JPH07131994A - 複数モータの駆動制御装置 - Google Patents
複数モータの駆動制御装置Info
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- JPH07131994A JPH07131994A JP5293943A JP29394393A JPH07131994A JP H07131994 A JPH07131994 A JP H07131994A JP 5293943 A JP5293943 A JP 5293943A JP 29394393 A JP29394393 A JP 29394393A JP H07131994 A JPH07131994 A JP H07131994A
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- motors
- motor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数のモータを全体として最大効率で運転
し、しかもモータの切替時に駆動力の段差が生じないよ
うにする。 【構成】 アクセル開度センサ１２と回転センサ１３か
らの信号を基に演算された走行必要トルクが、走行必要
トルク演算部２１から目標分担トルク算出部２２に入力
し、ここで複数のモータ２０A 、２０B 全体の効率が最
大となる各モータの目標分担トルクＴA*、ＴB*が算出さ
れる。ベクトル制御部２３は同一の伝達関数を有するフ
ィルタを通して目標分担トルクを受け、これと回転セン
サの信号ωreとから３相交流のための電流指令を出力
し、ＰＷＭインバータ２４により各モータを駆動する。
必要トルクに対して常に高い効率で運転され、しかも必
要トルクが変化するときトルクリプルなしにスムーズに
変化する。
し、しかもモータの切替時に駆動力の段差が生じないよ
うにする。 【構成】 アクセル開度センサ１２と回転センサ１３か
らの信号を基に演算された走行必要トルクが、走行必要
トルク演算部２１から目標分担トルク算出部２２に入力
し、ここで複数のモータ２０A 、２０B 全体の効率が最
大となる各モータの目標分担トルクＴA*、ＴB*が算出さ
れる。ベクトル制御部２３は同一の伝達関数を有するフ
ィルタを通して目標分担トルクを受け、これと回転セン
サの信号ωreとから３相交流のための電流指令を出力
し、ＰＷＭインバータ２４により各モータを駆動する。
必要トルクに対して常に高い効率で運転され、しかも必
要トルクが変化するときトルクリプルなしにスムーズに
変化する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、共通の出力軸に結合
された複数のモータの駆動制御装置に関する。
された複数のモータの駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動モータは例えば電気自動車などの駆
動源として用いられるが、一般道路を走行する車両は、
交通状況その他に対応して種々の走行パターンで運航さ
れる。電気自動車もこの制約を免れることはできず、要
求される出力も大きく変動する。しかしながら、モータ
には最も効率のよい運転条件があり、１個のモータで走
行に必要な最大の出力を賄おうとすればモータが大型化
するにもかかわらず、通常は大部分効率の低い状態で運
転されることになる。このため、本出願人は先に特願平
３−１７３３７号により、車両の駆動輪に複数のモータ
を連結し、走行に必要な出力がどれか１個のモータの最
大出力範囲内であるときはそのモータのみを単独運転
し、必要出力がこのモータの最大出力を越えたときには
他のモータが追加運転されて出力を補うようにした駆動
制御装置を提案している。これにより、常時駆動される
モータが比較的効率の良い条件で運転される。
動源として用いられるが、一般道路を走行する車両は、
交通状況その他に対応して種々の走行パターンで運航さ
れる。電気自動車もこの制約を免れることはできず、要
求される出力も大きく変動する。しかしながら、モータ
には最も効率のよい運転条件があり、１個のモータで走
行に必要な最大の出力を賄おうとすればモータが大型化
するにもかかわらず、通常は大部分効率の低い状態で運
転されることになる。このため、本出願人は先に特願平
３−１７３３７号により、車両の駆動輪に複数のモータ
を連結し、走行に必要な出力がどれか１個のモータの最
大出力範囲内であるときはそのモータのみを単独運転
し、必要出力がこのモータの最大出力を越えたときには
他のモータが追加運転されて出力を補うようにした駆動
制御装置を提案している。これにより、常時駆動される
モータが比較的効率の良い条件で運転される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
動力制御装置においても、走行必要出力Ｐ0 が、１個の
モータＭA の出力ＰA で足りず、不足分ＰB のために他
のモータＭB も同時に運転しなければならない場合、そ
れぞれのモータの運転時の効率をηA 、ηB とするとき
全消費電力（＝ＰA ／ηA ＋ＰB ／ηB ）は必ずしも最
小になるわけではないという問題があった。すなわち、
モータの効率は一般にその定格領域で高く、図１１のよ
うに表される。走行必要出力を回転数Ｎ0 ｒｐｍ時の必
要トルクＴ0 ｋｇｍとして表すと、図１１においてモー
タＭA でトルクＴ1 を出力させ、不足分（Ｔ0 −Ｔ1 ）
