JPH09130911A

JPH09130911A - 電気自動車の駆動制御装置

Info

Publication number: JPH09130911A
Application number: JP7283904A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Maeda; 好彦前田; Hiroaki Sagara; 弘明相良; Tateaki Tanaka; 建明田中
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】トルク指令信号の急激な反転によるバックラ
ッシュの振動、騒音の発生を抑制し且つモータ、減速ギ
ヤーの耐久性、寿命を改善する【解決手段】車体を電動駆動するモータと、車体の走
行／停止を制御するためのアクセル部と、アクセル部の
入力操作に基づき走行トルク指令信号に変換するととも
にアクセル部の解放に基づき回生制動するための回生ト
ルク指令信号に変換する信号処理部と、変換された走行
トルク指令信号／回生トルク指令信号に基づきモータの
出力トルクを制御するモータ駆動制御部とを少なくとも
備えた電気自動車において、前記信号処理部は、アクセ
ル部の操作に従い走行トルク指令信号から回生トルク指
令信号に切り替えてモータ駆動制御部に供給する際、回
生トルク指令信号の立ち上げ／立ち下げ時の出力波形を
滑らかにする出力波形調整回路をさらに備えた構成にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッテリで駆動され
る電気自動車の駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、電気自動車の駆動制御装置は、モ
ータ、減速機、バッテリ、アクセル、ブレーキ、モータ
駆動回路、及びコントローラ（制御装置）などで構成さ
れ、例えば、アクセル入力値に応じたトルク指令信号
（トルク指令値）をモータ駆動回路に供給し、モータを
駆動制御している。この種の電気自動車において、アク
セルを解放して走行状態から停止状態に移行させる場
合、モータの停止時間を短縮させるために、モータの出
力トルクに対応した回生トルク指令信号をモータ駆動回
路に供給し、モータに回生トルクを発生させ、速やかに
減速させて停止させる停止制御が用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図６は従来の回生トル
ク指令信号による停止制御を示す説明図である。しかし
ながら、図６の（ａ’）、（ｂ’）に示すように、走行
状態から回生制動、回生制動から停止状態に移行する場
合、走行トルク指令信号から回生トルク指令信号に切り
換わるとき、回生トルク指令信号の立ち上げ／立ち下げ
を急激にしてモータ駆動回路に供給すると、減速機のギ
ヤ等のバックラッシュにより振動、騒音が発生する。こ
の振動と騒音により乗り心地を悪くしたり、運転者に不
快感を与える。また、モータ、減速ギヤーの耐久性、寿
命にも悪影響するという問題が発生する。

【０００４】本発明は以上の事情を考慮してなされたも
のであり、例えば、走行制御から回生制動により停止制
御を行う際、回生トルク指令信号の立ち上げ／立ち下げ
時の出力波形を滑らかにしてバックラッシュの振動、騒
音の発生を抑制する構成して運転者に不快感を与えない
乗り心地のよい電気自動車の駆動装置を提供するもので
ある。また、モータ、減速ギヤーの耐久性、寿命を改善
した電気自動車の駆動装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
を示すブロック図である。図１において、本発明は車体
を電動駆動するモータ１０１と、車体の走行／停止を制
御するためのアクセル部１０２と、アクセル部１０２の
入力操作に基づき走行トルク指令信号に変換するととも
にアクセル部１０２の解放に基づき回生制動するための
回生トルク指令信号に変換する信号処理部１０３と、変
換された走行トルク指令信号／回生トルク指令信号に基
づきモータの出力トルクを制御するモータ駆動制御部１
０４とを備えた電気自動車において、前記信号処理部１
０３は、アクセル部１０２の操作に従い走行トルク指令
信号から回生トルク指令信号に切り替えてモータ駆動制
御部１０４に供給する際、回生トルク指令信号の立ち上
げ／立ち下げ時の出力波形を滑らかにする出力波形調整
回路１０３ａをさらに備えたことを特徴とする電気自動
車の駆動制御装置である。

【０００６】なお、本発明において、モータ１０１は三
相誘導モータで構成される。アクセル部１０２はアクセ
ルペダル、ポテンショメータ（スライドボリューム）で
構成される。信号処理部１０３、モータ駆動制御部１０
４、出力波形調整回路１０３ａ、はＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、Ｉ／Ｏポートからなるマイクロコンピュータで構
成され、モータ駆動制御部１０４は大電力用スイッチン
グトランジスタからなるモータ駆動回路をさらに備えて
いる。走行切替部１０５は切り替えレバー、マイクロス
イッチで構成される。

【０００７】本発明によれば、走行制御から回生制動に
より停止制御を行う際、回生トルク指令信号の立ち上げ
／立ち下げ時の出力波形を滑らかにしてバックラッシュ
の振動、騒音の発生を抑制することにより運転者に不安
感を与えない乗り心地のよい電気自動車の駆動装置を提
供することができる。また、モータ、減速ギヤーの耐久
性、寿命を改善できる。

