JP3127033B2 - 電気自動車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に係り、特
に直流ブラシレスモータを駆動源とする電気自動車のト
ルク制御装置に関する。
に直流ブラシレスモータを駆動源とする電気自動車のト
ルク制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車は、バッテリを直流電源と
し、直流モータ又は交流モータの駆動力を車輪に直結で
又はギヤを介在して伝達し、モータの速度制御又はトル
ク制御によって所期の駆動力を得るようにしている。
し、直流モータ又は交流モータの駆動力を車輪に直結で
又はギヤを介在して伝達し、モータの速度制御又はトル
ク制御によって所期の駆動力を得るようにしている。
【０００３】例えば、図７に示す電気自動車は、４つの
車輪１1〜１4に夫々モータ２1〜２4を直結する４輪ダイ
レクト駆動型にされ、各モータ２1〜２4にはインバータ
３1〜３4から電流又は電圧制御された交流電力を供給
し、各インバータ３1〜３4の出力制御にはアクセルペダ
ル４の踏み角に連動するポテンショメータ５からトルク
指令又は速度指令を与える。６は各インバータ３1〜３4
に必要な直流電力を供給するバッテリである。
車輪１1〜１4に夫々モータ２1〜２4を直結する４輪ダイ
レクト駆動型にされ、各モータ２1〜２4にはインバータ
３1〜３4から電流又は電圧制御された交流電力を供給
し、各インバータ３1〜３4の出力制御にはアクセルペダ
ル４の踏み角に連動するポテンショメータ５からトルク
指令又は速度指令を与える。６は各インバータ３1〜３4
に必要な直流電力を供給するバッテリである。
【０００４】ところで、永久磁石により界磁磁束を得る
直流ブラシレスモータは、回転子に永久磁石の界磁を使
用し、その回転子の磁極位置を検出して、その位置信号
により固定子の電流（電機子電流）と磁束が常に直交す
るように電流を制御している。即ち、モータの電機子電
流とモータ誘起電圧とが同位相になるように制御するこ
とにより直流機と同様な特性を実現している。
直流ブラシレスモータは、回転子に永久磁石の界磁を使
用し、その回転子の磁極位置を検出して、その位置信号
により固定子の電流（電機子電流）と磁束が常に直交す
るように電流を制御している。即ち、モータの電機子電
流とモータ誘起電圧とが同位相になるように制御するこ
とにより直流機と同様な特性を実現している。
【０００５】このような直流ブラシレスモータを電気自
動車の駆動源とする場合の制御装置は、ポテンショメー
タ５からトルク指令を得てインバータ３1〜３4の出力電
流を制御する構成にされる。
動車の駆動源とする場合の制御装置は、ポテンショメー
タ５からトルク指令を得てインバータ３1〜３4の出力電
流を制御する構成にされる。
【０００６】この制御装置は例えば図８に示す構成にさ
れる。直流電源１１からの直流電力はインバータ主回路
１２によって制御されたＰＷＭ波形の電力出力に変換さ
れ、ＤＣブラシレスモータ１３の電機子電流として供給
される。モータ１３の回転子位置はアブソリュートエン
コーダ１４によって位相信号θとして検出される。指令
Ｉ1refは乗算器１５1，１５2の乗数にされ、これら乗算
器１５1，１５2の被乗数には正弦波発生器１６からの互
いに１２０度移相した正弦波信号にされる。この正弦波
位相はエンコーダ１４び位相信号θに従って制御され
る。
れる。直流電源１１からの直流電力はインバータ主回路
１２によって制御されたＰＷＭ波形の電力出力に変換さ
れ、ＤＣブラシレスモータ１３の電機子電流として供給
される。モータ１３の回転子位置はアブソリュートエン
コーダ１４によって位相信号θとして検出される。指令
Ｉ1refは乗算器１５1，１５2の乗数にされ、これら乗算
器１５1，１５2の被乗数には正弦波発生器１６からの互
いに１２０度移相した正弦波信号にされる。この正弦波
位相はエンコーダ１４び位相信号θに従って制御され
る。
【０００７】乗算器１５1，１５2の出力にはモータ１３
への３相入力のうちのｕ相とｗ相の正弦波電流指令
Ｉu，Ｉwが取り出され、これら電流指令Ｉu，Ｉwはモー
タ電流Ｉu′，Ｉw′をフィードバック信号とする電流制
御アンプ１７1，１７2によって比例・積分演算され、ｕ
相とｗ相の電圧指令Ｖu，Ｖwとして取り出される。