をモータＭB に負担させる場合には、消費電力は、
動力制御装置においても、走行必要出力Ｐ0 が、１個の
モータＭA の出力ＰA で足りず、不足分ＰB のために他
のモータＭB も同時に運転しなければならない場合、そ
れぞれのモータの運転時の効率をηA 、ηB とするとき
全消費電力（＝ＰA ／ηA ＋ＰB ／ηB ）は必ずしも最
小になるわけではないという問題があった。すなわち、
モータの効率は一般にその定格領域で高く、図１１のよ
うに表される。走行必要出力を回転数Ｎ0 ｒｐｍ時の必
要トルクＴ0 ｋｇｍとして表すと、図１１においてモー
タＭA でトルクＴ1 を出力させ、不足分（Ｔ0 −Ｔ1 ）
をモータＭB に負担させる場合には、消費電力は、
【数１】 で求められる。
【０００４】ここで、例としてＴ0 ＝１０ｋｇｍ、Ｎ0
＝２０００ｒｐｍとし、モータＭAにトルクＴ1 として
その最大トルク近傍の７ｋｇｍを出力させることによ
り、モータＭA は最大効率領域を離れて例えばηA ＝７
５％の効率となり、モータＭBの効率もηB ＝５５％と
なるとすると、
＝２０００ｒｐｍとし、モータＭAにトルクＴ1 として
その最大トルク近傍の７ｋｇｍを出力させることによ
り、モータＭA は最大効率領域を離れて例えばηA ＝７
５％の効率となり、モータＭBの効率もηB ＝５５％と
なるとすると、
【数２】 となる。一方、モータＭA の分担トルクをＴ2 ＝５ｋｇ
ｍにしたとき、両効率が同等のηA ＝ηB ＝８２％が得
られたとすると、
ｍにしたとき、両効率が同等のηA ＝ηB ＝８２％が得
られたとすると、
【数３】 となる。
【０００５】このように必要出力が１個のモータの最大
出力を越えるとき単にその越える分を他のモータに分担
させるだけでは無駄な電力を消費することになる。ま
た、上述の駆動制御装置ではモータの分担切替時に過渡
的に駆動力の段差（トルクリプル）も生じ、例えば車両
挙動に違和感を生ずることになる。したがって本発明
は、共通の出力軸に結合された複数のモータの駆動制御
装置において、モータが常にその最大効率領域で運転さ
れ、しかもモータの切替時に駆動力の段差が生じないよ
うにした複数モータの駆動制御装置を提供することを目
的とする。
出力を越えるとき単にその越える分を他のモータに分担
させるだけでは無駄な電力を消費することになる。ま
た、上述の駆動制御装置ではモータの分担切替時に過渡
的に駆動力の段差（トルクリプル）も生じ、例えば車両
挙動に違和感を生ずることになる。したがって本発明
は、共通の出力軸に結合された複数のモータの駆動制御
装置において、モータが常にその最大効率領域で運転さ
れ、しかもモータの切替時に駆動力の段差が生じないよ
うにした複数モータの駆動制御装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示すように、共通の出力軸１に連結された複数のモー
タ２の駆動制御装置であって、必要トルクを前記複数の
モータ２の各別で分担する目標分担トルク算出手段３
と、前記複数のモータの各別に対応して設けられ、前記
目標分担トルクに対して同一の伝達関数を有するフィル
タ５を備え、目標分担トルクとモータの回転周波数に対
応する３相交流出力を発生するベクトル制御インバータ
手段４とを有し、前記目標分担トルク算出手段３は、前
記複数のモータ２全体の効率がその動作点において最大
となるよう各モータの目標分担トルクを算出するものと
した。
に示すように、共通の出力軸１に連結された複数のモー
タ２の駆動制御装置であって、必要トルクを前記複数の
モータ２の各別で分担する目標分担トルク算出手段３
と、前記複数のモータの各別に対応して設けられ、前記
目標分担トルクに対して同一の伝達関数を有するフィル
タ５を備え、目標分担トルクとモータの回転周波数に対
応する３相交流出力を発生するベクトル制御インバータ
手段４とを有し、前記目標分担トルク算出手段３は、前
記複数のモータ２全体の効率がその動作点において最大
となるよう各モータの目標分担トルクを算出するものと
した。
【０００７】
【作用】目標分担トルク算出手段３が複数のモータ２全
体の効率がその動作点において最大となるよう必要トル
クに対して各モータの目標分担トルクを算出する。各モ
ータに対応して設けられたベクトル制御インバータ手段
４では、それぞれの目標分担トルクを同一伝達関数のフ
ィルタ５に通したうえ、モータの回転周波数に対応した
３相交流を各モータへ出力する。同一伝達関数のフィル
タにより同一応答が得られ、必要トルクが変化して各モ
ータの目標分担トルクが切り替わるときも駆動力の段差
が生じない。
体の効率がその動作点において最大となるよう必要トル
クに対して各モータの目標分担トルクを算出する。各モ
ータに対応して設けられたベクトル制御インバータ手段
４では、それぞれの目標分担トルクを同一伝達関数のフ
ィルタ５に通したうえ、モータの回転周波数に対応した
３相交流を各モータへ出力する。同一伝達関数のフィル
タにより同一応答が得られ、必要トルクが変化して各モ
ータの目標分担トルクが切り替わるときも駆動力の段差
が生じない。
【０００８】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図２は、電気自動車に適用された本発明の実施例を示す
全体システム図で、ここでは２個の誘導モータが搭載さ
れている。 車両の駆動輪Ｗ、Ｗにデファレンシャルギ
