JPS6098805A - 電動式車輌の駆動伝動装置 - Google Patents

電動式車輌の駆動伝動装置

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JPS6098805A
JPS6098805A JP59205711A JP20571184A JPS6098805A JP S6098805 A JPS6098805 A JP S6098805A JP 59205711 A JP59205711 A JP 59205711A JP 20571184 A JP20571184 A JP 20571184A JP S6098805 A JPS6098805 A JP S6098805A
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JP
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motor
rotor
torque
terminal
drive transmission
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JP59205711A
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ロイ ゲール アラン
デビツド ジエイムズ グリツター
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Publication date
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Publication of JPS6098805A publication Critical patent/JPS6098805A/ja
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

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】 本発明は、牽引用原動機及び電動式車輛へのその適用に
関する。特に、この適用はすべての状態の下において始
動能力を保証する装置を含む車輛駆動用電動装置に関す
る。
電動式乗用車輛は、総効率、環境上の影響、及びごく最
近は代替燃料性能の観点から、一般に用いられている内
燃機関駆動式車輛の最も魅力的な代替単幅の一つと長ら
く考えられてきた。
多くの商業的企業及び個人が、そのうちのあるものは連
邦政府の援助の下で、電気駆動式車輛を実現するための
種々の企画が提案された。しかし、今日まで、実質上大
規模に製造された商業的に成功した車輛は出現していな
い。電動式車輛の実現及び制御への多数の企画が特許文
献に提示されている。それらの企画の大部分のものは、
運動動力源の三つの一般的範ちゅうの一つに含まれる。
これらの範ちゅうはハイブリッド(混成推進手段)、直
流モータ駆動手段及び誘導モータ駆動手段である。特許
文献において最も頻繁に見られる第1凰式は・・イブグ
ツ1手段で、これは電気エネルギを交流または直流モー
タに供給する発電機を機械的に駆動する小型のガソリン
燃料内燃機関を含む。この装置において、ガソリン機関
は一定速度(比較的高効率で)で運転され、通常の広い
運転範囲において、一つの機関が経験する燃料節約に比
べて可成りの燃料節約が得られる。多くのハイブリット
°手段の欠点は、ガソリン機関と同時に発電機及びモー
タを必要とするため、その重量が大きいことである。そ
れに加えて、この機関は可成りの量の揮発性液体を必要
としかつ排気ガスを発生する・ 電動式車輛の開発段階においてとられた第2の提案は、
一連の電池を用いて電気エネルギを直流モータに供給す
る方式である。可変速度式駆動回路が車輛の容易かつ多
用的制御を提供する。この装置の主要利点は、直流モー
タ制御システムが比較的単純な出力及び制御回路で済む
ことである。不幸にも、この利点はしばしば比較的大き
い初度経費とモータ自身の維持費によって相殺されてあ
まりあることである。そのうえ、直流機械は比較的重量
が犬で嵩が大きく、軽量、小型車輛内での実施を不適当
にする因子を含む。最後に、直流モータはチョッパ及び
整流子を必要とし、これらは火花及び無線周波障害を生
じ、これらを制御するには付加費用をがげて初めて可能
である。
本出願人の見解から、しかも最も魅力的な第3の提案は
、電池列と交流モータを用いる車輛である。交流モータ
は直流モータに比べて比較的軽量で費用がかがらずかつ
効率が良い。プランまたは整流子をもたない交流モータ
は、それらの直流モータとの類似部分よりも頑丈でかつ
信頼性が犬ぎく、かつ必要な保守作業が可成り少ない。
動力/重量比に関しては、交流機械は直流モータよりも
可成り大きい速度で駆動できるという事実である。交流
モータは火花を発生せず、これらのモータは塵埃、爆発
性及び高温度雰囲気中、または高高度において容易に使
用テきル。そのう女、交情モータけ−L山イ市田日的上
の要求により液冷式とすることができる。
電動機車前に使用する際には交流モータは直流モータに
比べて一般にすぐれているが、交流モータはしばしば複
雑な制御回路を必要とし、このために関連する車幅駆動
用伝動装置を設けかつ著しく大型化1〜かつ高価になる
。今日まで、実質的には交流型電動車輛はすべて、多相
(通常は三相)設計方式を用いてきた。三相型機械は上
述のような多くの利点をもつが、三相イン・ζ−夕は費
用がかさみかつその複雑さは極めて増大することが示さ
れている。乗用車輛において要求されるような比較的大
きい負荷がかかる使用目的に対しては、5CR(シリコ
ン制御整流器)またはトランジスタのような適切サイズ
のトランジスタ切換装置はしばしば極端に高価である。
そのうえ、三相イン・ζ−夕は、その本質上、システム
価格を増大する切換装置を含む多数の構成要素を必要に
させる。
単相電磁モータは、始動トルクが利用できないすべての
単相交流モータの特性を分担するので牽引、駆動用の使
用目的に対して広くは受入れられなかった。これに関連
する問題は、このような機械においていずれかの方向に
始動する能力は高価な方向調整装置を必要とすることが
判明した。始動を保証するため圧、極のけずり及びキッ
ク始動のような、多くの電気的及び機械的提案がなされ
た。極のけずり作業において、各極は、極の面を周方向
にわたって空気すきまを増大して電気的に無トルク点か
ら、磁気抵抗トルクゼロ点を、有効に移動するように研
削される。しかし、研削された極をもつモータは、車輌
か駐車された傾斜により電気的トルクがゼロである位置
にロータが位置づげられたときのように、極は依然とし
て始動できない。キック始動の場合、電力が与えられる
と同時に、作動装置がロータを数度(0)機械的に回転
する。この方法は、論理手段がどの方向にモータを押さ
なシナればならないかを検出するように提供されなけれ
ばならないので、問題が存在する。特定の使用目的に対
しては有効であるが、これらの方法は過度に高価になり
または低い部分馬力型モータ用に限定されることが示さ
れている。
本明細書の記述から、本発明は多くの種々の牽引駆動用
使用目的において有効に利用できることが明らかであり
、特に路上車桶川として適している。しがし、本発明は
電動式乗用通勤車に適用して特に有効であり、かつ本明
細書においてはこれについて述べる。
本発明は、電動式路面車輛の直流式牽引モータへの低価
格の代替装置に関するもので、かつ広い意味で、車輛の
少くとも一つの牽引用車輪にトルクを与える単相ブラシ
無しのモータを付勢する動力源を提供することにより、
従来装置の上述の欠点を克服するものである。インバー
タが動力源とモータを連結しかつ制御回路から受けた切
換指令信号に応答してモータを付勢する。制(41回路
は運転者の指令を検出してその関数として切換指令信号
を発生する。最後に、七〜り位置決めの回路は口・リタ
速度を検出して、検出されたロータ速j1が予定速度以
下であるときモータ回路を選択的にトゲ)しすることに
より、一つの一定方向に向けてロータの位置ぎめを行う
。この装置は、ロータを電気的に「停留」することによ
って後続して付勢するときに始動トルクを提供するため
にロータが位置づけられることを保証する。
本発明の好適実施例において、この位置決めは一定の向
きに対するロータの振動または揺動として示される。
本発明の好適実施例において、モータ位置決め回路はタ
イマとともに提供され、ロータ停留時限を定める。これ
に加えて、機械的ロータ位置決め装置が配設され、これ
は前記モータ位置決め回I@によって発生された付勢信
号に応答して停留区間中に、ロータの回転自由度を選択
的に制限する。この装置は、次に起こるモータの始動を
保証しつつ、ロータを停留したのちに制蛸j器/インバ
ータを除勢させる。
本発明の好適実施例において、ロータ[担持された羽根
は、センサと回転整合状態に維持され、このセンサは羽
根が通過するとデジタルロータ位置信号を出力する。こ
の装置は、電動機の特有最大始動トルクと対応する位置
にロータの停留を可能にさせつつ、単一の回路、構造を
提供する。
本発明の好適実施例において、位置決め装置は電動機の
特有最大始・助トルクの点と回転的に整合する方向に向
いてロータを固定するのに用いられる。この装置は制御
回路内の始動論理部を減少する利点をもち、モータが付
勢された瞬間にモータが全始動トルクをもち、「停留止
め」を提供して車輛が適当な斜面上を伝動することを防
止することを保証する利点をもつ。
本明細書におい−〔詳細に記述された本発明の好適実施
例において、電池のような実質的に固定された直流電蝕
が車軸の少くとも一つの牽引用車輪にトルクを与える単
相ブラシ無しそ−りを付勢する。このモ〜りは車体のよ
5な車輛の相対的に静止した部分に機械的に接地される
ステータと、ステータまわりに回転するように配置され
た永久磁石の外側ロータとを含みこれによりステータと
磁気的に連結して牽引車輪を係合することを特徴とする
。インバータは電力供給源からの電力入力を提供し、使
用者の要求信号とロータ位置信号(5)に応答して制御
回路によって発生された切換指令信号に応答して電力出
力をモータに提供する。ロータと共に回転して複数の隔
った止め具を特徴とする係合面を形成する装置が提供さ
れる。最後に、作動装置は止め具と協働してロータの回
転自由度を制御するために前記面と選択的に係合する。
この装置は電動式路面車輛用の高価でなく構造簡単な単
相、ブラシ無し永久磁石交流モータ牽引装置を提供し、
平常の運転中に、ロータが最太篭気的トルクの一つの位
置に休止または停留することを保証するという利点をも
つ。
本発明の上記及び他の特徴は、附図と共に本発明の好適
実施例をその変形と同様に詳細に記述しかつ開示する明
細書の以下の説明を読むことにより明らかになるであろ
う。
本発明の実施例の詳細な説明に附図を参考にする。
本発明の好適実施例の説明内容はつぎのとおりである。
A、電動式車輛の駆動用電動装置の装備構造B、インバ
ータ C,モータ及びフレーム組立体 り、ローフ位置センサ E、始動 F、始動前ロータ位置 G、制御回路 (1)前進−後進信号調定回路 (11)モータ位置決め回路 (iii) 電流要求論理及び最小始動速度回路(1v
) ベース励振回路 (v)緩衝及びエネルギ回収回路 (■1)切換電力供給回路 A、電動式車輛駆動用伝動装置の装備構造第1図に、電
動式車輛IOにおける本発明による装置の装着概念を図
示する。電動式車輛10は、駆動前方車輪12及び自由
回転または従動後方車輪14をもつ普通形式のものであ
る。防火壁16の前方区域に形成された機関隔室には多
速伝動車軸20を介して牽引車輪12を作動させる縦方
向に取付けられた自己同期式単相交流牽引モータ18と
、出力駆動軸22と、連結U型継手24を含む。詳細に
ついては後述するように、モータ18は外側のフェライ
ト永久磁石モータ26を含み、該モータ26はそのまわ
りで回転し、かつ相互間で磁気作用をもつアースされた
ステータ(図示せず)を包囲している。
ロータ26はモータ軸28上に回転式に支持さ・れ、該
軸28はその両端においてフレーム組立体30に機械的
にアースされている。フレーム組立体30はさらに伝動
車軸20または防火壁16のような車輛の相対的に静止
した部分に取伺り゛られる。伝動車軸20は回転軸線を
もち、この軸線はフレーム組立体30によってモータ軸
28とほぼ平行にかつモータ軸28から一定の距離に維
持されている。モータ18のロータ26は、適切な滑車
34及びVベルト36を含む手段を介して伝動車軸20
0Å力軸32と駆動的に係合する。
前方懸架装置及び車輌舵取りシステムは、本文の簡単化
のために省略する。電動式車輛lO内へのモータ18、
フレーム組立体30及び伝動車軸20の取付けば、本発
明の部分を構成するものとは考えられないので、これ以
上の詳細説明は不要と考える。人力軸32及び出力軸2
2はそれらの間で保合可能に配置された選択式多重比歯
車組によって伝動車軸20内で連結されている。このよ
うな伝動装置の一例が米国特許第4.296.650号
に開示され、該装置は本明細書に参照されている。上記
特許で開示された伝動車軸は内側ロータを横向きに取付
けたモータを有するが、これは、電動式車輛10内で横
向きまたは縦向きのいずれの向きにもこの発明モータを
適合させるように容易に変更することができる。そのう
え、伝動車軸20はトルクを両方の駆動用前方車輪12
に伝達するように作用する機械的差動装置を含む。
通気式隔室38が電動式車輛10の機関隔室内で防火壁
16から前方へ張出し、該通気式隔室38は化学電池の
ような直流電源を含む。本発明の好適実施例において、
電力供給源は、96V直流母線電圧をもつように複数の
普通型鉛・酸電池40(第2図及び第10e図参照)を
含む。第2隔室42が電動式車輛10の防火壁16から
前方へ張出し、イン・ζ−タ回路44及び制御回路46
(いずれも第2図に示す)を営む。モータ18、インバ
ータ44及び制御回路46は、適切なサイズのケーブル
(図示せず)によって電気的に接続されている。さらに
、運私室におけるような、充電源と電動式車輛10を周
期的に接続する装置を設けることが必要である。
本発明は、乗用車幅以外への適用も可能である。第1図
は典型的な通勤用乗用車輛に適用して単にその構成の概
念を読者が理解する一助となすもので、いかなる意味で
もこれに限定するものではない。
B、インバータ 第2図には、本発明の簡単化したブロック線図を示す。
電気的図形において全体を48で示す駆動用伝動システ
ムは電動式車輛10に適用される。本発明の好適実施例
において、駆動用伝動システムは伝動車軸20及びトル
クを牽引用前方車輪12に与える関連装置を含む。
モータ18は巻線AとB150と52で、それぞれ示さ
れた単相の、二本巻き、絶縁多重ストランドワイヤ電機
子を具備し、これは巻線うず電流積を最小にし、高効率
