JPH04265601A - 電動車両の制御装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動車両の制御装置に
係り、とくに、過負荷時等における回路素子の温度上昇
による熱破壊を防止するための温度保護機能を備えた電
動車両の制御装置に関する。

【０００２】

【背景技術】一般に、電動車両の制御装置における温度
保護の方式としては、モータ駆動部を構成するパワート
ランジスタ等のモータドライブ素子付近の温度上昇を検
出して、この温度が所定の設定温度を超えた場合にモー
タへの通電を遮断し、これによって、それ以上の発熱を
防止する方式が主として採用されている。

【０００３】図４には、この種の温度保護方式が採用さ
れた制御装置の一例が示されている。この図に示す制御
装置は、操作量に応じたアクセル電圧を発生するアクセ
ル部５０と、このアクセル部５０から出力されるアクセ
ル電圧に応じてパルス幅の変化する制御信号であるＰＷ
Ｍ（Ｐｌｕｓｅ　　Ｗｉｄｔｈ　　Ｍｏｄｕｌｅ）信号
を出力するパルス幅制御部５３と、このパルス幅制御部
５３から出力される制御信号に応じてモータ５７の駆動
電流を出力するモータ駆動部５４と、このモータ駆動部
５４の温度上昇に応じた温度検出信号を出力する温度検
出部５５と、この検出信号のレベルが一定レベルに達し
た場合に作動してアクセル電圧を低下させる温度保護部
５６とを備えている。

【０００４】これをさらに詳述すると、アクセル部５０
は、操作量に応じたアクセル電圧を発生するアクセレー
タ５１と、このアクセレータ５１から出力されるアクセ
ル電圧を遅延させた出力電圧を発生する図示しない積分
回路等を含んで構成されたアクセル信号処理回路５２と
を有している。また、パルス幅制御部５３は、所定の基
準三角波を発生する基準三角波発生器６１と、この基準
三角波をその反転入力とするとともに、アクセル部５０
から出力されるアクセル電圧を非反転入力とするコンパ
レータＩＣ１とにより構成されている。そして、コンパ
レータＩＣ１は、アクセル電圧と基準三角波とを比較し
てアクセル電圧の大きさに応じたパルス幅を有するＰＷ
Ｍ信号を発生するようになっている。モータ駆動部５４
は、モータドライブ素子としての正，逆転用各２つ合計
４つのパワートランジスタ（いずれも図示せず）と、こ
れらのパワートランジスタをコンパレータＩＣ１から出
力されるＰＷＭ信号に応じてオン・オフせしめるモータ
ドライバ等を含んで構成され、モータ５７への駆動電流
を出力する。

【０００５】前記温度検出部５５は、モータ駆動部５４
内部のパワートランジスタの温度上昇を検出してその抵
抗値が検出温度に応じて変化するサーミスタ５８と、こ
のサーミスタ５８とともに電源電圧を分圧する分圧抵抗
Ｒ１　とから構成されている。ここで、サーミスタ５８
は、実際には、パワートランジスタを固定している図示
しないヒートシンクに取り付けられている。この温度検
出部５５では、パワートランジスタの温度上昇とともに
サーミスタ５８の抵抗値が減少し、この結果、分圧抵抗
Ｒ１　で分圧される出力電圧ｖＴ　が上昇する。また、
温度保護部５６は、温度検出部５５の出力電圧ｖＴをそ
の反転入力とするとともに、所定の基準電圧ｖｒ　を非
反転入力とするコンパレータＩＣ２により構成されてい
る。このコンパレータＩＣ２は、オープンコレクタタイ
プのものが使用され、その出力端は、アクセレータ出力
５１の出力に接続されている。このため、このコンパレ
ータＩＣ２では、温度検出部５５の出力電圧ｖＴ　と基
準電圧ｖｒ　とを比較し、出力電圧ｖＴ　が基準電圧ｖ
ｒ　より高くなった場合に、その出力が「ロー（Ｌ）」
となる。これにより、アクセレータ５１の出力が「Ｌ」
となり、アクセル部５０から出力されるアクセル電圧が
遮断され、コンパレータＩＣ１の出力が常に「Ｌ」とな
って、モータ駆動部５４内部のパワートランジスタには
通電されなくなる。これがため、サーミスタ５８の検出
温度が、コンパレータＩＣ２の基準電圧ｖｒ　で定まる
設定温度になると、それ以上の温度上昇はしなくなるの
で、熱破壊が防止される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した図４の制御装
置にあっては、走行中、検出温度が設定温度に達すると
、前述した如く、直ちにモータが停止する。このため、
走行時、ユーザーはいつ温度上昇によって急停止するか
が全くわからず不安であり、また、停止したくない場所
で停止した場合等移動が必要な場合であっても、モータ
駆動部の入力遮断が解除されるまでのある時間は、自走
が不可能となって大変不便であるという不都合があった
。この一方、停止するに不向きな場所を通過する度毎に
、事前に停止して温度が下がるまで待つということは、
非現実的である。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ駆動
部あるいはモータの異常温度上昇をオペレータに事前に
認識せしめ得ると同時に過負荷状態を軽減できる電動車
両の制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、操作量に応じ
たアクセル電圧を発生するアクセル部と、アクセル電圧
に応じてパルス幅の変化する制御信号を出力するパルス
幅制御部と、このパルス幅制御部から出力される制御信
号に応じてオン・オフされるモータドライブ素子を含ん
で構成されるとともにモータ駆動電流を出力するモータ
駆動部と、このモータ駆動部あるいはモータの温度上昇
に応じた温度検出信号を出力する温度検出部と、この温
度検出信号のレベルが一定レベルに達した場合に作動し
てアクセル部の出力を遮断する温度保護部とを備えてい
る。そして、モータ駆動部に、モータドライブ素子に流
れる電流値が所定の閾値を超えた場合にモータ電流低下
用の信号を出力する過電流保護部を併設し、この過電流
保護部に、温度検出信号のレベルが温度保護部の作動レ
ベルより幾分低い設定レベルとなった場合に警報を発生
すると同時に過電流保護部の閾値を所定値だけ低下せし
める警報発生部を接続する、という構成を採っている。 これによって、前述した目的を達成しようとするもので
ある。

