JPH04325804A - 自動車の補助駆動制御装置 - Google Patents
自動車の補助駆動制御装置Info
- Publication number
- JPH04325804A JPH04325804A JP3093931A JP9393191A JPH04325804A JP H04325804 A JPH04325804 A JP H04325804A JP 3093931 A JP3093931 A JP 3093931A JP 9393191 A JP9393191 A JP 9393191A JP H04325804 A JPH04325804 A JP H04325804A
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- JP
- Japan
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- motor
- current
- electric motor
- automobile
- temperature
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の駆動エンジンに
結合された電動機を制御する自動車の補助駆動制御装置
に関する。
結合された電動機を制御する自動車の補助駆動制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の駆動エンジンに結合された電動
機を制御して、自動車の発進時に補助駆動し減速時に発
電制動を行うと共に回生電力をバッテリーに回収するこ
とが行われている。この種の電動機として、重量及び外
形の制限から小型・軽量を必要としているため、電動機
の定格を限時定格とすることが一般である。
機を制御して、自動車の発進時に補助駆動し減速時に発
電制動を行うと共に回生電力をバッテリーに回収するこ
とが行われている。この種の電動機として、重量及び外
形の制限から小型・軽量を必要としているため、電動機
の定格を限時定格とすることが一般である。
【０００３】従って、始動、制動を頻繁に繰り返すと電
動機の実効電流が大きくなり、電動機本体が過熱するた
め電動機電流をしゃ断し、電動機による駆動補助を過熱
状態の間止め過熱状態から常温領域に戻った後、再び駆
動補助を組み入れる方法がとられていた。以下、従来技
術の具体例を図４，図５に示して説明する。図４はエン
ジンと電動機との結合関係を示す駆動系統図である。
動機の実効電流が大きくなり、電動機本体が過熱するた
め電動機電流をしゃ断し、電動機による駆動補助を過熱
状態の間止め過熱状態から常温領域に戻った後、再び駆
動補助を組み入れる方法がとられていた。以下、従来技
術の具体例を図４，図５に示して説明する。図４はエン
ジンと電動機との結合関係を示す駆動系統図である。
【０００４】図４において、エンジン１は自動車の駆動
源となるもので、クラッチ３とギヤボックス４を介し駆
動シャフト５を回転させ、差動ギヤボックス６を介して
動力輪７ａ，７ｂを回転させる。
源となるもので、クラッチ３とギヤボックス４を介し駆
動シャフト５を回転させ、差動ギヤボックス６を介して
動力輪７ａ，７ｂを回転させる。
【０００５】電動機２はエンジン１とクラッチ３の間に
設けられ回転軸が結合されている。この電動機２として
永久磁石式直流電動機を用いた従来の制御装置を図５に
示す。図５は、自動車の発進時における補助駆動制御と
、制動時におけるバッテリー充電制御の要部を示した回
路構成図である。図５において、切換スイッチ３５は図
示しないアクセルペタルとブレーキペタルの踏み込みに
よってＡＣＣかＲＴのいずれかに切り替えられる。＜ア
クセルペタルを踏んだとき＞
設けられ回転軸が結合されている。この電動機２として
永久磁石式直流電動機を用いた従来の制御装置を図５に
示す。図５は、自動車の発進時における補助駆動制御と
、制動時におけるバッテリー充電制御の要部を示した回
路構成図である。図５において、切換スイッチ３５は図
示しないアクセルペタルとブレーキペタルの踏み込みに
よってＡＣＣかＲＴのいずれかに切り替えられる。＜ア
クセルペタルを踏んだとき＞
【０００６】アクセルペタルが踏まれると切換スイッチ
３５はＡＣＣ側にオンして可変抵抗器３２の信号ＦＴＲ
がアクセルペタルの踏みの深さに比例した正の電圧で出
