JP3480471B2 - 車両用のチョッパ制御直流電動機の昇圧回生制動制御方法 - Google Patents
車両用のチョッパ制御直流電動機の昇圧回生制動制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気自動車等の車両用の
チョッパ制御直流電動機の回生制動制御方法に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】例えば電気自動車のように蓄電池を電源
とする車両では、走行時には例えば分巻直流電動機をチ
ョッパ制御して速度制御を行い、また制動は回生制動に
より行っている。 【０００３】従来のチョッパ制御直流電動機の駆動回路
は、例えば図３〜図６の概念図に示す回路構成となって
いる。即ち、この駆動回路は、分巻直流電動機の電機子
１と直列に昇圧回生用コイル２を接続して電機子回路３
を構成し、この電機子回路３と直列に第１のスイッチン
グ手段４と回生用ダイオード５の並列回路６を直列に接
続すると共に、この電機子回路３と並列に第２のスイッ
チング手段７とフライホィールダイオード８を並列に接
続して構成し、これらを直流電源としての蓄電池１０に
接続すると共に第１、第２のスイッチング手段４、７を
チョッパ制御回路９により制御する構成としている。ま
た符号１１は界磁巻線で、この界磁巻線１１は蓄電池１
０との接続回路の図示を省略しているが、電機子１と同
様にチョッパ制御により駆動する構成としたり、全導通
の連続制御により駆動する構成としている。 【０００４】この駆動回路の動作を説明する。まず走行
時には、第２のスイッチング手段７を開とすると共に第
１のスイッチング手段４により電機子電流をチョッパ制
御する。この動作においては、図３に示すように蓄電池
１０からの間欠電流は電機子１と共に昇圧回生用コイル
２にも流れ、インピーダンスによる電圧降下が生じる。 【０００５】次に制動時において第１のスイッチング手
段４を開とすると、電機子１に発生する起電力により、
図４中の矢印で示すように回生用ダイオード５から昇圧
回生用コイル２、電機子１を通り、蓄電池１０に流れ込
む回生電流が発生する。 【０００６】この際、車両が高速で走っている場合や下
り坂を下っている場合には車両は大きな慣性エネルギを
有しているので、急激に大きな制動力を加えないように
するためチョッパ制御によりデューティ比を小さくし
て、小さな界磁電流で制動を開始し、次いで回生電流を
監視しながら界磁電流を制御する。即ち、制動により車
両の速度が次第に低下していくに従ってデューティ比を
大きくし、界磁電流を次第に大きくして回生電流を維持
する。そして最終的にはデューティ比＝１、即ち全導通
で界磁電流を流す。 【０００７】さらに速度が低下して電機子１に発生する
電圧が低下することにより、回生電流が維持できない場
合や、これまでに至る制動過程において必要に応じて強
い回生制動を行いたい場合には、第２のスイッチング手
段７をチョッパ制御して昇圧回生用コイル２の動作によ
る昇圧回生を行う。 【０００８】まず第２のスイッチング手段７が閉となる
と、電機子１に発生する起電力による電流が図５の矢印
に示すように第２のスイッチング手段７を通して昇圧回
生用コイル２に流れ、この昇圧回生用コイル２にエネル
ギが蓄積される。 【０００９】次いで第２のスイッチング手段７が開とな
ると、昇圧回生用コイル２には図６に示す方向の逆起電
力が発生するので、電機子回路３の電圧は電機子１の起
電力と昇圧回生用コイル２の逆起電力が加えられた電圧
に昇圧され、蓄電池１０の電圧よりも高くなるので必要
な回生電流を得ることができる。発生する逆起電力は昇
圧回生用コイル２のインダクタンスを大きくすることに
より高くすることができる。 【００１０】以上の動作において回生電流の制御は、第
２のスイッチング手段７が閉の際に昇圧回生用コイル２
に蓄えられるエネルギを調節することにより、即ち、第
２のスイッチング手段７のチョッパ制御のデューティ比
を変えることにより制御することができる。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】以上の説明からわかる
ように、昇圧回生用コイルは、回生制動過程において電
機子自体の発生起電力が低下してきた場合に、昇圧によ
り回生用の電圧を確保するために必須の構成であるもの
の、走行時には原理的に不要であるばかりでなく、電圧
降下によりエネルギの損失を生じ、このエネルギの損失
は、昇圧を効果的に行うためにインダクタンスを大きく
すればする程、増加するという二律背反的な課題があ
