JPH0880890A - 補助動力付き人力車両 - Google Patents
補助動力付き人力車両Info
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- JPH0880890A JPH0880890A JP6218805A JP21880594A JPH0880890A JP H0880890 A JPH0880890 A JP H0880890A JP 6218805 A JP6218805 A JP 6218805A JP 21880594 A JP21880594 A JP 21880594A JP H0880890 A JPH0880890 A JP H0880890A
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- 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
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
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- 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
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 補助動力付き人力車両において、使用するモ
ータの特性ばらつきに影響されることなく、人力による
トルクに見合った補助トルクを正確な大きさで発生す
る。 【構成】 人力によるトルクをトルク検出手段１０２に
よって検出し、モータ２０１の電流を電流検出手段２０
３によって検出する。制御装置２５０は、トルク検出手
段１０２により検出されたトルクに対応した補助トルク
を演算し、この補助トルクに対応した目標電流値を演算
する。そして、制御装置２５０は、目標電流値と電流検
出手段２０３によって検出された電流値との差をなくす
ようにモータ２０１に対する通電制御を行う。
ータの特性ばらつきに影響されることなく、人力による
トルクに見合った補助トルクを正確な大きさで発生す
る。 【構成】 人力によるトルクをトルク検出手段１０２に
よって検出し、モータ２０１の電流を電流検出手段２０
３によって検出する。制御装置２５０は、トルク検出手
段１０２により検出されたトルクに対応した補助トルク
を演算し、この補助トルクに対応した目標電流値を演算
する。そして、制御装置２５０は、目標電流値と電流検
出手段２０３によって検出された電流値との差をなくす
ようにモータ２０１に対する通電制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人力により与えられる
トルクに見合った補助トルクを電気駆動系によって発生
し、この補助トルクと人力によるトルクとを合せたトル
クにより車両を駆動する補助動力付き人力車両に関す
る。
トルクに見合った補助トルクを電気駆動系によって発生
し、この補助トルクと人力によるトルクとを合せたトル
クにより車両を駆動する補助動力付き人力車両に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ペダルに与えられる踏力を検出し、この
踏力に見合った補助トルクをモータによって発生するよ
うにした補助動力付き人力車両が知られている。この種
の補助動力付き人力車両において、運転者が快適かつ安
全に運転を行うためには、ペダルに与えられる踏力に正
確に対応した補助トルクが発生されなければない。
踏力に見合った補助トルクをモータによって発生するよ
うにした補助動力付き人力車両が知られている。この種
の補助動力付き人力車両において、運転者が快適かつ安
全に運転を行うためには、ペダルに与えられる踏力に正
確に対応した補助トルクが発生されなければない。
【０００３】従来の補助動力付き人力車両においては、
モータへの供給電圧、モータの回転速度およびトルクの
間に一定の関係が成立することを利用することにより、
踏力に見合った補助トルクをモータによって発生させて
いた。すなわち、モータの回転速度を検出し、この回転
速度において踏力に見合った補助トルクを得るのに必要
なモータへの供給電圧を上記一定の関係に基づいて求め
る。そして、このようにして求めた電圧をモータに供給
することにより補助トルクを発生させる。
