(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪回転用のモータを駆動するフリーホイールダイオード付きのブリッジ型正逆転回路と、変位に応じたアクセル信号を出力するアクセルと、前記正逆転回路の正転逆転を切替える前後進切替スイッチと、この前後進切替スイッチの設定及び前記アクセル信号に基づいて前記正逆転回路に制御信号を印加する駆動制御部と、を備えた電動車輌のモータ駆動制御装置において、
前記駆動制御部は、前記アクセルが原位置にあり、かつ、前記正逆転回路のモータに発電制動を付勢する間、当該発電制動電流と逆向きに装備された前記フリーホイールダイオードを有するスイッチ素子に当該スイッチ素子が常時オンとなる制御信号を印加するために、当該発電制動が開始されるときの前記前後進切替スイッチの設定とは逆の設定に対応した制御信号を前記正逆転回路に印加する制動機能を備えている、
ことを特徴とした電動車輌のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車輌のモータ駆動制御装置に係り、特に、モータ駆動用にブリッジ型の正逆転回路を有し、この正逆転回路に含まれるスイッチ素子の操作によってモータに逆転制動を付勢することの可能な電動車輌のモータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来例を示す。図４に示す電動車輌のモータ駆動制御装置は、車輪回転用のモータＭを駆動するフリーホイールダイオード付きのブリッジ型正逆転回路５１と、変位に応じたアクセル信号を出力するアクセル５２と、正逆転回路５１の正転逆転を切替える前後進切替スイッチ５３と、この前後進切替スイッチ５３の設定及びアクセル信号に基づいて正逆転回路５１に制御信号を印加する駆動制御部５４とを備えている。
【０００３】
この従来例では、正逆転回路５１のスイッチ素子として４つの電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４が採用され、図４下のように、各ＦＥＴにフリーホイールダイオード５５が各々併設された従来一般的な正逆転回路として構成されている。ここで、モータＭは、バッテリＢによって駆動される。
【０００４】
駆動制御部５４は、マイコン５４１と、このマイコン５４１の出力段に接続された論理回路５４２と、この論理回路５４２の出力信号を増幅して正逆転回路５１のＦＥＴに印加するＦＥＴドライバ５４３とを備えている。
【０００５】
このうち、マイコン５４１は、アクセル信号に応じてモータＭを駆動するためのＰＷＭ信号を出力する機能と、前後進切替スイッチの設定に応じて「０」「１」が反転する前後進切替信号を出力する機能とを備えている。
【０００６】
また、論理回路５４２は、図５の如く構成されている。マイコン５４１からのＰＷＭ信号は、ＡＮＤ６２とＡＮＤ６３に入力される。一方、マイコン５４１からの前後進切替信号はＡＮＤ６２に入力されると共にＮＯＴ６１を介してＡＮＤ６３に入力される。ＡＮＤ６２の出力は、遅延回路６６に入力されると共に、ＮＯＴ６４を介して遅延回路６７に入力される。一方、ＡＮＤ６３の出力は、遅延回路６８に入力されると共にＮＯＴ６５を介して遅延回路６９に入力される。そして、遅延回路６６の出力はバッファ７０を介しＦＥＴ１への制御信号となる。遅延回路６７の出力はバッファ７１を介しＦＥＴ２への制御信号となる。遅延回路６８の出力はバッファ７２を介しＦＥＴ３への制御信号となる。遅延回路６９の出力はバッファ７２を介しＦＥＴ４への制御信号となる。
【０００７】
次に、図６に基づいて装置の全体動作を説明する。前後進切替信号は「１」のとき前進、「０」のとき後退を示すものとする。
【０００８】
装置が稼動状態に設定され、アクセル５２に所定の変位が加えられると、マイコン５４１から図６のＰＷＭ信号が出力される。今、前後進切替スイッチ５３は「前進」に設定され、前後進切替信号として「１」が出力されているものとする。このとき、論理回路５４２から出力されるＦＥＴ制御信号は、それぞれ図６のようになる。即ち、ＦＥＴ１への制御信号は、ＰＷＭ信号の位相と同じパルス信号である。ＦＥＴ２への制御信号は、ＰＷＭ信号と逆相のパルス信号である。ＦＥＴ３への制御信号は常時「０」である。ＦＥＴ４への制御信号は常時「１」である。このとき、図４ではＦＥＴ４が常時オンとなり、ＦＥＴ１がＰＷＭ信号のデューティに応じた割合でオンオフされるから、アクセルの変位に応じた駆動力でモータＭが駆動され、車輌の前進が加勢される。