への３相入力のうちのｕ相とｗ相の正弦波電流指令
Ｉu，Ｉwが取り出され、これら電流指令Ｉu，Ｉwはモー
タ電流Ｉu′，Ｉw′をフィードバック信号とする電流制
御アンプ１７1，１７2によって比例・積分演算され、ｕ
相とｗ相の電圧指令Ｖu，Ｖwとして取り出される。
【０００８】電圧指令Ｖu，Ｖwは加算器１８によって加
算されることで該加算器１９の出力にｖ相の電圧指令Ｖ
vが生成される。これら電圧指令Ｖu，Ｖw，ＶvはＰＷＭ
発生回路としてのコンパレータ１９1，１９2，１９3の
比較入力にされ、比較基準に搬送波発生器２０からの三
角波信号が与えられることで該コンパレータ１９1〜１
９3の出力に正弦波近似のＰＷＭ波形が取り出され、こ
れらＰＷＭ波形がインバータ主回路１２の各相ゲート信
号にされ、ゲート回路２１によって増幅されてインバー
タ主回路１２の各相スイッチ素子のドライブ信号にされ
る。
算されることで該加算器１９の出力にｖ相の電圧指令Ｖ
vが生成される。これら電圧指令Ｖu，Ｖw，ＶvはＰＷＭ
発生回路としてのコンパレータ１９1，１９2，１９3の
比較入力にされ、比較基準に搬送波発生器２０からの三
角波信号が与えられることで該コンパレータ１９1〜１
９3の出力に正弦波近似のＰＷＭ波形が取り出され、こ
れらＰＷＭ波形がインバータ主回路１２の各相ゲート信
号にされ、ゲート回路２１によって増幅されてインバー
タ主回路１２の各相スイッチ素子のドライブ信号にされ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】直流ブラシレスモータ
を駆動源とする従来の電気自動車において、トルク指令
値はアクセルペダル４の踏み角に比例して上昇するポテ
ンショメータ５の出力になる。
を駆動源とする従来の電気自動車において、トルク指令
値はアクセルペダル４の踏み角に比例して上昇するポテ
ンショメータ５の出力になる。
【００１０】一方、直流ブラシレスモータは、その回転
数が高くなるほどその誘起電圧も高くなる。このため、
同トルク指令を与えるもそのときのモータ回転数（電気
自動車の走行速度）によっては正常なトルク電流が供給
できなくなる。
数が高くなるほどその誘起電圧も高くなる。このため、
同トルク指令を与えるもそのときのモータ回転数（電気
自動車の走行速度）によっては正常なトルク電流が供給
できなくなる。
【００１１】即ち、ポテンショメータから与えられるト
ルク指令値は、モータの低速域での最大トルクに対応づ
けられるため、高速域ではトルク指令に応じた電流を供
給するために必要な電源電圧を確保できなくなり、電流
をフィードバック制御する電流制御系ではアンプ１
７1，１７2の出力が飽和し、この飽和出力は正弦波近似
のＰＷＭ制御では台形波に近くなると共に３相電流が不
均衡となり、正常なトルク電流供給ができなくなる。
ルク指令値は、モータの低速域での最大トルクに対応づ
けられるため、高速域ではトルク指令に応じた電流を供
給するために必要な電源電圧を確保できなくなり、電流
をフィードバック制御する電流制御系ではアンプ１
７1，１７2の出力が飽和し、この飽和出力は正弦波近似
のＰＷＭ制御では台形波に近くなると共に３相電流が不
均衡となり、正常なトルク電流供給ができなくなる。
【００１２】上述の問題を解消するにはモータ回転数に
応じてトルク指令値を制限することが考えられるが、回
転数に応じた単なる制限では不適切な制限になる。
応じてトルク指令値を制限することが考えられるが、回
転数に応じた単なる制限では不適切な制限になる。
【００１３】例えば、トルク指令値の過大な制限はアク
セルペダルの踏み角変更にも出力トルク制限によってト
ルク出力に変化が無くなり、電気自動車の加減速に違和
感を与えると共に加速性能，出力性能を悪くする。逆
に、トルク指令値の不足制限は上述の問題を起す。
セルペダルの踏み角変更にも出力トルク制限によってト
ルク出力に変化が無くなり、電気自動車の加減速に違和
感を与えると共に加速性能，出力性能を悪くする。逆
に、トルク指令値の不足制限は上述の問題を起す。
【００１４】また、最大出力トルクは直流電源としての
バッテリの放電深度による開放電圧変動や内部抵抗変化
によって生じる電圧ドロップ分が大きく影響し、トルク
指令値の単なる制限では不適切なものになる。
バッテリの放電深度による開放電圧変動や内部抵抗変化