の連結を実施しかつ比較的直線状に前方イン・2−夕4
4を取付げることかできる。電池40のプラス端子は、
プラス母線54を介して巻勝50と52の共通接続点に
電気的に接続される。巻M50の残りの末端は大きいパ
ワートランジスタ56のコレクタに電気的に接続されか
つ逆並列ダイオード60を通り電池40のマイナス端子
からマイナス母線58に連結される。同様に、巻線52
の残りの末端は第2の大きいパワートランジスタ62の
コレクタに電気的に接続されかつ第2逆並列ダイオード
64を通って母線58に連結される。
両方のトランジスタ56と62のエミッタは、母線58
に接続される。制御回路46は二つの制御ライン66と
68をもち、これらはトランジスタ56と62それぞれ
に切換指令信号を出力する。インノζ−夕44はまた、
巻線50と52間の共通結線点と電気的に接続された出
力ライン72及び補助ダイオード76と78それぞれを
介してトランジスタ56と62のコレクタに連結さ扛た
入力ライン76をもつエネルギ回収回路70を含む。制
御回路46は後述する付加入力部(図示せず)をもつ。
トランジスタ56と62及びダイオ−F’60と64は
インバータ440基本直流電力から交流電力への転換を
行う。ダイオード76と78は後述するように、モータ
巻線50と52内の滞留誘導エネルギを回収するように
作用する。
サイリスタまたは他の適切な装置がトランジスタ56と
62の代りに用いられることが考えられる。
インノ々−夕44の作用はつぎのとおりである。
制御回路46はロータ速度、ロータ回転方向、ロータ位
置、モータ電流、使用者(速度)要求及び選択モータ回
転方向(車輛方向)の関数として切換指令信号を発生す
る。使用者要求及び方向(前進/後進)選択が行われた
場合、制御回路46はライン66に切換指令信号を出力
し、これによりトランジスタ56は最初にターンオンと
なり巻線50から電流を流動させる。第12h図から第
12に図を参照して明らかなように、かつモータ18が
停止または極めて遅く回転しているときは、逆EMFは
生ぜず、電池の全電圧が巻線インピーダンスにあられれ
て、モータ電流を特性のL/R時定数に従って急速に増
大させる。電流の制限設定点(±lLim1tA )に
達すると、トランジスタ56はターンオフとなり、電流
がモータ18の変圧作用によって巻線52に流れ、ダイ
オード64を通り電池4.0に戻る。
電流が下方設定点(土工Lim1tB )に衰微または
低下すると、トランジスタ56は再びターンオンし、電
流が生ずる。モータ18の変圧作用によりトランジスタ
56のピーク電圧を電池電圧(Vo。)の二倍以上にさ
せ、巻線50に滞留されたエネルギは供給電圧の二倍の
電源に戻されなければならない。ライン72と74がエ
ネルギ回収母線を形成するために設けられ、これにより
エネルギ回収回路70は変圧されないエネルギを再び生
成し、これを電池40に戻し、なおこれについての詳細
は後述する。動作の第2半サイクル中に、トランジスタ
56はオフ状態に保たれ、一方トランジスタロ2は巻線
52内の電流が両制限点間で変動するとき交互にスイッ
チオンとスイッチオフを反覆する。
モータ18がその基本速度以上で作動するときは、■c
cを超える逆EMFが生じ、モータ電流は負荷アングル
のみによって制御される。従って、それらの各反覆サイ
クル中に、トランジスタ56と62は第12d図から第
12g図を参照してよく理解できるように交互にオン状
態に保たれるであろう。
C,モータ及びフレーム組立体 第3図から第6図までにおいて、モータ18及びフレー
ム組立体30の詳細構造が示されている。フレーム組立
体30は、剛体の基板80と、基板80から上方へ延び
モータ18を相互間で支承する2つの直立の取付部材8
2と84を含む。取付部材82と84は押えねじ86ま
たは他の適切な締付手段によって基板80に固定される
。取付部材82と84の最上端には上向に開口する円筒
形四部88が形成される。緊締部材92が取付部制82
と84の上方に配置され、下向きに開口する円筒形凹部
90をもち、これらの下向き開口四部は凹部88と協働
して、モータ軸280両端を支具する。押えねじ94の
ような好適な締イ」手段が緊締部材92を通して下向き
に延び、取付部材82と84とねじ係合して緊締部材9
2をモータ軸28に対して下向きに引付け、これにより
モータ軸28をフレーム組立体30に機械的にアースす
る。
モータ軸28は磁鋼のような鉄金属で構成され、かつ取
付部材82と84の中間の一点においてステータ組立体
96を支持する。第5図に明示するように、ステータ組
立体96は、ハブ部分100及び六個の円周方向に隔た
った半径方向外方へ延びる突起電機子極または歯102
をもつ。モータ軸28は電機子部材98のハブ部分]0
0内の軸方向内孔104を貫通する。
ステータ組立体96は軸28と電機子部材98内の協働
する切込み部内に入れ子犬に配置された細長い方形キー
106によってモータ軸28まわりの口伝から防止され
て取付けられる。第3図で見るように、ステータ組立体
96は右方からモータ軸28上に組立てられかっ軸28
に形成された段部108によって制限された軸方向への
移動が許されている。誘導コイル110は各対の隣接す
る歯102間に設けられた空所112内の各電機子歯ま
わりに巻かれる。110aから11ofまでの六個の誘
導コイルは単相巻線50と52(第2図参照)を集合的
に含むように直列に接続され、かつ二本巻き絶縁多重ス
トランドワイヤである。誘導コイル110は適正に絶縁
されかつ当業界においてはよく知らレテいる方法を用い
る電機子部材98によって機械的に保持される。従って
、全ステータ組立体96は図示の位置においてモータ軸
28に剛接される。
第3図及び第6図において、本発明の好適実施例では三
つの導電ワイヤ114..116,118が、集合的に
巻線50と52を含む誘導コイル110aから110f
までから取り出される。軸方向に延びる溝孔120が段
部108から左方へ延びるモータ軸280部分内に形成
される。3つの母線122,124,126 は溝孔1
20を貫通し、コイル110に隣接するモータ18内の
モータ軸28から半径方向外方へ突出しかつ導体114
゜116.118と電気的に接続する。母線122゜1
24 、126は左方へ(第3図で見て)延び、モータ
軸28の左端から突出してイン・ぐ−夕回路44と電気
的に接続する。母線122,124,126は相互に電
気的に絶縁されかつ溝孔120の残部を満たす高品質の
絶縁体128によってモータ軸28から絶縁される。
次に、モータ軸18とは異なる形式の導電体構造を第6
a図に示す。態形式のモータ軸28′はこの軸に形成さ
れた三つの円周方向に間隔を保った軸方向に延びる溝孔
120a’、 120b’、 120c’をもつ。母線
122’、124’、126’はこれらの溝120a’
、 1201)’、 120c’ それぞれ内に配置さ
れ、かつ本発明の好適実施例の場合のようにインバータ
回路44内で電気的に接続される。母線122’、12
4’、 126′は高品質絶縁体128′によってモー
タ軸28かも電気的に接続されている。
モータ18のロータ26は、軟鋼製の円筒形殻130を
含み、該殻130は、その半径方向最内刃表面まわりに
円周方向に間隔を保って配置された六個の弧形フェライ
ト永久磁石セグメン) 132a〜132f、を担持す
る。磁石セグメン1−132aから132fは、接着材
または他の適切な材料を用いて殻130の内側面に取付
けられる。殻130は磁石セグメント1328〜132
fを保護しかつ作動中のフープ応力を吸収すると同時に
機械の磁束戻り経路として作用する。磁石セグメント1
328〜132fの半径方向最内刃表面は、すぎま]3
3によって電機子歯102の形成された最外方表面から
半径方向外方へ接近して隔たり、かつこれとほぼ円周方
向に同一の空間広がりをもつ。磁石セグメント132a
〜132fは隣接する磁石セグメントの極性とは逆の向
きに半径方向に成極される。よって、殻130と磁石セ
グメンl−132は、ステ〜り組立体96まわりにそれ
と近接して回弘する。隣接する磁石セグメント132は
相互間に形成された円周方向空所134をもつ。固形鉄
材料で構成して説明したが、電機子部材98と殻130
は、当業界ではよく知られているように、モータ効率が
重要な考慮事項である場合には積層構造としなげればな
らない。積層構造を用いると、軸方向の貫通ボルトがほ
とんどの場合に必要で、デルトは空所134内に配置さ
れるであろう。
さらに、磁石セグメント132は、殻130ととも如そ
の位置で磁化されるが、他の製造方向もこれに代って用
いることができる。
ロータ26の半径方向空所は、アル゛ミニウム等の末端
鐘形部材136 i、:、 、t 、、:38によって
維持される。末端鐘形部材136は、殻130の左端に
接近しかつ押しねじ140のような適切な締め具によっ
てその外周まわりに取付けられる。
同様に、末端鐘形部材138は押えねじ141によって
殻130の右方開口部に取付けられる。
Vベルト36と普通形式の滑車装置34及び150が出
願人によって用いられかつ本発明の好適実施例において
開示されているが、チェノ、はめ歯ベルト、直接歯車か
み合い式などを用いる広い適用手段が考えられる。従っ
て、■ベルト:36装置は単に説明用として開示された
もので、本発明をこの装置に、限定するものではなl−
1゜ 玉軸受組立体]42が、モータ軸28の右方端にプレス
はめされたその内レースをもつ。末端鐘形部材138の
半径方向最内刃表面は、軸方向に整合された段・1・1
き内孔なもち、該段付き内孔は玉軸受142の外レース
上にプレスはめされた第1部分144と、玉軸受142
と取付部材84の中間のモータ軸28上にプレスはめさ
れたBlack Delrin(商品名)スリーブ軸受
またはブッシング148の外側表面を囲む第2部分1・
16をもつ。末端鐘形部材138はその中に一体的に形
成された滑車150をもち、横軸20に装着された滑車
3・1と協働してVベルト36を担持する。Vベルト3
6を通過させるために基板80を通して適切に通路15
2が設けられる。
末端鐘形部材1:36もまた、第2玉軸受156の外レ
ース上にプレスはめされた第1部分15・1をもつ軸方
向に整合された段刊き内孔をもつ。
玉軸受156の内レースはモータ軸28に、その左方端
に接近してプレスばめされる。
よってロータ26は、図示の向きにロータ軸28上に担
持され、かつ玉軸受142及び156によって支持され
てモータ軸28−1′わりに自由に回転スる。■ベルト
36によって作用される半径方向の負荷に対抗するため
にブッシング148か設けられる。そのうえ、ブッシン
グ148は玉軸受142と取付部材84間で軸方向に隔
たって配設される。同様に、モータ軸28によって担持
された管状スリーブ158が玉軸受156と取付部材8
2間にすきまを残す。
本発明のモータは、牽引用車輛の駆動伝動装置に適用さ
れるとき、従来技術な超える多くの大きい利点をもつ。
フェライトの磁束密度が3〜4 K gaussのオー
ダで、飽和し始める前と鉄によって接続される10〜l
 2 K gaussよりも町成り低いので、フェライ
ト磁石が用いりれる。
モータ18の幾何学的形態は、トルクを発生するために
、磁石セグメント132の内側面に磁束を形成する。こ
れにより、空気すぎま133を形成し、外側面における
よりも高い磁石セグメント132の内側半径において磁
束密度を得て、電機子電流のal叩当り大きいトルクが
得もれる。そのうえ、電機子極片または歯102は、鉄
の全磁束保持能力を利用するように設計できる。極から
極への比較的薄い磁束経路は3.4 Kga[ssの空
気すきま磁束を電機子歯1020基部において10 K
 gauss以上にも濃化させる。
最小限の鉄を使用することにより、モータの重量を軽減
し及び/または非突状極型機械におけるよりも大きい巻
線形成余地を提供する。このことはまた、所与のモータ
空隙寸法に対して小さいモータ外径をイ41さυ二る。
凸状種型構造は単相機械においては一般の多相機械が持
たない犬きい巻線区域を提供できる特別な利点をもつ。
軟鉄の普通型ロータを用いる稠密な電機子巻線の使用は
、一般には許容できないか、フェライト永久磁石を用い
る場合は、磁石内には脈動または渦電流損失を生じない
。稠密巻線の利点は、本発明においては犬さく、銅の使
用量を減少し、 ゛平均巻き長さを短かくし、従って所
与のD2L機械比率に対し非常に高い電気的効率が得ら
れることである。モータ18の提案幾何学的形態は軽減
された重量と巻線の−巻き当りの短かい機械長さに対し
て高い磁束密度で回転する電機子用鉄を提供する。最後
に、この外側ロータ形態は、単純なエポキシ接着材によ
って保持される磁石セグメント132を提供させる。
しかし、モータ18の機械的構造は、若干の不利点をも
つ。その第1のものは冷却に関するものである。熱を発
生する巻線(コイル110)は、モータ18の中心位置
にあって、セラミック磁石132によって比較的良好に
絶縁されている。このモータに対しては熱について特別
に配J/ifして設計されなければならない。本明細店
においては冷却て関しては記述していないが、いくつか
の冷却方法が実施されることが考えられる。例えば、末
端鐘形部材136及び138は自然冷却用の開口をもつ
ことができる。大型の使用目的に対しては、強制空気冷
却が要求されることもありこの場合、ロータ26の内側
に空気を通過させるためにインペラまたは他の適切な装
置が必要になる。電機子部材98を通過流動する冷却空
気は、当業界で知られるようにして得られる。本発明は
また、第6図及び第6a図に関する説明において後述す
るように電力の流通のために比較的大きい軸を提供する
ために液体冷却に適するように容易に変形できる。
特に、冷却ラインは、ステータ組立体96内で冷却流体
を循環さするため、軸28内に設けた軸方向内孔中を通
過させる。このような冷却管は、電機子部材98内に設
けられた内孔を貫通し、または電機子歯102間に設け
られた空所112を通るように構成される。全体で、モ
ータ18のその意図する使用目的に対するサイズは、所
要の冷却手段の決定要因である。本文において特定した
任意の特有寸法、磁束密度などは出願人によってυ11
発された本発明の小型化に改変された装置によって得ら
れ、従っていずれにせよ本発明を限定するものではない
本出願人によって考えられたモータ18の形態の別の不
利点は、その太ぎい慣性であって、これは等価の直流モ
ータの慣性のほぼ2倍である。そのうえ、比較的大ぎい
軸受156が機械の少くとも一方の末端に設げる必要が
あり、かつ既述のようにポテンシャルをもたない始動ト
ルクかロータの成る位置において起こる。しかし、これ
らの不利点はモータサイズ、簡単化された構造及び改善
された効率によって軽減され、あるいは本明細書を読ん
で明らかでなるであろう本発明の他の例規的な特徴によ
って克服される。
環状カムリング160がスクリュ140によって末端鐘