【０００８】前進走行と後進走行を切り替えるための切
替信号を前記信号処理部１０３に出力する走行切替部１
０５をさらに備え、前記信号処理部１０３は、所定の低
速走行中に走行切替部１０５より切替信号を受け、走行
トルク指令信号の出力波形を反転させた際、出力波形調
整回路１０３ａは走行トルク指令信号の立ち上げ／立ち
下げ時の出力波形を滑らかにするように構成されること
が好ましい。このように構成すれば、回生トルク指令信
号の反転によるバックラッシュの振動、騒音の発生を抑
制し乗り心地のよい走行を可能にする。前記車体を停止
するパーキングブレーキを設け、車速がゼロになったと
きに動作するように構成されることが好ましい。このよ
うに構成すれば、停止状態ではモータ駆動信号を出力し
ないのでバックラッシュを生じることがない。前記モー
タ１０１はインバータ制御される構成にすることが好ま
しい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施例に基づいて
本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定さ
れるものでない。本発明の電気自動車の駆動制御装置
は、例えば、ゴルフカートに適用して、回生トルク指令
信号の反転によるバックラッシュの振動、騒音の発生を
抑制して乗り心地のよい走行を可能にする。

【００１０】図２は本発明の電気自動車の駆動制御装置
の一実施例を示すブロック図である。図２において、１
は本実施例の特徴をなすコントローラ（図１の信号処理
部、出力波形調整回路、モータ駆動制御部として機能す
る）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート、
タイマ、Ａ／Ｄコンバータ、カウンタからなるマイクロ
コンピュータで構成されている。また、ＲＯＭには、信
号処理部、出力波形調整回路、モータ駆動制御部として
機能する制御プログラム、信号処理プログラム等が格納
されている。また、ＲＡＭは、ＣＰＵで処理するデータ
の展開領域として構成される。

【００１１】２は電気自動車の走行用のモータであっ
て、例えば、三相誘導モータ（安川電機製、ＦＥＫ−１
１１２ＭＪ：電流１３Ａ、電圧ＡＣ２００Ｖ、トルク２
ｋｇ・ｍ）で構成されている。３はモータ２をインバー
タ駆動するモータ駆動回路であって、例えば、電力用半
導体スイッチング素子、電流増幅トランジスタなどから
なるインバータ回路（安川電機製、ＶＳ−６７６ＶＧ
３：容量５ｋＷ）で構成されている。コントローラ１か
らの指令によりモータ２をインバータ駆動する。４はコ
ントローラ１から出力されるモータ駆動信号（インバー
タ入力信号）をアイソレートしてモータ駆動回路３側の
モータ駆動電圧レベルに変換して伝達するインタフェイ
ス回路であり、ホトカプラ（ＰＣ）で構成されている。

【００１２】５はパーキングブレーキとして動作する電
磁ブレーキである。６は電磁ブレーキ５をＯＮ／ＯＦＦ
駆動するブレーキ駆動回路であり、ＰＷＭ制御により電
磁ブレーキ用電圧に変換する機能を備えている。７はモ
ータ２の回転速度と回転方向を検出する回転センサであ
り、２相式エンコーダ（２００ｐｐｒ）で構成されてい
る。８は回転センサ７の回転パルスから停止、前進、後
進を判定し、この回転パルスを速度データに変換する回
転検出回路であり、回転センサ７の検出パルスを所定時
間（２０ｍｓｅｃ）毎にカウントするカウンタで構成さ
れている。回転検出回路８はコントローラ１のコンピュ
ータに内蔵することができる。例えば、２０ｍｓｅｃで
カウント数１６３のとき：２０ｋｍ／ｈと設定されてい
る。

【００１３】９ａ、９ｂはモータ２の駆動電流を検出す
るモータ電流センサであり、モータ２とモータ駆動回路
３の接続線間に設けられている。１０はモータ電流セン
サ９ａ、９ｂの電流値をモータ電流信号に変換するモー
タ電流検出回路である。このモータ電流信号はモータト
ルク検出信号として使用することができる。このモータ
電流センサ９ａ、９ｂは、シャント抵抗等で構成され
る。電動モータの出力トルクＦｍは、Ｆｍ＝Ｋ・Ｉ（Ｋ
は定数）の式から求められる。

【００１４】１１はアクセルの踏み込み量を電圧信号に
変換するアクセル・ボリュームであり、ポテンショメー
タ、スライドボリュームで構成され、アクセルペダルに
踏み込み動作に追随するよう構成されている（アクセル
部として機能する）。１２はアクセル・ボリューム９の
電圧値をアクセル信号に変換するアクセル信号変換回路
であり、Ａ／Ｄコンバータで構成されている。また、こ
のアクセル信号変換回路は、電圧値を一定周期（６０ｍ
ｓｅｃ）でサンプリングし、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタ
ル）変換して、アクセル信号に変換する。アクセル信号
にはアクセルのオン、オフ信号も含まれる（信号処理部
として機能する）。