アＤＦを介して２個のモータ２０が同軸に連結されてい
る。モータ２０は、小出力のモータ２０A と、大出力の
モータ２０B からなっている。モータの出力軸には回転
センサ１３が取り付けられ、アクセル開度センサ１２か
らの信号Ｔｈと回転センサ１３からの信号ωreがコント
ローラ１１に入力される。モータ２０A 、２０B にはそ
れぞれモータドライバ１４（１４A 、１４B ）が接続さ
れ、コントローラ１１からアクセル開度およびモータ２
０の回転周波数を基に各モータドライバに出力指令が発
せられる。
図２は、電気自動車に適用された本発明の実施例を示す
全体システム図で、ここでは２個の誘導モータが搭載さ
れている。 車両の駆動輪Ｗ、Ｗにデファレンシャルギ
アＤＦを介して２個のモータ２０が同軸に連結されてい
る。モータ２０は、小出力のモータ２０A と、大出力の
モータ２０B からなっている。モータの出力軸には回転
センサ１３が取り付けられ、アクセル開度センサ１２か
らの信号Ｔｈと回転センサ１３からの信号ωreがコント
ローラ１１に入力される。モータ２０A 、２０B にはそ
れぞれモータドライバ１４（１４A 、１４B ）が接続さ
れ、コントローラ１１からアクセル開度およびモータ２
０の回転周波数を基に各モータドライバに出力指令が発
せられる。
【０００９】図３は上記システムにおける駆動制御装置
の概要を示すブロック図である。コントローラ１１は、
走行必要トルク演算部２１と、各モータの目標分担トル
ク算出部２２とからなっている。また、コントローラ１
０からの出力指令を受けるモータドライバ１４は、ベク
トル制御部２３、ＰＷＭインバータ２４および電流セン
サ２５からなっている。走行必要トルク演算部２１に
は、アクセル開度センサ１２からのアクセル開度信号Ｔ
ｈと回転センサ１３からの回転周波数信号ωreが入力さ
れ、目標分担トルク算出部２２から各モータの分担トル
ク目標値ＴA*、ＴB*が出力される。
の概要を示すブロック図である。コントローラ１１は、
走行必要トルク演算部２１と、各モータの目標分担トル
ク算出部２２とからなっている。また、コントローラ１
０からの出力指令を受けるモータドライバ１４は、ベク
トル制御部２３、ＰＷＭインバータ２４および電流セン
サ２５からなっている。走行必要トルク演算部２１に
は、アクセル開度センサ１２からのアクセル開度信号Ｔ
ｈと回転センサ１３からの回転周波数信号ωreが入力さ
れ、目標分担トルク算出部２２から各モータの分担トル
ク目標値ＴA*、ＴB*が出力される。
【００１０】各ベクトル制御部２３A 、２３B には、上
記分担トルク目標値ＴA*、ＴB*が入力されるとともに、
回転センサ１３からの回転周波数信号ωreが入力され、
各ベクトル制御部２３A 、２３B からは、３相の電流指
令ｉA*（ｉuA* 、ｉvA* 、ｉwA* ）、ｉB*（ｉuB* 、ｉ
vB* 、ｉwB* ）がＰＷＭインバータ２４A 、２４B に出
力される。ＰＷＭインバータ２４A 、２４B はそれぞれ
バッテリ９から電源を供給され、電流指令ｉA*、ｉB*に
基づいて、電流センサ２５A および２５B を介してＰＷ
Ｍ３相交流ＶA 、ＶB を、モータ２０A 、２０B へ供給
する。電流センサ２５A 、２５B は３相交流電流ｉA 、
ｉB をそれぞれ検出し、フィードバック値として、それ
ぞれＰＷＭインバータ２４A および２４B に入力する。
ベクトル制御部２３、ＰＷＭインバータ２４および電流
センサ２５で、発明のベクトル制御インバータ手段が構
成される。
記分担トルク目標値ＴA*、ＴB*が入力されるとともに、
回転センサ１３からの回転周波数信号ωreが入力され、
各ベクトル制御部２３A 、２３B からは、３相の電流指
令ｉA*（ｉuA* 、ｉvA* 、ｉwA* ）、ｉB*（ｉuB* 、ｉ
vB* 、ｉwB* ）がＰＷＭインバータ２４A 、２４B に出
力される。ＰＷＭインバータ２４A 、２４B はそれぞれ
バッテリ９から電源を供給され、電流指令ｉA*、ｉB*に
基づいて、電流センサ２５A および２５B を介してＰＷ
Ｍ３相交流ＶA 、ＶB を、モータ２０A 、２０B へ供給
する。電流センサ２５A 、２５B は３相交流電流ｉA 、
ｉB をそれぞれ検出し、フィードバック値として、それ
ぞれＰＷＭインバータ２４A および２４B に入力する。
ベクトル制御部２３、ＰＷＭインバータ２４および電流
センサ２５で、発明のベクトル制御インバータ手段が構
成される。
【００１１】図４には、走行必要トルク演算部２１にお
ける作動の流れが示される。まずステップ１００で、演
算のセット番号がｋ＝１として設定された後、ステップ
１０１でアクセル開度センサ１２からアクセル開度Ｔｈ
が読み込まれる。ステップ１０２で回転センサ１３から
モータ２０の回転数Ｎ0 ｒｐｍ（回転周波数＝ωre）が
読み込まれると、次のステップ１０３において、この回
転数Ｎ0 ｒｐｍと先に読み込まれたアクセル開度とから
走行に必要なトルクＴ0 ｋｇｍが演算される。
ける作動の流れが示される。まずステップ１００で、演
算のセット番号がｋ＝１として設定された後、ステップ
１０１でアクセル開度センサ１２からアクセル開度Ｔｈ
が読み込まれる。ステップ１０２で回転センサ１３から
モータ２０の回転数Ｎ0 ｒｐｍ（回転周波数＝ωre）が
読み込まれると、次のステップ１０３において、この回
転数Ｎ0 ｒｐｍと先に読み込まれたアクセル開度とから
走行に必要なトルクＴ0 ｋｇｍが演算される。
【００１２】次に目標分担トルク算出部２２では、図５
