JPH03143202A - 車輌用モータの切換装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、１つのモータで直巻モータ、複巻モータを選
択することのできる車輌用モータの切換装置に関づる。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、脱
石油資源、低公害化をめざして開発が進められている電
気自動車などの車輌においては、一般に、搭載したバッ
テリによってモータを駆動しており、このモータの制御
技術が車輌の性能を決定する重要な要素の１つとなって
いる。

上記モータの制御に係わる先行技術は、例えば、実公昭
５８−２１２８４号公報に開示されており、この先行技
術では、アクセルペダルの踏込量に応じてモータに供給
する電圧もしくは電流を調節づるコントローラを含むモ
ータの給電回路と、上記モータの両端子を＠絡してモー
タを制動する制動回路と、アクセルペダルど連動して上
記両回路を切換える切換スイッチとからなり、上記アク
セルペダルの解放時上記制動回路を開底してモータを制
動する一方、アクセルの踏込時上記給電回路を開底して
モータを正常回転させるＪ：うにしている。

しかしながら、周知のようにバッテリからの直流で駆動
するモータには、界磁を励磁する巻線の結線方法により
、大別して、直巻モータ、分巻モータ、複巻モータがあ
り、用途に応じて使い分りられているが、上述の電気自
動車などのように様々な走行条件のもとで走行せねばな
らない車輌においては、一種類のモータではノＪバーし
きれない状況があり運転に支承をぎたづ場合が多々ある
。

すなわち、上記直巻モータは、始動１〜ルクが大きく発
進加速性に優れているが、速度変動率が大きく負荷電流
が小さくなると回転速度が著しく上昇してしまう。一方
、上記分巻モータは、負荷トルクが変化しても速度変動
率が小ざく回転速度が安定しているが、負荷のかかった
状態では速度制御域が比較的小ざい。また、上記複巻モ
ータは、上記直巻モータと分巻モータとの中間的な特性
をもち、運転状態に応じて迅速な応答を得ることが困難
である。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車輌走行
時の負荷に応じて最適なモータ特性を得ることができ、
車輌性能の向上を図ることのできる車輌用モータの切換
装置を提供することを目的としている。

［ｇ！題を解決するための手段及び作用］上記目的を達
成するため本発明による車輌用モータの切換装置は、車
輌に搭載した１つのモータに直巻コイルと分巻コイルと
を備え、さらに、上記モータの分巻コイルに車輌走行時
の負荷に応じて開閉する開閉手段を直列に接続したもの
である。

ずなわら、車輌に搭載した１つのモータに対し、開閉手
段を開成すると分巻コイルの接続が断たれて上記モータ
が直巻モータとなり、また、上記開閉手段を閉成すると
上記分巻コイルが接続されて上記モータが複巻モータと
なり、車輌走行時の負荷に応じて１つのモータが直巻モ
ータど複巻モータとに切換えられる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は制御装置の機
能ブロック図、第２図は制御系の概略図、第３図はモー
タの制御手順を示すフローチャート、第４図はアクセル
ペダル踏込量と電機子電圧調整抵抗値との関係を示す相
関図、第５図はモータの特性図、第６図は電気自動車の
構成図である。

（構　成） 第６図において、符号１は電気自動車であり、エンジン
２のクランクプーリ２ａにベル］・３を介してゼネレー
タ４のプーリ１４ａが連結されており、このゼネレータ
４の出力によってバッテリ５が充電されるとともに、上
記エンジン２の始動時には上記ゼネレータ４がスタータ
を兼用する。そして、モータ６のドライブギヤ６ｄにア
イドラギヤ７を介して車軸１ａが連結されている。

上記モータ６は直流モータであり、上記エンジン２の出
力を上記ゼネレータ４により電気エネルギーに変換し、
上記バッテリ５に貯蔵した電気エネルギーによって上記
モータ６を駆動して走行する。すなわち、上記電気自動
車１は、いわゆるシリアルハイブリッド自動車の構成と
なっている。

また、上記エンジン２は、本実施例においてはガソリン
エンジンであり、第２図に示すように、上記エンジン２
の吸気管７には気化器８が介装され、この気化器８の上
流側にエアクリーナ９が取付けられている。

