JPH03230702A - 電気自動車用駆動装置 - 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、モータの二次電圧を整流して補機バッテリを
充電する手段を有する電気自動車用駆動装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、電気自動車を駆動する装置、すなわち電気自
動車用駆動装置としては第４図に示されるような装置が
知られている。

この図に示される装置は、本願出願人の先提案に係る特
願甲１−２１５７０６号に開示されている装置と同様の
構成を有する装置である。

第４図に示される装置は、所定の直流電圧を出力する主
バッテリ１０と、主バッテリ１０から出力される直流電
圧を交番する三相電流ＩＩＵ’　　Ｖ’ Ｉｗに変換するモータ用電力変換器１２と、二の三相電
流ＩＩＩ　　により駆動されるモＵ’　　Ｖ’　　讐 り１４と、を含んている。

すなわち、主バッテリ１０から直流電圧か出力されると
、この直流電圧は、モータ用電力変換器１２によって三
相電流１　　、Ｉ　　、Ｉ　　に変換さＵ　　ｖ　　ｋ れ、モータ１４に供給される。モータ１４においては、
供給される三ＦｌａＩ　　Ｉ　　ｒ　　か交Ｕ’　　Ｖ
’　　Ｗ 番しているため、交番磁界か発生して回転駆動されるこ
とになる。

モータ１４は、ステータ１６及びロータ１８を含んでい
る。ステータ１６には、三柑電ａ　Ｉ　ＵＩＩ　　がそ
れぞれ供給される一次コイル２０■′Ｗ Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗか設けられている。また、ロータ１
８はいわゆる電型回転子である。

すなわち、三相電流■。、Ｉｖ、Ｉｗは、一次コイル２
０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗにそれぞれ１共給され、交番磁界
がモータ１４内に発生し、ロータ１８か回転することと
なる。

このようにして、主バッテリ１０から出力される直流電
圧を用いてロータ１８を回転させることかでき、ロータ
１８の回転は電気自動車を駆動する動力として用いられ
る。

また、この図においては、ロータ１８の回転数ω　を検
出するパルスジェネレータ２２と、この回転数ω　に基
づいてモータ用電力変換器１２に指令を発し、三相電流
１．、Ｉ、、Ｉ、を制御する座標変換回路２４とが示さ
れている。

すなわち、パルスジェネレータ２２は、ロータ１８の回
転数ω　を検出し、この回転数ω　は座「　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　「標変換回路
２４に供給される。

検出して、目は値ＩＩＩ　　との比較によし’０＝ＶＯ
’ＷＯ り三Ｆｉｌ電流Ｉ１１　　の必要修正量をモーし■°Ｗ タ用電力変換器１２に指令する。

ココで、一次コイル２０Ｕ、２０Ｖ、２０ＷＩ：供給さ
れる三相電流１　　、Ｉ　　、Ｉ　　により、モＵＶ　
　　ν り１６のロータ１８の回転数ω　か決定されるため、ロ
ータ１８の回転数ω　をフィード！＜・ツク制御するこ
とかできる。

更に、この図においては、一次コイル２０Ｕ２０Ｖ、２
０Ｗに近接して、二次コイル２６Ｕ。

２６Ｖ、２６Ｗか、それぞれ設けられている。例エバ、
一次コイル２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗと二次コイル２６Ｕ
、２６Ｖ、２６Ｗは、ステータ１６の同一スロット内に
所定巻数比で近接捲回されてオリ、一次コイル２０Ｕ、
２０Ｖ、２０Ｗｉ、：おいて三を目電流Ｉ　　　Ｉ、Ｉ
　　によって発生する磁Ｌ″ＶＷ 界が二次コイル２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗに二次電圧を誘
起させることとなる。すなわち、一次コイル２０Ｕ、２
０Ｖ、２０Ｗと二次コイル２６Ｕ。

２６Ｖ、２６Ｗは、三相変圧器を構成している。

史に、二次コイル２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗは、整流回路
２８に接続されている。すなわち、二次コイル２６Ｕ、
２６Ｖ、２６Ｗに誘起された二次電圧は、整流回路２８
に供給され、直流電圧に変換される。