によって生じる電圧ドロップ分が大きく影響し、トルク
指令値の単なる制限では不適切なものになる。
【００１５】本発明の目的は、トルク指令値の過不足を
無くし、またアクセルペダルの踏み角に調和したトルク
指令値を得ることができる電気自動車を提供することに
ある。
無くし、またアクセルペダルの踏み角に調和したトルク
指令値を得ることができる電気自動車を提供することに
ある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、車輪の駆動源になる直流ブラシレスモー
タと、アクセルペダルの踏み角をトルク指令ＴACCとし
該トルク指令に応じた電流指令に従って該モータの電機
子電流を制御するインバータと、該インバータの直流電
源になるバッテリとを備えた電気自動車において、前記
モータの回転数ｎとバッテリの開放電圧Ｖoから前記ト
ルク指令の制限値Ｔmを次式
決を図るため、車輪の駆動源になる直流ブラシレスモー
タと、アクセルペダルの踏み角をトルク指令ＴACCとし
該トルク指令に応じた電流指令に従って該モータの電機
子電流を制御するインバータと、該インバータの直流電
源になるバッテリとを備えた電気自動車において、前記
モータの回転数ｎとバッテリの開放電圧Ｖoから前記ト
ルク指令の制限値Ｔmを次式
【００１７】
【数２】
【００１８】 但し、ＫT：トルク指令−電流指令変換係数 Ｋ1，Ｋ2：インバータ損失係数 ＫN：誘起電圧定数 Ｒa′：（１＋Ｋf）Ｒa Ｒa：モータ等価巻線抵抗 Ｋf：漂遊損失係数 Ｒi：バッテリ内部抵抗 Ｋo：モータ無負荷損失係数 に従って求めるリミッタ値演算部と、前記トルク指令Ｔ
ACCを前記制限値Ｔmで制限するリミッタ回路とを備えた
ことを特徴とする。
ACCを前記制限値Ｔmで制限するリミッタ回路とを備えた
ことを特徴とする。
【００１９】
【作用】直流ブラシレスモータの電機子電流をインバー
タで制御し、該インバータの直流電源をバッテリとする
ときの最大出力特性を図１を参照して説明する。
タで制御し、該インバータの直流電源をバッテリとする
ときの最大出力特性を図１を参照して説明する。
【００２０】図１はモータ駆動系の１相分を示し、バッ
テリとインバータ及び直流ブラシレスモータの各定数は
次の通りである。
テリとインバータ及び直流ブラシレスモータの各定数は
次の通りである。
【００２１】 Ｖo：バッテリ開放電圧 Ｒi：バッテリ内部抵抗 ＥD、ＩD：インバータの直流入力電圧、電流 Ｖa、Ｉa：インバータの交流出力電圧、電流 Ｅo：モータ誘起電圧（相電圧） Ｒa：モータ等価巻線抵抗（１相分） 図１の構成において、インバータの損失はＷINVは、定
常損失及びスイッチング損失からなり、これを交流出力
電流Ｉaの関数として表わせば次式となる。
常損失及びスイッチング損失からなり、これを交流出力
電流Ｉaの関数として表わせば次式となる。
【００２２】ＷINV＝Ｋ1Ｉa 2＋Ｋ2Ｉa …（１） 但し、Ｋ1、Ｋ2：インバータ損失係数 次に、モータの全損失ＷIMは、一次銅損ＷCUと無負荷損
Ｗo及び漂遊負荷損Ｗaを次式 ＷCU＝３ＲaＩa 2 …（２−１） Ｗo＝Ｋo・ｎ1・6 …（２−２） Ｗa＝ＫfＷCU …（２−３） とすれば、 ＷIM＝ＷCU＋Ｗo＋Ｗa ＝（１＋Ｋf）ＲaＩa 2＋Ｋo・ｎ1・6 ＝Ｒa′Ｉa 2＋Ｋoｎ1・6 …（３） となる。
Ｗo及び漂遊負荷損Ｗaを次式 ＷCU＝３ＲaＩa 2 …（２−１） Ｗo＝Ｋo・ｎ1・6 …（２−２） Ｗa＝ＫfＷCU …（２−３） とすれば、 ＷIM＝ＷCU＋Ｗo＋Ｗa ＝（１＋Ｋf）ＲaＩa 2＋Ｋo・ｎ1・6 ＝Ｒa′Ｉa 2＋Ｋoｎ1・6 …（３） となる。
【００２３】次に、インバータの直流入力側には図１の
関係より、 Ｖo−ＲiＩD＝ＥD …（４） また、ＥDとＶaの間に
関係より、 Ｖo−ＲiＩD＝ＥD …（４） また、ＥDとＶaの間に
【００２４】
【数３】
【００２５】但し、μ：インバータ制御率 なる関係があり、さらに ＥDＩD＝３ＶaＩa …（６） なる関係が成立するものとすると、（５）〜（６）式か
ら
ら
【００２６】
【数４】
【００２７】が成立する。
【００２８】また、インバータの入出力とモータ損失の