る。そこで本発明では、このような課題を、簡単に解決
することを目的とするものである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、電機子と直列に昇圧回生用コイル
を接続して成る電機子回路に、第１のスイッチング手段
と回生用ダイオードの並列回路を直列に接続すると共
に、第２のスイッチング手段とフライホィールダイオー
ドを並列に接続し、前記第１と第２のスイッチング手段
をチョッパ制御回路により駆動する構成の電動機駆動回
路において、チョッパ制御回路は、昇圧回生時に高い周
波数に切り替えて第２のスイッチング手段をチョッパ制
御する昇圧回生制動制御方法を提案する。 【００１３】 【作用】走行時には第２のスイッチング手段を開とした
状態において第１のスイッチング手段により電機子電流
をチョッパ制御して走行制御する。この際のチョッピン
グ周波数は、後述する昇圧回生時におけるチョッピング
周波数よりも低くすることにより昇圧回生用コイルにお
ける電圧降下を低くすることができる。 【００１４】回生制動時において、車両の速度が低下
し、電機子に発生する電圧が低下して回生電流が維持で
きなくなった場合や、必要に応じて強い回生制動を行い
たい場合には、第２のスイッチング手段をチョッパ制御
して昇圧回生を行うのであるが、この際のチョッピング
周波数は、上述した走行時の第１のスイッチング手段の
チョッピング周波数よりも高くする。このため昇圧回生
用コイルには、第１のスイッチング手段のチョッピング
周波数での動作と比較して高い逆起電力を発生し、十分
な回生電流を得ることができる。 【００１５】 【実施例】次に本発明の実施例を図１、図２について説
明する。図１は本発明の制御方法を適用するチョッパ制
御直流電動機の駆動回路を概念的に示すものであり、図
３〜図６の構成に相当する要素には同一の符号を付して
いる。即ち、符号１は分巻直流電動機の電機子であり、
この電機子１と直列に昇圧回生用コイル２を接続して電
機子回路３を構成している。符号１０は直流電源として
の蓄電池であり、その正側は自動車のキースイッチによ
り閉となるメインコンタクタ１２を介して電源の正側ラ
インに接続している。符号TR1、TR2は各種トランジスタ
等を使用したスイッチング用素子であり、TR1はコレク
タを直流電源の正側ライン、エミッタをTR2のコレクタ
に接続すると共にTR2のエミッタを直流電源の負側ライ
ンに接続している。上記電機子回路３は電機子１側を直
流電源の正側ラインに接続すると共にコイル２側をTR
1、TR2間に接続している。従ってTR1、TR2は夫々上記第
２、第１のスイッチング手段７、４に相当する。またTR
1、TR2の夫々のコレクタ−エミッタ間にはダイオードD
1、D2を直流電源に対して逆方向に接続しており、従っ
てダイオードD1、D2は、夫々上記フライホィールダイオ
ード８、回生用ダイオード５に相当する。そしてTR1、T
R2の夫々のゲートは詳細を後述するチョッパ制御回路１
３に接続している。 【００１６】符号１１は界磁巻線であり、この界磁巻線
１１は２対のスイッチング素子TR3、TR4；TR5、TR6によ
り構成したブリッジ回路１４により界磁電流を正、逆方
向に切り替える構成としており、これらのスイッチング
素子TR3、TR4；TR5、TR6は上記TR1、TR2と同様に各種ト
ランジスタ等を使用している。そしてこれらのスイッチ
ング素子TR3、TR4；TR5、TR6は、夫々のゲートをチョッ
パ制御回路１５に接続している。 【００１７】以上の構成において、キースイッチにより
メインコンタクタ１２を閉とすると、まずチョッパ制御
回路１５はTR3、TR4またはTR5、TR6をチョッパ制御によ
り動作させて、夫々図中実線または破線のように界磁巻
線１１に界磁電流を流す。この際、界磁電流のデューテ
ィ比は１、即ち全導通とする。 【００１８】次いでチョッパ制御回路１３は界磁電流が
所定値以上流れていることを条件としてTR2をチョッパ
制御により動作させて電動機の始動を行い、車両を走行
させる。またチョッパ制御回路１３はチョッピング信号
のデューテイ比を変化させることにより電動機の回転数
制御を行って走行速度の調節を行う。この際のチョッピ
ング周波数は例えば2.5kHzとする。かかる走行時におい
ては図３の場合と同様に、電源の正側ラインから電機子
１、昇圧回生用コイル２からTR2を通って電源の負側ラ
インに電機子電流が流れ、この昇圧回生用コイル２の両
端に電圧降下が生じる。 【００１９】以上の電機子側の制御と共に、チョッパ制
御回路１５は、動作させるスイッチング素子の対を選択