に示すフローで、各モータ２０A 、２０B の分担トルク
目標値ＴA*、ＴB*が求められる。ステップ１０４におい
て、セットｋ＝１として上記走行必要トルクＴ0 を得る
ための各モータ２０A 、２０B の出力トルクＴAk、ＴBk
が仮定値として設定される。なお、これらの仮定値の中
には、電力供給がカットされたモータのゼロ値も含ま
れ、
に示すフローで、各モータ２０A 、２０B の分担トルク
目標値ＴA*、ＴB*が求められる。ステップ１０４におい
て、セットｋ＝１として上記走行必要トルクＴ0 を得る
ための各モータ２０A 、２０B の出力トルクＴAk、ＴBk
が仮定値として設定される。なお、これらの仮定値の中
には、電力供給がカットされたモータのゼロ値も含ま
れ、
【数４】 となる。
【００１３】次のステップ１０５では、予め与えられた
効率特性マップから各モータの出力トルクＴAk、ＴBkに
おける回転数Ｎ0 のときの効率ηik、すなわちηAk、η
Bkが求められる。そして、ステップ１０６において全電
力消費量ξk が次式により演算される。
効率特性マップから各モータの出力トルクＴAk、ＴBkに
おける回転数Ｎ0 のときの効率ηik、すなわちηAk、η
Bkが求められる。そして、ステップ１０６において全電
力消費量ξk が次式により演算される。
【数５】 ここでｋ＝１であるから、セットｋ＝１での仮定値にお
ける全電力消費量ξ1が得られたことになる。
ける全電力消費量ξ1が得られたことになる。
【００１４】次にステップ１０８でｋ＝２としてステッ
プ１０４に戻り、新たな出力トルクＴAk、ＴBkの仮定値
のセットが設定される。これが繰り返されて、ξ2 、ξ
3 、…、ξM が求められる。こうして、所定のセット数
ｋ＝Ｍまでの仮定値についてその全電力消費量が得られ
たことが、ステップ１０７で確認されると、ステップ１
０９に進んで、ξ1 〜ξM の中での最小値を与えるセッ
トｋ＝＊ が求められる。
プ１０４に戻り、新たな出力トルクＴAk、ＴBkの仮定値
のセットが設定される。これが繰り返されて、ξ2 、ξ
3 、…、ξM が求められる。こうして、所定のセット数
ｋ＝Ｍまでの仮定値についてその全電力消費量が得られ
たことが、ステップ１０７で確認されると、ステップ１
０９に進んで、ξ1 〜ξM の中での最小値を与えるセッ
トｋ＝＊ が求められる。
【００１５】そして、この最小の全体電力消費量を与え
るセットを構成する出力トルクが分担トルク目標値ＴA
*、ＴB*として、ステップ１１０において各ベクトル制
御部２３A 、２３B へ出力される。ステップ１０４、１
０７、１０８が出力セット設定手段を、ステップ１０
５、１０６が消費電力演算手段を、そしてステップ１０
９が選択手段をそれぞれ構成している。ＴA*の走行必要
トルクに対する分配比を、 α＝ＴA*／Ｔ0 とすると、ＴB*は、 ＴB*＝（１−α）Ｔ0 で表わされる。
るセットを構成する出力トルクが分担トルク目標値ＴA
*、ＴB*として、ステップ１１０において各ベクトル制
御部２３A 、２３B へ出力される。ステップ１０４、１
０７、１０８が出力セット設定手段を、ステップ１０
５、１０６が消費電力演算手段を、そしてステップ１０
９が選択手段をそれぞれ構成している。ＴA*の走行必要
トルクに対する分配比を、 α＝ＴA*／Ｔ0 とすると、ＴB*は、 ＴB*＝（１−α）Ｔ0 で表わされる。
【００１６】図６は、ベクトル制御部２３A の詳細な構
成を示す。ベクトル制御部２３B も同一の構成である。
ここでは、トルクを生ずる電流と、磁束を生ずる電流の
ベクトルが直交するように、３相交流の電流および位相
が制御される。すなわち、モータのすべり角周波数ωse
を次のように制御する。
成を示す。ベクトル制御部２３B も同一の構成である。
ここでは、トルクを生ずる電流と、磁束を生ずる電流の
ベクトルが直交するように、３相交流の電流および位相
が制御される。すなわち、モータのすべり角周波数ωse
を次のように制御する。
【数６】 ただし、ω：指令周波数 ωre：モータの回転周波数 Ｍ：相互インダクタンス Ｒｒ：ロータの抵抗 Ｌｒ：インダクタンス ｉδｓ：トルク電流
【外１】 である。
【００１７】そこでベクトル制御部２３A には、磁束指
令演算器３２が設けられ、分担トルク目標値ＴA*を受け
て磁束指令
令演算器３２が設けられ、分担トルク目標値ＴA*を受け
て磁束指令
【外２】 を出力する。磁束指令は励磁電流演算器３３に入力さ
れ、ここで演算された励磁電流が磁束電流指令ｉγｓ*
として出力される。磁束指令
れ、ここで演算された励磁電流が磁束電流指令ｉγｓ*
として出力される。磁束指令
【外３】 はさらにトルク電流演算器３４に入力される。
【００１８】目標分担トルク算出部２２からのトルク指
令すなわち分担トルク目標値ＴA*は、トルク目標応答演
算器３１に入力され、目標応答トルクＴAm* となり、ト
ルク電流演算器３４に入力される。トルク電流演算器３
４では、目標応答トルクＴAm* と磁束指令
令すなわち分担トルク目標値ＴA*は、トルク目標応答演
算器３１に入力され、目標応答トルクＴAm* となり、ト
ルク電流演算器３４に入力される。トルク電流演算器３
４では、目標応答トルクＴAm* と磁束指令
【外４】 を基に、トルク電流指令ｉδｓ* を出力する。なおここ
では、３相交流を直接演算することは難しいので、上記
磁束電流指令およびトルク電流指令は、２相の回転座標
