などを収納するカバーで、該カバー6
上方には使用者が乗車する椅子7が設けてある。
モータ、減速機構などを収納するカバーで、該カバー6
上方には使用者が乗車する椅子7が設けてある。
【0022】8は、一点を軸に水平方向に回動するアク
セルレバーで、バネによって手前側に常時戻るように付
勢されている。
セルレバーで、バネによって手前側に常時戻るように付
勢されている。
【0023】9は、バッテリの残量などを表示する表示
部と、前後進切り換え、走行速度切り換えなどのスイッ
チを設けた表示パネルである。
部と、前後進切り換え、走行速度切り換えなどのスイッ
チを設けた表示パネルである。
【0024】次に制御回路について、図3に基づき説明
をする。
をする。
【0025】10は、鉛蓄電池などのバッテリで、該バッ
テリ10は電圧12Vのものを2個直列に接続している。
また、11は、前記バッテリ10からの電圧を降圧してマイ
コン12へ出力する定電圧回路である。前記バッテリ10に
よってモータMが駆動される。
テリ10は電圧12Vのものを2個直列に接続している。
また、11は、前記バッテリ10からの電圧を降圧してマイ
コン12へ出力する定電圧回路である。前記バッテリ10に
よってモータMが駆動される。
【0026】13は、前記表示パネル9に設けられた電源
スイッチで、該電源スイッチ13はONされるとマイコン
12に信号が入力される。
スイッチで、該電源スイッチ13はONされるとマイコン
12に信号が入力される。
【0027】14は、前記アクセルレバー8の動きに連動
して抵抗値が変わるアクセルボリウムで、該アクセルボ
リウム14からの信号はマイコン12に電気信号として入力
される。
して抵抗値が変わるアクセルボリウムで、該アクセルボ
リウム14からの信号はマイコン12に電気信号として入力
される。
【0028】15は、進行方向を前後に切り換える前後進
スイッチで、該前後進スイッチ15によって、後述するモ
ータ駆動回路18内のFETによってモータMが正逆回転
する。
スイッチで、該前後進スイッチ15によって、後述するモ
ータ駆動回路18内のFETによってモータMが正逆回転
する。
【0029】16は、前記電動三輪車本体1にかかる負荷
を検出するための負荷検出回路で、本実施例ではこれを
電流検出器とし前記モ−タM電流を検出し、マイコン12
にその電流値を取り込むようにしている。
を検出するための負荷検出回路で、本実施例ではこれを
電流検出器とし前記モ−タM電流を検出し、マイコン12
にその電流値を取り込むようにしている。
【0030】17は、モータMを駆動するPWM周波数を
切り換える周波数切換回路で、該周波数切換回路17は1
00ヘルツ、500ヘルツ、15キロヘルツの3段階に
設定したマイコン12からの信号を、条件に応じてそれぞ
れの周波数に切り換えてモータ駆動するようになってい
る。
切り換える周波数切換回路で、該周波数切換回路17は1
00ヘルツ、500ヘルツ、15キロヘルツの3段階に
設定したマイコン12からの信号を、条件に応じてそれぞ
れの周波数に切り換えてモータ駆動するようになってい
る。
【0031】18は、前記周波数切換回路17からのPWM
周波数に基づき、前記アクセルボリウム14の信号によっ
てデューティ制御を行うモータ駆動回路で、該モータ駆
動回路18はFET(図示せず)をON、OFF制御する
ことでモータMの回転速度を決定している。
周波数に基づき、前記アクセルボリウム14の信号によっ
てデューティ制御を行うモータ駆動回路で、該モータ駆
動回路18はFET(図示せず)をON、OFF制御する
ことでモータMの回転速度を決定している。
【0032】19は、前記モータMの回転を停止固定する
電磁ブレーキで、該電磁ブレーキ19はマイコン12からの
信号が電磁ブレーキ駆動回路19に入力され、電磁ブレー
キ20が動作するようになっている。この電磁ブレーキ20
が動作する時は、走行速度がゼロで停止する場合、また
危険速度になった場合などである。
電磁ブレーキで、該電磁ブレーキ19はマイコン12からの
信号が電磁ブレーキ駆動回路19に入力され、電磁ブレー
キ20が動作するようになっている。この電磁ブレーキ20
が動作する時は、走行速度がゼロで停止する場合、また