更に、整流回路２８は定電圧回路３０に接続され、定電
圧回路３０は、電気自動車の電気的補機、例えば主バッ
テリ−０のポンプ、ライト等に電力を供給する補機バッ
テリ３２に接続されている。

また、定電圧回路３０はスイッチングトランジスタ３４
を含み、このスイッチングトランジスタ３４のスイッチ
ング動作により、整流回路２８の出力電圧を所定電圧の
直流電圧に変換する。

すなわち、整流回路２８から出力される直流電圧は定電
圧回路３０によって所定電圧の直流電圧に変換され、こ
の直流電圧により補機７１ツテリ３２か充電されること
となる。

このように、従来の電気自動車用駆動装置によれば、モ
ーター４におけるロータ１８の回転数ω　をフィードバ
ック制御することができると共「 に、二次コイル２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗに誘起される二
次電圧を用いて補機バッテリ３２を充電することかでき
る。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、従来においては、補機バッテリの充電電
圧を調整する手段として、整流回路の出力電圧を所定の
直流電圧に変換する定電圧回路か必要であった。このこ
とは、装置の小型化、安価化等の上で支障となっていた
。

また、定電圧回路は一般にスイッチングトランジスタを
含む構成となっているため、このスイッチングトランジ
スタのスイッチング動作によりラジオノイズか発生して
しまう。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
てなされるものであり、定電圧回路を廃止して装置の安
価化、小型化及びラジオノイズの低減を実現する電気自
動車用駆動装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、二次電圧を直流
用補機電圧に変換してこの補機電圧により補機バッテリ
を充電する整流回路と、補機電圧を検出する電圧センサ
と、電圧センサにより検出された補機電圧を所定の補機
電圧目標値と比較して一次電圧振幅目標値を決定し、一
次電圧振幅目標値をモータのトルク−すべり率の特性デ
ータに参照して所定のトルク目標値に対応するすべり早
目標値を決定する指令制御回路と、一次電圧振幅目標値
及びすべり早目標値に基づき補機電圧目標値に対応する
一次電圧指令値を決定し、この一次電圧指令値をモータ
用電力変換器に供給して一次電圧を一次電圧指令値に制
御する座標変換回路と、を備え、補機電圧を検出して一
次電圧をフィードバック制御することにより、モータの
トルクを一定に保ちつつ補機電圧を補機電圧目標値に調
整することを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、二次コイルに誘起された二次電圧が
整流回路により直流の補機電圧に変換され、この補機電
圧により補機バッテリか充電される。？ｌＩＩ　ｎ　’
；１５圧は、更に電圧でンサによって検出され、検出さ
れた補機電圧は指令制御回路において所定の補機重圧口
は値と比較ネれる。指令制御回路においでは、この比較
の結果に基つき一次電圧指令値１票値を決定し、更にこ
れをモータのトルク−すべり率特性データに２照してず
へり早目標値を決定する。このようにして決定された一
次電圧振幅目標値及びすへり早目標値は、座標変換回路
に取り込まれ、一次電圧指令値が決定される。この一次
電圧指令値は、前述の補機電圧目標値に対応する値であ
る。このようにして決定された一次電圧指令値は、モー
タ用電力変換器に供給され、一次電圧は、一次電圧指令
値に制御される。

従って、補機電圧の検出によって各相の一次電圧かフィ
ードバック制御され、モータのトルクが一定に保たれつ
つ補機電圧か補機電圧目標値に調整される。

口実嵐例］ 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づいて説
明する。なお、第４図に示される従来例と同様の構成に
は同一の符号を付し、説明を省略する。

第１図には本発明の一実施例に係る電気自動車用駆動装
置の構成が示されている。

この図においては、整流回路２８の出力が補機・＜ツテ
リ３２に直接接続されており、整流回路２８から出力さ
れる直流電圧、すなわち補機電圧によって補機バッテリ
３２が充電される。