系であるγ−δ座標上で演算され、それぞれγ−δ／３
相交流座標変換器３８へ出力される。
では、３相交流を直接演算することは難しいので、上記
磁束電流指令およびトルク電流指令は、２相の回転座標
系であるγ−δ座標上で演算され、それぞれγ−δ／３
相交流座標変換器３８へ出力される。
【００１９】トルク電流演算器３４では、ベクトル制御
を行うと、極対数をｐとして、トルクが、
を行うと、極対数をｐとして、トルクが、
【数７】 と表されるので、
【数８】 を計算してトルク電流指令とする。
【００２０】また、励磁電流演算器３３では、
【数９】 を計算して磁束電流指令とする。
【００２１】上記トルク電流指令と磁束指令は、さらに
すべり角周波数演算器３５に入力され、ベクトル制御則
に従ってすべり角周波数ωseが求められ、これとωreと
の和が出力周波数ωとなる。これを積分器３６で処理し
て出力電圧位相θが出力される。出力電圧位相θを三角
関数発生器３７に通し、その出力ｓｉｎθおよびｃｏｓ
θがγ−δ／３相交流座標変換器３８に入力される。γ
−δ／３相交流座標変換器３８は、磁束電流指令および
トルク電流指令に基づいて、３相交流電流指令ｉA*とし
ての電流指令値ｉuA* 、ｉvA* 、ｉwA* を出力する。
すべり角周波数演算器３５に入力され、ベクトル制御則
に従ってすべり角周波数ωseが求められ、これとωreと
の和が出力周波数ωとなる。これを積分器３６で処理し
て出力電圧位相θが出力される。出力電圧位相θを三角
関数発生器３７に通し、その出力ｓｉｎθおよびｃｏｓ
θがγ−δ／３相交流座標変換器３８に入力される。γ
−δ／３相交流座標変換器３８は、磁束電流指令および
トルク電流指令に基づいて、３相交流電流指令ｉA*とし
ての電流指令値ｉuA* 、ｉvA* 、ｉwA* を出力する。
【００２２】このベクトル制御部２３A では、目標分担
トルク算出部２２からの分担トルク目標値ＴA*に対し
て、直列に挿入されているトルク目標応答演算器３１の Ｇ＝ａ／（ｓ＋ａ） なる伝達関数で応答する。ベクトル制御部２３B につい
ても同一構成で分担トルク目標値ＴB*が処理される。
トルク算出部２２からの分担トルク目標値ＴA*に対し
て、直列に挿入されているトルク目標応答演算器３１の Ｇ＝ａ／（ｓ＋ａ） なる伝達関数で応答する。ベクトル制御部２３B につい
ても同一構成で分担トルク目標値ＴB*が処理される。
【００２３】次に、これらベクトル制御部２３における
応答特性を図７により説明する。図の（ａ）のように、
時刻ｔ0 まで分配比α0 でトルクＴ0 でモータが作動し
ていたとし、時刻ｔ0 で走行必要トルクＴ1 を出力し、
その際の分配比がα1 に変わったとして、トルクの応答
を考えると、モータ２０A は、（ｂ）のように、ｔ＝ｔ
0 においてα0 ・Ｔ0 を初期値として、α1 ・Ｔ1 ま
で、 ａ／（ｓ＋ａ） で応答し、その応答波形は、
応答特性を図７により説明する。図の（ａ）のように、
時刻ｔ0 まで分配比α0 でトルクＴ0 でモータが作動し
ていたとし、時刻ｔ0 で走行必要トルクＴ1 を出力し、
その際の分配比がα1 に変わったとして、トルクの応答
を考えると、モータ２０A は、（ｂ）のように、ｔ＝ｔ
0 においてα0 ・Ｔ0 を初期値として、α1 ・Ｔ1 ま
で、 ａ／（ｓ＋ａ） で応答し、その応答波形は、
【数１０】 となる。
【００２４】そして他方のモータ２０B は、（ｃ）のよ
うに、ｔ＝ｔ0 において（１−α0）Ｔ0 を初期値とし
て、（１−α1 ）Ｔ1 まで、 ａ／（ｓ＋ａ） で応答し、その応答波形は、
うに、ｔ＝ｔ0 において（１−α0）Ｔ0 を初期値とし
て、（１−α1 ）Ｔ1 まで、 ａ／（ｓ＋ａ） で応答し、その応答波形は、
【数１１】 となる。したがって、合成したモータ２０全体のトルク
Ｔは、
Ｔは、
【数１２】 となる。
【００２５】すなわち、初期値Ｔ0 からａ／（ｓ＋ａ）
の伝達関数でＴ1 まで応答し、整定後は、最適な分配比
α1 でＴ1 の出力を出すことができる。これにより、磁
束指令目標が一定とした場合、トルク指令に対して高速
に追従させることができるとともに、走行必要トルクに
従ってモータの分配比が切り替わる場合にも滑らかに移
行する。
の伝達関数でＴ1 まで応答し、整定後は、最適な分配比
α1 でＴ1 の出力を出すことができる。これにより、磁
束指令目標が一定とした場合、トルク指令に対して高速
に追従させることができるとともに、走行必要トルクに
従ってモータの分配比が切り替わる場合にも滑らかに移
行する。
【００２６】この実施例によれば、上述のとおり各モー
タ２０A 、２０B に分担させる出力トルクの組み合わせ
が出力セットＴAk、ＴBkとしてｋ＝１〜Ｍの複数組設定
され、それぞれのセットについてその運転されるモータ
の全消費電力が演算される。そして、そのなかで最小の
全消費電力となるセットが選択されて各モータの分担が
決定されるから、常に消費電力が最小となる高効率の状
態で運転される。そして、トルクを制御するそれぞれの
ベクトル制御部が同一の応答をするように構成してある
から、アクセル開度信号に対してモータのトルクがリッ
プルなしにスムーズに変化する。
タ２０A 、２０B に分担させる出力トルクの組み合わせ
が出力セットＴAk、ＴBkとしてｋ＝１〜Ｍの複数組設定
され、それぞれのセットについてその運転されるモータ
の全消費電力が演算される。そして、そのなかで最小の
全消費電力となるセットが選択されて各モータの分担が