される。この信号ＦＴＲは電流基準として増幅器３６に
入力され、電流センサー３１で検出された電動機２の電
流信号ＭＣと比較され、電流偏差をなくすようにＰＷＭ
制御部３７、駆動部３８を介してスイッチ素子２６〜２
９のＰＷＭ制御を行う。すなわち、増幅器３６は電流制
御増幅器として作用する。電動機のトルクは電流に比例
するので増幅器３６はトルク制御増幅器と言うこともで
き、アクセルペタルの踏み込みの深さに比例したトルク
が電動機２から発生する。
３５はＡＣＣ側にオンして可変抵抗器３２の信号ＦＴＲ
がアクセルペタルの踏みの深さに比例した正の電圧で出
される。この信号ＦＴＲは電流基準として増幅器３６に
入力され、電流センサー３１で検出された電動機２の電
流信号ＭＣと比較され、電流偏差をなくすようにＰＷＭ
制御部３７、駆動部３８を介してスイッチ素子２６〜２
９のＰＷＭ制御を行う。すなわち、増幅器３６は電流制
御増幅器として作用する。電動機のトルクは電流に比例
するので増幅器３６はトルク制御増幅器と言うこともで
き、アクセルペタルの踏み込みの深さに比例したトルク
が電動機２から発生する。
【０００７】従って、従来のアクセルペタルの踏み込み
量に比例してエンジントルクが増大するのに加えて、電
動機２からも補助トルクが出力され、これによりエンジ
ン始動時に発生するＮｏｘ の量を減らすことが出来る
。 なお、電動機２の駆動電力はダイオード２２を介してバ
ッテリー２１から供給される。 ＜ブレーキペタルを踏んだとき＞
量に比例してエンジントルクが増大するのに加えて、電
動機２からも補助トルクが出力され、これによりエンジ
ン始動時に発生するＮｏｘ の量を減らすことが出来る
。 なお、電動機２の駆動電力はダイオード２２を介してバ
ッテリー２１から供給される。 ＜ブレーキペタルを踏んだとき＞
【０００８】ブレーキペタルが踏まれると、切換スイッ
チ３５はＲＴ側に切り替えられ、制動トルク切換スイッ
チ３４で選択された信号ＲＴＲが出力される。切換スイ
ッチ３４は抵抗器３３ａ〜３３ｄで分圧された負の電圧
のいずれか１つを選択し、制動トルク基準ＲＴＲとして
増幅器３６に入力される。これによりＰＷＭ制御回路３
７、駆動回路３８を介し電動機２には逆方向に電流が流
れ制動トルク基準ＲＴＲに対応した制動トルクが発生す
る。
チ３５はＲＴ側に切り替えられ、制動トルク切換スイッ
チ３４で選択された信号ＲＴＲが出力される。切換スイ
ッチ３４は抵抗器３３ａ〜３３ｄで分圧された負の電圧
のいずれか１つを選択し、制動トルク基準ＲＴＲとして
増幅器３６に入力される。これによりＰＷＭ制御回路３
７、駆動回路３８を介し電動機２には逆方向に電流が流
れ制動トルク基準ＲＴＲに対応した制動トルクが発生す
る。
【０００９】この場合、自動車の走行速度は高速運転の
状態にあり、電動機２の回転速度は機械的駆動系を介し
て高速回転され発電状態となっており、自動車の慣性エ
ネルギーは回生電流として直流電源側に流れ込みコンデ
ンサ４３の電圧ＶＣ を上昇させる。
状態にあり、電動機２の回転速度は機械的駆動系を介し
て高速回転され発電状態となっており、自動車の慣性エ
ネルギーは回生電流として直流電源側に流れ込みコンデ
ンサ４３の電圧ＶＣ を上昇させる。
【００１０】一方、バッテリー２１の電圧ＶＢ は、増
幅器４０で電圧設定器３９で設定された基準電圧ＶＲ
と比較され、駆動回路４１を介してスイッチ素子２５を
制御し、リアクトル２３を介してバッテリ電圧ＶＢ が
一定になるように充電制御される。即ち、自動車の制動
動作によりコンデンサ電圧ＶＣ が上昇すると前述の回
路が動作し、慣性エネルギーがバッテリ２１に回生され
る。なお、増幅器４０には電流制限回路４２が付加され
ており、電流センサー２４で検出される充電々流が所定
値を越えないように電流制限制御が行われる。
幅器４０で電圧設定器３９で設定された基準電圧ＶＲ
と比較され、駆動回路４１を介してスイッチ素子２５を
制御し、リアクトル２３を介してバッテリ電圧ＶＢ が
一定になるように充電制御される。即ち、自動車の制動
動作によりコンデンサ電圧ＶＣ が上昇すると前述の回
路が動作し、慣性エネルギーがバッテリ２１に回生され
る。なお、増幅器４０には電流制限回路４２が付加され
ており、電流センサー２４で検出される充電々流が所定
値を越えないように電流制限制御が行われる。
【００１１】バッテリ電圧ＶＢ が規定値に達すると充