また、整流回路２８の出力端には電圧センサ３５が装着
されており、電圧センサ３５は整流回路２８から出力さ
れる補機電圧を検出する。

更に、電圧センサ３５は、本発明の特徴に係る指令制御
回路３６に接続されている。指令制御回路３６は、更に
ベクトル制御回路３８に接続されている。

次に、この実施例の動作について説明する。

第２図にはこの動作の流れか示されている。

この図において、動作開始１００直後には、まずデータ
人力１０２が行われる。ここで人力されるデータはモー
ター６のトルク目標値Ｔ　嘴、補機電圧の目ｖ４ｉｉ　
Ｅ　ＤＣ’　、モア　１６０）　ロータ１８回転数ω　
及び電圧センサ３５により検出された「 補機電圧ＥＤｏである。

これらのうち、ロータ１８の回転数ω　は座標変換回路
３８に、他は指令制御回路３６に、それぞれ人力される
。

指令制御回路３６は、電圧センサ３５により検出された
補機電圧Ｅ、Ｃと補機電圧の目標値Ｅ、。条を比較し、
その差を求める（１０４）。すなわち、次の式に基づき
ΔＥ、。を演算する。

ΔＥＤＣ−ＥＤＯ’　　”ＤＣ’・（１）次に、指令制
御回路３６は、一次電圧［ｌｆｉ値の変更量ΔＶ１を次
の式により求める（１０６）。

ΔＶ、−に、ΔＥＤＣ・・（２） 次に、指令制御回路３６により、一次電圧目標値ｖ１峯
が演算される（１０８）。すなわち、ｖｌ叛謹Ｖｌ＋Δ
Ｖ１　　　　　　　　（３）の式に基づき、一次電圧目
［ｆｕ！Ｖｌ’か決定される。ここで、ｖｌとは、モー
タ用電力変換器１２の出力端の線間電圧、すなわちモー
ター４の一次電圧である。

更に、トルク目標値Ｔ　執及び一次電圧目標値ｖｌ４に
基づき、モーター４のすべり゛斜口漂１直Ｓｓか決定さ
れる（１１０）。この決定は、第３図に示されるトルク
−すべり率特性に係るデータに基づいて行われる。

第３図にはモーター４のトルク−すべり率特性曲線か示
されている。

この図においては、モーター４のすべり率−トルク特性
か示されており、更に一次電圧Ｖ１がパラメータとして
用いられている。すなわち、一次電圧ｖ１か低い状態に
おいては、トルク−すべり子持性曲線は図中下方に位置
し、高い場合には上方に位置する。ステップ１１０にお
いては、所与のトルク目標値Ｔ４及びステップ１０３に
より決定されている一次電圧目標値ｖ１嶌に基づき、こ
の第３図のトルク−すべり率特性曲線かづ照され、一次
電圧ｖ１を一次電圧目標値Ｖ１＼とした場合においてモ
ーター４のトルクがトルク目標値Ｔ４となるすへり率Ｓ
Ｓか決定される。このＳ’＆は、補機電圧１］標値Ｅ、
Ｃ％と灯心する値であり、モーフ１４のすべり・郭の目
（１値である。

次に、座標変換回路３８は、一次電圧目標値ｖ１寮及び
すへり早目標値Ｓ＼に基づいて、モータ用電力変換蔦１
２への指令に係る一次７ｔＳ王指令値　ＶＩＵ”ＩＶ”
１ｗを決定する（１１２）　、二の決定は、例えば次の
式を用いて行われる。

Ｖ　　＝Ｖ　　　５ｉｎ（ω０紮ｔ）　　・・・（４）
Ｕ　　　ｔ ｖ　−ｖ　　５ｉｎ（ωｏ′Ｒ１＋２π／３）ｔＶ　　
　＋ ・・・（５） Ｖ　　−Ｖ　　　５ｉｎ（００％　ｔ＋４１／３）１警
　　ｌ ・・；（６） ω　懺　−ω　　／（１−３責）　　　　　・・・　（
７）ｒ すなわち、一次電圧指令値ＶＩＵ”ｉｖ”ｔｖ”、その
振幅が一次電圧目標値ｖ１により決定され、喝波数がす
べり早目標値Ｓ″１及び回転数ω　に基づき決定される
。