して、図中実線と破線で示すように界磁電流の方向を切
り替えることにより電動機の回転方向の切り替えを行
う。また場合によっては必要に応じてチョッピング信号
のデューティ比を変化させることにより界磁電流の調節
を行う。 【００２０】次に、車両が高速で走行している時、また
は坂を下っている時に制動を行う場合には、チョッパ制
御回路１５は界磁電流のデューティ比を小さくし、また
チョッパ制御回路１３はTR2をOFFとすると共にTR1をON
とする。すると電動機は発電機として動作し、図４の場
合と同様に電機子１に発生する起電力により、電源の負
側ラインからD2、TR2、昇圧回生用コイル２、電機子１
を通って電源の正側ラインに至り、蓄電池１０に流れ込
む回生電流が発生する。制動の初期は界磁電流を小さく
設定するので緩やかな回生が行われ、大きな衝撃を与え
ない。 【００２１】界磁電流は回生電流を監視しながら調節す
る。即ち車両の速度が次第に低下するにつれて界磁電流
のデューティ比を大きくしていって回生電流を所定の値
に維持し、最終的には界磁電流はデューティ比＝１、即
ち全導通とする。 【００２２】さらに速度が低下して電機子１に発生する
電圧が低下していくと回生電流が維持できなくなるの
で、この場合や、制動の所望の過程において必要に応じ
て強い回生制動を行いたい場合にはチョッパ制御回路１
３におけるチョッピング周波数を切り替えてTR1をチョ
ッパ制御する。即ち、この際のチョッピング周波数は、
走行時におけるTR2のチョッピング周波数よりも高く、
例えば5〜10kHzとする。 【００２３】まずTR1がOFFとなると、電機子１に発生す
る起電力による電流は、図５の場合と同様にTR1を通し
て昇圧回生用コイル２に流れ、この昇圧回生用コイル２
にエネルギが蓄積される。次いでTR1が開となると、昇
圧回生用コイル２には図６の場合と同様に、電機子１に
発生する電圧と同方向の逆起電力が発生するので、電機
子回路３の電圧は電機子１の起電力と昇圧回生用コイル
２の逆起電力が加えられた電圧に昇圧される。そして蓄
電池１０の電圧よりも高くなるので必要な回生電流を得
ることができる。以上の動作における回生電流の制御
は、TR1がONの際に昇圧回生用コイル２に蓄えられるエ
ネルギを調節することにより、即ちTR1のチョッパ制御
のデューティ比を変えることにより制御することができ
る。 【００２４】以上の回生制動、即ち昇圧回生制動におい
ては、上述したようにTR1のチョッピング周波数は、上
述した走行時のTR2のチョッピング周波数よりも高くし
ているので、昇圧回生用コイル２には、TR2のチョッピ
ング周波数での動作と比較して、より高い逆起電力を発
生し、従って十分な回生電流を得ることができる。 【００２５】次にチョッパ制御回路１３の具体例を図２
について説明する。符号２０は基準発振器で、この基準
発振器２０は、上記TR1のチョッピング周波数に相当す
る5kHzのクロック信号を発生する構成としている。また
符号２１，２２は、夫々TR2、TR1のチョッパ制御の制御
信号を発生するパルス幅変調器で、変調器２１には分周
器２３を介して2.5kHzのクロック信号を入力し、また変
調器２２には直接に基準発振器２０のクロック信号を入
力する構成としている。またこれらの変調器２１，２２
には、デューティ比制御用のロジック回路２４の制御信
号を入力する構成としている。このロジック回路２４
は、回転速度信号、蓄電池電圧信号、電機子電圧信号等
の信号に対応して、デューティ比制御信号を発生する構
成としている。 【００２６】夫々の変調器２１，２２の出力は、夫々に
対応するNORゲート２５，２６の一方の入力部に入力す
ると共に、これらのNORゲート２５，２６の出力はORゲ
ート２７の夫々の入力部に入力する構成としている。そ
してORゲート２７の出力は、TR1、TR2用ドライバ回路２
８，２９に入力している。 【００２７】上記NORゲート２５，２６の夫々の他方側
の入力部は抵抗Rを介して正側にプルアップすると共に
切替スイッチ３０の各切替端子に接続し、そして切替ス
イッチ３０の共通端子は接地側にプルダウンされてい
る。そして切替スイッチ３０は動作モード制御用ロジッ
ク回路３１により制御される構成としている。 【００２８】ロジック回路３１は回生電流信号、ブレー
キ信号、アクセル信号、エキゾースト信号等の信号を入
力として走行信号、回生信号、昇圧回生信号を発すると
共に、上記切替スイッチ３０の切替信号を発する構成で
ある。そして走行信号、昇圧回生信号は夫々ドライバ回
路２８，２９に入力してこれらをONとすると共に、走行