電は停止される。この場合、コンデンサ電圧ＶＣ が上
昇するので、所定電圧以上になるとＰ−Ｎ間に電力用抵
抗器を接続して余剰の回生電力を熱として消費させる図
示しない周知のダイナミックブレーキ回路が設けられて
いる。
電は停止される。この場合、コンデンサ電圧ＶＣ が上
昇するので、所定電圧以上になるとＰ−Ｎ間に電力用抵
抗器を接続して余剰の回生電力を熱として消費させる図
示しない周知のダイナミックブレーキ回路が設けられて
いる。
【００１２】このようにして制動時に回収される回生電
力をバッテリーに充電し、発進、加速時に補助駆動力と
して使用し、省エネを図ると同時にＮｏｘ の減少を図
っている。
力をバッテリーに充電し、発進、加速時に補助駆動力と
して使用し、省エネを図ると同時にＮｏｘ の減少を図
っている。
【００１３】上述装置のスイッチ素子２６〜２９からな
る電力変換部及び電動機２は小形・軽量の制限から限時
定格としているが、この動作を頻繁に繰り返すか又は制
動を長く続けると、電動機２と電力変換部が過熱して損
傷する危険がある。そこで電動機に流れる電流の検出信
号ＭＣから繰り返しを含む実効電流から過熱温度を求め
、規定値に達するとＰＷＭ制御回路３７を停止させ、規
定値以下に戻ると再び運転状態にする保護回路３０が設
けられている。
る電力変換部及び電動機２は小形・軽量の制限から限時
定格としているが、この動作を頻繁に繰り返すか又は制
動を長く続けると、電動機２と電力変換部が過熱して損
傷する危険がある。そこで電動機に流れる電流の検出信
号ＭＣから繰り返しを含む実効電流から過熱温度を求め
、規定値に達するとＰＷＭ制御回路３７を停止させ、規
定値以下に戻ると再び運転状態にする保護回路３０が設
けられている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、Ｐ
ＷＭ制御回路３７が停止している間は当然エンジンのみ
による駆動となり、運転状態においてＰＷＭ制御回路３
７が運転、停止を繰り返すと運転者に違和感や不安感を
与えるという問題がある。本発明は上記問題を解消する
ためになされたもので、ＰＷＭ制御回路を停止すること
なく電力変換部と電動機の保護を行うことを目的として
いる。 ［発明の構成］
ＷＭ制御回路３７が停止している間は当然エンジンのみ
による駆動となり、運転状態においてＰＷＭ制御回路３
７が運転、停止を繰り返すと運転者に違和感や不安感を
与えるという問題がある。本発明は上記問題を解消する
ためになされたもので、ＰＷＭ制御回路を停止すること
なく電力変換部と電動機の保護を行うことを目的として
いる。 ［発明の構成］
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、自動車の駆動エンジンに結合した電動機
と、バッテリーを電源として該電動機を補助駆動する電
力変換部と、電流基準に応じて該電力変換部を制御して
該電動機の電流を制御する電流制御部を備えた装置にお
いて、該電力変換部及び該電動機の温度を検出し、該温
度の上昇に応じて該電流基準を減少させる保護手段を設
け、温度が上昇しても電動機の電流制御を継続するよう
にしたものである。
に、本発明は、自動車の駆動エンジンに結合した電動機
と、バッテリーを電源として該電動機を補助駆動する電
力変換部と、電流基準に応じて該電力変換部を制御して
該電動機の電流を制御する電流制御部を備えた装置にお
いて、該電力変換部及び該電動機の温度を検出し、該温
度の上昇に応じて該電流基準を減少させる保護手段を設
け、温度が上昇しても電動機の電流制御を継続するよう
にしたものである。
【００１６】
【実施例】本発明による実施例を図１に示す。
【００１７】図１において、温度センサー４４はスイッ
チ素子２６〜２９でなる電力変換部の温度Ｔ１ を検出
する。温度センサー４５は電動機２の温度Ｔ２ を検出
する。係数器４６は外部から与えられる変数ＫＴ に応
じて電流基準を可変増幅する。関数器４７，４８は検出
温度Ｔ１ ，Ｔ２ に応じて電動機電流を変化させるた
めの予定された関数値ｆ１ （Ｔ１ ），ｆ２ （Ｔ２
）を出力する。選択回路４９は上記関数値ｆ１ （Ｔ
１ ），ｆ２ （Ｔ２ ）のいずれか小さい方の値を選
択出力する。その他の要素は従来と同様である。
チ素子２６〜２９でなる電力変換部の温度Ｔ１ を検出
する。温度センサー４５は電動機２の温度Ｔ２ を検出