さらに、上記吸気管７に介装されたスロットルバルブ７
ａに、ステッピングモータあるいはロタリソレノイドな
どからなるロータリアクチユニり１０が連結されている
。

また、上記ゼネレータ４は、プーリ４ａ外周に突起が設
↓Ｊられるとともに、この突起を検出する電磁ピックア
ップなどからなるゼネレータ回転数センサー１が対設さ
れている。

一方、符号２０は、マイクロコンピュータからなる制御
装置であり、この制御装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ
２２、ＲＡＭ２３、Ｉ１０インクフェース２４がパスラ
イン２５を介して互いに接続され、制御リレーＲＹのリ
レー接点を介して上記バッテリ５に接続された定電圧回
路２６によって各部に電源が供給される。

上記！１ＪｔｌｌｌリレーＲＹは、上記バッテリ５にキ
ースイッチ２７を介して接続され、そのリレー接点に上
記定電圧回路２６及び上記エンジン２の点火回路２ｂが
接続され、また、ゼネレータ制御回路４ｂ、モータ制御
回路６ｅが上記バッテリ５に接続されて電源が供給され
る。

また、上記Ｉ１０インターフェース２４０入力ボートに
は、上記ゼネレータ回転数センサ１１、アクヒルペダル
踏込最センサ１２などが接続されるととらに、上記人ツ
ノボートに上記バッテリ５のプラス端子が接続され、そ
の端子電圧がモニタされる。

一方、上記Ｉ１０インターフ−［−ス２４の出力ポート
には、上記１１−クリアクチュエータ１０１上記点火回
路２ｂ、上記ゼネレータ制御回路４ｂ、及び、上記モー
タ制御回路６ｅが駆動回路２８を介して接続されている
。

ここで、上記七−夕６は、第１図に示すように、上記バ
ッテリ５に対し、電機子コイル６ａに並列に、分巻コイ
ル６ｂ、及び、この分巻コイル６ｂに接続されるリレー
スイッチＳＷ１の常開接点が接続され、さらに、上記電
機子コイル６ａと直列に、直巻コイル６ｃ、及び、この
直巻コイル６Ｃに接続される電機子電圧調整抵抗１３が
接続されている。

ずなわち、上記モータ６は上記リレースイッチＳＷ１な
どの開閉手段により直巻モータ、複巻モータに切換えら
れ、上記リレースイッチＳＷ１がＯＦＦのとき、その常
開接点により上記分巻コイル６ｂは上記バッテリ５に対
して接続が断たれて直巻モータの状態になり、上記リレ
ースイッチＳＷ１がＯＮのとき、その常開接点が閉じて
上記分巻コイル６ｂが接続され、上記モータ６は複巻モ
ータとなる。

尚、上記電機子電圧調整抵抗１３は、電機子電圧調整抵
抗値制御用アクチュエータ１３ａにより、その抵抗値が
調整される。

また、上記ＲＯＭ２２には制御プログラム及び制御用デ
ータなどの固定データが記憶されており、また、上記Ｒ
ＡＭ２３には上記各センサ１１，１２などからの出力信
号を演算処理した後のデータ、及び、上記バッテリ５の
端子電圧のモニタ値が格納されている。

上記ＣＰＵ２１では、上記ＲＯＭ２２に記憶されている
制御プログラムに従って上記各センサからの信号を処理
し、上記ＲＡＭ２３に格納されたデータに基づいて、上
記点火回路２ｂへのエンジン停止点火カット信号、上記
ゼネレータ制卸回路４ｂへの制御信号、上記ロークリア
クヂュエータ１ｏの駆動信号、及び、上記モータ制御回
路６ｅへの制御信号を演算する。

ぞし−（、上記「−１−クリアクチコエータ１０を駆動
して上記エンジン２のスロットルバルブ７ａの開度を制
御し、上記ゼネレータ４の回転数を所定の回転数に制御
して上記バッテリ５への充電を制御するどともに、運転
条件に応じて上記モータ６を直巻、複巻に切換える。