危険速度になった場合などである。
【0033】21は、前記本体1の走行速度を検出し、マ
イコン12に信号を入力する走行速度検出器で、該走行速
度検出器21は車輪やモータMの回転数を検出するエンコ
ーダが用いられている。
イコン12に信号を入力する走行速度検出器で、該走行速
度検出器21は車輪やモータMの回転数を検出するエンコ
ーダが用いられている。
【0034】次に、PWM制御するときの周波数につい
て、図2に基づき説明をする。
て、図2に基づき説明をする。
【0035】図2(A)に示す波形は、周波数が15キ
ロヘルツのPWM周波数で、ON時の立ち上がり部分
と、立ち下がりの部分、図中破線間の矢印で示す部分に
遅れが出ており、この部分がモータ駆動時における電力
の損失になる。
ロヘルツのPWM周波数で、ON時の立ち上がり部分
と、立ち下がりの部分、図中破線間の矢印で示す部分に
遅れが出ており、この部分がモータ駆動時における電力
の損失になる。
【0036】図2(B)に示す波形は、周波数が500
ヘルツのPWM周波数で、同図(A)と同様、破線で囲
まれた矢印の立ち上がりと立ち下がりの部分が損失とな
る。500ヘルツの場合、前述の15キロヘルツの場合
よりも損失は少なく、一般的にPWM周波数が低くなる
ほど損失が小さい。
ヘルツのPWM周波数で、同図(A)と同様、破線で囲
まれた矢印の立ち上がりと立ち下がりの部分が損失とな
る。500ヘルツの場合、前述の15キロヘルツの場合
よりも損失は少なく、一般的にPWM周波数が低くなる
ほど損失が小さい。
【0037】図2(C)に示す波形は、周波数が100
ヘルツのPWM周波数で、この場合はほとんど損失はな
い。
ヘルツのPWM周波数で、この場合はほとんど損失はな
い。
【0038】これらの周波数でPWM制御をする場合、
一周期内でどれだけの時間ONするかによってモータM
の回転数が決定される。例えば50%のPWM制御であ
れば、周波数の立ち上がりの部分の50%だけモータM
をONすることになる。
一周期内でどれだけの時間ONするかによってモータM
の回転数が決定される。例えば50%のPWM制御であ
れば、周波数の立ち上がりの部分の50%だけモータM
をONすることになる。
【0039】次に図1に基づき、PWM周波数の切り換
えについて説明をする。
えについて説明をする。
【0040】電動三輪車本体1が走行中、前記走行速度
検出器21によって走行速度を常に検出しており、予めマ
イコン12内にメモリした速度Vと比較する(S1)。速
度Vは、本発明の場合、時速4キロメートルと定めてい
る。そして、走行速度が時速4キロメートルよりも小さ
いとき、前記モータ電流検出器、即ち負荷検出回路16に
よって検出されるモータ電流値と、予め定めたマイコン
12のメモリに格納してあるモータ電流値Aと比較する
(S2)。即ち、モータ電流値を負荷として検出し、所
定負荷Zと実際の負荷とを比較する。本実施例ではこの
電流値Aを20Aとしている。そしてモータMの電流値
がAよりも小さい場合、高い周波数である15キロヘル
ツのPWM周波数でモータMを駆動する(S3)。15
キロヘルツで駆動するときは、走行速度がV以下、即ち
発進時などの低速時であり、且つモータ電流値がA以
下、即ち上り坂でないことや重い荷物が乗っていないな
どの負荷が小さい場合を検出している。この時、15キ
ロヘルツのPWM周波数で制御するのは、モータ音を小
さくするのに人間の耳に聞こえない周波数を用いること
で耳障りな音がなくなり静かに走行ができるためであ
る。また、15キロヘルツを使用した場合、損失が大き
いが、時速4キロメートル以下の低速でのみ用いている
ため、絶対電流値が小さいので特に損失について問題は
生じないためである。そして、人間の耳に聞こえない周
波数でも、高い周波数を用いたのは、低い周波数であれ
ば、コギングが起きやすく、制御には適していないため
である。
検出器21によって走行速度を常に検出しており、予めマ
イコン12内にメモリした速度Vと比較する(S1)。速
度Vは、本発明の場合、時速4キロメートルと定めてい
る。そして、走行速度が時速4キロメートルよりも小さ
いとき、前記モータ電流検出器、即ち負荷検出回路16に