する。係数器４６は外部から与えられる変数ＫＴ に応
じて電流基準を可変増幅する。関数器４７，４８は検出
温度Ｔ１ ，Ｔ２ に応じて電動機電流を変化させるた
めの予定された関数値ｆ１ （Ｔ１ ），ｆ２ （Ｔ２
）を出力する。選択回路４９は上記関数値ｆ１ （Ｔ
１ ），ｆ２ （Ｔ２ ）のいずれか小さい方の値を選
択出力する。その他の要素は従来と同様である。
【００１８】なお、関数値ｆ１ （Ｔ１ ），ｆ２ （
Ｔ２ ）は、予め負荷率に応じて電力変換部と電動機の
温度上昇を測定して、規定温度上昇との温度差から図２
のように決定することができる。
Ｔ２ ）は、予め負荷率に応じて電力変換部と電動機の
温度上昇を測定して、規定温度上昇との温度差から図２
のように決定することができる。
【００１９】上記構成において、運転中に電力変換部と
電動機の温度Ｔ１ ，Ｔ２ に応じて関数器４７，４８
からＫ１ ＝ｆ１ （Ｔ１ ），Ｋ２ ＝ｆ２ （Ｔ２
）の値が出力される。今、電動機の温度Ｔ２ が上昇
してＫ２ ＜Ｋ１ の状態になったとすると選択回路４
９はＫ２ を選択して信号ＫＴ として出力する。この
場合、Ｋ２ ＝９０％であったとすると、係数器４６に
より電流基準は９０％に減少される。それでもＴ２ が
上昇するとＫ２ は更に小さくなり電動機の温度上昇は
連続的に抑制される。また、逆に、電力変換部の温度Ｔ
１ が上昇してＫ１ ＜Ｋ２ の状態になると選択回路
４９は信号ＫＴ としてＫ１ を出力し、同様に電流を
減少させて電力変換部の温度上昇を抑制する。本実施例
では、温度センサーを用いて電力変換部と電動機の温度
を実測する例で示したが、温度センサーでは周囲温度の
みを検出し電動機電流から各温度Ｔ１，Ｔ２ を模擬し
て低減率を求めるようにしてもよい。また、別の実施例
として、温度センサー４４，４５としてサーモスタット
を用いることができる。この場合、サーモスタットは設
定温度付近においてＯＮ−ＯＦＦするので、関数器４７
，４８は図３の実施例に示すようにＯＮ，ＯＦＦの指令
を起点として時限による関数値Ｋ１，Ｋ２ を発生する
。すなわち、時刻ｔ１においてサーモスタット４４が設
定温度を検出してＯＮすると関数器４４は時刻ｔ２ ま
での期間に関数値Ｋ１ を１００ ％から所定値まで連
続的に減少させる。また、時刻ｔ４ でサーモスタット
４４がＯＦＦするとＫ１ を時刻ｔ５ まで一定に保っ
た後、時刻ｔ５ 〜ｔ７ の期間に連続的に１００ ％
まで戻すようにする。関数器４８も同様に関数値Ｋ２
を発生させる。これらの関数値を用い前述と同様に電流
基準を減少しても同様の効果が得られる。なお、以上の
実施例では直流電動機を用いる例で示したがインバータ
を用い、交流電動機を使用することもできる。
電動機の温度Ｔ１ ，Ｔ２ に応じて関数器４７，４８
からＫ１ ＝ｆ１ （Ｔ１ ），Ｋ２ ＝ｆ２ （Ｔ２
）の値が出力される。今、電動機の温度Ｔ２ が上昇
してＫ２ ＜Ｋ１ の状態になったとすると選択回路４
９はＫ２ を選択して信号ＫＴ として出力する。この
場合、Ｋ２ ＝９０％であったとすると、係数器４６に
より電流基準は９０％に減少される。それでもＴ２ が
上昇するとＫ２ は更に小さくなり電動機の温度上昇は
連続的に抑制される。また、逆に、電力変換部の温度Ｔ
１ が上昇してＫ１ ＜Ｋ２ の状態になると選択回路
４９は信号ＫＴ としてＫ１ を出力し、同様に電流を
減少させて電力変換部の温度上昇を抑制する。本実施例
では、温度センサーを用いて電力変換部と電動機の温度
を実測する例で示したが、温度センサーでは周囲温度の
みを検出し電動機電流から各温度Ｔ１，Ｔ２ を模擬し
て低減率を求めるようにしてもよい。また、別の実施例
として、温度センサー４４，４５としてサーモスタット
を用いることができる。この場合、サーモスタットは設
定温度付近においてＯＮ−ＯＦＦするので、関数器４７
，４８は図３の実施例に示すようにＯＮ，ＯＦＦの指令
を起点として時限による関数値Ｋ１，Ｋ２ を発生する
。すなわち、時刻ｔ１においてサーモスタット４４が設
定温度を検出してＯＮすると関数器４４は時刻ｔ２ ま
での期間に関数値Ｋ１ を１００ ％から所定値まで連
続的に減少させる。また、時刻ｔ４ でサーモスタット
４４がＯＦＦするとＫ１ を時刻ｔ５ まで一定に保っ
た後、時刻ｔ５ 〜ｔ７ の期間に連続的に１００ ％