信号及び回生信号は上記チョッパ制御回路１５に入力し
て界磁巻線１１側の制御を行う構成としている。 【００２９】以上の構成において走行時にはロジック回
路３１はNORゲート２５側に切替られて、その一方側の
入力部が接地されるので、このNORゲート２５のみがOR
ゲート２７にクロックの出力を行う。従ってドライバ回
路２８には分周器２３で分周され、変調器２２でデュー
ティ比が調節された2.5kHzの駆動信号が入力されてTR1
のON-OFF駆動を行う。 【００３０】一方、昇圧回生時にはロジック回路３１は
NORゲート２６側に切替られて、その一方側の入力部が
接地されるので、このNORゲート２６のみがORゲート２
７にクロックの出力を行う。従ってドライバ回路２９に
は変調器２２でデューティ比が調節された基準発振器２
０の5kHzの駆動信号が入力されてTR2のON-OFF駆動を行
う。 【００３１】 【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、昇圧回
生時には必須となる昇圧回生用コイルによるエネルギの
損失を走行時に低減することができるという効果があ
る。
チョッパ制御直流電動機の回生制動制御方法に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】例えば電気自動車のように蓄電池を電源
とする車両では、走行時には例えば分巻直流電動機をチ
ョッパ制御して速度制御を行い、また制動は回生制動に
より行っている。 【０００３】従来のチョッパ制御直流電動機の駆動回路
は、例えば図３〜図６の概念図に示す回路構成となって
いる。即ち、この駆動回路は、分巻直流電動機の電機子
１と直列に昇圧回生用コイル２を接続して電機子回路３
を構成し、この電機子回路３と直列に第１のスイッチン
グ手段４と回生用ダイオード５の並列回路６を直列に接
続すると共に、この電機子回路３と並列に第２のスイッ
チング手段７とフライホィールダイオード８を並列に接
続して構成し、これらを直流電源としての蓄電池１０に
接続すると共に第１、第２のスイッチング手段４、７を
チョッパ制御回路９により制御する構成としている。ま
た符号１１は界磁巻線で、この界磁巻線１１は蓄電池１
０との接続回路の図示を省略しているが、電機子１と同
様にチョッパ制御により駆動する構成としたり、全導通
の連続制御により駆動する構成としている。 【０００４】この駆動回路の動作を説明する。まず走行
時には、第２のスイッチング手段７を開とすると共に第
１のスイッチング手段４により電機子電流をチョッパ制
御する。この動作においては、図３に示すように蓄電池
１０からの間欠電流は電機子１と共に昇圧回生用コイル
２にも流れ、インピーダンスによる電圧降下が生じる。 【０００５】次に制動時において第１のスイッチング手
段４を開とすると、電機子１に発生する起電力により、
図４中の矢印で示すように回生用ダイオード５から昇圧
回生用コイル２、電機子１を通り、蓄電池１０に流れ込
む回生電流が発生する。 【０００６】この際、車両が高速で走っている場合や下
り坂を下っている場合には車両は大きな慣性エネルギを
有しているので、急激に大きな制動力を加えないように
するためチョッパ制御によりデューティ比を小さくし
て、小さな界磁電流で制動を開始し、次いで回生電流を
監視しながら界磁電流を制御する。即ち、制動により車
両の速度が次第に低下していくに従ってデューティ比を
大きくし、界磁電流を次第に大きくして回生電流を維持
する。そして最終的にはデューティ比＝１、即ち全導通
で界磁電流を流す。 【０００７】さらに速度が低下して電機子１に発生する
電圧が低下することにより、回生電流が維持できない場
合や、これまでに至る制動過程において必要に応じて強
い回生制動を行いたい場合には、第２のスイッチング手
段７をチョッパ制御して昇圧回生用コイル２の動作によ
る昇圧回生を行う。 【０００８】まず第２のスイッチング手段７が閉となる
と、電機子１に発生する起電力による電流が図５の矢印
に示すように第２のスイッチング手段７を通して昇圧回
生用コイル２に流れ、この昇圧回生用コイル２にエネル
ギが蓄積される。 【０００９】次いで第２のスイッチング手段７が開とな
ると、昇圧回生用コイル２には図６に示す方向の逆起電
力が発生するので、電機子回路３の電圧は電機子１の起
電力と昇圧回生用コイル２の逆起電力が加えられた電圧
に昇圧され、蓄電池１０の電圧よりも高くなるので必要
な回生電流を得ることができる。発生する逆起電力は昇
圧回生用コイル２のインダクタンスを大きくすることに