座標変換回路３８は二のようにして決定された一次電圧
指令値ＶＩｔ”　ＩＶ”　ｌ−に基づいて、モータ用電
力変換器１２の座は変換を行い、一次電圧Ｖ　が所望の
補機電圧ＥＤＣ’を実現するような値、すなわち一次電
圧目標値Ｖ１本となり、かつすべり率かすべり早目標値
５ｔとなるように制御する。

ここで、一次コイル２０Ｕ、２０Ｖ　　２０Ｗと二次コ
イル２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗの巻数比が所定の値である
ため、二次コイル２６Ｕ、２６Ｖ２６Ｗの線間電圧であ
る二次電圧Ｖ、）は一次電圧Ｖ１に応じた値をとる。ま
た、整流回路２８における入出力電圧比が整流方式に応
じて一定の値であるため補機電圧Ｅ、。は二次電圧Ｖ２
の振幅の定数倍となる。

従って１、一次電圧ｖ１の制御により補機電圧ＥＤｃが
所定の補機電圧目標値ＥＤＣ’に制御されることとなる
。

また、すべり早目標値Ｓ′ｋに応し一次電圧Ｖ１の周波
数か調整されるため、補機電圧Ｅ。Ｃを調整しつつモー
ター４のトルクが所定のトルク目標値Ｔ　Ｓに保たれる
。

５発明の効果］ 以上説明したよ２うに、本発明によれば、整流回路から
出力される補機電圧を検圧しモータの一次電圧を制御し
て、補機電圧をフィードバックＦｌ、！Ｉ　ｉｎするこ
ととしたため、モータのトルクを保ちつつ所望の補機１
ｕ圧目標値に補機電圧を、Ｅ整することかでき、史に定
電圧回路を用いることなくこれらか実現されるため、装
置か安価、小型て、かつラジオノイズか発生しない電気
自動車用駆動装置を構成することか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電気自動車用駆動装置
の構成を示すブロック図、 第２図はこの実施例の動作の流れを示すフローチャート
図、 第３図はモータのトルク−すべり率特性を示す特性曲線
図、 第４図は従来における電気自動車用駆動装置の一構成例
を示すブロック図である。 １０　・・　主バッテリ １２　・・・　モータ用電力変換器 １４　・・・　モータ ２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗ　　・・・　一次コイル２６Ｕ
、２６Ｖ、２６Ｗ　　・・・　二次コイル２８　・・・
　整流回路 ３０　・・・　補機バッテリ ３４　・・・　電圧センサ ３６　・・・　指令制御回路 ３８　・・・　座標変換回路 Ｖｌ　・・・　一次電圧 ｖ２　・・・　二次電圧 ■１乗　・・　一次電圧目標値 Ｅ、。・・・　補機電圧 Ｅ、。樅　・・・　補機電圧目標値 ５＋　　・・・　すべり率目標値

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主バッテリと、 主バッテリからの直流電圧を所定相数の交番する一次電
   圧に変換するモータ用電力変換器と、前記交番する一次
   電圧がそれぞれ印加されることにより駆動され、更に一
   次電圧を所定変圧比で変圧して二次電圧として出力する
   モータと、前記二次電圧を直流の補機電圧に変換してこ
   の補機電圧により補機バッテリを充電する整流回路と、 前記補機電圧を検出する電圧センサと、 電圧センサにより検出された補機電圧を所定の補機電圧
   目標値と比較して一次電圧振幅目標値を決定し、一次電
   圧振幅目標値をモータのトルク−すべり率特性データに
   参照して所定のトルク目標値に対応するすべり率目標値
   を決定する指令制御回路と、 一次電圧振幅目標値及びすべり率目標値に基づき補機電
   圧目標値に対応する一次電圧指令値を決定し、この一次
   電圧指令値をモータ用電力変換器に供給して一次電圧を
   一次電圧指令値に制御する座標変換回路と、 を備え、 補機電圧を検出して一次電圧をフィードバック制御する
   ことにより、モータのトルクを一定に保ちつつ補機電圧
   を補機電圧目標値に調整することを特徴とする電気自動
   車用駆動装置。