よって検出されるモータ電流値と、予め定めたマイコン
12のメモリに格納してあるモータ電流値Aと比較する
(S2)。即ち、モータ電流値を負荷として検出し、所
定負荷Zと実際の負荷とを比較する。本実施例ではこの
電流値Aを20Aとしている。そしてモータMの電流値
がAよりも小さい場合、高い周波数である15キロヘル
ツのPWM周波数でモータMを駆動する(S3)。15
キロヘルツで駆動するときは、走行速度がV以下、即ち
発進時などの低速時であり、且つモータ電流値がA以
下、即ち上り坂でないことや重い荷物が乗っていないな
どの負荷が小さい場合を検出している。この時、15キ
ロヘルツのPWM周波数で制御するのは、モータ音を小
さくするのに人間の耳に聞こえない周波数を用いること
で耳障りな音がなくなり静かに走行ができるためであ
る。また、15キロヘルツを使用した場合、損失が大き
いが、時速4キロメートル以下の低速でのみ用いている
ため、絶対電流値が小さいので特に損失について問題は
生じないためである。そして、人間の耳に聞こえない周
波数でも、高い周波数を用いたのは、低い周波数であれ
ば、コギングが起きやすく、制御には適していないため
である。
【0041】次に、時速4キロメートル以上で、モータ
電流値がA以下の場合は(S4)、15キロヘルツより
も小さい周波数、即ち速度が速くなるので損失が少ない
周波数で走行する(S5)。本実施例では、500ヘル
ツを用いて制御している。
電流値がA以下の場合は(S4)、15キロヘルツより
も小さい周波数、即ち速度が速くなるので損失が少ない
周波数で走行する(S5)。本実施例では、500ヘル
ツを用いて制御している。
【0042】次に、走行中、走行速度に係わらず、電流
値がAを越えると、上り坂であることや、重い荷物が載
っているなど、負荷が大きいと判断し(S2)(S
4)、周波数Fよりも低い周波数の周波数fでモータを
制御する(S6)。本実施例では、100ヘルツを用い
ている。この場合、周波数fは周波数Fよりも損失が少
ないため、効率よく負荷に対して対応することができ
る。
値がAを越えると、上り坂であることや、重い荷物が載
っているなど、負荷が大きいと判断し(S2)(S
4)、周波数Fよりも低い周波数の周波数fでモータを
制御する(S6)。本実施例では、100ヘルツを用い
ている。この場合、周波数fは周波数Fよりも損失が少
ないため、効率よく負荷に対して対応することができ
る。
【0043】本実施例では、大きな負荷がかかったとき
には、モータの制御音よりも駆動力を重視したため、ど
の速度にあるときでも電流値が一定以上になったときに
周波数をfにするという制御を行ったが、制御音を重視
して制御する場合には、負荷、即ち電流値に係わらず、
速度V以下で15キロヘルツで、時速V以上で周波数F
で走行制御すればよい。
には、モータの制御音よりも駆動力を重視したため、ど
の速度にあるときでも電流値が一定以上になったときに
周波数をfにするという制御を行ったが、制御音を重視
して制御する場合には、負荷、即ち電流値に係わらず、
速度V以下で15キロヘルツで、時速V以上で周波数F
で走行制御すればよい。
【0044】次に、第2実施例について、図5に基づき
説明をする。
説明をする。
【0045】本実施例では、電動三輪車の構成、制御回
路は第1実施例と同様であるので説明を省略し、異なる
部分のフローチャートについてのみ説明をする。
路は第1実施例と同様であるので説明を省略し、異なる
部分のフローチャートについてのみ説明をする。
【0046】電動三輪車本体1が走行中、前記走行速度
検出器21によって走行速度を常に検出しており、予めマ
イコン12内にメモリした速度Vと比較する(S1)。速
度Vは、本発明の場合、時速4キロメートルと定めてい
る。そして、走行速度が時速4キロメートルよりも小さ
いとき、前記モータ電流検出回路、即ち負荷検出回路16
によって検出されるモータ電流値と、予め定めたマイコ
ン12のメモリに格納してあるモータ電流値Aと比較する
(S2)。即ち、モータ電流値を負荷として検出し、所
定負荷Zと実際の負荷とを比較する。本実施例ではこの
電流値を20Aとしている。そしてモータMの電流値が