【０００９】
ここで、図６において、ＦＥＴ１への制御信号とＦＥＴ２への制御信号の立ち上がりが、ＰＷＭ信号に対しデッドタイムｔｄ分だけ遅延されているが、これは論理回路５４２に含まれる遅延回路６６〜６９の作用によるものである。図６に示すように、車輌の前進が加勢されるときはＦＥＴ１とＦＥＴ２が交互にオンになるので、このデッドタイムｔｄを設けることによって両者の短絡を防止したものである。
【００１０】
なお、前後進切替スイッチ５３が「後退」に設定されているときは、論理回路５４２に入力される前後進切替信号が「０」になるので、図６において、ＦＥＴ１とＦＥＴ３の信号が入れ替わると共に、ＦＥＴ２とＦＥＴ４の信号が入れ替わる。これにより、モータＭには、前進のときと逆方向の電流が流れることとなり、車輌の後退が加勢される。
【００１１】
また、例えば車輌が前進しているときに、アクセル５２が原位置に復帰されると、マイコン５４１の処理によりＰＷＭ信号のデューティは全閉（図９上のようにオン時間がほぼ０の状態）に設定される。この動作を図７のフローチャートに沿って説明する。アクセル５２がオフ（原位置に復帰）されている間（Ｓ１１）、モータ駆動用ＰＷＭ信号のパルス幅は減速度定数Ｄによって徐々に狭められ（Ｓ１２）、最終的に１（全閉を意味する値）に達せられる（Ｓ１３，Ｓ１４）。この結果、図９に示すように、ＦＥＴ１への制御信号は「０」、ＦＥＴ２への制御信号はほぼ常時「１」、ＦＥＴ３への制御信号は「０」、ＦＥＴ４への制御信号は「１」に維持されるので、正逆転回路５１では、図８に示すような発電制動電流が生じ、モータＭの回転が減速方向に加勢される。発電制動電流は、図８のように、ほぼ常時オンとなっているＦＥＴ２を流れると共に、ＦＥＴ４側のフリーホイールダイオード５５を通じて流れる。
【００１２】
このような従来例は、例えば、特開平８―７０５０５号公報にも開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、実際にはＦＥＴ２への制御信号が常時「１」というわけではなく、周期的に僅かに途切れる。このため、発電制動電流も周期的に僅かに途切れ、車輌の制動距離が延びる原因となり得る不都合があった。これは、論理回路５４２の遅延回路においてデッドタイムｔｄを設けた影響である。このデッドタイムｔｄは、正逆転回路の安全性を重視すれば比較的長いほうが好ましいのであるが、このデッドタイムｔｄを長く設けるほど発電制動電流が途切れる割合が増すという相容れない不都合になっていた。
【００１４】
【発明の目的】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、発電制動時に発電制動電流の流れが阻害されないようにした電動車輌モータの駆動制御装置を提供することを、その目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、車輪回転用のモータを駆動するフリーホイールダイオード付きのブリッジ型正逆転回路と、変位に応じたアクセル信号を出力するアクセルと、正逆転回路の正転逆転を切替える前後進切替スイッチと、この前後進切替スイッチの設定及びアクセル信号に基づいて正逆転回路に制御信号を印加する駆動制御部とを備えている。特に、駆動制御部は、アクセルが原位置にあり、かつ、正逆転回路のモータに発電制動を付勢する間、当該発電制動電流と逆向きに装備された前記フリーホイールダイオードを有するスイッチ素子に当該スイッチ素子が常時オンとなる制御信号を印加するために、当該発電制動が開始されるときの前後進切替スイッチの設定とは逆の設定に対応した制御信号を正逆転回路に印加する制動機能を備えた、という構成を採っている。
【００１６】
本発明では、例えば図８のようにＦＥＴ２がチョッピング制御、ＦＥＴ４が全導通とされている状態において、マイコンが正逆転回路に発電制動を付勢すると共に前後進切替信号を反転させる。これにより、ＦＥＴ２とＦＥＴ４の信号が入れ替わるので、図３のように、ＦＥＴ２は全導通、ＦＥＴ４はチョッピング制御となる。このとき、発電制動電流は、ＦＥＴ２を流れると共にＦＥＴ４のフリーホイールダイオード５５を流れるので、発電制動電流の流れは妨げられない。
【００１７】