モータへの供給電圧、モータの回転速度およびトルクの
間に一定の関係が成立することを利用することにより、
踏力に見合った補助トルクをモータによって発生させて
いた。すなわち、モータの回転速度を検出し、この回転
速度において踏力に見合った補助トルクを得るのに必要
なモータへの供給電圧を上記一定の関係に基づいて求め
る。そして、このようにして求めた電圧をモータに供給
することにより補助トルクを発生させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、補助動力源
たるモータは、ブラシの抵抗、電機子巻線の抵抗等によ
り、その特性が左右され、同一機種・仕様のものであっ
ても、特性にばらつきが生じる。このため、上述した従
来の補助動力付き人力車両は、一定の条件（車速、踏
力）下で各車両の補助トルクを比較した場合、各々のモ
ータの特性に起因した補助トルクのばらつきが生じ易い
という問題があった。
たるモータは、ブラシの抵抗、電機子巻線の抵抗等によ
り、その特性が左右され、同一機種・仕様のものであっ
ても、特性にばらつきが生じる。このため、上述した従
来の補助動力付き人力車両は、一定の条件（車速、踏
力）下で各車両の補助トルクを比較した場合、各々のモ
ータの特性に起因した補助トルクのばらつきが生じ易い
という問題があった。
【０００５】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たものであり、モータの特性とは無関係に人力によるト
ルクに正確に対応した補助トルクが得られる補助動力付
き人力車両を提供することを目的とする。
たものであり、モータの特性とは無関係に人力によるト
ルクに正確に対応した補助トルクが得られる補助動力付
き人力車両を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
運転者から与えられるトルクおよびモータが発生するト
ルクの合力により車両を駆動するように構成された駆動
装置を有する補助動力付き人力車両において、前記モー
タに流れる電流を前記運転者から与えられるトルクに応
じて従属的に制御する制御手段を具備することを特徴と
する補助動力付き人力車両を要旨とする。
運転者から与えられるトルクおよびモータが発生するト
ルクの合力により車両を駆動するように構成された駆動
装置を有する補助動力付き人力車両において、前記モー
タに流れる電流を前記運転者から与えられるトルクに応
じて従属的に制御する制御手段を具備することを特徴と
する補助動力付き人力車両を要旨とする。
【０００７】請求項２に係る発明は、前記運転者から与
えられるトルクを検出するトルク検出手段を有し、前記
制御手段が、前記トルク検出手段により検出されたトル
クに対応した電流指令値を算出する目標電流設定手段
と、前記モータの電流を検出する電流検出手段と、前記
モータの電流が前記電流指令値に追従するように制御す
る閉ループ電流制御手段とを具備することを特徴とする
請求項１記載の補助動力付き人力車両を要旨とする。
えられるトルクを検出するトルク検出手段を有し、前記
制御手段が、前記トルク検出手段により検出されたトル
クに対応した電流指令値を算出する目標電流設定手段
と、前記モータの電流を検出する電流検出手段と、前記
モータの電流が前記電流指令値に追従するように制御す
る閉ループ電流制御手段とを具備することを特徴とする
請求項１記載の補助動力付き人力車両を要旨とする。
【０００８】請求項３に係る発明は、前記電流検出手段
は、前記モータと直流電源の陰極との間に介挿されたシ
ャント抵抗であることを特徴とする請求項２記載の補助
動力付き人力車両を要旨とする。
は、前記モータと直流電源の陰極との間に介挿されたシ
ャント抵抗であることを特徴とする請求項２記載の補助
動力付き人力車両を要旨とする。
【０００９】請求項４に係る発明は、前記閉ループ電流
制御手段は、前記直流電源の正極および前記モータ間に
介挿されたＦＥＴと、一端が前記ＦＥＴのソースに接続
されたコンデンサを有し、該コンデンサの両端の電圧を
一定化するように構成されたブートストラップ回路と、
通電指令に応答して前記ＦＥＴのゲートに前記コンデン
サの他端の電圧を印加するゲートドライブ回路とからな
るスイッチ手段を具備し、前記通電指令を断続的に発生
することにより前記モータの電流を制御することを特徴
とする請求項２記載の補助動力付き人力車両を要旨とす
る。