決定されるから、常に消費電力が最小となる高効率の状
態で運転される。そして、トルクを制御するそれぞれの
ベクトル制御部が同一の応答をするように構成してある
から、アクセル開度信号に対してモータのトルクがリッ
プルなしにスムーズに変化する。
【００２７】この際、各モータ２０A 、２０B について
予めモータの回転数と出力トルクに対する効率特性マッ
プが用意されており、その消費電力やその他出力セット
選択までコントローラ１１における演算のみで求められ
るから装置の構成が簡単で、安価に実現されるという利
点がある。なお、モータ２０の数は多いほど多数段階の
走行必要トルクに対して最大効率が得られることになる
が、実際の車両の走行モードはとくに頻度の多い平均パ
ターンとして所定の数に限られるから、これに応じて設
定するのが望ましい。同様に、出力セットの組み合わせ
数も平均パターンに対応して設定しておけばよい。
予めモータの回転数と出力トルクに対する効率特性マッ
プが用意されており、その消費電力やその他出力セット
選択までコントローラ１１における演算のみで求められ
るから装置の構成が簡単で、安価に実現されるという利
点がある。なお、モータ２０の数は多いほど多数段階の
走行必要トルクに対して最大効率が得られることになる
が、実際の車両の走行モードはとくに頻度の多い平均パ
ターンとして所定の数に限られるから、これに応じて設
定するのが望ましい。同様に、出力セットの組み合わせ
数も平均パターンに対応して設定しておけばよい。
【００２８】次に本発明の第２の実施例を説明する。
これは、目標分担トルク算出部における分担算出の態様
を異ならせたもので、前実施例では出力トルクの仮定値
の複数のセットについて毎回演算を行ない、最小の全体
電力消費量を与えるセットを抽出して各モータの分担ト
ルクを求めたのに対して、あらかじめ実験によって求め
た最適トルク配分比のマップを用いるようにしたもので
ある。図８はこの目標分担トルク算出部４２を示し、上
記最適トルク配分比を示す分配比マップ４６が、代表的
な走行条件に対応させてあらかじめ実験によって求めら
れ、トルク分配比選択マップブロック４５に用意されて
いる。
これは、目標分担トルク算出部における分担算出の態様
を異ならせたもので、前実施例では出力トルクの仮定値
の複数のセットについて毎回演算を行ない、最小の全体
電力消費量を与えるセットを抽出して各モータの分担ト
ルクを求めたのに対して、あらかじめ実験によって求め
た最適トルク配分比のマップを用いるようにしたもので
ある。図８はこの目標分担トルク算出部４２を示し、上
記最適トルク配分比を示す分配比マップ４６が、代表的
な走行条件に対応させてあらかじめ実験によって求めら
れ、トルク分配比選択マップブロック４５に用意されて
いる。
【００２９】走行必要トルクＴ0 が求められた後、この
Ｔ0 が格子点選択ブロック４３に入力され、ここから離
散値化したトルク
Ｔ0 が格子点選択ブロック４３に入力され、ここから離
散値化したトルク
【外５】 が出力される。同様に、モータの回転周波数ωreが格子
点選択ブロック４４に入力され、離散値化した回転周波
数
点選択ブロック４４に入力され、離散値化した回転周波
数
【外６】 が出力される。
【００３０】これら
【外７】 がトルク分配比選択マップブロック４５に入力されて、
分配比αが決定される。そして、分配比αが乗算器４７
においてＴ0 に乗ぜられ、 ＴA*＝α・Ｔ0 で、モータ２０A の分担トルク目標値ＴA*が出力され
る。併せて、減算器４８においてＴ0 からＴA*が減ぜら
れて、 ＴB*＝（１−α）Ｔ0 により、モータ２０B の分担トルク目標値ＴB*が出力さ
れる。
分配比αが決定される。そして、分配比αが乗算器４７
においてＴ0 に乗ぜられ、 ＴA*＝α・Ｔ0 で、モータ２０A の分担トルク目標値ＴA*が出力され
る。併せて、減算器４８においてＴ0 からＴA*が減ぜら
れて、 ＴB*＝（１−α）Ｔ0 により、モータ２０B の分担トルク目標値ＴB*が出力さ
れる。
【００３１】上記各ブロック４３〜４５と、乗算器４７
および減算器４８は、Ａ／Ｄ変換器およびタイマを備え
たマイクロコンピュータで構成される。この結果、図９
に示されるように、例えば低トルクの出力をする低負荷
域では小出力のモータを用い、中負荷域では大出力のモ
ータを用い、さらに高負荷域では、双方のモータを用い
るように分配される。このようにして、アクセル開度と
現在の回転周波数に対して、最適な効率の分配比αが読
み出されて、各モータの分担トルク目標値が出力され
る。その他の構成は、第１の実施例と同じである。
および減算器４８は、Ａ／Ｄ変換器およびタイマを備え
たマイクロコンピュータで構成される。この結果、図９
に示されるように、例えば低トルクの出力をする低負荷
域では小出力のモータを用い、中負荷域では大出力のモ
ータを用い、さらに高負荷域では、双方のモータを用い
るように分配される。このようにして、アクセル開度と
現在の回転周波数に対して、最適な効率の分配比αが読
み出されて、各モータの分担トルク目標値が出力され
る。その他の構成は、第１の実施例と同じである。
【００３２】本実施例によれば、分担トルク目標値があ
らかじめ用意された分配比マップから読み出す分配比に
より求められるので、構成が簡単で処理速度も速いとい
う利点を有している。
らかじめ用意された分配比マップから読み出す分配比に
より求められるので、構成が簡単で処理速度も速いとい
う利点を有している。