（制御装置の機能構成） 次に、上記モータ６の切換制御機能について述べる。

第１図に示すように、上記制御装置２０のモータ切換制
御１機能は、アクセルペダル踏込ｍ鋒山手段３０、アク
セルペダル踏込量判別手段３１、モータ状態選択手段３
２、電機子電圧調整抵抗値設定手段３３、電機子電圧調
整抵抗値マツプＭＲ。

電機子電圧調整抵抗値制御用アクチュエータ駆動手段３
４から構成されている。

アクセルペダル踏込ＭＦＪ出手段３０では、アクセルペ
ダル踏込量センサ１２からの信号に基づいてアクセルペ
ダル踏込量θを算出する。

アクセルペダル踏込量判別手段３１では、上記アクセル
ペダル踏込量算出手段３０で算出したアクセルペダル踏
込量θが、予め設定した設定値θＳＥＴ以下か否かを判
別する。

モータ状態選択手段３２では、上記アクセルペダル踏込
量判別手段３１にてθ〈θＳＥＴと判別された場合、モ
ータ制御回路６ｅに出力して、リレスイッチＳＷ１をＯ
Ｎして分巻コイル６ｂを接続してモータ６を複巻モータ
の状態に設定し、−方、θ≧０３ＥＴと判別された場合
、上記リレースイッチＳＷ１をＯＦＦにして上記モータ
６を直巻モータとする。

すなわち、アクセル踏込量θなどの車輌走行時の負荷に
応じで上記モータ６の分巻コイルがバッテリ５に対して
断続され、上記アクセル踏込量θが大きいとき、すなわ
ち、負荷の大きいときには、上記モータ６が直巻モータ
とされ、上記アクセル踏込量θが小さいとぎ、づなわち
、負荷の小さい０ とぎには、上記モータ６が複巻七−夕とされる。

従って、第５図に示づ一モータ６の特性からも明らかな
ように、上記モータ６を最も効率の良い条件で駆動する
ことができ、エネルギー効率を大幅に向上することがで
きるとともに車輌の走行性能を向上することができる。

電機子電圧調整抵抗値設定手段３３では、上記アクセル
ペダル踏込量算出手段３０で算出したアクセルペダル踏
込量θをパラメータとして電機子電圧調整抵抗値マツプ
ＭＲを検索し、上記モータ６の電機子電圧調整抵抗値Ｒ
を設定する。

そして、電機子電圧調整抵抗値制御用アクヂュ工−タ駆
動手段３４を介して電機子電圧調整抵抗値制御用アクチ
ュエータ１３ａを駆動し、上記モータ６の直巻コイル６
Ｃに直列に接続された電機子電圧調整抵抗１３を上記電
機子電圧調整抵抗値Ｒとする。

上記電機子電圧調整抵抗値マツプＭＲには、第４図に示
すように、上記アクセルペダル踏込量θに幻し反比例の
関係にある電機子電圧調整抵抗値１ Ｒが格納されており、上記アクセルペダル踏込量θが大
きいほど上記電機子電圧調整抵抗値Ｒを小さくして、電
機子コイル６ａに印加される電圧を大きくし、必要なト
ルク、回転数が得られるようにしている。

（＠　作） 次に、上記構成による実施例の動作を第３図のフローチ
ャートに従って説明する。

このフローチャートは、キースイッチ２７がＯＮされモ
ータ６の駆動による電気自動車１の走行中に、所定時間
あるいは所定周期毎に繰返されるプログラムであり、ま
ず、ステップ３１０１で、アクセルペダル踏込量センザ
１２からのアクセルペダル踏込量θを読込み、ステップ
５１０２で、このアクセルペダル踏込量θと所定の設定
値θＳＥＴとを比較する。

上記ステップ５１０２で、θ≧θＳＥＴの場合、上記ス
テップ５１０２からステップ５１０３へ進み、モータ制
御回路６ｅのリレースイッチＳＷ１をＯＦＦにして、モ
ータ６を直巻モータとし、ステップ５１０５へ２ 進む。

一方、上記ステップ５１０２で、θくθＳＥＴの場合、
上記ステップ５１０２からステップ５１０４へ進み、モ
ータ制御回路６ｅのリレースイッチＳＷ１をＯＮにして
、モータ６を複巻七−夕とし、ステップ３１０５へ進む
。