制御手段は、前記直流電源の正極および前記モータ間に
介挿されたＦＥＴと、一端が前記ＦＥＴのソースに接続
されたコンデンサを有し、該コンデンサの両端の電圧を
一定化するように構成されたブートストラップ回路と、
通電指令に応答して前記ＦＥＴのゲートに前記コンデン
サの他端の電圧を印加するゲートドライブ回路とからな
るスイッチ手段を具備し、前記通電指令を断続的に発生
することにより前記モータの電流を制御することを特徴
とする請求項２記載の補助動力付き人力車両を要旨とす
る。
【００１０】請求項５に係る発明は、前記制御手段は、
ＣＰＵを有し、該ＣＰＵは、所定のプログラムを実行す
ることにより、前記トルク検出手段によって検出された
トルクと前記電流検出手段によって検出された電流とに
基づき、前記電流指令値を算出する前記目標電流設定手
段に対応した処理と、前記モータの電流が前記電流指令
値に追従するように制御する前記閉ループ電流制御手段
に対応した処理を実行することを特徴とする請求項２記
載の補助動力付き人力車両を要旨とする。
ＣＰＵを有し、該ＣＰＵは、所定のプログラムを実行す
ることにより、前記トルク検出手段によって検出された
トルクと前記電流検出手段によって検出された電流とに
基づき、前記電流指令値を算出する前記目標電流設定手
段に対応した処理と、前記モータの電流が前記電流指令
値に追従するように制御する前記閉ループ電流制御手段
に対応した処理を実行することを特徴とする請求項２記
載の補助動力付き人力車両を要旨とする。
【００１１】
【作用】上記請求項１または２に係る発明によれば、モ
ータに流れる電流が直接制御されるので、運転者から与
えられるトルクに正確に対応した補助トルクが得られ
る。上記請求項３に係る発明によれば、モータの電流を
シャント抵抗により検出するようにしたので装置を低コ
スト化することができる。上記請求項４に係る発明によ
れば、ＦＥＴのソース電位の変動に拘らず、常に一定の
ゲート−ソース間バイアスによりＦＥＴを導通させるこ
とができるので、ＦＥＴのＯＮ抵抗を一定化することが
できる。上記請求項５に係る発明によれば、ＣＰＵが行
うソフトウェア処理によりモータの電流の制御を行うよ
うにしたので、装置の低コスト化を図ることができると
共に、かかる電流制御に対し、安全性を高めるための各
種処理を付加することが容易になる。
ータに流れる電流が直接制御されるので、運転者から与
えられるトルクに正確に対応した補助トルクが得られ
る。上記請求項３に係る発明によれば、モータの電流を
シャント抵抗により検出するようにしたので装置を低コ
スト化することができる。上記請求項４に係る発明によ
れば、ＦＥＴのソース電位の変動に拘らず、常に一定の
ゲート−ソース間バイアスによりＦＥＴを導通させるこ
とができるので、ＦＥＴのＯＮ抵抗を一定化することが
できる。上記請求項５に係る発明によれば、ＣＰＵが行
うソフトウェア処理によりモータの電流の制御を行うよ
うにしたので、装置の低コスト化を図ることができると
共に、かかる電流制御に対し、安全性を高めるための各
種処理を付加することが容易になる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照し、本発明の一実施例につ
いて説明する。この発明の一実施例による補助動力付き
人力車両の駆動装置のシステム構成を図１に示す。同図
に示すように、この駆動装置は、人力によるトルクを発
生させる第１駆動源１００と、電力に基づく補助トルク
を発生させる第２駆動源２００と、第１駆動源１００お
よび第２駆動源２００から発生される各トルクを加算し
て車両の車軸へと伝達する駆動伝達機構３００とにより
構成されている。第１駆動源は、運転者からの踏力を受
けるペダル１０１と、このペダル１０１を介して駆動伝
達機構３００へ与えられるトルクを検出するトルク検出
手段１０２とを有している。
いて説明する。この発明の一実施例による補助動力付き
人力車両の駆動装置のシステム構成を図１に示す。同図
に示すように、この駆動装置は、人力によるトルクを発
生させる第１駆動源１００と、電力に基づく補助トルク
を発生させる第２駆動源２００と、第１駆動源１００お
よび第２駆動源２００から発生される各トルクを加算し
て車両の車軸へと伝達する駆動伝達機構３００とにより
構成されている。第１駆動源は、運転者からの踏力を受
けるペダル１０１と、このペダル１０１を介して駆動伝
達機構３００へ与えられるトルクを検出するトルク検出
手段１０２とを有している。