形部材136の外周部分に剛接され、かつその外周上に
カム面162をもつ。詳細にわたって既述した理由のた
め、カムリング160はロータ26に担持され、それと
共にステータ組立体96及びフレーム組立体30に関し
て回転する1つ り、ロータ位置センサ ロータ位置検出組立体及び機械的停留機構を第3図及び
第4図において全般的に164で示す。組立体164は
スクリュ168によって末端鐘形部材136の最左方表
面に取付けられた符号付けられたワアシャ形軟鋼製の羽
根166を含む。羽根166は、スクープ158かう半
径方向間隔をもつために中心穴172をもつ。
羽根166及び羽根スペーサ170はロータ26と共に
回転する。羽根1660周方向の輪郭は第4図に明示さ
れている。細長いセンサ受け174が取付部材82と羽
根166の中間に配置される。スリーブ158の最左方
端はセンサ受け174内の中心穴176を貫通してセン
サ受け174への半径方向支持を提供する。外方へ延び
る円周方向フランジ178はスリーブ158の最右方端
の近くに一体に形成される。
圧縮負荷ばね180はその一端をフランジ178の最左
方端表面に当接しかつその他端をセンサ受け174の最
右方表面と当接している。センナ受け174の最左方表
面は取付部材82の最右方表面と当接する。よってばね
180はセ/す受げ174を左方へ偏倚してその図示の
位置に保持する。センサ受け174はモータ軸28のも
つ軸線まわりに自由に回数するが、さもなければその図
示の位置から軸方向または半径方向に移動するのを抑制
される。
羽根作動式センサまたはスイッチ182はセンサ受け1
74に固定されかつ羽根166の外周近くで羽根]、 
6 Gをまたいで配置された検出要素を含む。本発明の
この好適実施例において、出願人はホール効果センサを
用い、これはその検出区域184内で一つの目的物の存
在を検出する機能をもつ。羽根166は三つの円周方向
に隔った設けられた表面部分166a、 166b、 
166cをもち、これらの表面は十分に外方へ延びてロ
ータ26の回転中にセンサ182の検出区域184を通
過する。表面部分166a、 166J 166cの前
縁または後縁が検出区域184を通過すると、センサ1
82の電気的出力はトランジスタで[lowJ及びl’
−highJそれぞれとなる。羽根部分166a、 1
66b 、 166cはそれぞれ60°の弧にわたって
延び、かつ検出区域184は通過しない羽根166の浮
出し部分によって隣接する部分か1ら隔たる。羽根部分
16f3a 、 1.661)、 166cは磁石セグ
メント132c、132a、132eと正確に回転整合
されている。
センサ182は、センサ受け174に担持されているの
で、ロータ26及びステータ組立体96の両方に対して
角度的に選択可能に再位置決めされる。第2羽根作動型
センサまたはスイッチ186は、羽根166と整合する
その検出区域(図示せず)をもち、かつ通常はセンサ1
82から90°角度的に偏位する。センサ18Gは、取
付部材182に担持されかつステータ組立体9Gに対し
て固定される。
作用について述べれば、スイッチ182の実際の角度向
きは全体を188で示すセンサ位置決め装置によって定
め1うれる。センサat’yめ娯−i l s sはラ
ック194と係合するピニオン192を駆動するステッ
プモータ190のような作動器を含む。連結リング19
6がラック194とセンサ受り174を連結する。リン
ク196はセンサ受け174にモータ軸28の末端の一
点で固定され、機械的効果を利用する。
リンク196は小ねじ200及びナツト202のような
適切な締め具によってセンサ受け174に結合された玉
継手198を末端にもつ。スロットル208または電動
式車輛10と組合わされた0=タ速度センサ206を含
む制御回路204は、ステップモータ190を付勢しそ
れにより選択的に直線的にラック194を位置決めする
ようにライン210に印加された制御信号を発生するよ
うに作用する。次いでセンサ182を表示されたロータ
速度対偏位関係で角度的に再位置決めされる。偏位量は
、もしロータ26の時計方向回転が前進方向に電動式車
輛10を駆動することと対応すれば、真の垂直方向に関
する。偏位の範囲は曲線の中断点と同様に、単なる例と
して、出願人の初度実験の結果から決められた。しかし
、さらに大きい使用目的はこれとは異なる偏位範囲及び
基本速度(この場合は6 KRPM)を生じる。従って
、これらの特定例に本発明が限定されないものと考えら
れる。センサ1820角度的再位置決めは第12図Cに
明示するようにイ」与されたモータ電圧特性の停止また
は位相内で一つの移動を行う。
第3図において、全体を211で示された電気導線は、
センサ182の機械的または手動式の再位置決めが達成
されている本発明の変形例において、インバータ回路4
4にセンサ182から配線される。
第9図において、センサ位置決め装置188の代替装置
が示され、これは電子式導通センサ制御装置と称される
。この変形実施例において、四個のAV12A型ホール
センサ212,214,216゜218が一定の角度関
係をもってかつモータ軸28から半径方向に隔たって配
置され、これにより羽根166の部分のみがセンサの検
出区域を通過する。センサ186と同様にセンサ212
゜214.216.218は取付部材82によって強固
に担持される。センサ受り174、スリーブ158及び
ばね180は無くされかつフランジ無しスリープ220
が玉軸受156の内レースと取付部材82の最右方表面
の間の空所に設けられる。
価御回路46はその詳細については電気的に制御される
第9図の変形付与電圧進み角を使用して後述する。しか
し、第4図に示す、機械的センサ位置決め装置188は
本明細書の爾後の説明内容から明らかとなるように代替
的に使用できる。
E、始動 単相機械の永久磁石牽引モータ18は、ステータ極位置
と向い合った休止ロータ位置により始動トルク無しで用
いられるすべての単相交流モータの特性を分担する。し
かし、この使用例において用いられるモータ18は二つ
の重要な点でインダクタンスまたはリラクタンス型単相
モータよりすぐれている。その第1の点は、モータ18
は所望の回転方向以外にも回転できないことである。こ
ろは位置の関数として電流の極性を決定するセンサ21
2,214,216.2]、8及び186(またはこれ
とは別に、センサ182及び186)の角度位置によっ
て保証される。
さらに、始動トルクは可能なロータ位置の大部分にわた
って利用できる。始動トルクは電機子突出極または歯1
02がロータ磁石セグメント132と整列するときにの
み理想的モータにおいては利用できないであろう。しか
し、これはもし抑止力が加えられなければ機械の励起さ
れないリラクタンストルクがロータ26を戻す位置であ
る。小型の実用構造をもつ機械においては、僅かな対称
性がこれらのリラクタンストルク停止位置においてさえ
も、僅かな始動トルクを許すのが一般的である。これは
第12図aによって十分に理解される。本質的に不完全
に構成された実際のモータ18は、ゼロ電気トルク点か
ら、ゼロリラクタンストルク点を僅かに移動するであろ
う。これによりゼロトルク想に対して一つの対称状態が
得られる。出願人は、この対称性はモータ18が公称ゼ
ロトルク位置にあるとき、モータがそれ自身でほとんど
の時間で始動するであろうという恐らく優れた理由であ
るということを推測した。しかし、本発明を乗用車輛に
適用しようとするために、始動について100%の信頼
性を得ることが必須である。
第12図aのトルク−角度曲線から、モータ18は六つ
の「停止」位置の−っておいて停止しようとする。これ
らの位置は、電機子歯102がロータ磁石セグメント1
32と整列される一つの位置に対応する。センサ212
,214,216゜218の±4°と15°の角度変位
が選択され、これによりロータ26がゼロ電気トルク点
(第り2図a参照)の左方へ2°〜3°において休止状
態となる場合には、始動はロータ26を後方へ高い電気
的トルク点へ電気的に駆動することによって実施され、
次いでこのゼロトルク点を通過するようにロータ26の
運動量を得るために方向を逆転する。本発明において選
択された角度変位においてロータ26は一15°にわた
って回転し、次いでモータ18を減速しかつ一4°にわ
たって前進方向に回転をはじめさせる電流逆転を経験し
、ここにおいてモータは正常な電流切換を開始するであ
ろう。典型的な駆動ラインの・ζツクラツシがこの形式
の作用を支援するであろう。
F、始動前のロータ位置決め装置 第4,7及び8図において、始動前のロータ位置決め装
置224が示される。位置決め装置224は、ゼロ始動
トルク問題を克服するために設げられ、かつモータ18
を回転またはトク゛ルすることの必要が始動する時に必
ず要求される。位置決め装置22・1は最大電気的(始
動)トルクに対する一つの位置にロータ26を機械的に
固定するように作用し、詳細について後述するようにロ
ータが停め位置に惰走するごとに固定する。
位置決め装置224は、カムリング1.60によって形
成された一般平面内で可動に配置された任意の細長い爪
アーム22Gを含む。アーム226の下端は基底部材2
28に旋回可能に取付けられ、次いで該部材はゼルトま
たは他の適切な締め具によって基板80に取付けられる
このように配置することにより、爪、アーム226の上
端は旋回式に、カムリング160のカム表面162と係
合し及び離脱するように移動可能である。爪アーム22
6の上端は、カムリング160に隣接配置されたローラ
232を担持する。ソレノイド234は基底部材228
とローラ232間の一点において剛体リンク238によ
って爪アーム226と機械的に連結される。
電機子236は実線(第4図)で示すローラ232がカ
ムリング160から離れた完全引込み位置と、駐車停止
具222の一つの中にローラ232か配置される完全伸
長位置との間で移動可能である。ソレノイド234ば、
電機子236を担持しかつブラケット242によって取
付板80に剛接されたハウジング部材を含む。
シクリュ2114及びダルト24Gのような適切な手段
がソレノイド234のハウジング240をブラケット2
42に、及びブラケット242を基板80それぞれに固
定するのに用いられる。
第2の、ラッチンレノイド248は溶接などによりブラ
ケツl−242に取付けられたノ・!7)ング250を
もちかつソレノイP234の電機子236の軸線と垂直
な線に沿って直線的に移動可能に電機子252を担持す
る。ソレノイド234は回転ラッチ部材254を含み、
該ラッチ部材は電機子の軸線まわりで角度的に再位置決
め可能である。末端ハウジング250の電機子252の
末端は二叉に形成され、それぞれに設けられた軸方向に
整合した内孔258と260をもつ。リンクピン262
は、内孔258と260を通してプレスはめされ、一方
回転ランチ部材254は延長部分256内の中間穴26
4を弛く貫通する。穴264はラッチ部材2540回私
軸腺と一腺に並び、電機子252かその全伸長位置(第
7図において実線で示される)とその全引込み位置(同
図において破線で示される)との間で往復運動するとき
、伸長部分256と電機子252との間で自由な相対回
転運動を許す。
ソレノイ)′2:34のハウジング240は一般にカッ
プ形状でその中如環状絶縁&ヒン266及びコイル26
8をもつ。ボビン266は電機子236を滑動受入れる
中心内孔をもつ。開口端(第8図で見て右方)は閉鎖部
材270によって閉鎖される。ハウジング240と閉鎖
部材270は鉄金属で構成されかつ溶接または他の適切
な方法によって接合される。閉鎖部材270はそれから
一体に突出する右方向に延びる管状延長部272を含む
。延長部272は内孔269と同軸に整合された内孔2
74をもつ。閉鎖部材270は゛また複数の玉軸受27
7をその中に受入れる管状部分272を囲む軸方向に整
合された環状軸をその中にもつスラスト面276をもつ
。ワッシャ形状のスラスト部材278は環状通路280
を形成し該通路はそれを通して管状部分を弛く受入れる
。スラスト部材278の左方表面は管状部分272を囲
む第2の管状溝をもつ第2スラスト而282をもち、玉
軸受277の一部分をその中に受入れる。よって、閉鎖
部材270、玉軸受277及びスラスト部材278は軸
受として機能し、ここにおいてスラスト部材278は可
成りの左方向に向いた軸方向荷重を支持することができ
、同時に閉鎖部材270に対して比較的容易に回私的に
再位置決めされる。回1賦ラッチ部材254は一般に三
角形状の穴284をもち、これを通して管状部分272
が延びる。回転ラツ′チ部材254の最左方表面は、ス
ラスト部材278の最右方表面と当接し、かつこねら二
つの面は溶接または他の好適手段などによって接合され
る。三つの円周方向に間隔を保った半径方向に向いた穴
286が一点において管状部分272内に形成され、こ
れによりこれらの穴はラッチ部材2540穴284内に
全面的に開口する。電機子236は半円形断面の環状四
部288をその中にもつ。
凹部288は電機子236に軸方向に活って配置され、
これにより電機子236がその伸長位置にあるとき穴2
86と284と合致する。管状部分272は通常は穴2
86内に配置された三つの固定用ダール290用のケー
ジとして用いられる。メール290は穴252が全引込
み状態のときラッチ部材254(仮想線で示す)の穴2
84内に名目的に外方へ伸びる。この時点で、凹部28
8はその外側表面上に自由に乗るメール290から軸方
向に移動される。電機子236が反時計方向に回転しこ
こにおいてソレノイド250の電機子250が全引込状
態にあるように電機子236がその伸長位置にあるとぎ
は、穴284をもつラッチ部材2540表面は、穴28
6を通り部分的に凹部288内に内方へ月?−ル290
をカム係合または押圧し穴236と尚接関係にある。こ
の位置において、電機子236はその図示の軸方向位置
に固定される。また、ローラ232はカムリング160
の駐車止め部222の一つの中に配置され、これにより
ロータ26を固定する。
ワッシャ形裏当て板部材285は中心内孔287をもち
、これを通して管状部材272が延びる。裏当て板部材
285の最左方表面はランチ部材254の最右方表面と
当接する。裏当て板部材285は溶接または適切に、管
状部分272とそれらの間の界面まわりに恒久的に固定
されて、玉軸受277、スラスト部材278及び回転ラ
ッチ部材254をそれらの図示の位置に保持する。
電機子236の最右方端には小径区域292をもつ。内
孔269内に配設されたばね294は、小径区域292
と電機子236の残部間で移行部分を形成する段部29
6と右方向へ当接し、かつ内孔269と軸方向に整合さ
れたハウジング240内の穴300内にねじ受けられた
ばね張力スパナを用いる調節スクリュ298と左方向に
当接する。ばね294は電機子236を右方向へ偏倚し
、かつスクリュ298を左方向へまたは右方向へ偏倚し
、偏倚力の選択的に調節する。調節スクリュ298は軸