Aよりも小さい場合、いPWM周波数である15キロヘ
ルツでモータMを駆動する(S3)。15キロヘルツで
駆動するときは、走行速度がV以下、即ち発進時などの
低速時であり、且つモータ電流値がA以下、即ち上り坂
でないことや重い荷物が乗っていないなどの負荷が小さ
い場合を検出している。この時、15キロヘルツのPW
M周波数で制御するのは、モータ音を小さくするのに人
間の耳に聞こえない周波数を用いることで耳障りな音が
なくなり静かに走行ができるためである。また、15キ
ロヘルツを使用した場合、損失が大きいが、時速4キロ
メートル以下の低速でのみ用いているため、絶対電流値
が小さいので特に損失について問題は生じないためであ
る。本実施例ではPWM周波数に15キロヘルツを用い
たが、人の耳に聞こえない周波数であれば良く、略15
キロヘルツ以上であれば問題ない。しかし、本実施例で
は、PWM周波数の損失も考慮したため、人の耳に聞こ
えない周波数の最も低い値を用いている。
検出器21によって走行速度を常に検出しており、予めマ
イコン12内にメモリした速度Vと比較する(S1)。速
度Vは、本発明の場合、時速4キロメートルと定めてい
る。そして、走行速度が時速4キロメートルよりも小さ
いとき、前記モータ電流検出回路、即ち負荷検出回路16
によって検出されるモータ電流値と、予め定めたマイコ
ン12のメモリに格納してあるモータ電流値Aと比較する
(S2)。即ち、モータ電流値を負荷として検出し、所
定負荷Zと実際の負荷とを比較する。本実施例ではこの
電流値を20Aとしている。そしてモータMの電流値が
Aよりも小さい場合、いPWM周波数である15キロヘ
ルツでモータMを駆動する(S3)。15キロヘルツで
駆動するときは、走行速度がV以下、即ち発進時などの
低速時であり、且つモータ電流値がA以下、即ち上り坂
でないことや重い荷物が乗っていないなどの負荷が小さ
い場合を検出している。この時、15キロヘルツのPW
M周波数で制御するのは、モータ音を小さくするのに人
間の耳に聞こえない周波数を用いることで耳障りな音が
なくなり静かに走行ができるためである。また、15キ
ロヘルツを使用した場合、損失が大きいが、時速4キロ
メートル以下の低速でのみ用いているため、絶対電流値
が小さいので特に損失について問題は生じないためであ
る。本実施例ではPWM周波数に15キロヘルツを用い
たが、人の耳に聞こえない周波数であれば良く、略15
キロヘルツ以上であれば問題ない。しかし、本実施例で
は、PWM周波数の損失も考慮したため、人の耳に聞こ
えない周波数の最も低い値を用いている。
【0047】次に、時速4キロメートル以上で、モータ
電流値がA以下の場合は(S4)、15キロヘルツより
も小さい周波数、即ち速度が速くなるので損失が少ない
周波数で走行する(S5)。本実施例では、500ヘル
ツを用いて制御している。
電流値がA以下の場合は(S4)、15キロヘルツより
も小さい周波数、即ち速度が速くなるので損失が少ない
周波数で走行する(S5)。本実施例では、500ヘル
ツを用いて制御している。
【0048】次に、時速4キロメートル以上でモータ電
流値がA以上の場合は、500ヘルツよりも小さい周波
数の100ヘルツで制御する(S6)。これは、500
ヘルツよりも100ヘルツのほうが損失が少なく、負荷
がかかったときに駆動効率が良くなるためである。
流値がA以上の場合は、500ヘルツよりも小さい周波
数の100ヘルツで制御する(S6)。これは、500
ヘルツよりも100ヘルツのほうが損失が少なく、負荷
がかかったときに駆動効率が良くなるためである。
【0049】また、時速4キロメートル以下で、モータ
電流値がA以上の場合には、500ヘルツで駆動する。
電流値がA以上の場合には、500ヘルツで駆動する。
【0050】このように、予めマイコン12に15キロヘ
ルツ、500ヘルツ、100ヘルツの3段階の周波数を
メモリしておき、通常走行時にモータ電流値がAを越え
る時にモータ電流値がA以下の場合よりも1段階下げた
周波数でモータMを制御することによって、走行速度に
あった周波数で効率よく制御することができる。
ルツ、500ヘルツ、100ヘルツの3段階の周波数を
メモリしておき、通常走行時にモータ電流値がAを越え