関係から、 ＥDＩD＝ＷINV＋ＷIM＋３ＩaＥo ＝Ｋ1Ｉa 2＋Ｋ2Ｉa＋Ｒa′Ｉ a 2 ＋３ＩaＥo ＝（Ｋ1＋Ｒa′）Ｉa 2＋（Ｋ2＋３Ｅo）Ｉa …（８） が求まる。但し、（３）式中の無負荷損Ｗo（＝Ｋo・ｎ
1.6）は無視しており、これは最終的なトルクより無負
荷トルクとして差引くことにする。
関係から、 ＥDＩD＝ＷINV＋ＷIM＋３ＩaＥo ＝Ｋ1Ｉa 2＋Ｋ2Ｉa＋Ｒa′Ｉ a 2 ＋３ＩaＥo ＝（Ｋ1＋Ｒa′）Ｉa 2＋（Ｋ2＋３Ｅo）Ｉa …（８） が求まる。但し、（３）式中の無負荷損Ｗo（＝Ｋo・ｎ
1.6）は無視しており、これは最終的なトルクより無負
荷トルクとして差引くことにする。
【００２９】上記（８）式に（４）式及び（７）式を代
入すると
入すると
【００３０】
【数５】
【００３１】となり、これを整理すると、
【００３２】
【数６】
【００３３】となる。
【００３４】従って、（１０）式において、インバータ
制御率μを最大値の１とし、また Ｅo＝ＫN・ｎ …（１１） Ｔ＝ＫT・Ｉa …（１２） 但し、Ｔ：モータトルク と表わされるため、回転数ｎに対する最大出力トルクＴ
mは下記式となる。
制御率μを最大値の１とし、また Ｅo＝ＫN・ｎ …（１１） Ｔ＝ＫT・Ｉa …（１２） 但し、Ｔ：モータトルク と表わされるため、回転数ｎに対する最大出力トルクＴ
mは下記式となる。
【００３５】
【数７】
【００３６】上記（１３）式により、バッテリのパラメ
ータ（Ｖo、Ｒi）とインバータのパラメータ（Ｋ1、
Ｋ2）及びモータのパラメータ（ＫT、ＫN、Ｒa′）は既
知の値であるから、回転数ｎ毎の出力可能な最大トルク
Ｔmを求めることができる。
ータ（Ｖo、Ｒi）とインバータのパラメータ（Ｋ1、
Ｋ2）及びモータのパラメータ（ＫT、ＫN、Ｒa′）は既
知の値であるから、回転数ｎ毎の出力可能な最大トルク
Ｔmを求めることができる。
【００３７】より厳密には、無負荷損失Ｗo（＝Ｋo・ｎ
1・6）分のトルクを（１３）式から減ずることにより
1・6）分のトルクを（１３）式から減ずることにより
【００３８】
【数８】
【００３９】によって最大トルクＴmが求められる。
【００４０】この最大トルクＴmは図２に例示するよう
になり、領域Ａはインバータの最大許容電流で制限され
ることを示し、領域Ｂが回転数ｎに応じて決まる最大ト
ルクＴmによる制限値になる。
になり、領域Ａはインバータの最大許容電流で制限され
ることを示し、領域Ｂが回転数ｎに応じて決まる最大ト
ルクＴmによる制限値になる。
【００４１】以上までのことから、本発明ではモータの
回転数ｎとバッテリの開放電圧Ｖoから出力し得る最大
トルクＴmにトルク指令値を制限し、過不足の生じない
トルク制御ができるようにする。
回転数ｎとバッテリの開放電圧Ｖoから出力し得る最大
トルクＴmにトルク指令値を制限し、過不足の生じない
トルク制御ができるようにする。
【００４２】
【実施例】図３は本発明の一実施例を示す装置構成図で
あり、１組のトルク制御装置を示す。インバータ２１は
例えば図８の制御装置構成にされ、電流指令値Ｉ1refに
応じた交流出力を直流ブラシレスモータ１３に供給する
電流制御系を備える。ポテンショメータ５の出力になる
トルク指令ＴACCはリミッタ回路２２による制限が加え
られてトルク信号Ｔにされ、このトルク信号Ｔはトルク
−電流変換演算器２３によりトルクと電流の変換係数１
／ＫTが乗せられてインバータ２１への電流指令Ｉ1ref
にされる。
あり、１組のトルク制御装置を示す。インバータ２１は
例えば図８の制御装置構成にされ、電流指令値Ｉ1refに
応じた交流出力を直流ブラシレスモータ１３に供給する
電流制御系を備える。ポテンショメータ５の出力になる
トルク指令ＴACCはリミッタ回路２２による制限が加え
られてトルク信号Ｔにされ、このトルク信号Ｔはトルク
−電流変換演算器２３によりトルクと電流の変換係数１
／ＫTが乗せられてインバータ２１への電流指令Ｉ1ref
にされる。
【００４３】ここで、リミッタ回路２２のリミッタ値Ｔ
mはリミッタ値演算部２４により与えられる。この演算
には直流ブラシレスモータ１３の回転数ｎ及びバッテリ
１１の開放電圧Ｖoからリミッタ値Ｔmが前述の（１４）
式又は（１３）式から求められる。
mはリミッタ値演算部２４により与えられる。この演算
には直流ブラシレスモータ１３の回転数ｎ及びバッテリ
１１の開放電圧Ｖoからリミッタ値Ｔmが前述の（１４）