【００３３】図１０にはさらに第３の実施例を示す。こ
の実施例では、モータ２０’が２組のロータ・ステータ
２０’A 、２０’Bを内蔵するいわゆる２ロータ型に構
成され、このモータ２０’に温度センサ５８が取り付け
られている。目標分担トルク算出部５２は、第２の実施
例と同様にトルク分配比選択マップブロックを備える
が、ここでは、所定の温度範囲において、それぞれ最高
効率となる分配比を示す分配比マップ４６1 〜４６3
が、温度範囲ごとに設定されている。なお、目標分担ト
ルク算出部５２は、図８に示した目標分担トルク算出部
４２におけると同様、分配比マップの前後に格子点選択
ブロック４３、４４、乗算器４７、減算器４８を備える
が、簡単のため図１０中では各分配比マップ４６1 〜４
６3 内に含まれたものとして図示省略してある。
の実施例では、モータ２０’が２組のロータ・ステータ
２０’A 、２０’Bを内蔵するいわゆる２ロータ型に構
成され、このモータ２０’に温度センサ５８が取り付け
られている。目標分担トルク算出部５２は、第２の実施
例と同様にトルク分配比選択マップブロックを備える
が、ここでは、所定の温度範囲において、それぞれ最高
効率となる分配比を示す分配比マップ４６1 〜４６3
が、温度範囲ごとに設定されている。なお、目標分担ト
ルク算出部５２は、図８に示した目標分担トルク算出部
４２におけると同様、分配比マップの前後に格子点選択
ブロック４３、４４、乗算器４７、減算器４８を備える
が、簡単のため図１０中では各分配比マップ４６1 〜４
６3 内に含まれたものとして図示省略してある。
【００３４】ここで上記格子点選択ブロック４３、４４
から出力され離散値化したトルクおよび回転周波数
から出力され離散値化したトルクおよび回転周波数
【外８】 に対応して各分配比マップ４６1 〜４６3 から読み出さ
れた分配比は、温度センサ５８の出力によって駆動され
る切替器５６、５７によってモータ２０’の温度に対応
したαが選択される。この選択された分配比αに基づ
き、乗算器４７および減算器４８を経てロータ・ステー
タ２０’A 、２０’B の分担トルク目標値ＴA*、ＴB*が
各々ベクトル制御部２３A 、２３B へ出力される。その
他の構成は第１の実施例と同じである。
れた分配比は、温度センサ５８の出力によって駆動され
る切替器５６、５７によってモータ２０’の温度に対応
したαが選択される。この選択された分配比αに基づ
き、乗算器４７および減算器４８を経てロータ・ステー
タ２０’A 、２０’B の分担トルク目標値ＴA*、ＴB*が
各々ベクトル制御部２３A 、２３B へ出力される。その
他の構成は第１の実施例と同じである。
【００３５】この実施例は以上のように構成され、モー
タの温度に対応してそれぞれ最高効率となる分配比が選
択されて分担トルク目標値が決定されるから、２組のロ
ータ・ステータを備えるモータが、その冷間時も温間時
も高い効率で駆動される。なお、この実施例ではモータ
として２組のロータ・ステータを備えるものを用いた
が、さらに多数のロータ・ステータの組を内蔵する誘導
モータに適用してもよいし、また複数組のロータ・ステ
ータを内蔵するかわりにそれぞれ独立のモータを共通の
出力軸に連結するものでもよい。逆にまた第１および第
２の実施例においても、独立した複数のモータのかわり
に複数ロータ型の誘導モータとすることができる。した
がって本発明においては、複数のモータには両型式のモ
ータが含まれる。
タの温度に対応してそれぞれ最高効率となる分配比が選
択されて分担トルク目標値が決定されるから、２組のロ
ータ・ステータを備えるモータが、その冷間時も温間時
も高い効率で駆動される。なお、この実施例ではモータ
として２組のロータ・ステータを備えるものを用いた
が、さらに多数のロータ・ステータの組を内蔵する誘導
モータに適用してもよいし、また複数組のロータ・ステ
ータを内蔵するかわりにそれぞれ独立のモータを共通の
出力軸に連結するものでもよい。逆にまた第１および第
２の実施例においても、独立した複数のモータのかわり
に複数ロータ型の誘導モータとすることができる。した
がって本発明においては、複数のモータには両型式のモ
ータが含まれる。
【００３６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、複数のモータ
全体の効率がその動作点において最大となるよう各モー
タの目標分担トルクを算出する目標分担トルク算出手段
を設けるとともに、各モータに対応するベクトル制御イ
ンバータ手段に、それぞれ目標分担トルクに対して同一
の伝達関数を有するフィルタを備えるものとしたので、
同一応答が得られ、必要トルクに対して常に高い効率で
運転され、しかも必要トルクが変化するときトルクリプ
ルなしにスムーズに変化するという効果を有する。
全体の効率がその動作点において最大となるよう各モー
タの目標分担トルクを算出する目標分担トルク算出手段
を設けるとともに、各モータに対応するベクトル制御イ
ンバータ手段に、それぞれ目標分担トルクに対して同一
の伝達関数を有するフィルタを備えるものとしたので、
同一応答が得られ、必要トルクに対して常に高い効率で
運転され、しかも必要トルクが変化するときトルクリプ
ルなしにスムーズに変化するという効果を有する。
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す全体構成図であ
る。
る。
【図３】駆動制御装置の概要を示すブロック図である。