る時にモータ電流値がA以下の場合よりも1段階下げた
周波数でモータMを制御することによって、走行速度に
あった周波数で効率よく制御することができる。
【0051】本実施例ではPWM周波数を3段階にして
制御したが、もっと細かく分割し、走行速度と負荷に応
じてアナログ的に制御しても構わない。
制御したが、もっと細かく分割し、走行速度と負荷に応
じてアナログ的に制御しても構わない。
【0052】次に、負荷を検出する回路として、モータ
電流検出回路を傾斜センサに置き換え、走行中の負荷を
傾斜によって検出する場合について説明する。
電流検出回路を傾斜センサに置き換え、走行中の負荷を
傾斜によって検出する場合について説明する。
【0053】22は、前記電動三輪車本体1に設けられた
傾斜角度を検出する傾斜センサで、該傾斜センサ22はボ
リウム23の回動軸に振り子24を取り付けておき、傾斜角
度が変わるとともにボリウム23の抵抗値が変わり、傾斜
角度を電気信号に変えて検出できるというものである。
傾斜角度を検出する傾斜センサで、該傾斜センサ22はボ
リウム23の回動軸に振り子24を取り付けておき、傾斜角
度が変わるとともにボリウム23の抵抗値が変わり、傾斜
角度を電気信号に変えて検出できるというものである。
【0054】制御回路については、上述の実施例の負荷
検出回路を傾斜センサに置き換え、所定負荷Z、即ち所
定の傾斜角度を予め定めておき、その負荷を越えたとき
に所定負荷Z以上かかっていると判断する。そして、第
1、第2実施例に適用し、所定傾斜角度を越えたときに
PWM周波数を切り換えるようにする。本実施例の場
合、傾斜角度を略7度にするのが最も望ましい。
検出回路を傾斜センサに置き換え、所定負荷Z、即ち所
定の傾斜角度を予め定めておき、その負荷を越えたとき
に所定負荷Z以上かかっていると判断する。そして、第
1、第2実施例に適用し、所定傾斜角度を越えたときに
PWM周波数を切り換えるようにする。本実施例の場
合、傾斜角度を略7度にするのが最も望ましい。
【0055】次に、負荷検出回路を、重量センサに置き
換え、走行中の負荷を積載重量によって検出する場合に
ついて説明する。
換え、走行中の負荷を積載重量によって検出する場合に
ついて説明する。
【0056】この重量センサは、前記椅子7の下部や、
駆動輪2または前輪付近に設けるのが適している。
駆動輪2または前輪付近に設けるのが適している。
【0057】重量センサは、椅子7の下部に設ける場合
は約100キログラム、駆動輪2または前輪に設ける場
合には、本体重量が約85キログラムあるので、約18
5キログラム程度を所定の負荷Zとするのが適当であ
る。
は約100キログラム、駆動輪2または前輪に設ける場
合には、本体重量が約85キログラムあるので、約18
5キログラム程度を所定の負荷Zとするのが適当であ
る。
【0058】そして、本実施例も前述の第1、または第
2実施例に適用し、所定の重量を越えたときにPWM周
波数を切り換えるという制御を行っている。
2実施例に適用し、所定の重量を越えたときにPWM周
波数を切り換えるという制御を行っている。
【0059】以上のように、走行速度があらかじめ定め
た所定速度、時速4キロメートルよりも小さいときは高
いPWM周波数である15キロヘルツ以上のPWM周波
数でモータを駆動し、走行速度が所定速度、時速4キロ
メートルよりも大きくなると、低いPWM周波数である
15キロヘルツ未満のあらかじめ定めた小さい所定値5
00ヘルツでモータのPWM周波数を切り換えるので、
低速時の機械音が少ないときには人間の耳には聞こえな
い周波数で運転するので非常に静かに走行することがで
きる。また、時速4キロメートルを越えると損失の少な
い周波数で走行するので、駆動効率がよい。
た所定速度、時速4キロメートルよりも小さいときは高
いPWM周波数である15キロヘルツ以上のPWM周波
数でモータを駆動し、走行速度が所定速度、時速4キロ
メートルよりも大きくなると、低いPWM周波数である
15キロヘルツ未満のあらかじめ定めた小さい所定値5
00ヘルツでモータのPWM周波数を切り換えるので、
低速時の機械音が少ないときには人間の耳には聞こえな