方向に整合された貫通内孔302をもち、その中に電機
子停止制限スクリュ3o・1をねじ受けされる。
電機子236は鉄材料で構成される。よって、コイル2
68は電気的に付勢され、磁気回路がその中に一つの方
向または極性をもって形成され、電機子236をその伸
長位置からその引込み位置に引く。その引込み位置にお
いて電機子236の小径区域292の最左方表面は制限
スクリュ304の最右方表面と当接する。スクリュ29
8と304は、それらがばね294の偏倚力及び電機子
236停止制限の独自の調節を提供する。ソレノイド2
34は、カムリング160とローラ232の当接がその
機能を提供するので延長位置内に電機子236の停止手
段は不装である。
ソレノイド248はソレノイド234の構造と類似の構
造をもち、この場合ハウジング250は一般に円筒形で
かつ末端において閉鎖され、絶縁コイルゼビン306及
びコイル308を停留する。ゼビン306は内孔310
を有し、この内孔内に電機子252を弛く受入れる。電
機子252は、鉄材料で造られかつその最左方端に小径
区域312と大径区域314及びそれに涜った中間部分
をもつ。段部316が電機子252に残部と大径区域3
14との間の移行点に形成され、電機子252がその移
動の最右方制限部分を形成するように伸長されるとき、
電機子252はハウジング250の末端部分318と当
接する。内孔31Q内に配設された圧縮負 4荷ばね3
20は、電機子252の/」−径区域312と大径区域
314間の移行点に形成された段部322と右方向へ当
接する。ばね320は、ハウ’)7グ250の一端部分
3270穴326内にねじ係合されたばね張力調節スク
リュ324の最右方表面と、内孔310と軸方向に整合
して左方向へ当接する。よって、ばね320は電機子2
52を右方向へその延長位置(図示されている)に右方
へ偏倚する傾向をあらゎす。調節スクリュ324は貫通
孔328をもち、この孔の中に電機子停止制限スクリュ
330がねじ係合して受入れられる。スクリュ324と
330は独立に調節可能であり、ばね320の張力を選
択的に調節するのはスクリュ324を、及び電機子25
2の最左方位置または引込まれた停止制限の設定にはス
クリュ330が用いられる。
コイル308が電気的に付勢されると、磁気回路か形成
され、電機子252はスクリュ330と当接するまで右
方向へ引かれる。付勢が終ると、ばね320は電機子2
52を再びその延長位置に移動する。
ソレノイド234と248は、可成り簡単化した形態で
それらの内部の詳細が示されている。
これらのソレノイドが最適に設計されたものではなく、
単に始動前のロータ位置224の全体作用を示す意図を
あられそうとするものであることが理解されるであろう
。任意数の商業的に利用できる線形作動器またはソレノ
イドが本発明の精神から逸脱せずに代替できる。
始動前ロータ位置決め装置224は、次のように作用す
る。モータ18がその正常な停止状態にあるときは、ロ
ーラ232は駐車止め部222の一つの中に位置を占め
る。電機子236は第8図に示すようにその伸長位置に
ある。ローラ232は、電機子236、リンク239、
アーム226及びローラ232を介してソレノイド23
4の偏倚ばね294によって作用された力をもってカム
リングj60の表面162と当接する。ソレノイド24
8は同時にその電機子252をその伸長位置にもたらし
、この位置においてラッチ部利252ば、I?−ル29
0を凹部288内に押動して、電機子236をその図示
の位置に占位させる。もしモータ18が不注意に付勢さ
れたりトルクがモータに横方向車軸に加えられると、ロ
ータ26は回転が防止される。モータ18が通常付勢さ
れ、ソレノイド234と248のそれぞれのコイル26
9と308は同時に付勢される。この状態になると、コ
イル308は電機子252をその引込み位置に移動し、
これにより固定用ボール290は半径方向外方へ移動さ
れて電機子236を解放し、電機子自身は、コイル26
8の作用によってその引込み位置に向けて引張られる。
電機子236がその引込み位置をとると、電機子は爪ア
ーム226とリンク238を引き、それと共にローラ2
32をカムリング160から隔てる。電機式車輛10が
停止状態となり、かつロータ26の速度が成るしきい値
より下がると、両方のコイル268と308が除勢され
る。この時点で、ばね294は電機子236を偏倚し、
これによりローラ232は、カムリング160のいずれ
かの部分がローラと隣接状態となればそれと当接する。
第1駐車止め222に達すると、電機子236はその全
伸長位置に達し、ゼール290は凹部288内に落下し
て、ばね320によって反時計方向に(第7図参照)回
転されたラッチ部材254を押す。もし作用中にコイル
268または308が故障すると、残りのソレノイドが
作用してローラ232を、正常のソレノイド除勢順序動
作が始まるまで、カムリング160から離反する。ひと
たびモータ18が固定されれば、モータ18を付勢しよ
うとする次の試みが故障を始めさせ、これによって使用
者に問題発生を警告する。(以下余白) α 制御回路 第11図において、第10図aから第10図fに含まれ
る各回路の配列を示す。第10図aから第10図fまで
は、インバータ回路44、制御回路46、電池40及び
モータ18を含む駆動伝動装置48の完成電気回路を示
す。
モータ18は普通の血流永久磁石モータの断面と類似構
造をもつ断面(第5図参照)をもつ。
外側永久磁石ロータ26の他に、大きな差異は電気的の
もので、モータは電気的に駆動されかつ電機子電流は磁
界が回転する間、ステータ組立体96内で電子的に整流
される。さらに、電子的整流はセンサによって制御され
た結果によって実施される。
インバータ44の作用について上記のように説明したが
、制御回路46は成る作用因子を検出しかつライン66
及び68にその関数として切換指令信号を発生して巻線
50及び52を従ってモータを、導通状態と非導通状態
との間でトランジスタ56と62を交互に切換えること
によって往復動式に付勢する。切換指令信号は、モータ
18が第12図1と第12図Jにおいて明示するように
、その基本速度未満であるときは変形された・ξルス幅
をもつことを特徴とする。
制御回路46へのこの測定された入力因子は、ローフ速
1夏、ロータ回転方向、ロータ位置、使用者速[W要求
及び使用者方向要求である。ロータ速度、ロータ回転方
向及びロータ位置は、センサ186.2i2,214,
216及び218(或いはこれとは別にセンサ182及
び186)の蓄積入力からの制御回路46によって演 
される。モータ電流は使用者入力の場合と同様に直接に
測定される。モータ18は単相の二本巻き型であるので
、システム作用は詳細については後述するように、自己
同期式でかつ比較的簡単である。
制御回路46は、さらに必要の際は、カムリング160
の凹部222の一つがローラ262と整合されたその駐
車位置の一つのまわシにロータ26を揺動するようにモ
ータ電流をトグルすることによってロータ26を「停留
」させるように機能する。タイマが予め定めた時間区間
に対して電流を継続的にトグルし、その区間中、始動前
ロータ位置224はカムリング160と係合する。
これによって、モータ18が次に付勢されるとき、最大
電気的始動トルクが確実に利用できることを保証する。
ロータ26が停留位置以外で停止される場合、または使
用者がステータ極102によって受けた第1引付は磁石
セグメント132の引掛かり作用に打勝つ程度に十分な
スロットル動作を行わない場合は、制御回路46は「ブ
ラストオフ」作用を与え、スロットルを行過ぎさせ、予
め定めた最小トルク要求信号を発する。最後に、トラン
ジスタ56と62と組合わされた緩衝回路からエネルギ
を回収する装置が設けられる。
(1) 前進・後進侶号調定回路 第10図aに、全体を362で示す前進・後進信号状態
調節回路を示す。各センサ212,214゜216及び
218の一方の入力部は、部分プリント回路盤フィルタ
664(第10図す参照を介して、詳細については後述
する+15■、直流電力源に接続される。センサ214
 、216及び218の残シの出力部は、個々の電流制
限抵抗器338 、340及び642それぞれを介して
タイプ4539CMOSセレククゲート666の四つの
端子の一つX[II 。
X及びXそれぞれと電気的に連結される。この図におい
てローマ数字で示しだ端子は、出願人によって用いられ
た特別のトランジスタ装置の製造者によって規定された
ものをあられす。任意の数の代替製造を用いることがで
きそれにより本文で特別に用いられた装置及びそれらの
特徴のある端子形態はいかなる意味でも本発明を限定す
るものではない。
センサ212の出力部は電流制限抵抗器346を介して
排他的ORゲートの一方の入力部と電気的に連結される
。ゲート664の残りの入力は−1−15V、直流′電
力源に接続される。セレクタ36乙の端子X1ll、X
I及びXは4.7にΩプルアップ抵抗器348.350
及び652それぞれを介して+15v、直流電力源に接
続され、かつ001μFコンデンサ354 、356及
び658それぞれを介してアースされる。抵抗器ろ46
に接続されたゲート344の入力部はまだ、4.7にΩ
抵抗器ろ60を介して+15V。
直流電源に連結され、かつ011μFコンデンサろ62
を介してアースされる。ゲート644の出力部はセレク
タ666の入力部に接続される。
抵抗器346に接続されたゲートろ44の入力部は、O
Rゲート364の一方の入力部と電気的に接続される。
セレクタ63乙の端子XはORゲート664の残りの入
力部と電気的に接続される。
0几ゲート364の出力部は排他的ORゲート666の
一方の入力部と電気的に接続される。排他的ORゲート
336の残りの入力部は001μFコンデンサ368を
介してアースされ、かつ5.1にΩ抵抗器670を介し
てORゲート664の出力部に接続される。抵抗器67
0及びコンデンサ668は一つの位相遅れを生ずるよう
に作用する。
排他的011.ゲート36乙の出力部は、タイプ404
3フリツプフロツプろ72のS端子■に接続され、かつ
10にΩ抵抗器376を介してNPN トランジスタ3
74のベースに連結される。トランジスタろ74のエミ
ッタは電気的にアースされ、かつそのベースは1にΩ抵
抗器378を介してアースされる。トランジスタ374
のコレクタは100にΩ抵抗器680を介して+15■
、直流電力源に接続され、50μFコンデンサ682を
介してアースされ、かつフリップフロップ672のR端
子■と直接に接続される。フリップフロップ672は、
一般に684で示されたゼロロータ速度検出器としてそ
の組合わされた構成要素と共に機能し、フリップフロッ
プ372のQ端子■からセレクタ666の端子11へ上
口速度選択信号を出力する。
前進・後進方向モード選択スイッチ386と388は、
それぞれ電動式車輛10の客室区域内に設けられる。ス
イッチ686と688は共に、常開、1戯時接続式単極
型で、その端子の一つは電池40の+24■、直流タッ
プ389(第10図e参照)に接続される。スイッチろ
8乙の残りの端子は直列接続の6.2にΩ抵抗器口92
と20にΩ抵抗器ろ94を介してANDゲート690の
一つの入力部に連結される。抵抗器392と694間の
共通接続点は10にΩ抵抗器396を介してアースされ
る。抵抗器694に接続されたANDゲート690の端
子は、20μFコンデンザ698を介してアースされる
A、NDゲ゛−ト390の出力部は、順方向バイアス信
号ダイオード402を介してタイプ4046フリツプフ
ロツプ400のS☆1111子■に連結される。フリッ
プフロップ400の端子■は22μFコンデンサを介し
て+15v、直流電力供給源に連結され、かつ100に
Ω抵抗器406を介してアースされる。
後進スイッチ388の残りの端子は、直列接続の6.2
にΩ抵抗器410と2DkΩ抵抗器412を介してAN
Dゲート408の一方の入力端子に連結される。
抵抗器410と412間の共通結線点は10にΩ抵抗器
414を介してアースされる。抵抗器412に接続され
たANDゲート1508の入力端子は、20μFコンデ
ンサ416を介してアースされる。A、NDゲ−ト40
8の出力部は、フリップフロップ400のR入力端子I
IIに接続される。排他的ORゲート418は端子Aに
接続された一つの入力部をもつ。
端子Aは、第10図Cの相補端子Aに接続される。排他
的ORゲート418への残シの入力端子i1:+15V
、直流電力源に接続される。排他的ORゲート418の
出力部は、ANDゲ゛−) 390の残シの入力部及び
ANDゲ゛−) 408の残シの入力部に直接に接続さ
れる。フリップフロップ400の端子V及びXVIは+
15v、直流電力源に接続され、かつ端子層2店、″X
[、XIV及びWはアースされる。
フリップフロップ400及びその組合わされた構成要素
は全体を420で示すラッチとして作用し、これはフリ
ップ70ツブ400のQ端子11からセレクタ666の
端子xyに前進/後進選択信号を出力する。
ソリツブフロップ400の端子]1は、全体を426で
示す表示励振回路の排他的ORゲート424の一方の入
力部に接続される。排他的ORゲート424の残りの入
力部は+15V、直流電力源−接続される。排他的0几
ゲート426の出力部はタイプULN 2 D O4A
ランプの端子I及びリレードライバ428の端子11に
直接に接続される。
ドライバ428の端子X及び℃は、電動式車輛10の客
室内に配置された後進及び前進方向モード表示灯460
及び462を介して+24V、直流電池タップ689に
連結される。ドライバ428の端子面はアースされる。
ドライバ428の端子■は、並列接続の14μFコンデ
ンサ434と4.7にΩ抵抗器466を介してアースさ
れる。
+15V、直流電力源は、直列接続の15μmンコンデ
ンサ438と151(Ω抵抗器440を介して電気的に
アースされる。コンデンサ438と抵抗器440間の共
通結線点は、端子Bと別の端子Cと直接に接続される。
コンデンサ468と抵抗器440は、端子BとCへ近期
丑だは始動パルスを出力するように作用する。セレクタ
366の端子層は、端子りに、及びセレクタ666の端
子■は端子Eに接続される。最後に、端子F及びGは、
互いに直接連結されている。
四つのセレクタ366の一つは、前進/後進選択信号を
経て車輛(モータ)速度及び方向モード選択の関数とし
て、センサ212.2’14及び2164だは218の
一つを接続または機能させるように作用する。もし電動
式車輛10が予め定めたしきい速度未満で、かつ前進ス
イッチ686が瞬時閉じられれば、ANDゲート390
の出力部[rhighJになる。同様に、もし後進スイ
ッチ688が瞬時閉じられれば、ANDゲ゛−) 40
Bの出力部はrhighJになる。
四つのセレクタ33乙の一つは、このようにして前進/
後進選択信号とゼロ速度選択1画号の両方を受け、かつ
セレクタ212,214,216または218の一つを