【図４】走行必要トルク演算部における作動を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図５】目標分担トルク算出部における作動を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】ベクトル制御部の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】ベクトル制御部における応答特性を示す説明図
である。
である。
【図８】発明の第２の実施例における目標分担トルク算
出部を示す図である。
出部を示す図である。
【図９】モータの分担例を示す説明図である。
【図１０】発明の第３の実施例における目標分担トルク
算出部を示す図である。
算出部を示す図である。
【図１１】出力トルクと効率の関係を示す効率特性図で
ある。
ある。
１ 出力軸 ２ モータ ３ 目標分担トルク算出手段 ４ ベクトル制御インバータ手段 ５ フィルタ ９ バッテリ １１ コントローラ １２ アクセル開度センサ １３ 回転センサ １４、１４A 、１４B モータドライバ ２０、２０A 、２０B モータ ２０’、２０’A 、２０’B モータ ２１ 走行必要トルク演算部 ２２ 目標分担トルク算出部 ２３、２３A 、２３B ベクトル制御部 ２４、２４A 、２４B ＰＷＭインバータ ２５、２５A 、２５B 電流センサ ３１ トルク目標応答演算器 ３２ 磁束指令演算器 ３３ 励磁電流演算器 ３４ トルク電流演算器 ３５ すべり角周波数演算器 ３６ 積分器 ３７ 三角関数発生器 ３８ γ−δ／３相交流座標変換器 ４２、５２ 目標分担トルク算出部 ４３、４４ 格子点選択ブロック ４５、５５ トルク分配比選択マップブロック ４６、４６1 、４６2 、４６3 分配比マップ ４７ 乗算器 ４８ 減算器 ５６、５７ 切替器 ５８ 温度センサ
Claims (4)
- 【請求項１】 共通の出力軸に連結された複数のモータ
の駆動制御装置であって、 必要トルクを前記複数のモータの各別で分担する目標分
担トルク算出手段と、 前記複数のモータの各別に対応して設けられ、前記目標
分担トルクに対して同一の伝達関数を有するフィルタを
備え、目標分担トルクとモータの回転周波数に対応する
３相交流出力を発生するベクトル制御インバータ手段と
を有し、 前記目標分担トルク算出手段は、前記複数のモータ全体
の効率がその動作点において最大となるよう各モータの
目標分担トルクを算出するものであることを特徴とする
複数モータの駆動制御装置。 - 【請求項２】 前記目標分担トルク算出手段は、前記複
数のモータの各別で分担する出力セットを複数設定する
出力セット設定手段と、各出力セットにおける前記複数
のモータの消費電力の総計を演算する消費電力演算手段
と、前記複数の出力セットのうち消費電力の総計が最小
となる出力セットを選択する選択手段を備え、該選択し
た出力セットにしたがって各目標分担トルクを出力する
ものであることを特徴とする請求項１記載の複数モータ
の駆動制御装置。 - 【請求項３】 前記目標分担トルク算出手段は、トルク
と回転周波数の各動作点において、前記複数のモータ全
体の効率が最大となる目標分担トルクの分配比を示すマ
ップを備え、前記必要トルクとモータの回転周波数に基
づいて読み出された前記分配比にしたがって各目標分担
トルクを出力するものであることを特徴とする請求項１
記載の複数モータの駆動制御装置。 - 【請求項４】 前記分配比を示すマップが所定の温度範
囲に対応して複数備えられ、モータの温度にしたがって
選択されるものであることを特徴とする請求項３記載の
複数モータの駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5293943A JPH07131994A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 複数モータの駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5293943A JPH07131994A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 複数モータの駆動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07131994A true JPH07131994A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17801187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5293943A Pending JPH07131994A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 複数モータの駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07131994A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-10-29 JP JP5293943A patent/JPH07131994A/ja active Pending
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