式又は（１３）式から求められる。
【００４４】このように、トルク指令値ＴACCをリミッ
タ回路２２とリミッタ値演算部２４により最大トルクＴ
mに制限することにより、回転数に応じた最適なトルク
指令値以内に制限し、スムーズな駆動かつ安定した駆動
が可能となる。
タ回路２２とリミッタ値演算部２４により最大トルクＴ
mに制限することにより、回転数に応じた最適なトルク
指令値以内に制限し、スムーズな駆動かつ安定した駆動
が可能となる。
【００４５】なお、リミッタ値演算部２４は、インバー
タの最大許容電流で制限される領域Ａ（図２参照）では
最大トルクＴmをアクセルストローク１００％時のトル
ク指令値Ｔmaxに制限する。この演算は ＩＦ Ｔm＞Ｔmax ＴＨＥＮ Ｔm＝Ｔmax の条件式によって実現される。
タの最大許容電流で制限される領域Ａ（図２参照）では
最大トルクＴmをアクセルストローク１００％時のトル
ク指令値Ｔmaxに制限する。この演算は ＩＦ Ｔm＞Ｔmax ＴＨＥＮ Ｔm＝Ｔmax の条件式によって実現される。
【００４６】図４は本発明の他の実施例を示す装置構成
図である。同図が図３と異なる部分は、リミッタ回路２
２に代えて、フルスケール調整部２５を設けた点にあ
る。
図である。同図が図３と異なる部分は、リミッタ回路２
２に代えて、フルスケール調整部２５を設けた点にあ
る。
【００４７】フルスケール調整部２５は、トルク指令値
ＴACCに対し次式からトルク指令Ｔを求める。
ＴACCに対し次式からトルク指令Ｔを求める。
【００４８】Ｔ＝ＴACC×（Ｔm／Ｔmax） …（１５） 本実施例の作用効果を説明する。まず、前述の実施例で
はリミッタ値演算部２４によってトルク指令値ＴACCが
最大トルクＴmに制限される。このときの制限特性は図
２に示すようにモータ回転数ｎに応じて最大トルクＴm
が決まる。
はリミッタ値演算部２４によってトルク指令値ＴACCが
最大トルクＴmに制限される。このときの制限特性は図
２に示すようにモータ回転数ｎに応じて最大トルクＴm
が決まる。
【００４９】この制限特性において、領域Ｂではアクセ
ルを最大に踏み混むも最大トルクＴmに制限され、アク
セルの踏み角変更にもトルク指令Ｔが変化しない「あそ
び領域」が生ずる。
ルを最大に踏み混むも最大トルクＴmに制限され、アク
セルの踏み角変更にもトルク指令Ｔが変化しない「あそ
び領域」が生ずる。
【００５０】例えば、モータ回転数ｎ90ではそのときの
最大トルクＴm90に制限され、あそび領域Ｃの範囲内で
はアクセル踏み角変更にも最大トルクＴm90で制限され
る。このため、あそび領域Ｃではアクセルの踏込み、戻
しにも電気自動車の加減速が無く、運転者に違和感を与
える。特に、モータ回転数１００％付近ではアクセルを
少し踏込むだけで指令値Ｔが最大トルクＴmになって該
値に制限されてしまう。
最大トルクＴm90に制限され、あそび領域Ｃの範囲内で
はアクセル踏み角変更にも最大トルクＴm90で制限され
る。このため、あそび領域Ｃではアクセルの踏込み、戻
しにも電気自動車の加減速が無く、運転者に違和感を与
える。特に、モータ回転数１００％付近ではアクセルを
少し踏込むだけで指令値Ｔが最大トルクＴmになって該
値に制限されてしまう。
【００５１】上述のあそび領域Ｃによるアクセル踏込み
の違和感を無くすため、本実施例ではフルスケール調整
部２５によりモータ回転数に応じてアクセルのフルスト
ロークに対するトルク指令を調整する。
の違和感を無くすため、本実施例ではフルスケール調整
部２５によりモータ回転数に応じてアクセルのフルスト
ロークに対するトルク指令を調整する。
【００５２】例えば、モータ回転数ｎ90では最大トルク
ＴmがＴm90として与えられ、アクセルフルストローク時
のトルク指令値Ｔmaxとの比Ｔm90／Ｔmaxによってトル
ク指令値ＴACCが比例配分され、トルク指令Ｔは Ｔ＝ＴACC×（Ｔm90／Ｔmax） となる。
ＴmがＴm90として与えられ、アクセルフルストローク時
のトルク指令値Ｔmaxとの比Ｔm90／Ｔmaxによってトル
ク指令値ＴACCが比例配分され、トルク指令Ｔは Ｔ＝ＴACC×（Ｔm90／Ｔmax） となる。
【００５３】このとき、フルスケール調整部２５による
制限特性は図２の最大トルクＴmとトルクＴm90の線で囲
まれた範囲になり、アクセル踏み角最大時のトルク指令