い周波数で運転するので非常に静かに走行することがで
きる。また、時速4キロメートルを越えると損失の少な
い周波数で走行するので、駆動効率がよい。
【0060】また、所定負荷Z以上の場合には、PWM
周波数を100ヘルツという低い周波数に切り換えるの
で、損失がなく効率よくモータを駆動することができ、
スムーズに走行することができる。
周波数を100ヘルツという低い周波数に切り換えるの
で、損失がなく効率よくモータを駆動することができ、
スムーズに走行することができる。
【0061】更に、走行速度があらかじめ定めた時速4
キロメートルよりも小さく、且つ負荷があらかじめ定め
た所定負荷Zよりも小さいときは高いPWM周波数の1
5キロヘルツのPWM周波数でモータを駆動し、走行速
度が時速4キロメートルよりも小さく、且つ負荷がZよ
りも大きい時と、走行速度が時速4キロメートルよりも
大きく、且つ負荷がZよりも小さい時に、低いPWM周
波数である、15キロヘルツよりも低いPWM周波数5
00ヘルツでモータを駆動し、更に走行速度が時速4キ
ロメートルよりも大きく、且つ負荷が所定値よりも大き
い時に、低い周波数100ヘルツでモータを駆動するの
で、発進時に耳障りになる音がなく、静かに走行するこ
とができる。また、走行速度が速くなったときには損失
の少ない周波数で走行するので駆動効率が良くなる。更
に、負荷の大きさに応じて周波数を切り換えるので、予
め定める周波数の切り換えだけで良く、走行状態に応じ
て周波数の切り換えが簡単に行える。
キロメートルよりも小さく、且つ負荷があらかじめ定め
た所定負荷Zよりも小さいときは高いPWM周波数の1
5キロヘルツのPWM周波数でモータを駆動し、走行速
度が時速4キロメートルよりも小さく、且つ負荷がZよ
りも大きい時と、走行速度が時速4キロメートルよりも
大きく、且つ負荷がZよりも小さい時に、低いPWM周
波数である、15キロヘルツよりも低いPWM周波数5
00ヘルツでモータを駆動し、更に走行速度が時速4キ
ロメートルよりも大きく、且つ負荷が所定値よりも大き
い時に、低い周波数100ヘルツでモータを駆動するの
で、発進時に耳障りになる音がなく、静かに走行するこ
とができる。また、走行速度が速くなったときには損失
の少ない周波数で走行するので駆動効率が良くなる。更
に、負荷の大きさに応じて周波数を切り換えるので、予
め定める周波数の切り換えだけで良く、走行状態に応じ
て周波数の切り換えが簡単に行える。
【0062】上述する実施例では、PWM周波数を15
キロヘルツ、500ヘルツ、100ヘルツと3段階に設
定したが、低速運転時は耳に聞こえない周波数であれば
良く、また速度が速くなったときのPWM周波数はコギ
ングを起こさない50ヘルツから効率のよい1キロヘル
ツの間に設定すればよく、とくにこの値に限定されるも
のではない。
キロヘルツ、500ヘルツ、100ヘルツと3段階に設
定したが、低速運転時は耳に聞こえない周波数であれば
良く、また速度が速くなったときのPWM周波数はコギ
ングを起こさない50ヘルツから効率のよい1キロヘル
ツの間に設定すればよく、とくにこの値に限定されるも
のではない。
【0063】また、所定の走行速度を時速4キロメート
ルに設定したが、この値も時速2キロメートルや3キロ
メートルに設定しても構わない。
ルに設定したが、この値も時速2キロメートルや3キロ
メートルに設定しても構わない。
【0064】
【効果】本発明は、走行速度があらかじめ定めた所定速
度Vよりも小さいときは、高いPWM周波数でモータを
駆動し、走行速度が所定速度Vよりも大きくなると低い
PWM周波数のあらかじめ定めた小さい所定値Fにモー
タのPWM周波数を切り換え、低速時の機械音が少ない
ときには人間の耳には聞こえない周波数で運転するので
非常に静かに走行することができる。また、所定速度V
を越えると損失の少ない周波数で走行するので、駆動効
率がよい。
度Vよりも小さいときは、高いPWM周波数でモータを
駆動し、走行速度が所定速度Vよりも大きくなると低い
PWM周波数のあらかじめ定めた小さい所定値Fにモー
タのPWM周波数を切り換え、低速時の機械音が少ない
ときには人間の耳には聞こえない周波数で運転するので
非常に静かに走行することができる。また、所定速度V