【００１５】１３は前進走行と後進走行を切り替えるた
めのＦ／Ｒ切替スイッチであり、前進、後進の切替レバ
ーに設けられる（図１の走行切替部として機能する）。
１４はブレーキペダルの踏み込みを検出するためのブレ
ーキスイッチである。１５は緊急停止スイッチである。
Ｆ／Ｒ切替スイッチ１３、ブレーキスイッチ１４、緊急
停止スイッチ１５は、例えば、マイクロスイッチで構成
される。１６は走行の制御モードを設定する制御モード
スイッチであり、ディップスイッチで構成される。制御
モードとしては、トルク制御、速度制御などがある。

【００１６】１７はモータ駆動回路３及びコントローラ
１への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするキースイッチであ
る。１８はバッテリ（松下製、ＬＣＲ１２Ｖ１７Ａ：電
圧２８８Ｖ（１２Ｖ×２４）、容量１７Ａｈ（２０時間
率））である。１９は駆動装置の全回路の過負荷を検出
する過負荷電流センサであり、シャント抵抗等で構成さ
れる。２０は過負荷電流センサ１８の電流値を過負荷信
号に変換する過負荷検出回路であり、Ａ／Ｄコンバー
タ、ホトカプラ等で構成される。

【００１７】２１は電力用半導体スイッチング素子と電
流増幅トランジスタで構成されている保護回路であり、
例えば、過負荷信号に基づき供給電圧、電流が制限され
る。過負荷検出回路２０が保護回路２１の供給電圧、電
流を直接制御するように構成してもよい。２２はコント
ローラ１への供給電圧を一定電圧に安定化する定電圧回
路であり、保護回路２１から電力が供給される。また、
バッテリの一部（１２Ｖ）から電力を供給するように構
成してもよい。

【００１８】２３はキースイッチ１７による電源のＯＮ
／ＯＦＦ状態を表示するパワオンＬＥＤである。２４は
バッテリの異常、電圧の低下などを警告するバッテリＬ
ＥＤである。２５はモータ駆動回路３がスタンバイ状態
になったことを表示するスタンバイＬＥＤである。２６
は緊急停止でモータをＯＦＦし電磁ブレーキがＯＮ状態
になったことを表示する緊急停止ＬＥＤである。２７は
ＬＥＤ２３〜ＬＥＤ２６を駆動するＬＥＤ駆動回路であ
る。

【００１９】ここで、インバータ駆動について説明す
る。インバータ駆動にはＶ／Ｆ制御方式とベクトル制御
方式（要求される負荷トルクに応じてモータに電流を流
す制御方式）があり、Ｖ／Ｆ制御方式には周波数制御と
電圧制御が含まれ、ベクトル制御方式には速度制御と電
流制御（トルク制御）が含まれる。一般に、Ｖ／Ｆ制御
方式は、単にインバータ回路に電圧、周波数を与えるの
みなので、低速でのトルクが出にくい、零速運転ができ
ない、負荷により速度が変動する等の短所がある。一
方、ベクトル制御方式は、零速から高起動トルクが出せ
る。零速付近も滑らかに回り、速度制御範囲（１：１０
０）が広い。速度制御性能（±０．０１％）が優れてい
る。トルクを直接制御できる。以上の利点があるので、
本実施例では、ベクトル制御方式を採用し、状況に応じ
てトルク制御と速度制御を使い分けている。

【００２０】トルク制御とは電流制御であり、例えば、
アクセルの踏み込みに応じて出力トルクが増加するよう
モータに電流を流す制御であり、負荷の変化に対して速
度変動がある。速度制御とはＰＧ（パルスゼネレー
タ）、ロータリエンコーダ、または回転センサから速度
を検知し、または、モータの電圧、電流から速度を直接
推定演算し、指定速度を保持するようフィードバック制
御することであり、負荷の変化に対して速度変動がな
い。また、速度制御にはトルク制御も含まれる。

【００２１】図３は本発明の電気自動車の駆動制御装置
を適用したゴルフカートの外観図である。図３におい
て、図３（ａ）はゴルフカートの斜め外観図、図３
（ｂ）は操作パネルの外観図、図３（ｃ）は前進・後進
の切替レバーの外観図、図３（ｄ）は操作ペダルの外観
図である。