値ＴmaxがＴm90になる。従って、アクセル踏み角の変更
に応じて出力トルクが変化し、アクセルの踏込み量に調
和した電気自動車の加減速を得ることができる。
制限特性は図２の最大トルクＴmとトルクＴm90の線で囲
まれた範囲になり、アクセル踏み角最大時のトルク指令
値ＴmaxがＴm90になる。従って、アクセル踏み角の変更
に応じて出力トルクが変化し、アクセルの踏込み量に調
和した電気自動車の加減速を得ることができる。
【００５４】図５は本発明の他の実施例を示す装置構成
図である。同図が図４と異なる部分は、バッテリパラメ
ータ推定部２６を設けた点にある。
図である。同図が図４と異なる部分は、バッテリパラメ
ータ推定部２６を設けた点にある。
【００５５】バッテリパラメータ推定部２６は、リミッ
タ値演算部２４の演算に必要なバッテリパラメータ
Ｖo、Ｒiを推定し、この推定値を最大トルクＴmの演算
に供する。
タ値演算部２４の演算に必要なバッテリパラメータ
Ｖo、Ｒiを推定し、この推定値を最大トルクＴmの演算
に供する。
【００５６】バッテリパラメータＶo、Ｒiは、前述の実
施例では既知のもの又は一部検出値として最大トルクＴ
mを求めるが、バッテリの放電深度に対して図６に示す
特性のように変化し、また特性はバッテリの種類等によ
って異なる。
施例では既知のもの又は一部検出値として最大トルクＴ
mを求めるが、バッテリの放電深度に対して図６に示す
特性のように変化し、また特性はバッテリの種類等によ
って異なる。
【００５７】そこで、本実施例ではバッテリパラメータ
推定部２６によってバッテリパラメータを推定すること
で一層適切なトルク制限を行なう。
推定部２６によってバッテリパラメータを推定すること
で一層適切なトルク制限を行なう。
【００５８】バッテリパラメータ推定部２６による推定
には、次の何れかの方式にされる。
には、次の何れかの方式にされる。
【００５９】（１）放電電流量からバッテリの放電深度
を求め、この放電深度とバッテリ特性からパラメータを
求める方式。
を求め、この放電深度とバッテリ特性からパラメータを
求める方式。
【００６０】（２）モータ制御の停止時にインバータの
入力電圧ＥDと入力電流ＩDからパラメータを求める方
式。
入力電圧ＥDと入力電流ＩDからパラメータを求める方
式。
【００６１】上述の（１）の方式では、まずインバータ
入力電流ＩDを検出し、この時間積分演算によって放電
電流量ＡＨ（アンペアアワー）を求める。
入力電流ＩDを検出し、この時間積分演算によって放電
電流量ＡＨ（アンペアアワー）を求める。
【００６２】
【数９】
【００６３】放電深度ＤＯＤは、バッテリの満充電時の
充電電流量ＡＨoと上記放電電流量ＡＨから次式によっ
て求められる。
充電電流量ＡＨoと上記放電電流量ＡＨから次式によっ
て求められる。
【００６４】
【数１０】
【００６５】この放電深度ＤＯＤと予め測定されるバッ
テリの開放電圧Ｖo特性及び内部抵抗Ｒi特性からパラメ
ータＶo、Ｒiをオンライン推定する。なお、バッテリ特
性はテーブルデータとしてＲＯＭ等に書込んでおくこと
ができる。
テリの開放電圧Ｖo特性及び内部抵抗Ｒi特性からパラメ
ータＶo、Ｒiをオンライン推定する。なお、バッテリ特
性はテーブルデータとしてＲＯＭ等に書込んでおくこと
ができる。
【００６６】次に、（２）の方式を説明する。開放電圧
Ｖoは、バッテリの無負荷状態の出力電圧であるから、
電気自動車が停止した時点や惰行運転時などモータ制御
の停止時の電圧検出によって得ることができる。
Ｖoは、バッテリの無負荷状態の出力電圧であるから、
電気自動車が停止した時点や惰行運転時などモータ制御
の停止時の電圧検出によって得ることができる。
【００６７】これにより、インバータの入力電圧ＥD、
電流ＩDを適当な時間間隔でサンプリングし、電流ＩD＝
０のときの電圧ＥDを検出し開放電圧Ｖoとする。次に、
電流ＩD＞０になるモータ駆動時の電圧ＥDと電流ＩDの
検出値と前述の（４）式から内部抵抗Ｒiを Ｒi＝（ＥD−Ｖo）／ＩD …（１８） として求めることができる。これら演算はサンプリング
周期毎に行ない、オンラインで推定値を求める。
電流ＩDを適当な時間間隔でサンプリングし、電流ＩD＝
０のときの電圧ＥDを検出し開放電圧Ｖoとする。次に、
電流ＩD＞０になるモータ駆動時の電圧ＥDと電流ＩDの