まで戻すようにする。関数器４８も同様に関数値Ｋ２
を発生させる。これらの関数値を用い前述と同様に電流
基準を減少しても同様の効果が得られる。なお、以上の
実施例では直流電動機を用いる例で示したがインバータ
を用い、交流電動機を使用することもできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、電力変換部や電動機の
温度が上昇しても補助トルクや制動トルクが停止される
ことがなくなり、連続的にトルクが変化するので運転者
に違和感や不安感を与えることがなくなり、安全性の高
い自動車の補助駆動制御装置が得られる。
温度が上昇しても補助トルクや制動トルクが停止される
ことがなくなり、連続的にトルクが変化するので運転者
に違和感や不安感を与えることがなくなり、安全性の高
い自動車の補助駆動制御装置が得られる。
【図１】本発明による自動車の補助駆動制御装置の一実
施例図。
施例図。
【図２】上記実施例の関数器４７，４８の特性図。
【図３】本発明の他の実施例による関数器の特性図。
【図４】電動機とエンジンの結合関係を示す駆動系統図
。
。
【図５】従来の装置の回路構成図。
１…エンジン ２…電動機 ３…
クラッチ ４…ギヤボックス ５…駆動シャフト ６…作動ギア ７ａ，７ｂ
…動力輪２１…バッテリ ２２…ダイオード
２３…リアクトル ２４，３１…電流センサ ２５〜２９…スイッチ
素子３２，３９…可変抵抗器 ３３ａ〜３３ｄ…
分圧抵抗器 ３４，３５…切換スイッチ ３６…電流制御器
３７…ＰＷＭ制御器 ３８，４１…駆動回路 ４０…電圧制御器
４２…電流制限器 ４４，４５…温度センサ ４６…可変係数器
４７，４８…関数器 ４９…選択手段
クラッチ ４…ギヤボックス ５…駆動シャフト ６…作動ギア ７ａ，７ｂ
…動力輪２１…バッテリ ２２…ダイオード
２３…リアクトル ２４，３１…電流センサ ２５〜２９…スイッチ
素子３２，３９…可変抵抗器 ３３ａ〜３３ｄ…
分圧抵抗器 ３４，３５…切換スイッチ ３６…電流制御器
３７…ＰＷＭ制御器 ３８，４１…駆動回路 ４０…電圧制御器
４２…電流制限器 ４４，４５…温度センサ ４６…可変係数器
４７，４８…関数器 ４９…選択手段
Claims (1)
- 【請求項１】 自動車の駆動エンジンに結合した電動
機と、バッテリーを電源として該電動機を補助駆動する
電力変換部と、電流基準に応じて該電力変換部を制御し
該電動機の電流を制御する電流制御部を備えた装置にお
いて、該電力変換部及び該電動機の温度を検出し、該温
度の上昇に応じて該電流基準を減少させる保護手段を設
けたことを特徴とする自動車の補助駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093931A JPH04325804A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 自動車の補助駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093931A JPH04325804A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 自動車の補助駆動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325804A true JPH04325804A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14096181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3093931A Pending JPH04325804A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 自動車の補助駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04325804A (ja) |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP3093931A patent/JPH04325804A/ja active Pending
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