【００１３】第２駆動源２００は、バッテリ（図示略）
から供給される電力に基づいてトルクを発生するモータ
２０１と、このトルクを補助トルクとして駆動伝達機構
３００へ伝える減速機構２０２と、モータ２０１に流れ
る電流に比例した検出信号を出力する電流検出手段２０
３とを有している。また、第２駆動源２００は、トルク
検出手段１０２により検出されたトルクに見合った最適
な補助トルクを演算し、この補助トルクを得るべくモー
タ２０１の電流を制御する制御装置２５０を有してい
る。
から供給される電力に基づいてトルクを発生するモータ
２０１と、このトルクを補助トルクとして駆動伝達機構
３００へ伝える減速機構２０２と、モータ２０１に流れ
る電流に比例した検出信号を出力する電流検出手段２０
３とを有している。また、第２駆動源２００は、トルク
検出手段１０２により検出されたトルクに見合った最適
な補助トルクを演算し、この補助トルクを得るべくモー
タ２０１の電流を制御する制御装置２５０を有してい
る。
【００１４】次に制御装置２５０の内部の構成について
説明する。入力Ｉ／Ｆ（インタフェース）２５１は、人
力によるトルクの大きさを表すトルク情報をトルク検出
手段１０２から受信する回路である。トルク演算手段２
５２は、このトルク情報に対して所定の演算を施し、モ
ータ２０１によって発生すべき補助トルクを求める。目
標電流値演算手段２５３は、目標電流値、すなわち、上
記補助トルクを得るためにモータ２０１へ流すべき電流
の目標値を演算する。モータトルク演算手段２５４は、
電流検出手段２０３から出力される検出信号を入力Ｉ／
Ｆ２５５を介して受信し、この検出信号に基づいてモー
タ２０１に現在流れている電流（すなわち、モータ２０
１により現在発生されている補助トルク）を演算する。
偏差演算手段２５６は、目標電流値とモータトルク演算
手段２５４により求められたモータ２０１の電流値との
差分を求める。制御演算手段２５７は、この差分を０に
するのに必要な制御量（例えばＰＷＭ制御によりモータ
２０１に印加する電圧パルスのデューティ比を制御する
場合にはデューティ比の補正量等）を演算する。出力調
整手段２５８は上記制御量に従ってモータ２０１に流す
電流の制御を行う。
説明する。入力Ｉ／Ｆ（インタフェース）２５１は、人
力によるトルクの大きさを表すトルク情報をトルク検出
手段１０２から受信する回路である。トルク演算手段２
５２は、このトルク情報に対して所定の演算を施し、モ
ータ２０１によって発生すべき補助トルクを求める。目
標電流値演算手段２５３は、目標電流値、すなわち、上
記補助トルクを得るためにモータ２０１へ流すべき電流
の目標値を演算する。モータトルク演算手段２５４は、
電流検出手段２０３から出力される検出信号を入力Ｉ／
Ｆ２５５を介して受信し、この検出信号に基づいてモー
タ２０１に現在流れている電流（すなわち、モータ２０
１により現在発生されている補助トルク）を演算する。
偏差演算手段２５６は、目標電流値とモータトルク演算
手段２５４により求められたモータ２０１の電流値との
差分を求める。制御演算手段２５７は、この差分を０に
するのに必要な制御量（例えばＰＷＭ制御によりモータ
２０１に印加する電圧パルスのデューティ比を制御する
場合にはデューティ比の補正量等）を演算する。出力調
整手段２５８は上記制御量に従ってモータ２０１に流す
電流の制御を行う。
【００１５】以上の構成によれば、運転者がペダル１０
１を踏むことによって与えられるトルクがトルク検出手
段１０２により検出される。そして、このトルクに見合
った補助トルクの大きさがトルク演算手段２５２により
演算され、この補助トルクを得るのに必要な目標電流値
が目標電流値演算手段２５３により求められ、偏差演算
手段２５６に与えられる。そして、偏差演算手段２５
６、制御量演算手段２５７、出力調整手段２５８、電流
検出手段２０３、入力Ｉ／Ｆ２５５およびモータトルク
演算手段２５４からなる閉ループによりモータ２０１の
電流についての帰還制御が行われ、この帰還制御により
モータ２０１の電流が目標電流値に一致することとな
る。
１を踏むことによって与えられるトルクがトルク検出手
段１０２により検出される。そして、このトルクに見合
った補助トルクの大きさがトルク演算手段２５２により
演算され、この補助トルクを得るのに必要な目標電流値
が目標電流値演算手段２５３により求められ、偏差演算
手段２５６に与えられる。そして、偏差演算手段２５