を越えると損失の少ない周波数で走行するので、駆動効
率がよい。
【0065】また、所定負荷Z以上の場合には、PWM
周波数をFよりも低いfに切り換えるので、損失がなく
効率よく走行することができる。
周波数をFよりも低いfに切り換えるので、損失がなく
効率よく走行することができる。
【0066】更に、走行速度があらかじめ定めたVより
も小さく、且つ負荷があらかじめ定めた所定負荷Zより
も小さいときは高いPWM周波数でモータを駆動し、走
行速度がVよりも小さく、且つ負荷がZよりも大きい時
と、走行速度がVよりも大きく、且つ負荷がZよりも小
さい時に、低いPWM周波数Fでモータを駆動し、更に
走行速度がVよりも大きく、且つ負荷が所定値Zよりも
大きい時に、低い周波数fでモータを駆動するので、発
進時に耳障りになる音がなく、静かに走行することがで
きる。また、走行中は損失の少ない周波数で走行するの
で駆動効率が良くなる。更に、負荷の大きさに応じて周
波数を切り換えるので、予め定める周波数の切り換えだ
けで良く、走行状態に応じて周波数の切り換えが簡単に
行える。
も小さく、且つ負荷があらかじめ定めた所定負荷Zより
も小さいときは高いPWM周波数でモータを駆動し、走
行速度がVよりも小さく、且つ負荷がZよりも大きい時
と、走行速度がVよりも大きく、且つ負荷がZよりも小
さい時に、低いPWM周波数Fでモータを駆動し、更に
走行速度がVよりも大きく、且つ負荷が所定値Zよりも
大きい時に、低い周波数fでモータを駆動するので、発
進時に耳障りになる音がなく、静かに走行することがで
きる。また、走行中は損失の少ない周波数で走行するの
で駆動効率が良くなる。更に、負荷の大きさに応じて周
波数を切り換えるので、予め定める周波数の切り換えだ
けで良く、走行状態に応じて周波数の切り換えが簡単に
行える。
【0067】また、高いPWM周波数、略15キロヘル
ツ以上でモータ制御しているので耳に聞こえず、低速時
は静かに走行でき、高速時は15キロヘルツ未満のPW
M周波数でモータ制御しているので、損失がなく効率よ
く走行できる。
ツ以上でモータ制御しているので耳に聞こえず、低速時
は静かに走行でき、高速時は15キロヘルツ未満のPW
M周波数でモータ制御しているので、損失がなく効率よ
く走行できる。
【図1】本発明の第1実施例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図2】同異なるPWM周波数の波形を示す図である。
【図3】同制御回路図である。
【図4】同電気車本体の全体斜視図である。
【図5】本発明の第2実施例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図6】本発明の第3実施例を示す傾斜センサの側面図
である。
である。
【図7】従来技術を示す異なるPWM周波数の波形を示
す図である。
す図である。
M モータ 1 電気車本体 18 モータ駆動回路 21 走行速度検出器 12 制御回路 16 負荷検出回路 22 傾斜センサ
Claims (7)
- 【請求項1】 モータを駆動して走行する電気車本体
と、前記モータをPWM制御するモータ駆動回路と、前
記電気車本体の走行速度を検出する走行速度検出器と、
該走行速度検出器によって検出される走行速度があらか
じめ定めた所定速度Vよりも小さいときは高いPWM周
波数でモータを駆動し、走行速度が所定速度Vよりも大
きいときは低い周波数のPWM周波数Fでモータを駆動
する制御回路とを備えたことを特徴とする電気車。 - 【請求項2】 前記モータ負荷を検出する負荷検出回路
を設け、前記制御回路は、あらかじめ定めた所定負荷Z
以上の場合には、PWM周波数FをFよりも低い周波数
fに切り換えることを特徴とする請求項1記載の電気
車。 - 【請求項3】 モータを駆動して走行する電気車本体
と、前記モータをPWM制御するモータ駆動回路と、前
記電気車本体の走行速度を検出する走行速度検出器と、
前記モータ負荷を検出する負荷検出回路と、前記走行速
度検出器によって検出される走行速度があらかじめ定め
た所定速度Vよりも小さく、且つ前記負荷検出回路の検
出値があらかじめ定めた所定負荷Zよりも小さいときは