検出値と前述の（４）式から内部抵抗Ｒiを Ｒi＝（ＥD−Ｖo）／ＩD …（１８） として求めることができる。これら演算はサンプリング
周期毎に行ない、オンラインで推定値を求める。
【００６８】なお、上述までの２つの推定方式におい
て、（１）の方式は長時間に渡る累積計算を行うことに
よる累積誤差が発生することがある。一方、（２）の方
式は連続走行時などモータ制御が続くときに電流ＩD＝
０における電圧ＥDの測定機会が長時間に渡って得られ
ないことがある。このような事実から（１）の方式及び
（２）の方式を併用してバッテリパラメータＶo、Ｒiを
推定することで推定誤差を小さくすることができる。
て、（１）の方式は長時間に渡る累積計算を行うことに
よる累積誤差が発生することがある。一方、（２）の方
式は連続走行時などモータ制御が続くときに電流ＩD＝
０における電圧ＥDの測定機会が長時間に渡って得られ
ないことがある。このような事実から（１）の方式及び
（２）の方式を併用してバッテリパラメータＶo、Ｒiを
推定することで推定誤差を小さくすることができる。
【００６９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、直流ブ
ラシレスモータの回転数ｎとバッテリの開放電圧Ｖoか
らモータが出力し得る最大トルクＴmにトルク指令値Ｔ
ACCを制限するようにしたため、トルク制御に過不足を
無くした適切なモータ制御ができる。
ラシレスモータの回転数ｎとバッテリの開放電圧Ｖoか
らモータが出力し得る最大トルクＴmにトルク指令値Ｔ
ACCを制限するようにしたため、トルク制御に過不足を
無くした適切なモータ制御ができる。
【００７０】また、トルク制限にフルスケール調整を付
加することでアクセルの踏込みと出力トルク変化に違和
感を無くすことができ、さらにバッテリのパラメータ推
定を行なうことで一層確実なトルク制限を得ることがで
きる。
加することでアクセルの踏込みと出力トルク変化に違和
感を無くすことができ、さらにバッテリのパラメータ推
定を行なうことで一層確実なトルク制限を得ることがで
きる。
【図１】モータ駆動系の回路図。
【図２】本発明の制限特性例を示す図。
【図３】実施例の装置構成図。
【図４】他の実施例の装置構成図。
【図５】他の実施例の装置構成図。
【図６】バッテリの特性図。
【図７】電気自動車の構成図。
【図８】直流ブラシレスモータの制御装置構成図。
１１…バッテリ、１３…直流ブラシレスモータ、２２…
リミッタ回路、２３…トルク−電流変換演算器、２４…
リミッタ値演算部、２５…フルスケール調整部、２６…
バッテリパラメータ推定部。
リミッタ回路、２３…トルク−電流変換演算器、２４…
リミッタ値演算部、２５…フルスケール調整部、２６…
バッテリパラメータ推定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足利 正 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (72)発明者 水野 孝行 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (72)発明者 中野 義則 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式 会社明電舎内 (56)参考文献 特開 平１−218376（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−120702（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 1/00 - 15/42
Claims (4)
- 【請求項１】 車輪の駆動源になる直流ブラシレスモー
タと、アクセルペダルの踏み角をトルク指令ＴACCとし
該トルク指令に応じた電流指令に従って該モータの電機
子電流を制御するインバータと、該インバータの直流電
源になるバッテリとを備えた電気自動車において、前記
モータの回転数ｎとバッテリの開放電圧Ｖoから前記ト
ルク指令の制限値Ｔmを次式 【数１】 但し、ＫT：トルク指令−電流指令変換係数 Ｋ1，Ｋ2：インバータ損失係数 ＫN：誘起電圧定数 Ｒa′：（１＋Ｋf）Ｒa Ｒa：モータ等価巻線抵抗 Ｋf：漂遊損失係数 Ｒi：バッテリ内部抵抗 Ｋo：モータ無負荷損失係数 に従って求めるリミッタ値演算部と、前記トルク指令Ｔ