６、制御量演算手段２５７、出力調整手段２５８、電流
検出手段２０３、入力Ｉ／Ｆ２５５およびモータトルク
演算手段２５４からなる閉ループによりモータ２０１の
電流についての帰還制御が行われ、この帰還制御により
モータ２０１の電流が目標電流値に一致することとな
る。
【００１６】このように本実施例によれば、モータ２０
１に流れる電流を制御することにより補助トルクを制御
しているので、必要な補助トルクを高い精度で発生する
ことができる。
１に流れる電流を制御することにより補助トルクを制御
しているので、必要な補助トルクを高い精度で発生する
ことができる。
【００１７】本実施例の具体的な構成例を図２に示す。
この構成例においては、バッテリＢの正負両極間にモー
タ２０１への通電を制御するＮチャネルＦＥＴ２０６、
モータ２０１およびシャント抵抗２０３ａが直列に接続
されている。また、ＦＥＴ２０６がＯＦＦ状態の場合に
おけるモータ２０１の電流の経路を形成すべく、モータ
２０１およびシャント抵抗２０３ａに対して並列にフラ
イホイールダイオード２０１ａが接続されている。
この構成例においては、バッテリＢの正負両極間にモー
タ２０１への通電を制御するＮチャネルＦＥＴ２０６、
モータ２０１およびシャント抵抗２０３ａが直列に接続
されている。また、ＦＥＴ２０６がＯＦＦ状態の場合に
おけるモータ２０１の電流の経路を形成すべく、モータ
２０１およびシャント抵抗２０３ａに対して並列にフラ
イホイールダイオード２０１ａが接続されている。
【００１８】シャント抵抗２０３ａ、差動増幅器２０３
ｂおよびフィルタ２０３ｃは、図１における電流検出手
段２０３としての役割を果すものである。まず、シャン
ト抵抗２０３ａは、モータ２０１と接地線との間に介挿
されており、この抵抗には、ＦＥＴ２０６を介してモー
タ２０１に流れる電流と、ＦＥＴ２０６がＯＦＦ状態の
ときにフライホイールダイオード２０１ａを介してモー
タに流れる電流の総和、すなわち、モータ２０１が発生
する補助トルクに対応した電流が流れる。このシャント
抵抗２０３ａの両端の電圧は差動増幅器２０３ｂによっ
て増幅され、フィルタ２０３ｃによって平滑化される。
このようにしてモータ２０１に流れる電流の平均値相当
の電圧信号がフィルタ２０３ｃから得られ、ＣＰＵ２５
０ａのＡ／Ｄ変換ポートに入力される。本実施例におい
ては、上述の通り、モータ２０１と接地線との間にシャ
ント抵抗２０３ａを配したので、差動増幅器２０３ｂに
入力される同相雑音が少なくなり、モータ２０１の電流
値を正確に反映した信号がフィルタ２０３ｃから得られ
る。
ｂおよびフィルタ２０３ｃは、図１における電流検出手
段２０３としての役割を果すものである。まず、シャン
ト抵抗２０３ａは、モータ２０１と接地線との間に介挿
されており、この抵抗には、ＦＥＴ２０６を介してモー
タ２０１に流れる電流と、ＦＥＴ２０６がＯＦＦ状態の
ときにフライホイールダイオード２０１ａを介してモー
タに流れる電流の総和、すなわち、モータ２０１が発生
する補助トルクに対応した電流が流れる。このシャント
抵抗２０３ａの両端の電圧は差動増幅器２０３ｂによっ
て増幅され、フィルタ２０３ｃによって平滑化される。
このようにしてモータ２０１に流れる電流の平均値相当
の電圧信号がフィルタ２０３ｃから得られ、ＣＰＵ２５
０ａのＡ／Ｄ変換ポートに入力される。本実施例におい
ては、上述の通り、モータ２０１と接地線との間にシャ
ント抵抗２０３ａを配したので、差動増幅器２０３ｂに
入力される同相雑音が少なくなり、モータ２０１の電流
値を正確に反映した信号がフィルタ２０３ｃから得られ
る。
【００１９】ＣＰＵ２５０ａは、図１における制御装置
２５０としての役割を果すものであり、所定のプログラ
ムを繰り返し実行することにより、前掲図１において符
号２５１〜２５８によって示した各手段に対応した処理
からなる制御サイクルを繰り返すものである。さらに詳
述すると、各制御サイクルにおいて、ＣＰＵ２５０ａ
は、人力により与えられるトルクに基づいてこのトルク
に見合った補助トルクを得るのに必要な目標電流値を演
算し（手段２５１〜２５３）、この目標電流値とフィル
タ２０３ｃを介して得られるモータ２０１の電流値との
差分を求め（偏差演算手段）、この差分を０にすべくＰ
ＷＭパルスのデューティの補正量を演算する（制御量演
算手段）。そして、このようにして求めた補正量に基づ
いてデューティの調整されたＰＷＭパルスを発生し（出
力調整手段２５８）、ゲートドライブ２０５へ出力す