【００２２】２０１は車体フレームである。車体フレー
ム２０１には走行用モータ、バッテリ（蓄電池）、減速
機構、パーキングブレーキからなる、速度センサ、電流
センサの各検出部と、モータ駆動回路、マイクロコンピ
ュータを搭載したコントローラ１等がそれぞれ搭載され
ている。図３（ｂ）の操作パネルの外観図に示すよう
に、２０２は操作パネルであり、バッテリからモータ駆
動回路及びコントローラへの電力供給をＯＮ／ＯＦＦす
るキースイッチ１７と、ＯＮ／ＯＦＦ状態を表示するＬ
ＥＤ２３等を備えている。

【００２３】２０３は前進、後進を切り替えるための切
替レバーである（図２（ｃ）参照）。２０４はモータの
始動・加速・減速・停止の操作をするアクセルペダル、
２００５は停止するするときに踏み込むとブレーキがか
かるブレーキペダル、２０６は駐・停車するときに強く
踏み込むとパーキングブレーキがかかり、アクセルペダ
ル２０４を踏み込むことにより解除されるパーキングブ
レーキペダルである（図３（ｄ）参照）。

【００２４】２０７はハンドル、２０８は前輪のフロン
トタイヤ、２０９は車体を駆動する後輪のリヤタイヤで
ある。２１０はフロントボデー、２１１はフロントバン
バー、２１２はリヤバンバーである。２１３は体を支え
るフロントシート、２１４はリヤシートで、各シート２
１３、２１４にはアームレスト２１５が設けられてい
る。２１６はウインドシールド、２１７はルーフ、２１
８はルーフ２１７に設けたアシストグリップである。２
１９はバッグホルダー（バッグキャリア）であり、バッ
グホルダー２１９には傘立て２２０、パターサック２２
１などの付属品が設けれている。

【００２５】図４は本発明の回生トルク指令信号処理手
順を示すフローチャートである。図４において、ステップＳ１０１：走行中、コントローラ１はアクセル
入力値を読み取り、アクセル入力値に応じた走行トルク
指令信号（走行トルク指令値）をモータ駆動回路３に供
給している。モータ駆動回路３はモータ２をインバータ
駆動する。ここでは、例えば、走行時のアクセル入力値
に対する走行トルク指令値は１：１に設定し、アクセル
入力値を６０ｍｓｅｃ毎にサンプリングして走行トルク
指令値に変換している。ステップＳ１０２：アクセルがオフか否かをチェックす
る。ステップＳ１０３：アクセルがオフならば、走行トルク
指令値に対応した回生トルク指令値を算出する。

【００２６】ステップＳ１０４：回生トルク指令信号の
立ち上げ／立ち下げ時の出力波形を滑らかに調整して出
力する（図５の（ａ）参照）。例えば、関数式に基づい
て出力波形を調整するようにしてもよい。ステップＳ１０５：速度を検出しその速度に応じた回生
トルク指令値を算出する。ステップＳ１０６：速度＝０ｋｍ／ｈの近辺か否かチェ
ックする。ステップＳ１０７：回生トルク指令信号の反転振幅を小
さくする。または立ち上げ／立ち下げ時の出力波形を滑
らかに調整して出力する（図５の（ｂ）参照）。ステップＳ１０８：速度＝０ｋｍ／ｈか否かチェックす
る。ステップＳ１０９：速度＝０ｋｍ／ｈならば、回生トル
ク指令信号の出力を終了し停止する。

【００２７】図５は本発明の回生トルク指令信号による
停止制御を示す説明図である。図５の（ａ）、（ｂ）に
示すように、走行状態から回生制動、回生制動から停止
状態に移行する場合、即ち、走行トルク指令信号から回
生トルク指令信号に切り換わるとき、回生トルク指令信
号（トルク指令値の０近辺）の立ち上げ／立ち下げ時の
出力波形を滑らかにしてモータ駆動回路に供給するので
減速機のギヤー等のバックラッシュにより振動、騒音を
防止できる。

【００２８】さらに、本発明の電気自動車の駆動制御装
置では、例えば、１ｋｍ／ｈ以下ならば、前進走行と後
進走行をＦ／Ｒ切替スイッテ１３で切り替えることがで
きる制御仕様に設定しているので、１ｋｍ／ｈの低速走
行中に走行の切替信号をチェックしたならば、走行トル
ク指令信号の反転による出力波形の立ち上げ／立ち下げ
時の出力波形を滑らかにするように構成している。トル
ク指令信号の反転による減速ギヤーの振動と騒音の防止
により運転者に不快感を与えない、乗り心地のよい走行
が可能になる。また、モータ、減速ギヤーの耐久性、寿
命が改善される。

【００２９】以下に本発明のコントローラ１にプログラ
ムされているトルク制御と速度制御について説明する。
図７は本発明のトルク制御モードにおけるサーボロック
（停止維持トルク）制御を示す説明図である。図７の下
図に示すように、上り坂／下り坂で車体を停止、再発進
のアクセル操作を行った際、アクセル操作を伴うアクセ
ル量とそのアクセル量に対するトルク指令値、走行速度
（点線）を上図に示す。走行時のアクセル量に対するト
ルク指令値は１：１に設定し、アクセル量を６０ｍｓｅ
ｃ毎にサンプリングしてトルク指令値に変換している。