ACCを前記制限値Ｔmで制限するリミッタ回路とを備えた
ことを特徴とする電気自動車。 - 【請求項２】 前記リミッタ回路に代えて、前記リミッ
タ値演算部からの制限値Ｔmと前記インバータの最大許
容電流で制限されるトルク指令値Ｔmaxとから前記トル
ク指令ＴACCを Ｔ＝ＴACC×（Ｔm／Ｔmax） に制限するフルスケール調整部を備えたことを特徴とす
る請求項１記載の電気自動車。 - 【請求項３】 前記バッテリの開放電圧Ｖo及び内部抵
抗Ｒiをバッテリの放電深度とバッテリ特性から求める
バッテリパラメータ推定部を備えたことを特徴とする請
求項１記載の電気自動車。 - 【請求項４】 前記バッテリの開放電圧Ｖoをモータ制
御の停止時の電圧ＥDとして求め、モータ制御中の電流
ＩDと該電圧Ｖo、ＥDから内部抵抗Ｒiを求めるバッテリ
パラメータ推定部を備えたことを特徴とする請求項１記
載の電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04035490A JP3127033B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04035490A JP3127033B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電気自動車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05236607A JPH05236607A (ja) | 1993-09-10 |
| JP3127033B2 true JP3127033B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=12443191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04035490A Expired - Lifetime JP3127033B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3127033B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2481626A3 (en) * | 2011-01-26 | 2016-12-21 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0984208A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Denso Corp | 電気自動車用制御装置 |
| JP4066914B2 (ja) | 2003-08-25 | 2008-03-26 | 富士電機システムズ株式会社 | モータ駆動制御装置 |
| JP4584687B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2010-11-24 | 住友建機株式会社 | 建設機械の旋回制御装置 |
| JP5353025B2 (ja) * | 2008-02-20 | 2013-11-27 | パナソニック株式会社 | 電動圧縮機の制御装置 |
| KR102900166B1 (ko) * | 2021-09-06 | 2025-12-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 전동기 감시 장치 및 전동기 감시 방법 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP04035490A patent/JP3127033B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2481626A3 (en) * | 2011-01-26 | 2016-12-21 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05236607A (ja) | 1993-09-10 |
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