端子Eに連結し、次の真理衣に従ってI+、定の伺与電
圧進み角度をあられす。
0 前進 −15°(212) N010 前進 −4°(214) 0 後進 +15°(218) NOLO後進 +4°(216) 第6図及び第4図に示した本発明の変形実施例において
、センサ182とその組合わされたセンサ位置決め装置
188は、センサ212,214゜216及び218な
らびに四つのセレクタ36乙の一つの機能と置換られる
。その場合、付与電圧進み角度は上述のように制御回路
204によって設定される。
(11) モータ位置決め回路 第10図1〕は、典型的1)、C盤フィルタろ34と同
様に全体を442で示ずモータ位置決め回路を示す。フ
ィルタ334は制御回路44内で各論理P、 C,盤上
に再生される。各フィルタ634は、主論理電力源の±
15v、直流出力端子に、及び各個の+15■、直流及
び−15■、直流端子にそれに関連する盤上で接続され
た±15V、直流出力をもつ。各フィルタ634は、プ
ラス母線444及びマイナス母線446を含む。母線4
44及び446は、直列接続された2つの0022μF
コンデンサ448及び450を介して連結される。コン
デンサ448と450間の共通結線点はアースされる。
同様に、母線444と446は、直列接続された2つの
15μFチタンコンデンサ452及び454によって連
結される。コンデンサ452と454間の共通結線点は
、アースされる。
ホール効果センサ186は、+15V、直流電力供給源
と直接に接続された一つの端子、及び電流制限抵抗器4
60を介してタイプ4098CMOSタイマ回路462
のTR+端子端子連結された第2端子をもつ。タイマ4
62の端子■は、4.7にΩ抵抗器456を介して+1
.5V、直流電力源に連結され、及び0.01μFコン
デンサ458を介してアースされる。センサ212,2
14,216及び218の場合のように、抵抗器456
及び460ならびにコンデンサ458は、信号状態調節
作用を提供する。抵抗器456とコンデンサ458の共
通結線点は、排他的O几ゲート4640入力端子に接続
される。タイマ462のQ端子■は、タイプ4016ノ
リツプフロツプ466のクロック端子■に接続される。
タイマ462の端子器及び皿はアースされ、及び端子V
、XVI及び川は、+15V、直流電力供給源に接続さ
れる。タイマ462の端子Iは、直列接続の022μF
コンデンサ468と390にΩ抵抗器470によって−
1−15V、直流電力供給源と連結される。抵抗器47
0とコンデンサ468の共通朴痔点はタイマ462の端
子11に接続される。
フリップフロップ466のデータ端子Vは+15v。
直流電力供給源に接続され、及びフリップフロップ46
6の端子Vl 、 Vll及びVJIIはアースに接続
される。フリップフロップ466の端子X及び■は、+
15V、直流電力供給源に接続される。フリップフロッ
プ466のRH端子■は、タイプ4016フリツプ70
ツゾ4720RH端子Xに、及び端子Fに接続される。
フリップフロップ466のQ端子■は、タイプ2905
タイマ474の端子■に接続される。タイマ474の端
子■は、フリップフロップ472のクロック端子刀に接
続される。
フリップフロップ472のQ端子■は、100Ω・抵抗
器478を介してパワーMO8FET (酸化金属半導
体電界効果トランジスタ)476のゲー)K連結される
。FET (電解効果トランジスタ)476のソースは
アースされ、かつFBT 476のドレンは並列接続さ
れたソレノイドコイル268と608を介して+24v
、直流電池に接続される。
さらに’I J”ET 476のドレンはフリーホイー
ル性ダイオード480の陽極に接続され、その陰極は+
24 V、 i流電池タップ689に接続される。フリ
ップ70ツブ472、PET 476、抵抗器478、
ダイオード480及びコイルろ08と268は、ソレノ
イド作動回路481を構成する。ダイオード480は、
FET476の保護のために提供される。さらに、本発
明のいかなる製造実施例もコイル608.268と+2
4v、直流タップ689の中間に配置されたフユーズを
含むことが考えられる。
タイマ474の端子■及び■ば+15v、直流電力供1
恰源に接続される。タイマ474の端子11は、直列に
配列された826にΩの抵抗器482と22μFのコン
デンサ484を介してアースされる。抵抗器482とコ
ンデンサ484間の共通結線点は、タイマ474の端子
IIIに接続される。タイマ474の端子■とVIII
は直接にアースされる。タイマ474の端子Vllは、
ANDゲート48乙の一方の入力部、10にΩの抵抗器
488を介してアースされ、及びNo几ゲー) 490
の両方の入力部に接続される。
ANDゲート492の他方の入力部は10にΩ抵抗器4
94を介して端子11に連結される。ゲ゛−ト492の
出力部はNo几ゲー1−496の入力部の一つに接続さ
れる。ANDゲート48乙の出力部は、NO几ゲ−) 
496の残シの入力部に接続される。N0ILゲ−) 
496の出力部は、端子■に接続される。
ANDゲート48乙の残りの入力部は、タイマ462の
端子■に接続された排他的01(ゲート464の入力端
子に接続される。排他的ORゲート464の出力部は、
1にΩの抵抗器498を介して端子Cに連結される。
センサ186は、電子的にモータ18を停止することの
みに用いられるので電気的停止センサと称する。特に、
センサ186はロータ26を高トルク停留位置に中心合
わせさせること、及び既述のようにロータ電流のトグル
動作を制御するのに用いられる。最大RPMクイマ回路
462内に結合されるほかに、センサ186は−4°セ
ンサ214と共に排他的ORゲ゛−) 464に入力す
る。
排他的O几ゲ゛−ト464は、方向逆転を選択しかつ第
10図Cにおける排他的ORゲー) 500の入力部の
一つに接続される。
タイマ回路462のQ出力Vllは、ロータ速度が20
 RPM以下に低下すると「lowJに彦る。次いでフ
リップフロップ466のQ出力部は速度が20 RPM
以下でかつアクセルズグルが放されるときrh皇ghJ
に移行する。これはタイマ474がらの二つの第2パル
ス及びORゲー) 490がらの二つのFA 2 rl
□wJ出力を出力する。これら二つの第2区間中、フリ
ップフロップ472の端子XIば11i gh Jにな
り、かつQ端子刈はrlowJに固定され、ソレノイド
コイル268と308を除勢する。
さらに、ORゲー) 490の出力部は、四つのセレク
タ3ろ6の一つの出力部と共にANDゲート492への
入力部である。タイマ474がらのパルスはまだセンサ
18乙の出力と共にANDゲート48乙に送られる。A
NDゲート486は二つの第2パルスをAND y −
ト492の出力と共にORゲート496の入力部に出力
し、第10図Cの排他的ORゲ゛−) 500の残りの
入力部に制御信号を送る。
(川)電流要求論理部及び最小始動速度回路第10図c
において、り111子EI″i直接に端子I]K接続さ
れる。端子Bは排他的ORゲー) 500の入力部の一
つに接続される。排他的0几ゲート500の残りの入力
部は、端子Iと、47にΩ抵抗器502と、001μ■
−゛コンデンサ504に接続され、これらは+15v、
直流電力供給源及びアース間で連結される。排他的o 
itゲート500の出力部は並列接続された信号ダイオ
ード508と806にΩ抵抗器510を介してインバー
タ506の入力部と連結される。インバータ506の入
力部は、470μFコンデンサ512を介してアースさ
れる。インバータ506の出力部1ハ、インバータ51
4の入力部及びNA、NDゲート516の一方の入力部
に接続される。インバータ514の出力部は、15にΩ
抵抗器520を介して演算増幅器518の負入力部と連
結される。増幅器518の出力は、10にΩフィードバ
ック抵抗器522を介してその負入力部と連結される。
排油的ORゲ゛−) 500の出力部はまた、インバー
タ524の入力部に接続される。インバータ524の出
力部は、並列接続された8 0.6 kΩ抵抗器528
と信号ダイオード530を介して別のインバータ526
の入力部に連結される。インバータ526の入力部は、
470pFコンデンサ562を介してアースされる。イ
ンバータ526の出力部は、別のインバータ564の入
力部、及びNANDゲ゛−ト5ろ6の入力部の一つに接
続される。インバータ5ろ4の出力部は15にΩ抵抗器
568を介して演算増幅器518の正入力部に連結され
る。増幅器518の正入力部はまた、10にΩ抵抗器5
40を介してアースされる。
増幅器51Bの出力部は、2にΩ抵抗器544を介し2
て比11’283542の正入力部と連結される。比較
3:;542の出力部は、直列接続された二つの可変出
力′I[圧インバータ546及び548と、100にΩ
抵抗’a7i 550を介してその正入力部と連結され
る。比較器542の出力部はまた、11にΩ抵抗器55
2を介して+15■、直流電力供給源に、及びNAND
ゲート516の残りの入力部に連結される。NANDケ
−’)516の出力部は、トランジスタ554のベース
に接続される。トランジスタ554のコレクタは、+1
5V、直流′成力源に接続され、かつトランジスタ55
4のエミッタは、470にΩ抵抗器556を介して端子
Jに連結される。比較器542の出力は、インバータ5
58を介してNANDゲート536の残りの入力部に連
結される。NANDゲート536の出力部はトランジス
タ5600ベースに接続される。トランジスタ560の
コレクタは、+15V、直流電力供給源に接続され、か
つトランジスタ560のエミッタは470Ω抵抗器56
2を介して端子K K連結される。
全体を564で示す増幅器は、端子L 、 M及びNを
介して急速応答性電流センサ566(第10図C参照)
からの入力を受け、かつ増幅器568の出力からの検出
されたモータ′電流信号を出力する。ライン569は2
にΩ抵抗器570を介して比較器542の負入力部と増
幅器568の出力部と連結する。比較器542の負本力
部は、0068μFコンデンサ572を介してアースさ
れる。端子Nは、一定電流成力供給源574と直接に接
続され、かつ390Ω電流制御抵抗器576を介して電
力供給源574の第2端子と連結される。電力供給源5
74は、+i 5 V、直流電力供給源に接続され、か
つ当業界ではよく知られている方法で作用する。端子M
は、11にΩ抵抗器580を介して演算増幅器578の
負入力部に連結される。増幅器578の出力部は、並列
接続された110にΩ抵抗器582と0001μFフイ
ルタコンデンサ584ヲ介してその負入力部と連結され
る。端子りは111(Ω抵抗器585を介して増幅器5
78の正入力部に連結される。増1幅器578の正入力
部はまだ、並列接続されたo、ooiμFフィルタコン
デンサ586と110にΩ抵抗器588を介してアース
される。
増幅器578の出力部は11にΩ抵抗器590を介して
増幅器568の負入力部と連結される。増幅器568の
出力部は、110にΩフィードバック抵抗器592を介
してその負入力部と連結される。増幅器568の負入力
部は’1 100にΩ電位差計594のワイパーに連結
され、該電位差計594は110にΩ抵抗器596を介
して+15■、直流電力供給源に接続された一端タツブ
と、−15V、直流電力供給源に接続された他Aiタッ
プをもつ。増幅器568の正入力部は499にΩ抵抗器
598を介してアースされる。
タイプ4046ノリツプフロツプ600は、センサ21
2に接続されたそのS端子層と、センサ218に接続さ
れたその1を端子をもつ。Q端子層は、排他的OR,ゲ
ート602の一方の入力と直接に接続される。クリップ
フロップ600の端子Xは50にΩ抵抗器604を介し
て排他的ORゲート602の残シの入力部に連結される
。排他的ORゲ゛−トロ02の残シの入力部はまた01
μI=’コンデンザ606を介してアースされる。フリ
ップフロップ600の端子層とVは−1−15V、直流
電力供給源に接続され、かつそのり11;午前はアース
きれる。
排他的ORゲート602の出力部は直接にタイプ404
3フリツゾフロツプ608のS端子正に接続され、かつ
直列接続された20にΩ抵抗器610と1にΩ抵抗器6
12を介してアースされる。抵抗器610と612間の
共通の結線点はトランジスタ614のヘースに接続され
る。トランジスタ614のコレクタは100にΩ抵抗器
616を介して+15V、直流電力供給源に、及び10
pF’コンデンサ618を介してアースされる。トラン
ジスタ614のエミッタは、直接にアースされる。トラ
ンジスタ614のコレクタは直接にクリップフロップ6
08のR端子XVに接続される。フリップフロップ60
8の端子wJIは、直接にアースされ、かつその鼎1;
子■は+15■、直流電力供給源に接続される。クリッ
プフロップ608の端子■は排他的ORケ−1・620
の一方の入力部と同様に端子hK接続される。排他的0
]%ゲート620の残りの入力部、′佳+15V、直流
電力供給源に接続される。排他的01Lゲート620の
出力部は個別のANDゲート622及び624それぞれ
の入力部の一つに直接に接続される。A、NDケ゛−)
 622及び624の残りの入力部は、10にΩ抵抗器
626を介して共通に+15V、直流電力供給源に接続
される。ANDゲ−) 622及び624の出力部は共
に、20にΩ電位差計628の一方の末端タップに接続
される。電位差計628の残りの末端タップは、アース
されかつそのワイパは信号クイオード660の陽極に接
続される。ダイオード630の陰極は、6′52で示す
結節点に接続される。結節点662は100にΩ抵抗器
664を介してアースされ、かつイン・く−タ546及
び54Bと同様に可変出力電圧イノノ<゛−タ514及
び534の供給入力部と直接に連結される。端子Gは演
算増幅器63乙の出力部に、及び抵抗器626に接続さ
れたA、NI)ゲート622の入力部に接続される。端
子Iは抵抗器502に接続された排他的ORゲート50
0の入力部に接続される。
2DkΩ電圧プリセット電位差計668は、+15■、
直流電力供給源に接続されたその一方の末端タップと、
アースされた他方の末端タップをもつ。電位差計668
のワイパは100にΩ抵抗器640を介して増幅器66
6の負入力部に連結される。
アクセルはタル作動式100にΩ電位差計642は、+
15v直流電力供給源に接続された一方の末端クソゾと
、−15V、直流電力供給源に接続された他方のタップ
をもつ。電位差計642のワイパは、信号ダイオード6
44の陽極に接続される。
ダイオード644の陰極は100にΩ抵抗器646を介
して増幅器63乙の正入力部に、及び100にΩ抵抗器
650を介して演算増幅器648の正入力部に接続され
る。増幅器666の出力部は10MΩフィード・・ツク
抵抗器652を介してその正入力部と連結される。増幅
器648の出力部は、その1にΩのフィードバック抵抗