【００３０】上り坂でアクセルがオフしたとき、一時的
にモータの逆回転方向になる回生トルク指令値（制動ト
ルク指令値）を出し停止状態になれば、正（＋）の値を
もつ停止維持トルクをモータに発生させ停止を維持す
る。上り坂でアクセルがオンしたとき、停止維持トルク
指令値を基準にしてトルク指令値を立ち上げを早くして
上り坂におけるスタート特性を改善している。また、逆
走行も防止している。

【００３１】下り坂でアクセルがオフしたとき、一時的
にモータの逆回転方向になる回生トルク指令値（制動ト
ルク指令値）を出し停止状態になれば、（−）の値をも
つ停止維持トルクをモータに発生させ停止を維持する。
下り坂でアクセルがオンしたとき、停止維持トルク指令
値を基準にしてスロースタート指令値を発生しさらにト
ルク指令値を立ち上げを遅くして下り坂におけるスター
ト特性を改善している。また、走行速度が２０ｋｍ／ｈ
以上にならないようインバータ制御している。これによ
り、下り坂の急加速を防止して安定した走行が可能にな
る。

【００３２】図８は本発明のトルク制御モードにおける
サーボロック／電磁ブレーキ制御を示す説明図である。
図８の下図に示すように、上り坂／下り坂で車体を停
止、再発進のアクセル操作を行った際、アクセル操作を
伴うアクセル量とそのアクセル量に対するトルク指令
値、走行速度（点線）を上図に示す。また、トルク指令
値に出力に対応する電磁ブレーキのＯＮ／ＯＦＦ動作の
タイミングを中央の図に示す、走行時のアクセル量に対
するトルク指令値は１：１に設定し、アクセル量を６０
ｍｓｅｃ毎にサンプリングしてトルク指令値に変換して
いる。平地でアクセルがオンしたとき、トルク指令値の
発生させた後、５００ｍｓｅｃ遅延して電磁ブレーキを
オフする。

【００３３】上り坂でアクセルをオフしたとき、一時的
にモータの逆回転方向になる回生トルク指令値（制動ト
ルク指令値）を出し停止状態になれば、正（＋）の値を
もつ停止維持トルクをモータに発生（サーボロック）さ
せモータが停止した後、電磁ブレーキをオンさせると停
止維持トルク指令値をＲＡＭに記憶させ０にする。サー
ボロックを電磁ブレーキの動作に置き換え電力の消耗を
削減している。上り坂でアクセルをオンしたとき、アク
セルによるトルク指令値をＲＡＭに記憶した停止維持ト
ルク指令値以上になったところから発生させ、５００ｍ
ｓｅｃ遅延して電磁ブレーキをオフする。これにより逆
走を防止する。

【００３４】下り坂でアクセルがオフしたとき、一時的
にモータの逆回転方向になる回生トルク指令値（制動ト
ルク指令値）を出し停止状態になれば、負（−）の値を
もつ停止維持トルクをモータに発生（サーボロック）さ
せ停止した後、電磁ブレーキをオンさせると停止維持ト
ルク指令値をＲＡＭに記憶させ、０にする。下り坂でア
クセルがオンしたとき、停止維持トルク指令値を基準に
してスロースタート指令値を発生させ、５００ｍｓｅｃ
遅延して電磁ブレーキをオフする。さらにトルク指令値
を立ち上げを遅くして下り坂における急加速を防止して
いる。また、走行速度が２０ｋｍ／ｈ以上にならないよ
うインバータ制御している。これにより、下り坂で安定
した走行が可能になる。

【００３５】図９は本発明の速度制御モードにおけるサ
ーボロック／電磁ブレーキ制御のタイミングを示す説明
図である。ここでいう速度制御モードとは、例えば、ア
クセル量に応じて速度指令値が設定され、設定された速
度指令値を保持するように、ロータリエンコーダからモ
ータの速度を検知し、フィードバック制御することであ
る。また、アクセル量に対する速度指令値の加速率また
は減速率はディップスイッチで設定され、２０ｍｓｅｃ
毎にアクセル量がサンプリングして速度指定値に変換さ
れる。

【００３６】サーボロック制御を選択したとき（ディッ
プスイッチで指定可能）、アクセルオンの立ち上げで解
除され、アクセルオフで走行速度が０．１ｋｍ／ｈ以下
になったときサーボロックが機能する。速度制御モード
のサーボロックとは零速付近を維持することであり、こ
のときトルク制御も行われている。