より高くすることができる。 【００１０】以上の動作において回生電流の制御は、第
２のスイッチング手段７が閉の際に昇圧回生用コイル２
に蓄えられるエネルギを調節することにより、即ち、第
２のスイッチング手段７のチョッパ制御のデューティ比
を変えることにより制御することができる。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】以上の説明からわかる
ように、昇圧回生用コイルは、回生制動過程において電
機子自体の発生起電力が低下してきた場合に、昇圧によ
り回生用の電圧を確保するために必須の構成であるもの
の、走行時には原理的に不要であるばかりでなく、電圧
降下によりエネルギの損失を生じ、このエネルギの損失
は、昇圧を効果的に行うためにインダクタンスを大きく
すればする程、増加するという二律背反的な課題があ
る。そこで本発明では、このような課題を、簡単に解決
することを目的とするものである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、電機子と直列に昇圧回生用コイル
を接続して成る電機子回路に、第１のスイッチング手段
と回生用ダイオードの並列回路を直列に接続すると共
に、第２のスイッチング手段とフライホィールダイオー
ドを並列に接続し、前記第１と第２のスイッチング手段
をチョッパ制御回路により駆動する構成の電動機駆動回
路において、チョッパ制御回路は、昇圧回生時に高い周
波数に切り替えて第２のスイッチング手段をチョッパ制
御する昇圧回生制動制御方法を提案する。 【００１３】 【作用】走行時には第２のスイッチング手段を開とした
状態において第１のスイッチング手段により電機子電流
をチョッパ制御して走行制御する。この際のチョッピン
グ周波数は、後述する昇圧回生時におけるチョッピング
周波数よりも低くすることにより昇圧回生用コイルにお
ける電圧降下を低くすることができる。 【００１４】回生制動時において、車両の速度が低下
し、電機子に発生する電圧が低下して回生電流が維持で
きなくなった場合や、必要に応じて強い回生制動を行い
たい場合には、第２のスイッチング手段をチョッパ制御
して昇圧回生を行うのであるが、この際のチョッピング
周波数は、上述した走行時の第１のスイッチング手段の
チョッピング周波数よりも高くする。このため昇圧回生
用コイルには、第１のスイッチング手段のチョッピング
周波数での動作と比較して高い逆起電力を発生し、十分
な回生電流を得ることができる。 【００１５】 【実施例】次に本発明の実施例を図１、図２について説
明する。図１は本発明の制御方法を適用するチョッパ制
御直流電動機の駆動回路を概念的に示すものであり、図
３〜図６の構成に相当する要素には同一の符号を付して
いる。即ち、符号１は分巻直流電動機の電機子であり、
この電機子１と直列に昇圧回生用コイル２を接続して電
機子回路３を構成している。符号１０は直流電源として
の蓄電池であり、その正側は自動車のキースイッチによ
り閉となるメインコンタクタ１２を介して電源の正側ラ
インに接続している。符号TR1、TR2は各種トランジスタ
等を使用したスイッチング用素子であり、TR1はコレク
タを直流電源の正側ライン、エミッタをTR2のコレクタ
に接続すると共にTR2のエミッタを直流電源の負側ライ
ンに接続している。上記電機子回路３は電機子１側を直
流電源の正側ラインに接続すると共にコイル２側をTR
1、TR2間に接続している。従ってTR1、TR2は夫々上記第
２、第１のスイッチング手段７、４に相当する。またTR
1、TR2の夫々のコレクタ−エミッタ間にはダイオードD
1、D2を直流電源に対して逆方向に接続しており、従っ
てダイオードD1、D2は、夫々上記フライホィールダイオ
ード８、回生用ダイオード５に相当する。そしてTR1、T
R2の夫々のゲートは詳細を後述するチョッパ制御回路１
３に接続している。 【００１６】符号１１は界磁巻線であり、この界磁巻線
１１は２対のスイッチング素子TR3、TR4；TR5、TR6によ
り構成したブリッジ回路１４により界磁電流を正、逆方
向に切り替える構成としており、これらのスイッチング
素子TR3、TR4；TR5、TR6は上記TR1、TR2と同様に各種ト
ランジスタ等を使用している。そしてこれらのスイッチ
ング素子TR3、TR4；TR5、TR6は、夫々のゲートをチョッ
パ制御回路１５に接続している。 【００１７】以上の構成において、キースイッチにより
メインコンタクタ１２を閉とすると、まずチョッパ制御
回路１５はTR3、TR4またはTR5、TR6をチョッパ制御によ
り動作させて、夫々図中実線または破線のように界磁巻