【０００９】

【第１実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし
図２に基づいて説明する。ここで、前述した図４の制御
装置と同一または同等の構成部分については、同一の符
号を用いるとともにその説明を簡略し、もしくは省略す
るものとする。

【００１０】図１には、この実施例の制御装置の構成が
示されている。この図１に示す制御装置は、前述した図
４の制御装置におけるモータ駆動部５４に、過電流保護
部１が併設されている点及びこの過電流保護部１に警報
発生部２が接続されている点に特徴を有する。その他の
構成は、前述した図４の制御装置と同様になっている。

【００１１】過電流保護部１は、モータ駆動部５４を構
成する図示しないパワートランジスタに流れる電流検出
用のシャント抵抗器３と、このシャント抵抗器３の検出
電圧をその反転入力とし、所定の基準電圧ｖ２　を非反
転入力とするコンパレータＩＣ３とを含んで構成されて
いる。ここで、コンパレータＩＣ３の反転入力端には、
抵抗ｒとコンデンサＣとから成るローパスフィルタが接
続されている。このローパスフィルタが設けられている
のは、シャント抵抗器３がＰＷＭ制御されたモータ電流
値をそのまま検出するので、その検出電圧を平均化して
コンパレータＩＣ３の反転入力とするためである。コン
パレータＩＣ３では、パワートランジスタに流れる電流
値が所定の閾値を超え、過電流状態なった場合に、シャ
ント抵抗器３の検出電圧ｖｉ　が基準電圧ｖ２　を超え
、その出力が「Ｌ」となる。この「Ｌ」レベル信号の出
力によりモータ駆動部５４のモータドライバ（図示せず
）では、モータ電流を低下させるべくパワータランジス
タへの通電を抑制する。この結果、シャント抵抗器３の
検出電流が、コンパレータＩＣ３の基準電圧ｖ２　で定
まる電流値になると、それ以上電流値は上昇しなくなる
ので、熱破壊が防止される。このようにして、過電流保
護が行なわれるようになっている。

【００１２】前記警報発生部２は、温度検出部５５の出
力電圧ｖＴ　をその反転入力とし、温度保護部５６の基
準電圧ｖｒ　より幾分低く設定された基準電圧ｖ１　を
その非反転入力とするコンパレータＩＣ４と、当該コン
パレータＩＣ４の出力端に接続されたブザー４とを含ん
で構成されている。また、このコンパレータＩＣ４の出
力端は、ダイオードＤ１　及び抵抗Ｒ２　を介して、過
電流保護部１のコンパレータＩＣ３の非反転入力端に接
続されている。このため、本実施例では、モータ駆動部
５４内の温度が徐々に上昇し、サーミスタ５８の抵抗値
がそれに伴って変化すると、温度検出部５８の出力電圧
ｖＴ　が図２に示すように次第に上昇する。そして、出
力電圧ｖＴ　が基準電圧ｖ１　を超えると、コンパレー
タＩＣ４の出力が、「Ｌ」となり、ブザー４が作動して
警報音を発する。このとき同時に、コンパレータＩＣ４
の出力が「Ｌ」により、抵抗Ｒ２　及びダイオードＤ１
　の回路にも電源電流が流れるので、過電流保護部１の
閾値（制限電流値）を決定する基準電圧ｖ２　が低下す
る。この結果、ｖＴ＞ｖ１　で最大電流が抑えられパワ
ートランジスタの発熱が抑制されることになる。過負荷
の場合には、電流が抑制されても、温度は上昇していく
が、この場合、ブザー４が警報音を発生しているので、
搭乗者は温度が上昇していることを事前に認識すること
ができ、温度保護部５６がアクセル電圧を遮断する前に
意識的に車両を停車させることができる。また、平坦路
等負荷の軽い所を走行中であれば、電流が抑制されても
走行は可能であり、停止するに不向きな場所からは速や
かに移動することもできる。