高いPWM周波数でモータを駆動し、前記走行速度がV
よりも小さく、且つ負荷がZよりも大きい時と、走行速
度がVよりも大きく、且つ負荷がZよりも小さい時に、
低いPWM周波数でモータを駆動し、更に走行速度がV
よりも大きく、且つ負荷がZよりも大きい時に、前記P
WM周波数Fよりも小さいPWM周波数fでモータを駆
動することを特徴とする電気車。 - 【請求項4】 前記負荷検出回路は、前記モータ電流を
検出する電流検出器であることを特徴とする請求項2ま
たは3記載の電気車。 - 【請求項5】 前記負荷検出回路は、前記電気車本体の
傾斜角度を検出する傾斜センサであることを特徴とする
請求項2または3記載の電気車。 - 【請求項6】 前記負荷検出回路は、前記電気車本体に
かかる積載重量を検出する重量センサであることを特徴
とする請求項2または3記載の電気車。 - 【請求項7】 前記高いPWM周波数は略15キロヘル
ツ以上、低いPWM周波数は15キロヘルツ未満である
ことを特徴とする請求項2または3記載の電気車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6296882A JPH08163701A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 電気車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6296882A JPH08163701A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 電気車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08163701A true JPH08163701A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17839393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6296882A Pending JPH08163701A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 電気車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08163701A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8649923B2 (en) | 2010-01-12 | 2014-02-11 | Ford Global Technologies, Llc | E-drive PWM frequency strategy |
| JP2019139721A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 株式会社デンソーテン | 制御装置および制御方法 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP6296882A patent/JPH08163701A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8649923B2 (en) | 2010-01-12 | 2014-02-11 | Ford Global Technologies, Llc | E-drive PWM frequency strategy |
| US9479095B2 (en) | 2010-01-12 | 2016-10-25 | Ford Global Technologies, Llc | Adaptive E-drive operation for electrified vehicle |
| JP2019139721A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 株式会社デンソーテン | 制御装置および制御方法 |
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