ステップ５１０５では、上記ステップ５ｌｏｔで読込ん
だアクセルペダル踏込量θをパラメータとして、電機子
電圧調整抵抗値マツプＭＲを検索し、電機子電圧調整抵
抗値Ｒを設定してステップ８１０６へ進む。

そして、ステップ８１０６で、電機子電圧調整抵抗値制
御用アクチュエータ１３ａを駆動して、上記モータ６の
電機子電圧調整抵抗１３を上記ステップ５１０５で設定
した抵抗値Ｒとしてプログラムを抜ける。

また、第７図は本発明の他の実施例を示し、バッテリ５
に対し、モータ６の電機子コイル６ａと並列に接続され
た分巻コイル６ｂに、開閉手段としてのリレースイッチ
ＳＷ２の常閉接点が直列に３ 接続され、また、上記電機子コイル６ａと直列に接続さ
れた直巻コイル６Ｃに、電機子電圧調整抵抗４０が直列
に接続されている。

上記電機子電圧調整抵抗４０は、図中、２点鎖線で示す
ように、その抵抗調整用の摺動子４０ａがワイヤなどに
よってアクセルペダル４１にリンク４２を介して連結さ
れており、また、上記リレースイッチＳＷ２は、上記ア
クセルペダル４１に連動して所定のアクセルペダル踏込
量θＡＣにて閉動作するリミットスイッチＳＷ３によっ
て上記バッテリ５からの電源が断続される。

通常、上記アクセルペダル４１の踏込量が小さいときに
は、上記リミットスイッチＳＷ３は解放されており、従
って、上記リレースイッチＳＷ２がＯＮで、上記モータ
６は複巻モータの状態となっている。

そして、上記アクセルペダル４１の踏込量がθＡＣ以上
になると、上記リミットスイッチＳＷ３が閉じ、バッテ
リ５から上記リレースイッチＳＷ２に電源が供給されて
、その常閉接点が解放されり４ レースイッヂＳＷ２　ｋよ０１−トされる。

づるど、上記分巻コイル６ｂの接続が断たれて上記モー
タ６が直巻モータとなり、上記アクセルペダル４１の踏
込量、すなわち負荷に応じ、上記リンク４２を介してワ
イヤが牽引されに記７Ｊ、７　ｇ３子電圧調整抵抗４０
の賄動子４０ａが移動して電機子電圧調整抵抗値が減少
し、負荷に対応して必要なトルク、回転数が得られる。

尚、本発明（よ実施例に限定されることなく、車輌走行
時の負荷として、重速、モータ６の電流、回転数なとを
検出しても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、車輌に搭載した１
つのせ−９に直巻」イルと分巻」イルとを備え、さらに
、上記モータの分巻コイルに車輌走行時の負荷に応じて
開閉する開閉手段を直列に接続したため、！１１輌走６
時の負荷に応じて最適なモータ特性を得ることができて
エネルギーの効率的利用を図ることができ、車輌性能の
向上を図ることのできるなど優れた効果が奏される。

５

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はｔＶＩｌｌ　
Ｉｌｌ装置の機能ブロック図、第２図は制御系の概略図
、第３図はモータの制御手順を示すフローチャート、第
４図（よアクセルペダル踏込量と電機子電圧調整抵抗値
との関係を示す相関図、第５図はモータの特性図、第６
図は電気自動車の構成図、第７図は他の実施例を示し、
モータの結線図である。 １・・・電気自動車 ６・・・モータ ６ａ・・・電機子コイル ６ｂ・・・分巻コイル ６Ｃ・・・直巻コイル ＳＷＩ　、ＳＷ２・・・開閉手段 θ・・・アクセルペダル踏込量（負荷）第４図 Ｉ−ｌフ　−〕−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輌に搭載した１つのモータに直巻コイルと分巻コイル
   とを備え、さらに、上記モータの分巻コイルに車輌走行
   時の負荷に応じて開閉する開閉手段を直列に接続したこ
   とを特徴とする車輌用モータの切換装置。