【００３７】電磁ブレーキを動作させるとき（ディップ
スイッチで指定可能）、速度指令値発生後、５００ｍｓ
ｅｃ遅延して電磁ブレーキをオフする。また、アクセル
オフでサーボロック機能開始後、電磁ブレーキをオンす
ると、サーボロック機能を解除する。モータ駆動回路
（インバータ回路）のインバータ駆動をスタートさすス
タート指令信号（Ｆ／Ｒ）はアクセルオンで“Ｈ”に出
力し、電磁ブレーキオン後５００ｍｓｅｃ遅延して
“Ｌ”になり、インバータ駆動をニュートラルにして終
了する。

【００３８】図１０は本発明のトルク制御モードにおけ
るサーボロック制御を含めた制御ステップを示す状態遷
移図である。図１０において、ステップＡ１：キースイッチ１７で電源を投入する。ステップＡ２：リセットキー（図示せず）またはオート
リセット機能によりコントローラ１のマイクロコンピュ
ータがリセットされる。ステップＡ３：イニシャライズを示す。ＲＡＭがクリア
され、制御モードが読み込まれる。ここでは、サーボロ
ック制御を含むトルク制御モードが読み込まれる（ディ
ップスイッチで制御モードが設定されている）。

【００３９】ステップＡ４：キー入力待ち状態（インバ
ータニュートラル）を示す。例えば、進行方向を指定す
るＦ／Ｒ−ＳＷ（Ｆ／Ｒ切替スイッチ１３）入力、フッ
トブレーキ（ブレーキスイッチ１４）のオンでステップ
Ａ５のフリーランに移行する。また、アクセルオンでス
テップＡ８の走行制御に移行する。また、インバータニ
ュートラルとは、モータに対しインバータ制御（トルク
制御、速度制御）していない状態をいう。

【００４０】ステップＡ５：フリーラン（インバータニ
ュートラル）を示す。トルク指令値が０の状態である。
フットブレーキのオフでステップＡ６に移行する。この
とき、Ｆ／Ｒ−ＳＷ受付可能である。ステップＡ６：停止制御を示す。上り／下り／平地で速
度が０になるようトルクを増減して停止を維持する。下
りの状態でアクセルオンすれば、ステップＡ７に移行、
上り／平地の状態でアクセルオンすればステップＡ８に
移行する。ステップＡ７：下りでの起動制御（発進制御）を示す。
進行方向と逆方向のトルク指令値（停止維持トルク指令
値）を徐々に減少させ、スロースタートさせる。

【００４１】ステップＡ８：走行制御を示す。アクセル
の踏み角（アクセル量）に対応するトルク指令値を出力
する。トルク指令値は段階的に変化する。アクセル量１００％＝トルク２５０％（モータ出力トル
ク５ｋｇ・ｍ）アクセル量２０％で２０ｋｍ／ｈの速度制限をかける。ステップＡ９：回生制御（制動制御）を示す。アクセル
オフで、走行速度に応じた減速率を設定し、その減速率
になるよう回生トルクを調整し、車体（モータ）を停止
させる。速度が０になればステップＡ６の停止制御に移
行する。また、ブレーキオンでステップＡ５のフリーラ
ンに移行する。

【００４２】ステップＡ１０：インバータＮＧを示す。
インバータ制御中にエラーが発生したとき、スタンバイ
ＬＥＤ２５が消灯する。ステップＡ１１：インバータスタンバイを示す。エラー
が解除されたとき、スタンバイＬＥＤ２５が点灯する。ステップＡ１２：緊急停止制御を示す。ＮＭＩキー（緊
急停止スイッチ）により、モータをオフし電磁ブレーキ
がオン状態になる。緊急停止ＬＥＤ２６が点灯する。リ
セット入力待ちになる。ステップＡ１３：バッテリ異常を示す。バッテリ電圧の
低下、異常を検出してバッテリＬＥＤ２４を点灯する。

【００４３】図１１は本発明のトルク制御モードにおけ
るサーボロック／電磁ブレーキ制御を含めた制御ステッ
プを示す状態遷移図である。図１１においてステップＢ１：キースイッチ１７で電源を投入する。ステップＢ２：リセットキー（図示せず）またはオート
リセット機能によりコントローラ１のマイクロコンピュ
ータがリセットされる。ステップＢ３：イニシャライズを示す。ＲＡＭがクリア
され、制御モードが読み込まれる。ここでは、サーボロ
ック／電磁ブレーキ制御を含むトルク制御モードが読み
込まれる（ディップスイッチで制御モードが設定されて
いる）。ステップＢ４：キー入力待ち状態（インバータニュート
ラル）を示す。例えば、進行方向を指定するＦ／Ｒ−Ｓ
Ｗ（Ｆ／Ｒ切替スイッチ１３）入力でステップＢ５の停
止制御に移行する。