線１１に界磁電流を流す。この際、界磁電流のデューテ
ィ比は１、即ち全導通とする。 【００１８】次いでチョッパ制御回路１３は界磁電流が
所定値以上流れていることを条件としてTR2をチョッパ
制御により動作させて電動機の始動を行い、車両を走行
させる。またチョッパ制御回路１３はチョッピング信号
のデューテイ比を変化させることにより電動機の回転数
制御を行って走行速度の調節を行う。この際のチョッピ
ング周波数は例えば2.5kHzとする。かかる走行時におい
ては図３の場合と同様に、電源の正側ラインから電機子
１、昇圧回生用コイル２からTR2を通って電源の負側ラ
インに電機子電流が流れ、この昇圧回生用コイル２の両
端に電圧降下が生じる。 【００１９】以上の電機子側の制御と共に、チョッパ制
御回路１５は、動作させるスイッチング素子の対を選択
して、図中実線と破線で示すように界磁電流の方向を切
り替えることにより電動機の回転方向の切り替えを行
う。また場合によっては必要に応じてチョッピング信号
のデューティ比を変化させることにより界磁電流の調節
を行う。 【００２０】次に、車両が高速で走行している時、また
は坂を下っている時に制動を行う場合には、チョッパ制
御回路１５は界磁電流のデューティ比を小さくし、また
チョッパ制御回路１３はTR2をOFFとすると共にTR1をON
とする。すると電動機は発電機として動作し、図４の場
合と同様に電機子１に発生する起電力により、電源の負
側ラインからD2、TR2、昇圧回生用コイル２、電機子１
を通って電源の正側ラインに至り、蓄電池１０に流れ込
む回生電流が発生する。制動の初期は界磁電流を小さく
設定するので緩やかな回生が行われ、大きな衝撃を与え
ない。 【００２１】界磁電流は回生電流を監視しながら調節す
る。即ち車両の速度が次第に低下するにつれて界磁電流
のデューティ比を大きくしていって回生電流を所定の値
に維持し、最終的には界磁電流はデューティ比＝１、即
ち全導通とする。 【００２２】さらに速度が低下して電機子１に発生する
電圧が低下していくと回生電流が維持できなくなるの
で、この場合や、制動の所望の過程において必要に応じ
て強い回生制動を行いたい場合にはチョッパ制御回路１
３におけるチョッピング周波数を切り替えてTR1をチョ
ッパ制御する。即ち、この際のチョッピング周波数は、
走行時におけるTR2のチョッピング周波数よりも高く、
例えば5〜10kHzとする。 【００２３】まずTR1がOFFとなると、電機子１に発生す
る起電力による電流は、図５の場合と同様にTR1を通し
て昇圧回生用コイル２に流れ、この昇圧回生用コイル２
にエネルギが蓄積される。次いでTR1が開となると、昇
圧回生用コイル２には図６の場合と同様に、電機子１に
発生する電圧と同方向の逆起電力が発生するので、電機
子回路３の電圧は電機子１の起電力と昇圧回生用コイル
２の逆起電力が加えられた電圧に昇圧される。そして蓄
電池１０の電圧よりも高くなるので必要な回生電流を得
ることができる。以上の動作における回生電流の制御
は、TR1がONの際に昇圧回生用コイル２に蓄えられるエ
ネルギを調節することにより、即ちTR1のチョッパ制御
のデューティ比を変えることにより制御することができ
る。 【００２４】以上の回生制動、即ち昇圧回生制動におい
ては、上述したようにTR1のチョッピング周波数は、上
述した走行時のTR2のチョッピング周波数よりも高くし
ているので、昇圧回生用コイル２には、TR2のチョッピ
ング周波数での動作と比較して、より高い逆起電力を発
生し、従って十分な回生電流を得ることができる。 【００２５】次にチョッパ制御回路１３の具体例を図２
について説明する。符号２０は基準発振器で、この基準
発振器２０は、上記TR1のチョッピング周波数に相当す
る5kHzのクロック信号を発生する構成としている。また
符号２１，２２は、夫々TR2、TR1のチョッパ制御の制御
信号を発生するパルス幅変調器で、変調器２１には分周
器２３を介して2.5kHzのクロック信号を入力し、また変
調器２２には直接に基準発振器２０のクロック信号を入
力する構成としている。またこれらの変調器２１，２２
には、デューティ比制御用のロジック回路２４の制御信
号を入力する構成としている。このロジック回路２４
は、回転速度信号、蓄電池電圧信号、電機子電圧信号等
の信号に対応して、デューティ比制御信号を発生する構
成としている。 【００２６】夫々の変調器２１，２２の出力は、夫々に
対応するNORゲート２５，２６の一方の入力部に入力す
ると共に、これらのNORゲート２５，２６の出力はORゲ
ート２７の夫々の入力部に入力する構成としている。そ