る。
２５０としての役割を果すものであり、所定のプログラ
ムを繰り返し実行することにより、前掲図１において符
号２５１〜２５８によって示した各手段に対応した処理
からなる制御サイクルを繰り返すものである。さらに詳
述すると、各制御サイクルにおいて、ＣＰＵ２５０ａ
は、人力により与えられるトルクに基づいてこのトルク
に見合った補助トルクを得るのに必要な目標電流値を演
算し（手段２５１〜２５３）、この目標電流値とフィル
タ２０３ｃを介して得られるモータ２０１の電流値との
差分を求め（偏差演算手段）、この差分を０にすべくＰ
ＷＭパルスのデューティの補正量を演算する（制御量演
算手段）。そして、このようにして求めた補正量に基づ
いてデューティの調整されたＰＷＭパルスを発生し（出
力調整手段２５８）、ゲートドライブ２０５へ出力す
る。
【００２０】ゲートドライブ２０５およびブートストラ
ップ回路２０４は、ＣＰＵ２５０ａから与えられるＰＷ
Ｍパルスに従ってＦＥＴ２０６のＯＮ／ＯＦＦ状態の切
換え制御を行う。これらの回路を設けたのは、次の理由
によるものである。すなわち、本実施例においては、シ
ャント抵抗２０３ａをモータ２０１からみて低電位側に
設けたことからスイッチング用のＦＥＴ２０６をモータ
２０１とバッテリＢの正極との間に介挿した構成として
いる。また、ＦＥＴ２０６は、モータ２０１への通電に
耐える駆動能力の大きな（ＯＮ抵抗の低い）ものでなけ
ればならないため、ＮチャネルのＦＥＴを使用してい
る。しかしながら、図２に示すようにＦＥＴ２０６のソ
ースを接地しないでモータ２０１に接続した場合、ＦＥ
Ｔ２０６のソース電位がモータ２０１の動作によって変
動することとなる。かかる状況において、ＦＥＴ２０６
のＯＮ抵抗を安定化させるためには、ＦＥＴ２０６をＯ
Ｎ状態とする際にＦＥＴ２０６のソース電位の変動に拘
らず常に一定のゲート−ソース間バイアス電圧を与える
必要がある。この目的を達成すべく図２に示す構成にお
いては、ゲートドライブ２０５とブートストラップ回路
２０４が設けられている。
ップ回路２０４は、ＣＰＵ２５０ａから与えられるＰＷ
Ｍパルスに従ってＦＥＴ２０６のＯＮ／ＯＦＦ状態の切
換え制御を行う。これらの回路を設けたのは、次の理由
によるものである。すなわち、本実施例においては、シ
ャント抵抗２０３ａをモータ２０１からみて低電位側に
設けたことからスイッチング用のＦＥＴ２０６をモータ
２０１とバッテリＢの正極との間に介挿した構成として
いる。また、ＦＥＴ２０６は、モータ２０１への通電に
耐える駆動能力の大きな（ＯＮ抵抗の低い）ものでなけ
ればならないため、ＮチャネルのＦＥＴを使用してい
る。しかしながら、図２に示すようにＦＥＴ２０６のソ
ースを接地しないでモータ２０１に接続した場合、ＦＥ
Ｔ２０６のソース電位がモータ２０１の動作によって変
動することとなる。かかる状況において、ＦＥＴ２０６
のＯＮ抵抗を安定化させるためには、ＦＥＴ２０６をＯ
Ｎ状態とする際にＦＥＴ２０６のソース電位の変動に拘
らず常に一定のゲート−ソース間バイアス電圧を与える
必要がある。この目的を達成すべく図２に示す構成にお
いては、ゲートドライブ２０５とブートストラップ回路
２０４が設けられている。
【００２１】ブートストラップ回路２０４は、バッテリ
Ｂから与えられる２４Ｖの直流電圧を降圧して１２Ｖの
直流電圧を出力する降圧回路２０４ａと、この降圧回路
２０４ａの出力端にアノードが接続され、ゲートドライ
ブ２０５にカソードが接続されたダイオード２０４ｂ
と、一端がダイオード２０４ｂのカソードに接続され、
他端がＦＥＴ２０６のソースに接続されたコンデンサ２
０４ｃとによって構成されている。かかる構成によれ
ば、降圧回路２０４ａによりダイオード２０４ｂを介し
てコンデンサ２０４ｃの充電が行われるが、コンデンサ
２０４ｃは、蓄積した電荷を放電する経路を有していな
いため、常時、一定の電圧に充電されることとなる。ゲ
ートドライブ２０５は、ＣＰＵ２５０ａからＰＷＭパル
スが与えられることにより、ダイオード２０４ｂのカソ
ードの電圧（コンデンサ２０４ｃの一端の電圧）をＦＥ
Ｔ２０６のゲートに印加する。このような構成により、
ＦＥＴ２０６のゲート−ソース間には、ソース電位とは
無関係に常に一定の電圧が印加されることとなる。
Ｂから与えられる２４Ｖの直流電圧を降圧して１２Ｖの
直流電圧を出力する降圧回路２０４ａと、この降圧回路
２０４ａの出力端にアノードが接続され、ゲートドライ