【００４４】ステップＢ５：停止制御を示す。トルク指
令が０、電磁ブレーキがオン状態である。アクセルオン
すれば、ステップＢ６に移行する。ステップＢ６：発進制御を示す。トルク指令値を出力の
５００ｍｓｅｃ後に電磁ブレーキをオフする。ステップＢ７：走行制御を示す。アクセルの踏み角（ア
クセル量）に対応するトルク指令値を出力する。トルク
指令値は段階的に変化する。アクセル量１００％＝トルク２５０％（モータ出力トル
ク５ｋｇ・ｍ）アクセル量２０％で２０ｋｍ／ｈの速度制限をかける。

【００４５】ステップＢ８：回生制御（制動制御）を示
す。アクセルオフで、走行速度に応じた減速率を設定
し、その減速率になるよう回生トルクを調整し、車体
（モータ）を停止させる。速度が０になればステップＢ
９の電磁ブレーキ制御に移行する。また、ブレーキオン
でステップＢ５の停止制御に移行する。ステップＢ９：電磁ブレーキ制御を示す。速度が０で電
磁ブレーキがオンになり、ステップＢ５の停止制御に移
行する。ステップＢ１０〜ステップＢ１３：図１０のステップＡ
１０〜ステップＡ１３の処理内容と同じであるので説明
を省略する。

【００４６】図１２は本発明の速度制御モードにおける
サーボロック制御を含めた制御ステップを示す状態遷移
図である。図１２においてステップＣ１：キースイッチ１７で電源を投入する。ステップＣ２：リセットキー（図示せず）またはオート
リセット機能によりコントローラ１のマイクロコンピュ
ータがリセットされる。ステップＣ３：イニシャライズを示す。ＲＡＭがクリア
され、制御モードが読み込まれる。ここでは、サーボロ
ック制御を含む速度制御モードが読み込まれる（ディッ
プスイッチで制御モードが設定されている）。ステップＣ４：キー入力待ち状態（インバータニュート
ラル）を示す。例えば、進行方向を指定するＦ／Ｒ−Ｓ
Ｗ（Ｆ／Ｒ切替スイッチ１３）入力でステップＣ５のサ
ーボロック制御に移行する。また、アクセルオンでステ
ップＣ６の走行制御に移行する。

【００４７】ステップＣ５：サーボロック制御を示す。
サーボロック選択指令が出力され、速度が０になるよう
トルクを増減して停止を維持する。ステップＣ６：走行制御を示す。アクセルの踏み角（ア
クセル量）に対応する速度指令値を出力する。速度指令
値は段階的に変化する。アクセル量１００％＝速度１００％（２０ｋｍ／ｈをＭ
ＡＸとする）このとき、１ｋｍ／ｈ以下ではＦ／Ｒ−ＳＷ入力の受付
が可能である。アクセルオフすると、速度指令を段階的
に変化させ、制動制御され、０．１ｋｍ／ｈ以下となる
停止寸前でステップＣ５のサーボロック制御に移行す
る。ステップＣ７〜ステップＣ１１：図１０のステップＡ１
０〜ステップＡ１３の処理内容と同じであるので説明を
省略する。

【００４８】図１３本発明のサーボ制御モードにおける
サーボロック／電磁ブレーキ制御を含めた制御ステップ
を示す状態遷移図である。図１３においてステップＤ１：キースイッチ１７で電源を投入する。ステップＤ２：リセットキー（図示せず）またはオート
リセット機能によりコントローラ１のマイクロコンピュ
ータがリセットされる。ステップＤ３：イニシャライズを示す。ＲＡＭがクリア
され、制御モードが読み込まれる。ここでは、サーボロ
ック／電磁ブレーキ制御を含む速度制御モードが読み込
まれる（ディップスイッチで制御モードが設定されてい
る）。ステップＤ４：キー入力待ち状態（インバータニュート
ラル）を示す。例えば、進行方向を指定するＦ／Ｒ−Ｓ
Ｗ（Ｆ／Ｒ切替スイッチ１３）入力でステップＤ５の停
止制御に移行する。

【００４９】ステップＤ５：停止制御を示す。電磁ブレ
ーキがオン状態であり、インバータニュートラルの状態
である。アクセルオンすれば、ステップＤ６の発進制御
に移行する。ステップＤ６：発進制御を示す。速度指令値を出力の５
００ｍｓｅｃ後に電磁ブレーキをオフする。ステップＤ７：走行制御を示す。アクセルの踏み角（ア
クセル量）に対応する速度指令値を出力する。速度指令
値は段階的に変化する。アクセル量１００％＝速度１００％（２０ｋｍ／ｈをＭ
ＡＸとする）このとき、１ｋｍ／ｈ以下ではＦ／Ｒ−ＳＷ入力の受付
が可能である。アクセルオフすると、速度指令を段階的
に変化させ、制動制御され、０．１ｋｍ／ｈ以下となる
停止寸前でステップＤ８のサーボロック制御に移行す
る。