器654を介してその負入力部と連結される。増幅器6
48の負入力部は甘た1にΩ抵抗器656を介してアー
スされる。増幅器648の出力部はまた、結節点662
に接続された陰極をもつ信号ダイオード658の陽極に
接続される。
通常作用中、四つのセレクタ33乙の一つの出力部、:
は、排他的ORゲ゛−1−500の上側入力部に有効に
接続され、かつその下側入力部はrhighJ状態にあ
る。モータ18が停止中、ゲート500の上側入力部は
センサ186に接続され、かつ下側入力部tdモータ1
8が60°範囲で振動しまたはセンサ186を停止する
ようにトグル作用される。
使用者要求は、電位差計642から非反転増幅器648
に入力され、該増幅器は結節点602を通り電流指令信
号を緩衝インバータ514及び564に出力する。使用
者要求(M号はまた、比較器666に入力し、該比較器
の出力は、アクセルペダルに踏込み圧力が加わらないと
きはrlowJである。電位差計668は、予め定めだ
基準レベルを設定する。
正常作用中、排他的ORゲ゛−ト500の出力部は急速
ON−遅延0 ]” I”式遅延回路に信号を出力して
、クロスファイヤ現象を防ぐ。この信号は遅延回路から
順次に緩衝インバ′−夕506及び514を介して増幅
器518の入力部の一つに送られる。
同様に、排他的OItゲート500の出力は反転されか
つ遅延回路及び順次に配列された緩衝インバータ526
及び564を通過する。インノ9−タ506及び526
はアクセルはダルには非感知性であり、かつインバータ
514及び564は、電流指令信号を受けることによっ
てアクセルペダルに感知性をもつ。電流要求と振幅にお
いて比例しかつモーフ位置センサによって決定される周
波数において、緩衝器514及び564の出力は、増幅
器518及び抵抗器522及び540がら成る利得回路
に入力される。利得回路の出力は、比較器542を含む
ヒステリシス回路の入力部に送られ、該比較器は増幅器
564から電流方向45号を入力する。比較器542の
正入力フィードパックループはアクセルペダルに感知性
をもつインバータ546及び548を含む。アクセラレ
ーク回路とインバータ548及び546との連結は図示
されない。
ヒステリシス回路は、相補性NA、NDゲート516及
び536へ出力し、これらのゲ゛−トは、制N(8号を
受けだことの立証として緩衝インバータ506及び52
6それぞれの出力からの入力を含み、この信号が遅延回
路から送られたということを立証することにより誤った
トリガ作用を無くす。
NANDゲート516及び566の出力は、次に詳細に
ついては後述するように、相補性ベース励振回路に送ら
れる。
電力供給源574は4子Nに一定電流信号を出力し、端
子Nは次にモータ電流センサを付勢する。センサから端
′−r−L及びMを経て増幅器578の入力部に二つの
ラインが戻される。これらの信号の差は増幅器568に
出力され、該増幅器はモータ電流信号を発生する。
最小始動速度回路599は+15°及び−15°センサ
212及び218からフリソゾフロソゾ600への入力
部をもち、これらはQ端子Xから、排他的ORゲ゛−ト
ロ020入力部の一つに、及び抵抗器604及びコンデ
ンサ606から成る位相遅延回路を介して排他的o i
tゲ”−トロ02の残りの入力部に′出力する。最小始
動速度回路599はゼロ電気的トルク位置におけるロー
タ26のひつかかシを無くしかつロータ26の停留現象
を防止する。排他的ORケ゛−トロ02は信号を7リツ
プ70ツブ608に出力し、該フリップフロップ608
は、上口速度検出回路として機能し、速度が20 RP
Mを超えると、Q端子IにrhighJ信号を出力する
。この信号はまた第10図aの排他的ORゲート418
を介してラッチ420に送られる。
次に排他的ORゲート620はゲート622,624及
び電位差計628を経由して結節点662にオーバーラ
イド要求信号を出力し、前記電位差計628は成る環境
の下ではトルク要求信号をオーバーライドする。ゲート
622及び624の残シの入力部はアクセルはダルに押
力を作用するときrhighJ信号を受ける。
もし、アクセルはダルを押圧しかつロータ速度が20 
RPM以下のときは、制御信号が電位差計628によっ
て発生され、取扱者がアクセルはダルを放しまたはロー
タ速度が2 ORPMを超えるまで最小トルク要求電流
を発する。
例として、車輛取扱者がアクセルはダルを放しかつモー
タ18のロータ26が減速すると、結節点632はr+
owJ状態となシ、フリップフロップ466及び472
(第10図す参照)のリセット入力を開放する。もしセ
、ンサ186から受けだパルスが抵抗器470及びコン
デンサ468のRC時定数よシ長ければ、ラッチ462
はそのQ端子■にパルスを出力する。これはタイマ47
4を引はずし、2秒間rhighJパルスを出力し、同
時にソレノイドコイル268及び608を解放する。こ
の2秒間という長さは、所与の機械に対して設定されか
つ機械の運動量及び他の規準により使用目的ごとに変化
する。2秒間パルス中に、四つのセレクタ666の一つ
の出力は、センサ186の出力とともに排・他的O几ゲ
ー) 500に入力されることが理解される。これは、
主論理信号を転換するかまたは転換しないかを指示する
ゲート500にトグル論理信号を提供する。このトグル
動作は、一つの停留位置附近で、精密に振動を減衰され
たロータを振動するであろう。2秒間が経過したのち、
この指令は四つのセレクタ366の一つに戻される。
この実施例についてさらに、加速モードにおいて、増幅
器648は、アクセルはダルの抑圧作用に応答してrh
ighJに移行し、かつフリップフロップ466及び4
72をリセットし、かつ同時にソレノイドコイル268
及び608を付勢する。
増幅器648は、結節点652を経てトルク指令信号を
出力する。しかし、最小始動速度回路599からのさら
に大きいトルク信号または最小始動トルク信号が利得回
路に与えられるであろう。ロータ速度が2 ORPMを
超えると、フリップフロップ60BのQ端子■は、「1
ow」に移行する。そののち、フリップフロップ600
及びセンサ212と218は反振動回路を含む。もしモ
ータ18が車輛負荷を動かすのに十分な運動エネルギを
もたなければ、反跳現象が発生し潜在的に振動状態を生
じさせる。+15°及び−15°センサ218及び21
2はそれぞれ、振動が発生するのを効果的に抑止する非
現実的な60°範囲にわたる振動を指令する。+15°
及び−15°センサ218及び212それぞれは、ゼロ
トルク点においてモータを停止する時にのみ必要とする
ことが理解される。
20凡PMを超えたのち、抵抗器616及びコンデンサ
618のRC定数が、これによって増大せず、フリップ
70ツブ608がすセットすることを防止するように定
められる。従って、フリップ70ツブ608のQ出カ部
■は、最小利得を指令する排他的0几ゲート62o及び
ANDゲート622の出力の場合のように、常にrbi
ghJ状態にある。
もし排他的0几ゲート500の出力がrhighJであ
れば、緩衝インバータ506の出力ばrlowJとなシ
、かつANDゲート516のrl+ighJ入カ部はr
lowJ Kなる。!た、Matインバ′−夕526は
rh;gh」となり、かつANDゲート536のrlo
wJ入力はrhighJとなる。緩衝インバータ514
及び564の出力は、インバータ524によって反転さ
れ、利得回路によって増倍される。もし緩衝インバータ
534の出力がrhigbJであれば、緩衝インバータ
534の出力はI”IowJとなシ、がっ増幅器518
の出力は負となる。この出力は、モータ電流と比較され
る。始動モードにおいて、比較器542の出力はr +
 owJであり、ANDゲ゛−ト516のrhighJ
入力はl”IowJであシ、がっANDゲート566の
島ighJ入力は、rhighJである。よって、基本
励振回路は、オリ得またははダル位置、検出されたモー
タ電流及びヒステリシスの関数である。検出されたモー
タ電流が指令トルク電流を超えると、比較器542はし
ゃ断されてそれ以上の制御信号の伝達及び切換指令信号
の発生を不能にする。
(1V)ベース励振回路 第10図dにおいて、同一の第1及び第2に一ス回路6
60及び662それぞれが示される。平常の作用時には
、ベース励振回路66o及びペース駒撮回路662は交
互に端子J及びKを経て回路要求論理回路499からの
制御信号を受ける。
各回路660及び6621”l、受けた制御信号を保持
しかつ切換指令信号をトランジスタ56または62それ
ぞれの(−スに入力する。回路660及び662は同一
であるので、その説明に際しては簡単のためにそのうち
の一つについてのみ特定の形態及び作用を述べる。
端子Jは、タイプ6N165光学カプラ664のLED
の陽極に接続される。他の急速応答型で商業的に利用で
きる同等のものを代シに用いることができると考えられ
る。LEDの陰極は、470Ω抵抗器666を介してア
ースされる。光学カプラ664のフォトダイオード部分
の陽極は、トランジスタ668のベースに接続される。
本発明の図示の実施例用として出願人が選択した構成要
素のうち、トランジスタ668は光学カプラ664と一
体に形成されている。しかし、それは説明を簡単にする
ため個別の要素として示されている。フォトダイオード
の陰極は、+4V、直流電力供給源に接続される。トラ
ンジスタ668のコレクタは10にΩ抵抗器670を介
して+4 V、直流電力供給源に、かつ47にΩ抵抗器
674を介してNORゲート672の両方の入力部に連
結される。
トランジスタ668のエミッタは、並列接続すしたi、
 o o oμFコンデンサ676と0.1μFコンデ
ンサ678を介してアースされる。コンデンサ676及
び678は全体を680で示す負ベース励振電力供給フ
ィルタ回路を含む。NORゲ゛−) 672の出力部は
別のN0IIゲート682の両方の入力部に接続される
。NORゲート682の出力部、はNORケ゛−ト68
4の入力部の一つに直接に接続され、かつ1MΩヒステ
リシス抵抗器686を介してNORゲート672の両方
の入力部に連結される。NORゲート682の出力部は
直列接続された2 00 p Ii’ コンデンサ68
8と100にΩ抵抗器690を介して+4■、直流電力
供給源に連結される。+4 V、直流電力供給源はまた
、並列接続された1000μFコンテンサ692と0.
1μFコンデンサ694を介してアースされる。コンデ
ンサ688と抵抗器690間の共通結節点はNANDゲ
ート696の入力部の一つに接続される。+4V、直流
電力供給源は、トランジスタ698のエミッタに接続さ
れ、このトランジスタのコレクタは10にΩ抵抗器70
0ヲ介して−4V、直流電力供給源に連結される。トラ
ンジスタ698のコレクタはまた、NANDゲート70
2の両方の入力部に接続され、該ゲートの出力部uNA
NDゲート69乙の残りの入力部に接続される。NAN
Dゲー1−696の出力部は、NANDゲー) 704
の両方の入力部に接続され、その出力部はNORゲート
684の残りの入力部に接続される。No几ゲート68
4の出力部はNORゲート706の両方の入力部に接続
され、その出力部は2.7にΩ抵抗器710を介してパ
ワトランジスタ708のベースに連結される。
トランジスタ708のエミッタは、トランジスタ668
のエミッタに、及び−4V、直流電力供給源に接続され
る。トランジスタ708のコレクタは、27Ω抵抗器7
12を介して+4V、直流電力供給源に連結される。i
・ランジスタフ08のコレクタは、小パワトランジスタ
714の陽極に、及びパワトランジスタ716のベース
に接続される。
ダイオード714の陰極は100にΩ抵抗器718を介
してトランジスタ698のベースに、及び励振トランジ
スタ56のベースに連結される。トランンスク698の
ベースはまた、信号ダイオード720の陽極に接続され
、その陰極は+4V、直流電力供給源に接続される。ト
ランジスタ716のコレクタは、+4V、直流電力供給
源に接続される。トランジスタ716のエミッタは、6
.9Ω抵抗器724を介してノξワトランジスタ722
のエミッタに連結される。トランジスタ708のコレク
タはトランジスタ722のベースに接続され、かつトラ
ンジスタ722のコレクタは一4V、直流電力供給源に
接続される。トランジスタ716のエミッタはライン6
6を介してノξワトランジスタ56のベースに接続され
る。パフトランジスタ56のコレクタ及びエミッタは、
端子O及びPそれぞれに接続される。
ベース励振回路662の端子には、同様に光学カプラ7
26に接続される。パフトランジスタ62のコレクタ及
びエミッタは、端子Q及びRそれぞれに接続される。最
後に、端子り、M及びNは、端子S、T及びUそれぞれ
に直接に接続される。
正常作用中、ベース励振回路660及び662は、制御
信号が端子Jまたは■(にて受けられるとき交互にrO
NJとなる。rONJ状態のベース励振回路と組合わさ
れたパワトランジスタ56または62ば、飽和状態に保
たれる(最初にONとなったのちに)。この時間中、そ
のベース励振回路660 ”iたば662への入力部は
rl+ighJである。
光学カプラ664が「ON」のときは、ノξワトランジ
スタ56はrONJとなシ、がっ光学カプラ726が「
ON」のときは、パワトランジスタ62は「ON」とな
るであろう。
例として、パワトランジスタ56 カrONJ tたは
導通状態のとき、かつ該トランジスタがrOFFJにさ
れると、光学カプラ664にて受けられた制御信号は、
終止される。トランジスタ668のコレクタ電圧は、4
\1.に上昇する。従って、NORゲート682の出力
部はrhighJになるであろう。NORゲート706
の出力部もまたrhighJとなりトランジスタ708
を「ON」にする。rONJになるトランジスタ708
はトランジスタ716ヲrO1;’F Jにし、かつト
ランジスタ722を「ON」にし、該トランジスタは次
にパワトランジスタ56から−4V、直流電力供給源に
電流を引出し、トランジスタ56をrOFFJにする。
ベース励振回路660及び662は、/ξワトランジス
タ56及び62が飽和状態を脱するとき、保獲作用を提
供する。さらにこの実施測知おいて、ノξワトランジス
タ56がrOFFJになると、そのコレクタ電圧は96
■、直流(電池電圧)となるであろう。トランジスタ6
98はrOFFJとなり、−4v、直流電力供給源をN
ANDゲ゛−ドア02の両方の入力部に接続する。NA
NDゲー) 702の出力部’d rhighJになる
であろう。定常状態中は、抵抗器690と688間の共
通結節点に接続されたN A N Dゲート696の入
力部は、コンデンサ688が充電されることにより+4
V、直流電圧に上昇されるであろう。もしパワトランジ
スタ56が定常状態に達したのちに飽和状態から脱する
と、NANDゲート704はrhigbJになる。もし
NANDゲート704の出力部に接続されたNORゲー
ト684の出力部が1+igbJであれば、NORゲー