ブ２０５にカソードが接続されたダイオード２０４ｂ
と、一端がダイオード２０４ｂのカソードに接続され、
他端がＦＥＴ２０６のソースに接続されたコンデンサ２
０４ｃとによって構成されている。かかる構成によれ
ば、降圧回路２０４ａによりダイオード２０４ｂを介し
てコンデンサ２０４ｃの充電が行われるが、コンデンサ
２０４ｃは、蓄積した電荷を放電する経路を有していな
いため、常時、一定の電圧に充電されることとなる。ゲ
ートドライブ２０５は、ＣＰＵ２５０ａからＰＷＭパル
スが与えられることにより、ダイオード２０４ｂのカソ
ードの電圧（コンデンサ２０４ｃの一端の電圧）をＦＥ
Ｔ２０６のゲートに印加する。このような構成により、
ＦＥＴ２０６のゲート−ソース間には、ソース電位とは
無関係に常に一定の電圧が印加されることとなる。
【００２２】この図２に示す構成によれば、シャント抵
抗により電流検出を行う構成としたので、ＣＴ（電流検
出器）等を使用した構成に比して装置を低コスト化する
ことができる。
抗により電流検出を行う構成としたので、ＣＴ（電流検
出器）等を使用した構成に比して装置を低コスト化する
ことができる。
【００２３】また、図１における制御装置２５０をＣＰ
Ｕ２５０ａが行うソフトウェア処理によって実現してい
るので、さらに装置を低コスト化することができると共
に装置の安全性を向上させるための各種処理を制御装置
２５０の処理内容に盛り込むことができる。例えば、Ｃ
ＰＵ２５０ａが偏差演算手段２５６相当の処理を行う際
に、目標電流値とモータ２０１の電流値との差分が許容
値を越えた場合にフェールセーフ処理をするようなプロ
グラムを行うと、シャント抵抗の故障等の事故を防止す
ることが可能となり、さらに安全性を向上させることが
できる。
Ｕ２５０ａが行うソフトウェア処理によって実現してい
るので、さらに装置を低コスト化することができると共
に装置の安全性を向上させるための各種処理を制御装置
２５０の処理内容に盛り込むことができる。例えば、Ｃ
ＰＵ２５０ａが偏差演算手段２５６相当の処理を行う際
に、目標電流値とモータ２０１の電流値との差分が許容
値を越えた場合にフェールセーフ処理をするようなプロ
グラムを行うと、シャント抵抗の故障等の事故を防止す
ることが可能となり、さらに安全性を向上させることが
できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
に係る発明によれば、運転者から与えられるトルクに正
確に対応した補助トルクが得られるので、運転者は快適
かつ安全に車両を運転することができるという効果があ
る。また、請求項３または４に係る発明によれば、モー
タの電流をシャント抵抗により検出するようにしたので
装置を低コスト化することができるという効果がある。
また、上記請求項５に係る発明によれば、ＣＰＵが行う
ソフトウェア処理によりモータの電流の制御を行うよう
にしたので、装置を低コスト化することができ、また、
安全性を高めるための各種処理を付加することが容易で
あるという利点がある。
に係る発明によれば、運転者から与えられるトルクに正
確に対応した補助トルクが得られるので、運転者は快適
かつ安全に車両を運転することができるという効果があ
る。また、請求項３または４に係る発明によれば、モー
タの電流をシャント抵抗により検出するようにしたので
装置を低コスト化することができるという効果がある。
また、上記請求項５に係る発明によれば、ＣＰＵが行う
ソフトウェア処理によりモータの電流の制御を行うよう
にしたので、装置を低コスト化することができ、また、
安全性を高めるための各種処理を付加することが容易で
あるという利点がある。
【図１】 この発明の一実施例による補助動力付き人力
車両の駆動装置の構成を示すシステム機能ブロック図で
ある。
車両の駆動装置の構成を示すシステム機能ブロック図で
ある。
【図２】 同実施例の具体的構成を例示した回路図であ
る。
る。
１００……第１駆動源、２００……第２駆動源、１０１
……ペダル、１０２……トルク検出手段、２０１……モ
ータ、２０３……電流検出手段、２５０……制御装置、
２５２……トルク演算手段、２５３……目標電流値演算
手段、２５４……モータトルク演算手段、２５６……偏
差演算手段、２５７……制御量演算手段、２５８……出
力調整手段。
……ペダル、１０２……トルク検出手段、２０１……モ
ータ、２０３……電流検出手段、２５０……制御装置、
２５２……トルク演算手段、２５３……目標電流値演算