【００５０】ステップＤ８：サーボロック制御を示す。
サーボロック選択指令が出力され、速度が０になるよう
トルクを増減して停止を一時的に維持する。ステップＤ９：電磁ブレーキ制御を示す。サーボロック
完了後（速度＝０）電磁ブレーキがオンになり、ステッ
プＤ５の停止制御に移行しインバータニュートラルにな
る。ステップＤ１０〜ステップＤ１３：図１０のステップＡ
１０〜ステップＡ１３の処理内容と同じであるので説明
を省略する。

【００５１】図１４は本発明の制御概要を示す説明図で
ある。図１４に示すように、本発明の電気自動車の駆動
制御装置は、トルク制御（サーボロック制御）、トルク
制御（サーボロック制御／電磁ブレーキ制御）、速度制
御（サーボロック制御）、速度制御（サーボロック制御
／電磁ブレーキ制御）の４つの制御方式がディップスイ
ッチで選択できる。この４つの制御方式については、図
１０〜図１３で説明しているので省略する。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、回生トルク指令信号の
反転によるバックラッシュの振動、騒音の発生を抑制し
乗り心地のよい走行を可能にする。また、モータ、減速
ギヤーの耐久性、寿命を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の電気自動車の駆動制御装置の一実施例
を示すブロック図である。

【図３】本発明の電気自動車の駆動制御装置を適用した
ゴルフカートの外観図である。

【図４】本発明の回生トルク指令信号処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図５】本発明の回生トルク指令信号による停止制御を
示す説明図である。

【図６】従来の回生トルク指令信号による停止制御を示
す説明図である。

【図７】本発明のトルク制御モードにおけるサーボロッ
ク（停止維持トルク）制御を示す説明図である。

【図８】本発明のトルク制御モードにおけるサーボロッ
ク／電磁ブレーキ制御を示す説明図である。

【図９】本発明の速度制御モードにおけるサーボロック
／電磁ブレーキ制御のタイミングを示す説明図である。

【図１０】本発明のトルク制御モードにおけるサーボロ
ック制御を含めた制御ステップを示す状態遷移図であ
る。

【図１１】本発明のトルク制御モードにおけるサーボロ
ック／電磁ブレーキ制御を含めた制御ステップを示す状
態遷移図である。

【図１２】本発明の速度制御モードにおけるサーボロッ
ク制御を含めた制御ステップを示す状態遷移図である。

【図１３】本発明のサーボ制御モードにおけるサーボロ
ック／電磁ブレーキ制御を含めた制御ステップを示す状
態遷移図である。

【図１４】本発明の制御概要を示す説明図である。

【符号の説明】

１コントローラ２走行用モータ３モータ駆動回路４インタフェイス回路５電磁ブレーキ６ブレーキ駆動回路７回転センサ８回転検出回路９ａ、９ｂモータ電流センサ１０モータ電流検出回路１１アクセル・ボリューム１２アクセル信号変換回路１３Ｆ／Ｒ切替スイッチ１４ブレーキスイッチ１５緊急停止スイッチ１６制御モードスイッチ１７キースイッチ１８バッテリ１９過負荷電流センサ２０過負荷検出回路２１保護回路２２定電圧回路２３パワオンＬＥＤ２４バッテリＬＥＤ２５スタンバイＬＥＤ２６緊急停止ＬＥＤ２７ＬＥＤ駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体を電動駆動するモータと、車体の走
行／停止を制御するためのアクセル部と、アクセル部の
入力操作に基づき走行トルク指令信号に変換するととも
にアクセル部の解放に基づき回生制動するための回生ト
ルク指令信号に変換する信号処理部と、変換された走行
トルク指令信号／回生トルク指令信号に基づきモータの
出力トルクを制御するモータ駆動制御部とを備えた電気
自動車において、前記信号処理部は、アクセル部の操作に従い走行トルク
指令信号から回生トルク指令信号に切り替えてモータ駆
動制御部に供給する際、回生トルク指令信号の立ち上げ
／立ち下げ時の出力波形を滑らかにする出力波形調整回
路をさらに備えたことを特徴とする電気自動車の駆動制
御装置。
【請求項２】前進走行と後進走行を切り替えるための
切替信号を前記信号処理部に出力する走行切替部をさら
に備え、前記信号処理部は、所定の低速走行中に走行切
替部より切替信号を受け、走行トルク指令信号の出力波
形を反転させた際、出力波形調整回路は走行トルク指令
信号の立ち上げ／立ち下げ時の出力波形を滑らかにする
ことを特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動制御
装置。
【請求項３】前記車体を停止するパーキングブレーキ
をさらに備え、車速がゼロになったときに動作すること
を特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動制御装
置。
【請求項４】前記モータはインバータ制御されること
を特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動制御装
置。