これにより、前述した目的を達成しようとするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。本実施形態が従来例と異なるのはマイコンの動作である。即ち、回路の構成は、図４乃至図５に示すものであるから、同一部分は同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１９】
マイコン５４１の動作も、モータＭの正転動作及び逆転動作は従来例と同一であり、アクセル５２が原位置に復帰し正逆転回路５１に発電制動電流が流れている間の処理が異なるので、その動作を図１のフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
アクセル５３がオフされている間（Ｓ１）、モータ駆動ＰＷＭ信号が１（全閉の状態）になっているか判断し（Ｓ２）、全閉の状態になければ、減速度定数Ｄを減算してＰＷＭ信号のパルス幅を徐々に狭めてゆく（Ｓ３）。この結果、ＰＷＭ信号が全閉の状態になるまで減速度定数Ｄの減算を繰り返す（Ｓ４，Ｓ５）。そして、遂にＰＷＭ信号が全閉になると（Ｓ２）、前後進切替信号を反転する（Ｓ６）。例えば、前進中であれば前後進切替信号を「１」から「０」に反転する。
【００２１】
この前後進切替信号の反転は、論理回路５４２の出力に作用する。この結果、従来例で説明した図９の信号状態に対し、図２のように、ＦＥＴ１の制御信号とＦＥＴ３の制御信号が入れ替わり、また、ＦＥＴ２の制御信号とＦＥＴ４の制御信号が入れ替わる。このため、図３のように、チョッピング制御がＦＥＴ４の側に移り、ＦＥＴ２は常時オンとなるところ、発電制動電流はＦＥＴ２及びＦＥＴ４のフリーホイールダイオード５５を通じて常時流れることができ、モータＭの制動能力を従来よりも向上することができる。よって、同一環境下では、車輌の制動距離を短くすることが可能となる。
【００２２】
ここで、本発明は、上記実施形態に限定されず、正逆転回路の発電制動時に発電制動電流と逆向きに装備されたフリーホイールダイオードを有するスイッチ素子に当該スイッチ素子が常時オンとなる制御信号を印加するものであればよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、駆動制御部が、正逆転回路の発電制動時において、通常チョッピング制御される側のスイッチ素子に当該スイッチ素子が常時オンとなる制御信号を印加するので、発電制動電流の流れを阻止することがなく、モータの制動能力を向上することができ、同一環境下では、車輌の制動距離を短くすることが可能となる。特に、前後進切替信号を反転させることにより上記効果を得ようとする場合は、従来の駆動制御部の構成をそのまま利用することができプログラム変更のみで対応することが可能となるため経済的である、という従来にない優れた電動車輌のモータ駆動制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態におけるマイコンの動作を示すフローチャートである。
【図２】  図１のフローチャートに示す動作の作用を説明するための信号図である。
【図３】  図１のフローチャートに示す動作の効果を説明するための説明図である。
【図４】  従来例及び図１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】  図４の論理回路の構成を示す回路図である。
【図６】  正転動作時に正逆転回路等に印加される制御信号を示す信号図である。
【図７】  従来の発電制動時におけるマイコンの動作を示すフローチャートである。
【図８】  正逆転回路における発電制動中の電流の流れを説明する説明図である。
【図９】  従来例において発電制動中の正逆転回路等への制御信号を示す信号図である。
【符号の説明】
５１  正逆転回路
５２  アクセル
５３  前後進切替スイッチ
５４  駆動制御部
５５  フリーホイールダイオード
Ｍ  モータ
Ｂ  バッテリ
【図１】
0003642182.tif 000002
【図２】
0003642182.tif 000003
【図３】
0003642182.tif 000004
【図４】
0003642182.tif 000005
【図５】
0003642182.tif 000006
【図６】
0003642182.tif 000007
【図７】
0003642182.tif 000008
【図８】
0003642182.tif 000009
【図９】
0003642182.tif 000010