してORゲート２７の出力は、TR1、TR2用ドライバ回路２
８，２９に入力している。 【００２７】上記NORゲート２５，２６の夫々の他方側
の入力部は抵抗Rを介して正側にプルアップすると共に
切替スイッチ３０の各切替端子に接続し、そして切替ス
イッチ３０の共通端子は接地側にプルダウンされてい
る。そして切替スイッチ３０は動作モード制御用ロジッ
ク回路３１により制御される構成としている。 【００２８】ロジック回路３１は回生電流信号、ブレー
キ信号、アクセル信号、エキゾースト信号等の信号を入
力として走行信号、回生信号、昇圧回生信号を発すると
共に、上記切替スイッチ３０の切替信号を発する構成で
ある。そして走行信号、昇圧回生信号は夫々ドライバ回
路２８，２９に入力してこれらをONとすると共に、走行
信号及び回生信号は上記チョッパ制御回路１５に入力し
て界磁巻線１１側の制御を行う構成としている。 【００２９】以上の構成において走行時にはロジック回
路３１はNORゲート２５側に切替られて、その一方側の
入力部が接地されるので、このNORゲート２５のみがOR
ゲート２７にクロックの出力を行う。従ってドライバ回
路２８には分周器２３で分周され、変調器２２でデュー
ティ比が調節された2.5kHzの駆動信号が入力されてTR1
のON-OFF駆動を行う。 【００３０】一方、昇圧回生時にはロジック回路３１は
NORゲート２６側に切替られて、その一方側の入力部が
接地されるので、このNORゲート２６のみがORゲート２
７にクロックの出力を行う。従ってドライバ回路２９に
は変調器２２でデューティ比が調節された基準発振器２
０の5kHzの駆動信号が入力されてTR2のON-OFF駆動を行
う。 【００３１】 【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、昇圧回
生時には必須となる昇圧回生用コイルによるエネルギの
損失を走行時に低減することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するチョッパ制御直流電動機の駆
動回路を概念的に示すものである。 【図２】本発明を適用するチョッパ制御回路の具体例を
示す概念図である。 【図３】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の走行時の
動作を示す概念図である。 【図４】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の回生時の
動作を示す概念図である。 【図５】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の昇圧回生
時の第１の動作を示す概念図である。 【図６】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の昇圧回生
時の第２の動作を示す概念図である。 【符号の説明】 １ 電機子 ２ 昇圧回生用コイル ３ 電機子回路 ４ 第１のスイッチング手段（TR
2） ５ 回生用ダイオード（D2） ６ 並列回路 ７ 第２のスイッチング手段（TR
1） ８ フライホイールダイオード
（D1） ９ チョッパ制御回路 １０ 蓄電池 １１ 界磁巻線 １２ メインコンタクタ １３ チョッパ制御回路 １４ ブリッジ回路 １５ チョッパ制御回路 ２０ 基準発振器 ２１，２２ パルス幅変調器 ２３ 分周器 ２４ ロジック回路 ２５，２６ NORゲート ２７ ORゲート ２８，２９ ドライバ回路 ３０ 切替スイッチ ３１ ロジック回路
動回路を概念的に示すものである。 【図２】本発明を適用するチョッパ制御回路の具体例を
示す概念図である。 【図３】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の走行時の
動作を示す概念図である。 【図４】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の回生時の
動作を示す概念図である。 【図５】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の昇圧回生
時の第１の動作を示す概念図である。 【図６】チョッパ制御直流電動機の駆動回路の昇圧回生
時の第２の動作を示す概念図である。 【符号の説明】 １ 電機子 ２ 昇圧回生用コイル ３ 電機子回路 ４ 第１のスイッチング手段（TR
2） ５ 回生用ダイオード（D2） ６ 並列回路 ７ 第２のスイッチング手段（TR
1） ８ フライホイールダイオード