手段、２５４……モータトルク演算手段、２５６……偏
差演算手段、２５７……制御量演算手段、２５８……出
力調整手段。
Claims (5)
- 【請求項１】 運転者から与えられるトルクおよびモー
タが発生するトルクの合力により車両を駆動するように
構成された駆動装置を有する補助動力付き人力車両にお
いて、 前記モータに流れる電流を前記運転者から与えられるト
ルクに応じて従属的に制御する制御手段を具備すること
を特徴とする補助動力付き人力車両。 - 【請求項２】 前記運転者から与えられるトルクを検出
するトルク検出手段を有し、 前記制御手段が、 前記トルク検出手段により検出されたトルクに対応した
電流指令値を算出する目標電流設定手段と、 前記モータの電流を検出する電流検出手段と、 前記モータの電流が前記電流指令値に追従するように制
御する閉ループ電流制御手段とを具備することを特徴と
する請求項１記載の補助動力付き人力車両。 - 【請求項３】 前記電流検出手段は、前記モータと直流
電源の陰極との間に介挿されたシャント抵抗であること
を特徴とする請求項２記載の補助動力付き人力車両。 - 【請求項４】 前記閉ループ電流制御手段は、 前記直流電源の正極および前記モータ間に介挿されたＦ
ＥＴと、 一端が前記ＦＥＴのソースに接続されたコンデンサを有
し、該コンデンサの両端の電圧を一定化するように構成
されたブートストラップ回路と、 通電指令に応答して前記ＦＥＴのゲートに前記コンデン
サの他端の電圧を印加するゲートドライブ回路とからな
るスイッチ手段を具備し、 前記通電指令を断続的に発生することにより前記モータ
の電流を制御することを特徴とする請求項２記載の補助
動力付き人力車両。 - 【請求項５】 前記制御手段は、ＣＰＵを有し、 該ＣＰＵは、所定のプログラムを実行することにより、
前記トルク検出手段によって検出されたトルクと前記電
流検出手段によって検出された電流とに基づき、前記電
流指令値を算出する前記目標電流設定手段に対応した処
理と、前記モータの電流が前記電流指令値に追従するよ
うに制御する前記閉ループ電流制御手段に対応した処理
を実行することを特徴とする請求項２記載の補助動力付
き人力車両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6218805A JPH0880890A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 補助動力付き人力車両 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6218805A JPH0880890A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 補助動力付き人力車両 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0880890A true JPH0880890A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16725633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6218805A Pending JPH0880890A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 補助動力付き人力車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0880890A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109334840A (zh) * | 2017-07-28 | 2019-02-15 | 卓楷涵 | 电动载具及电动载具动力启闭方法 |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP6218805A patent/JPH0880890A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109334840A (zh) * | 2017-07-28 | 2019-02-15 | 卓楷涵 | 电动载具及电动载具动力启闭方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040629 |