ト706の出力部もrhighJとなシ、ラツチノξワ
トランジスタ56はrOFII’Jになる。
パワトランジスタ56の飽和が望まれる場合には、上記
のベース励振回路660及び662によって提供された
フェールセーフ作用は・2イ・ξスされる。制御信号が
光学カプラ664にて受けられると、該カプラはrhi
ghJとなり、トランジスタ668を「ON」にする。
トランジスタ668のコレクタ電圧は、NORゲ゛−1
−682の出力部と同様にrlowJになるであろう。
コンデンサ688に生ずる゛電圧は瞬間的にrlowJ
となシ、これと組合わされだNANDゲート696の入
力部を一几、C1時定数の間(20mms ) rlo
wJに移す。NANDゲート696の入力部がrlow
jになると、NANDゲート704の出力部も「1θW
」になる。NANDゲ゛−ドア04の出力部に接続され
たNORゲート684の入力は、これによって一時定数
の間rlowJとなるであろう。同時に、NORゲート
684の他の入力部もr lowlとなり、これによっ
てパワトランジスタ56は、無機能のため飽和状態に「
ON」される。この状態が起こると、パワトランジスタ
56のコレクタ′亀圧は、「1ow」となシ、トランジ
スタ698を1ON」にする。NANDゲート702の
入力部は共にrhighJとな9、その出力部は「l 
owlとなる。NANDゲート702の出力部に接続さ
れたNANDゲート696の入力部はrhighJとな
り、かつその出力部はrlowJとなJNANDゲ−)
 704をしゃ断し、それと組合わされたNORゲート
684の入力部をrlowjに励振する。他の入力部(
抵抗器68乙に接続された)がrlowJ状態にある限
シ、パワトランジスタ56はrOFFJにはならない。
ノ々ワトランジスタ56は、(1)端子Jを介して論理
信号を受けてNORゲート684をrhigl+Jにも
たらすこと、あるいは(2)・ξワトラン、)スタ56
(7)−+レクタ電流がこのトランジスタが飽和から脱
する点に増大することによってのみ「OFF」となる。
この場合、トランジスタ698は、そのバイアス機能を
失い、[OFF J゛ となる。上述のベース励振回路
660の例示した作用はベース励振回路662の作用に
も等しく適用される。
(V) 緩衝及びエイ・ルギ回収回路 第10図eにおいて、端子0及びQは、ループ728で
示された相反する方向に電流センサ566を通過するモ
ータ18の巻線5o及び52それぞれと直接に接続され
る。端子S、T及びUは、例えば線形ホール効果センサ
を用いることができる電流センサ566て接続される。
端子Pは、全般を730で示す緩衝回路によって端子O
に接続され、かつ端子Rは同一の緩衝回路732を介し
て端子Qに連結される。緩衝回路730は端子P及び0
を連結する、直列接続された4μFコンデンサ734と
1oΩ抵抗器736を含む。抵抗器736とコンデンサ
734間の共通結節点はパフダイオード738の陰極に
接続される。ダイオード738の陽極は端子0に接続さ
れる。同様に、緩衝回路732は、端子RとQを連結す
る、直列接続された4μFコンデンサ740と1oΩ抵
抗器742を含む。
抵抗器742とコンデンサ740間の共通結節点は、ダ
イオ−1″744の陰極に接続される。
ダイオード744の陽極は、端子Qに接続される。
端子Oはダイオード76を介して入力ライン74に連結
され、かつ端子Qは、ダイオード78を介して入力ライ
ン74に連結される。入力ライン74及び出力ライン7
2は、エネルギ回収回路70に接続される。出力ライン
72はまた、7500μFフイルタコンデンサ746を
介してアースされる。
エネルギ回収回路70は次のように構成される。250
0μF電解コンデンサ748は出力ライン72及び入力
ライン74をそれぞれ連結する。人力ライン74は、ラ
イン754を介して全般を752で示すエネルギ回収変
圧器の一次巻線750の中央タップに連結される。−次
巻線750は、14AWGワイヤの32巻きを含む。
変圧器752は、18AWGワイヤの15巻きから構成
された二次巻線756をもつ。二次巻線756は、四つ
のパワダイオード760かも成るブリッジ758の対角
線に対向した隅部に接続される。ブリツ)758の一つ
の残りの隅部は、出力ライン72に接続されかつ7.4
7μFコンデンサ762を介してアースされる。出力ラ
イン72は、ライン764を介して端子Vに連結される
。ライン754及び764は、0.82μFコンデンサ
766によって連結される。ライン754は、3,5に
Ω抵抗器770を介してツェナーダイオード768の陰
極に連結される。ツェナーダイオ−+fi 76 sの
陽極は、ライン764に接続される。ダイオード768
と抵抗器770間の共通結節点は、並列接続されたO1
μFコンデンサ772と15μFコンデンサ774を介
してライン764に連結される。抵抗器770とダイオ
−ビア68間の共通結節点は:タイプ4047低ノぐワ
CMO8マルチバイブレータ776の端子■及びXIV
に接続される。マルチバイブレータ776の端子■、■
、■及び皿はライン764に接続される。マルチノ々イ
ブレータ776の端子■及び■は直列接続された45.
5にΩ抵抗器778と220μFコンデンサ780によ
っテ連結されろ。コンデンサ780と抵抗器778間の
共通結節点は、マルチ/ζイブレータ776の端子■に
接続される。マルチ・Sイブレータ776の端子Xは、
2..2;にΩ抵抗器784を介してトランジスタ78
20ベースに連結される。
マルf・クイブレータフ76の端子XI ハf タ、2
、2 KΩ抵抗器788を介してトランジスタ786の
ペースに接続される。抵抗器770とダイオード768
間の共通結節点は470Ω抵抗器792を介してパワM
O3FET 790のゲートに連結される。トランジス
タ782のコレクタはまた、FET 790のゲートに
接続される。抵抗器770とダイオード768間の共通
結節点は470Ω抵抗器796を介して第2 MO8F
ET794のゲートに連結される。トランジスタ786
のコレクタはFET794 のゲートに接続される。ト
ランジスタ782及び786のエミッタは、ライン76
4に接続される。FET 790及び794の電力源は
60μFコンデンサ798を介して変圧器752の一次
巻線750の中央タップに共通に連結される。
エネルギ回収回路70は、主としてモーフ18が二本巻
き形式であることにより、かつ巻線50と52間の変圧
器作用が100%は効果的でないので必要な手段を提供
された。エネルギは巻線50と52との間で変形され、
不完全な結合による非効果性の存在によっであるエネル
ギ量は、現実に他へエネルギを伝送している巻線内に残
留する。巻線50と52との共通結節点は、電池40の
正端子に接続されているので、伝送されなかったエネル
ギは、電池電圧(Vo。)の二倍を越す電位によって反
射されることが考えられ、なお電池電圧は回収されない
限り熱として失われる。
ダイオード76及び78は、Vccで示すコンデンサ7
48上に母線エネルギを加えるように作用する。コンデ
ンサ748は、従って充電しライン74上の電圧はアー
スに対するものに加えて変圧されなかったエネルギの反
射された電圧に対してV。0の二倍になる。抵抗器77
0及びツェナーダイオード768はマルチ/ζイブレー
タ776及び一般に777で示された自由画体発振器を
含むその関連回路に対して簡単で高価でない電力供給源
を提供する。発振器777は、FET 790及び79
4を「ON」及び[0FFJにトダルする。これにより
変圧器752は回収されたエネルギをダイオードブリッ
ジ758を介して結合し、出力ラインに戻す。−次巻線
750に加わる電圧が■。0を超えな℃・限り、エネル
ギは回収されずかつライン72に戻り移送されない。し
かし、正常作用中、漂遊エネルギは一次電圧中で反射さ
れてV。0を超え、この電圧は回収されたエネルギを使
用中に、電池40に戻流させる。
(V9 切換電力供給回路 第10図fにおいて、全体を800で示す切換電力供給
回路は、インノζ−タ回路44及び制御回路46に電力
を与える。電力供給源800は、フユーズ806を介し
て電力変圧器804の一次巻線80°2の中央タップに
連結された端子V(電池40から直接に接続される)を
もつ。
−次巻線802は26AWGワイヤの72ターンを含む
。変圧器804は、三つの二次巻線808゜810及び
812をもつ。二次巻線808は26AWG ワイヤの
16ターンを含みかつアースされた中央タップをもつ。
二次巻線810及び812は共に、アースされた中央タ
ップをもつ16AWGワイヤの8ターンを含む。二次巻
線808は、四つのタイプA111ダイオード816を
もつダイオードブリッジ814に対角的に接続される。
ブリッジ814の一つの対向する隅部はlΩ抵抗器82
0を介してタイプ7815調整器818に連結される。
ブリッジ814の残りの隅部は、1Ω抵抗器824を介
してタイプ7915調整器822に連結される。抵抗器
820に接続されたブリッジ814の隅部は、直列接続
された二つの0.0056μFコンデンサ826及び8
28を介して抵抗器824に接続される。
コンデンサ826と828間の共通結節点は。
0.1μFコンデンサ830を介して抵抗器820と調
整器818間の共通結節点に連結される。
同様に、コンデンサ826と828間の共通結節点は、
01μFコンデンサ832によって抵抗器828と調整
器822間の共通結節点に連結される。調整器818と
822の出力部は、一対の直列接続された15μFコン
デンサ838及び840と同様に、直列接続された二つ
の01μFコンデンサ834及び83Gによって連結さ
れる。コンデンサ826から840までの間の共通結節
点はアースされる。調整器818の出力部は、+ 15
 V、直流電力供給源出力端子841と対応し、かつ調
整器822の出力部は15 V、直流出力端子843と
対応する。
二次巻線810は、二つの、゛タイプA115ダイオー
ド844と二つの、タイプA114ダイオ−F846か
ら成るダイオードブリッジ842にわたって対角接続さ
れる。プリン、)842の残りの隅部は、直列接続され
た15μFコンデンサ848及び850によって連結さ
れ、かつ電力供給源800の、十・1■直流及び−4V
、直流出力端子849及び851それぞれを含む。コン
デンサ848と850間の共通結節点は、アースされる
。二次巻線812ば、同様に、二つの、タイプA115
ダイオード854及び二つのタイプA114ダイオード
856から成るダイオードブリッジ852に対角接続さ
れる。ブリッジ852の残りの隅部は二つの直列接続さ
れた15μFコンデンサ858及び860によって連結
され、かつ電力供給源800用の、第2組の+4v、直
流及び−4V、直流出力端子859及び861を含む。
コンデ/す858と860間の共通結節点はアースされ
る。
変圧器804の一次巻線802の各末端は、電力MO8
FET862及び864のルンに接続される。FET 
862及び864の電力供給源は共通してアースされる
。FET 862のゲートは4.7にΩ抵抗器868を
介してタイプ4047CMOSマルチマイブレーク86
6の端子Xに連結される。
FET862のゲートはまた、信号ダイオード870の
陽極に接続される。ダイオード8700カソードは、マ
ルチバイブレータ866の端子Xに接続される。同様に
、FET 864のゲートは4,7にΩ抵抗器872を
介してマルチパイブレーク866の端子XIK連結され
る。FET864のゲートは、信号ダイオード874の
陽極に接続される。ダイオード874の陰極はマルチバ
イブレータ866の端子X[[接続される。マルチバイ
ブレータ866の端子I及び■は、直列接続された45
5にΩ抵抗器876及び220pFコンデンサ278に
よって連結される。抵抗器876とコンデンサ878間
の共通結節点は、マルチバイブレータ866の端子■に
接続される。マルチパイブレーク866の端子■、■、
■及び割は、アースされる。マルチバイブレータ866
の端子IV 、 V 、 Vl及びXIVは、001μ
Fコンデンサ880を介して接地される。マルチバイブ
レータ866の端子IV、V、VI及びXIVは3.5
にΩ抵抗器882を介して変圧器804の一次巻線80
2の中央タップに連結され、かっ12V、ツエクーダイ
オード884の陰極に接続される。
ツエプーダイオー1’ 884の陽極はアースされる。
最後に、−次巻1802の中央タップは0.082μF
コンデンサ886を介してアースされる。
電力供給源800は、抵抗器882及びツェグーダイオ
ーP884を介して接続されたフユーズ付きライン88
8を含むことによって作用し、全体を890で示す自由
運動発信器としてマルチパイブレーク866を付勢する
。発信器890はFET 862及び864をトグルし
て変圧器804及び全体をその892で示す二次回路を
付勢する。
要するに、本発明は、ロータが最大電気的トルク附近で
停留されまたは振動(往復動)され、従って停留(回転
)点からゼロ電気的トルク位置に維持される高トルク電
動機ロータ位置決めシステムを提供する。ロータの速度
が2 ORPM以下に低下すると、近接スイッチ186
は板部材または羽根部分166a、 166bまたは1
66cがこのスイッチを通過するたびに、モータ電流の
逆電を行わせる。これによって、モータな反対方向に逆
転させ再び近接スイッチが羽根部分の一つを通過させて
、別の電流逆転を実施させる。
よって、モータは、モータも最大電気的トルク点附近で
往復動するように配置されたセンサ附近で往復動または
震え運動する。モータが次に始動されると、電流逆転は
無くされ、正常電流切換が行われる。このようにしてモ
ータは限りなく停留される。
もし線形または増分型位置センサが簡単な0N−OFF
センサが用いられれば、モータ電流を調整しかつロータ
を往復動または震え運動させずに停止位置にもたらすこ
とができるであろう。
しかし、もし車輛が停止されれば、最大電気的トルクの
点においてロータを機械的に固定スるゼロト)vり固定
または解除防止手段を使用するのに十分なエネルギ効率
を得てモータの次の始動を容易にすることを発見した。
上述の作用についての説明か1)IJJらかのように、
ロータはまずモータ電流をトグル操作することによりそ
の停留位置に電気的に位置づけられ、次に始動前ロータ
位置決め装置の固定がその二つのソレノイドの除勢によ
って実施される。さもなければ使用者指令時点において
モータに十分な始動動力を必要としかつ提供する始動論
理部を減少するのに加えて、本発明は合理的な傾斜また
は路面上で車輛がよろめくのを防ぐために1駐車止め」
を効果的にB?供する。機械的止め装置を上述としたが
、その極めて広い意味で、本発明はこの目的のために別
の装置を使用できる。例えば、電気的止めが、モータが
ゼロ速度に近づくと作用するステータの極片内に別個の
コイルを提供することによって実施できることが考えら