（D1） ９ チョッパ制御回路 １０ 蓄電池 １１ 界磁巻線 １２ メインコンタクタ １３ チョッパ制御回路 １４ ブリッジ回路 １５ チョッパ制御回路 ２０ 基準発振器 ２１，２２ パルス幅変調器 ２３ 分周器 ２４ ロジック回路 ２５，２６ NORゲート ２７ ORゲート ２８，２９ ドライバ回路 ３０ 切替スイッチ ３１ ロジック回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60L 7/12
H02P 3/14
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電機子と直列に昇圧回生用コイルを接続
して成る電機子回路に、第１のスイッチング手段と回生
用ダイオードの並列回路を直列に接続すると共に、第２
のスイッチング手段とフライホィールダイオードを並列
に接続し、前記第１と第２のスイッチング手段をチョッ
パ制御回路により駆動する構成の電動機駆動回路におい
て、チョッパ制御回路は、昇圧回生時に高い周波数に切
り替えて第２のスイッチング手段をチョッパ制御するこ
とを特徴とする車両用のチョッパ制御直流電動機の昇圧
回生制動制御方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18164493A JP3480471B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 車両用のチョッパ制御直流電動機の昇圧回生制動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18164493A JP3480471B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 車両用のチョッパ制御直流電動機の昇圧回生制動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739008A JPH0739008A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3480471B2 true JP3480471B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=16104357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18164493A Expired - Fee Related JP3480471B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 車両用のチョッパ制御直流電動機の昇圧回生制動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3480471B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106026790A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-12 | 冼毅 | 电容制动控制线路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101952098B1 (ko) * | 2012-09-04 | 2019-02-26 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 부스터 시스템의 전원 안정화 장치 및 그 방법 |
| JP6569579B2 (ja) * | 2016-03-31 | 2019-09-04 | 株式会社豊田自動織機 | 車両用走行モータの制御装置 |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP18164493A patent/JP3480471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106026790A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-12 | 冼毅 | 电容制动控制线路 |
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| JPH0739008A (ja) | 1995-02-07 |
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