【００１３】

【第２実施例】次に、本発明の第２実施例を図３に基づ
いて説明する。この実施例は、前述した第１実施例にお
いて、モータ５７の温度を検出する温度検出部１１及び
この温度検出部１１に併設された温度保護部１２が付け
加えられた点及び、これに応じて警報発生部２の構成が
多少変更された点に特徴を有する。

【００１４】温度検出部１１は、温度検出部５５と同様
に、サーミスタ１３と分圧抵抗Ｒ３　とから構成されて
いる。サーミスタ１３は、実際には、モータ５７の近傍
に取り付けられており、モータ５７の温度上昇を検出す
る。温度保護部１２は、温度保護部５６と同様にコンパ
レータＩＣ５を中心として構成されている。このコンパ
レータＩＣ５の出力端は、アクセレータ５１の出力に接
続されている。また、警報発生部２は、ブザー４と、コ
ンパレータＩＣ４と、コンパレータＩＣ６とを含んで構
成されている。このコンパレータＩＣ６は、温度保護部
１２の基準電圧ｖ３　より幾分低く設定された基準電圧
ｖ４を非反転入力とし、温度検出部１１の出力を反転入
力としている。また、このコンパレータＩＣ６の出力端
は、ブザー４、及びダイオードＤ１　と抵抗Ｒ２　を介
して、過電流保護部１のコンパレータＩＣ３の非反転入
力端に接続されている。その他の部分の構成は、第１実
施例と同一となっている。

【００１５】このように構成された本第２実施例による
と、第１実施例と同一の作用効果を得られる他、温度検
出部１１のサーミスタ１３によりモータ５７の温度上昇
を直接的に検出することができ、温度保護部１２の機能
によりモータ５７が異常温度上昇により焼損等するのを
防止することができる。この場合においても、警報発生
部２を構成するコンパレータＩＣ６の作用により、限界
温度に至る前に警告と減流を行なうことにより、モータ
５７の温度上昇による強制停止以前に車を停車させるこ
と等が可能となる。この第２実施例は、モータ駆動部５
４におけるサーミスタ５８の取り付け場所とモータ５７
とが離れている場合にあっても、モータロック等の異常
が発生し急激なモータの温度上昇が生じた場合に、温度
検出部１１のサーミスタ１３により、これを直接的に検
出することができ、熱伝導の遅れからモータ５７が焼損
に至るのを効果的に回避できるという点でとくに有効で
ある。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
警報発生部の機能により温度保護部によってアクセル電
圧の遮断が行なわれ車両が急停止する前に警報が発せら
れるので、停止に不向きな場所を通過しようとする場合
の搭乗者に対する警告を行なうことができ、また、警報
と同時に過電流保護部の閾値，即ち，制限電流値を低下
させることができることから、モータドライブ素子に流
れる電流が減少せしめられ、これにより、過負荷状態を
自動的に軽減することができ、さらには、減流されても
軽負荷であれば走行可能であるため、停止に不向きな場
所から移動することができるという従来にない優れた電
動車両の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】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１の実施例におけるサーミスタの検出温度と
、温度検出部の出力電圧との関係を、温度保護部，警報
発生部の基準電圧とともに示す線図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【図４】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１　　過電流保護部 ２　　警報発生部 ５０　　アクセル部 ５３　　パルス幅制御部 ５４　　モータ駆動部 ５５　　温度検出部 ５６　　温度保護部 ５７　　モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　操作量に応じたアクセル電圧を発生す
   るアクセル部と、前記アクセル電圧に応じてパルス幅の
   変化する制御信号を出力するパルス幅制御部と、このパ
   ルス幅制御部から出力される制御信号に応じてオン・オ
   フされるモータドライブ素子を含んで構成されるととも
   にモータ駆動電流を出力するモータ駆動部と、このモー
   タ駆動部あるいはモータの温度上昇に応じた温度検出信
   号を出力する温度検出部と、この温度検出信号のレベル
   が一定レベルに達した場合に作動して前記アクセル部の
   出力を遮断する温度保護部とを備えた電動車両の制御装
   置において、前記モータ駆動部に、前記モータドライブ
   素子に流れる電流値が所定の閾値を超えた場合にモータ
   電流低下用の信号を出力する過電流保護部を併設し、こ
   の過電流保護部に、前記温度検出信号のレベルが前記温
   度保護部の作動レベルより幾分低い設定レベルとなった
   場合に警報を発生すると同時に前記過電流保護部の閾値
   を所定値だけ低下せしめる警報発生部を接続したことを
   特徴とする電動車両の制御装置。