れる。これは、モータな予め定めた位置で停止する。電
気的トルクが最大でかりリラクタンスがゼロである点を
定めるために付加センサが取付けられる。第12図aを
参照する。このセンサは、モータがゼロ速度に接近する
とき電流を逆転するようにトリガするのに用いられる。
よって、モータは最大電気的トルクの点で停止される。
本発明は、既述の特性及び利点を提供する一つの特定実
施例について述べかつこのような特定の実施例は当業者
には明らかなようにその変形についても適応できること
が理解される。例えば、本明細書は再生性、すなわち車
輛が一時的に電池充電のため惰走するどきモータが発電
機として作用する能力については開示していないが、出
願人は、このような特性はいかなる製造または商業的な
電動式車輛においてもほとんど発見されかつ本文で記述
したモータ及びインバータを用いて得られることは確か
である。また、本明細書において乗用車輛分野について
述べたが、広義には、本発明は他の牽引駆動の使用目的
に対しても適用でさることが理解される。
従って上述の説明はそれに限定するものではな(1゜
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の好適実施例を装備した自動車の部分
斜視図、第2図は、第1図の自動車の駆動用伝動装置に
おける牽引用モータ、インバータ及び制御回路、ならび
に実施手段のブロック線図、第3図は、第1図のモータ
及びフレーム組立体の断面図、第4図は、第3図の線4
−4に沿ってとられた断面図で、さらに位置検出装置及
び機械的なローフ固定機構を示し、第5図は、第3図の
ffM、5−5に漬ってとられた断面図、第6図は、第
3図の線6−6に清ってとられた断面図、第6IE)a
は、第6図の軸母線導体装置の別の実施例、第7図は、
第4図の線7−7に涜ってとられた断面図、第8図は、
第7図の線8−8に沿ってとられた断面図、第9図は、
第4図のロータ位置検出装置の別の実施例、第10図a
は、第2図の制御回路の一部分を形成する前進〜後進信
号固定回路の解説線図、第10図すは第2図の制御回路
の一部分を形成するモータ位置決め回路と典型的なプリ
ント回路盤フィルタ回路網の説明線図、第10図Cは、
第2図の制御回路の一部分を形成する電流要求論理回路
及び最小始動速度回路の説明線図、第10図dは、第2
図の制御回路の一部分を形成する基本駆動回路の説明線
図、第10図eは、第2図のエネルギ回収回路の説明線
図、第10図fは、第2図の制御回路内に用いられる電
力供給源の説明線図、第11図は、第10図aから第i
o図fまでの図の適切な配列を示す解説図、第12図a
は、第2図のモータのモータ回リムに対する電気トルク
及びリラクタンスの特性グラフ、第12図すば、第2図
のモータのモータ回転に対する予備始動位置決めカム形
状の特性グラフ、第12図Cは、第2図のモータのモー
タ回転に対する付与電圧の特性グラフで、センサの進み
角度の調節によって実施される移動量をあられし、第1
2図dは、基本速度以上の場合の、第2図のモータのモ
ータ回転に対するモータトルク/ EMFの特性グラフ
、第12図Cは、基本速度以上の場合の第2図のモータ
のモータ位置に対するモータ巻線Aに付与された電圧の
特性グラフ、第12図fは、基本速度以上の場合の第2
図のモータのモータ位置に対するモータ巻線に付与され
た電圧の特性グラフ、第12図gは、基本速度以上の場
合の第2図のモータのモータ回転に対する典型的なモー
タ電流の特性グラフ、第12図りは、基本速度以下の場
合の第2図のモータのモータ回転に対するモータトルク
/ EMF特性グラフ、第12図1は、基本速度以下の
場合の第2図のモータのモータ位置に対するモータ巻線
Aに付与された電圧の特性〆ラフ、第12図jは、基本
速度以下の場合の第2図のモータのモータ位置に対する
モータ巻線Bに付与された電圧の特性グラフ、及び第1
2図には、基本速度以下の場合の第2図のモータのモー
タ回転に対する典型的なモータ電流の特性グラフである
。 10・・・・・・電動代車1litr1z・・・・・・
牽引用車輪14・・・・・・従動車輪 16′・・・・
・・防火壁18・・・・・・モータ 20・・・・・・
横車軸22・・・・・・駆動軸 24・・・・・・U型
#イ26・・・・・・ロータ 28・・・・・モータ軸
30・・・・・・フレーム組立体 32・・・・・・入力軸 34・・・・・・滑車36・
・・・・・■ベルト 38・・・・・・古気為娼40・
・・・・・電池 42・・・・・・第2室44・・・・
・・インバータ回路 46・・・・・制御回路 48・・・・・・駆動伝動装
置50.52・・・巻線 70・・・・・エイ・ルギ回収回路 80・・・・・・基板 82・・・・・・取付部材84
・・・・・・取付部材 86・・・・・・押えねじ88
・・・・・・凹部 90・・・・・・凹部92・・・・
・・緊締部材 94・・・・・・押えねじ96・・・・
・ステータ組立体 98・・・・・・電機子部材 100・・・ノ・ゾ部分
102・・・電機子極 104・・・軸方向内孔106
・・・配列キー 108・・・段部110a、110b
、110c、110d、110e、110f −コイル 112・・・空所 114、116.118 ・・・導線 120・・・溝孔 122 、124 、126 ・・・考課128・・・
絶縁材 130・・・殻 132a、132b、132c、132d、132e、
132f −磁石134・・・空所 136・・・末端
鐘形部材138・・・末端鐘形部材 140・・・押えねじ 141・・・押えねじ142・
・・玉軸受組立体 144・・・第1部分 146・・・第2部分148・
・・ブッシング 150・・・滑車152・・・通路 
154・・・第1部分156・・・玉軸受組立体 158・・・スリーブ 160カムリンダ162・・・
カム面 164・・・ロータ位置決め検出組立体/休止機構16
6・・・羽根 168・・・スクリュ170・・・スペ
ーサ 172・・・中央開口174・・・センサ受け 
176・・・中央穴178・・・フランジ 180・・
・ばね182・・・センサ 184・・・検出区域18
6・・・センサ 188・・・位置決め装置190・・
・ステップモータ 192・・・ビニオン 194・・・ラック196・・
・連結リンク 198・・・玉継手200・・・止めね
じ 202・・・ナツト204・・・制御回路 206
・・・センサ208・・・スロットル 211・・・4
を体222・・・停留止め 224・・・位置決め装置
226・・・爪アーム 228・・・底部材230・・
・ボルト 2320−ラ 234・・・ソレノイド 236・・・電機子238・
・・リンク 240・・・ハウジング部材 242・・・ブラケット 2114・・・スクリュ 246・・・・ボルト248
・・・ラッチソレノイド 250・・ハウジング 252・・・電機子254・・
・ラッチ部材 256・・・延長部分258・・・内孔
 260・・・内孔 262・・・リンクビン 264・・・中間穴266・
・・ダピン 268・・・コイル270・・・閉鎖部材
 272・・・管状部分274・・・内孔 276・・
・スラスト面277・・・玉軸受 280・・・環状通
路282・・・スラスト面 28・1・・・穴286・
・・穴 288・・°凹部 290・・・ダール 292・・・小径部分294・・
・ばね 296・・段部 298・・・スクリュ 300・・・穴302・・・内
孔 304・・・スクリュ306・・・ゼピン 308
・・・コイル310・・・内孔 312・・・小径部分
314・・・大径部分 316・・・段部318・・・
末端部分 320・・・ばね322・・・段部 324
・・・スクリュ326・・・穴 327・・・末端部分
328・・・穴 330・・・スクリュ332・・・前
進・後進信号調定回路 334・・・フィルタ 336・・・セレクタ372・
・・フリップフロップ 384・・・回転速度センサ 400・・・フリップフロップ 420・・・ラッチ 426・・・表示励振回路 428・・・励振器 441・・・入力端子 442・・・モータ位置決め回路 462・・・タイマ 466・・・フリップフロップ 472・・・フリップフロップ 474・・・タイマ 481・・・ソレノイド作動回路 564・・・増幅器 574・・・電力供給源 600・・・フリップフロップ 608・・・フリップフロップ 660・・・ベース励振回路 662・・・ベース励振回路 680・・・フィルタ回路 728・・・ループ 730・・・緩衝回路732・・
・緩衝回路 752・・・エネルギ回収変圧器 758・・・ブリッジ 776・・・マルチバイブレータ 777・・・自由回転発振器 800・・・切換電力供給回路 804・・・変圧器 814・・・ブリッジ818・・
・調整器 822・・・調整器842・・・ブリッジ 
852・・・ブリッジ866・・・マルチバイブレータ 890・・・自由運動発振器 892・・・二次回路 特許出願人 イートン コーポレーション 代理人 若 林 忠

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少くとも一つの牽引用車輪(12)をもちかつ動力
    源(40)と、前記車輪にトルクを与えかつロータ(4
    4)を含む単相ブラシ無しモータ(18)と、前記動力
    供給源からの動力入力及び切換指令信号に応答する前記
    モータからの動力出力を提供するインバータ(44)と
    、使用者要求信号を受けて前記切換指令信号をその関数
    として発生するように作用する制御回路(46)を含む
    電動式車輛(10)と共に用いられる改良型駆動伝動装
    置(48)であって、ロータ速度を検出し、検出された
    ロータ速度が予定速度以下のときは前記モータの次回の
    付勢時に始動トルクをあられすことを保証するように一
    定の角度位置にロータの位置決めを行うように作用する
    モータ位置決め回路(442)をぎむことを特徴とする
    電動式車輌の駆動伝動装置。 2、 少くとも一つの牽引用車輪をもつ電動式車輛と共
    に用いられる駆動伝動装置であって、前記駆動伝動装置
    が、 動力源と、 前記車輪にトルクを与えかつロータを含む単相ブラシ無
    しモータであって前記ロータが成る静止角度位置をとる
    ときはモータの付勢時に実質的にゼロ始動トルクを発生
    することを特徴とする単相ブラシ無しモータと、前記動
    力供給源からの動力入力と、切換指令信号に応答して前
    記モータへの動力出力を提供するイン・々−夕と、 使用者の要求信号を受けて前記切換指令信号をその関数
    として発生し、かつロータ速度を検出して検出されたロ
    ータ速度が予め定めた速度未満のときはモータ回路を選
    択的にトグルして前記ゼロトルク位置以外の静止角度位
    置附近でロータを振動させるように作用するモータ位置
    決め回路を含む制御回路を含む電動式車輛の駆動伝動装
    置。 3 前記モータ位置決め回路が、予め定めたロータの停
    留時間区間を設定するように作用するタイマ装置(47
    4)を含み、前記停留時間区間中に前記モータ電流のト
    グル作用が実施される特許請求の範囲第2項記載の電動
    式車輛の駆動伝動装置。 4 付勢信号に応答して前記切換指令信号とは独立して
    前記ロータの回転自由度を選択的に制限するように作用
    するロータ位置決め装置(224)をさらに含む特許請
    求の範囲第3項記載の電動式車輛の駆動伝動装置。 5 前記モータ位置決め回路が、前記停留時間区間中に
    前記付勢信号を発生ずるようにさらに作用する特許請求
    の範囲第4項記載の電動式車輛の駆動伝動装置。 6、 前記他の静止角度位置が特徴とする最大の電気的
    モータトルク点に対応する特許請求の範囲第2項記載の
    電動式車輛の駆動伝動装置。 7 少くとも一つの牽引用車輪をもつ電動式車輛に装備
    される駆動伝動装置であって、前記゛駆動伝動装置が、 固定された直流電力供給源と、 前記車輪にトルクを与えかっロータを含み、前記ロータ
    が少くとも一つの成る静止角度位置の一つをとったとき
    、モータが付勢されると実質的にゼロ始動トルクを発生
    することを特徴とする単相ブラシ無しモータと、 前記動力供給源がらの動力入力と、切換指令信号に応答
    して前記モータへの動力出方とを提供するインバータと
    、 前記ロータと調時間係をもって回転する羽根装置(16
    6)と、 前記羽根装置と回転的に整合しかっロータ位置をあられ
    ず信号を出力するように作用するセンサ装置(182,
    212,214,216,218)と、 使用者要求信号を受けて前記切換指令信号をその関数と
    して発生するように作用し、かつロータ速度を検出して
    、検出されたロータ速度が予め定めた速度未満であると
    きには常に前記ロータ位置信号の関数としてモータ電流
    をトルクして、前記ゼロトルク位置以外の予め定めた静
    止角度位置の近くにおいてロータの振動を実施するよう
    に作用するモータ位置決め回路を含む制御回路を含む電
    動式車輛の駆動伝動装置。 8 前記モータ位置決め回路が、予め定めたロータ停留
    時間区間を設定するように作用するタイマ装置を含み、
    前記停留時間区間中、前記モータ電流のトク°ル作用が
    実施される特許請求の範囲第7項記載の電動式車輛の駆
    動伝動装置。 9、 付勢信号に応答して前記切換指令信号とは無関係
    に前記ロータの回転自由度を選択的に制限するように作
    用するロータ位置決め装置をさらに含む特許請求の範囲
    第8項記載の電動式車幅の駆動伝動装置。 10 前記モータ位置決め回路が前記停留時間区間中に
    前記付勢信号が発生するようにさらに作用する特許請求
    の範囲第9項記載の電動式車幅の駆動伝動装置。 11、前記他の静止角度位置が、特徴とする最大電気的
    モータトルク点と対応する特許請求の範囲第7項記載の
    電動式車輛の駆動電動装置。 12、前記モータが前記車輛の相対的忙静止部分に機械
    的にアースされたステータ(96)と、ステータとの磁
    気相互作用をもち、かつ前記牽引用車輪と保合するよう
    に構成されたステータの周囲で回転可能に配置された永
    久磁石の外側ロータを含む特許請求の範囲第7項記載の
    電動式車輌の駆動伝動装置。 13、前記羽根装置が前記ロータの外方に担持されかつ
    複数の半径方向外方へ延びる部分(166a−c)を含
    む環状羽根を含み、前記半径方向外方へ延びる部分が前
    記センサ装置に極めて近接して通過し、前記ロータ位置
    信号を発生させる特許請求の範囲第12項記載の電動式
    車輛の駆動伝動装置。
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