JPH0731007A - 車両用誘導電動機の制御装置 - Google Patents
車両用誘導電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH0731007A JPH0731007A JP5164718A JP16471893A JPH0731007A JP H0731007 A JPH0731007 A JP H0731007A JP 5164718 A JP5164718 A JP 5164718A JP 16471893 A JP16471893 A JP 16471893A JP H0731007 A JPH0731007 A JP H0731007A
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- JP
- Japan
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- slip
- vehicle
- induction motor
- frequency
- control device
- Prior art date
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- Pending
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】旋回または悪路走行時においても安定かつ良好
な走行が可能な同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の
制御装置を提供する。 【構成】この同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制
御装置は、両かご型回転子の滑りの比率又は差が所定の
許容範囲を逸脱するかどうかを検出し（１０６）、逸脱
しない場合に小さい方の滑りに基づいて、逸脱する場合
には大きい方の滑りに基づいて周波数及び電圧値を設定
する（１０８〜１１６）。このようにすれば、常に小さ
い方の滑りに基づいて周波数及び電圧値の制御を行うの
で、他方の滑りは常時監視しなくても滑りが殆ど０の領
域に入ることはない。また、片方の車輪がスリップして
それを駆動するかご型回転子の滑りが極めて小さくなっ
てしまう場合でも、スリップしていない他方の車輪を元
に周波数及び電圧値の制御を行い、この正常な車輪に好
適なトルクを保証することができる。
な走行が可能な同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の
制御装置を提供する。 【構成】この同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制
御装置は、両かご型回転子の滑りの比率又は差が所定の
許容範囲を逸脱するかどうかを検出し（１０６）、逸脱
しない場合に小さい方の滑りに基づいて、逸脱する場合
には大きい方の滑りに基づいて周波数及び電圧値を設定
する（１０８〜１１６）。このようにすれば、常に小さ
い方の滑りに基づいて周波数及び電圧値の制御を行うの
で、他方の滑りは常時監視しなくても滑りが殆ど０の領
域に入ることはない。また、片方の車輪がスリップして
それを駆動するかご型回転子の滑りが極めて小さくなっ
てしまう場合でも、スリップしていない他方の車輪を元
に周波数及び電圧値の制御を行い、この正常な車輪に好
適なトルクを保証することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用誘導電動機の制
御装置に関し、特に同軸２ロータ形式の車両用誘導電動
機の制御装置に関する。
御装置に関し、特に同軸２ロータ形式の車両用誘導電動
機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用誘導電動機として、共通の回転磁
界を形成するステータ内に独立回転可能に１対のかご型
回転子を配設し、これらかご型回転子により車両の左右
輪を個別に駆動する同軸２ロータ形式が提案されてい
る。この同軸２ロータ形式の誘導電動機において、印加
電力の周波数制御により両かご型回転子の滑りｓ１、ｓ
２を制御することができ、滑りｓ１、ｓ２と印加電力の
電圧値とにより両トルクが個別に決定される。同軸２ロ
ータ形式の誘導電動機を車両の左右輪駆動に用いて旋回
を行えば、必然的に外輪側かご型回転子の滑りは内輪側
かご型回転子の滑りより小さくなる筈である。
界を形成するステータ内に独立回転可能に１対のかご型
回転子を配設し、これらかご型回転子により車両の左右
輪を個別に駆動する同軸２ロータ形式が提案されてい
る。この同軸２ロータ形式の誘導電動機において、印加
電力の周波数制御により両かご型回転子の滑りｓ１、ｓ
２を制御することができ、滑りｓ１、ｓ２と印加電力の
電圧値とにより両トルクが個別に決定される。同軸２ロ
ータ形式の誘導電動機を車両の左右輪駆動に用いて旋回
を行えば、必然的に外輪側かご型回転子の滑りは内輪側
かご型回転子の滑りより小さくなる筈である。
【０００３】特開平４ー１８３２０４号公報は、この同
軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制御装置におい
て、内輪側のかご型回転子のトルクが外輪側のかご型回
転子のトルクよりも小さくなるように両かご型回転子の
滑りを制御することを開示し、その特許請求の範囲に記
載している。具体的には、外輪側かご型回転子（滑り
小）のトルクが、内輪側かご型回転子（滑り大）のトル
クより小さくなるのは、トルク−滑り曲線上から、外輪
側かご型回転子が、通常の誘導電動機のトルク−滑り曲
線上において、極大トルク値における滑り（Ｓｔｍａｘ
とする）よりも滑りが減少した領域に入ることを示すの
で、周波数を増大することにより、外輪側かご型回転子
の滑りを増大して、外輪側かご型回転子の滑りをＳｔｍ
ａｘより大とし、外輪側かご型回転子のトルクを増大さ
せる。この場合、全体のトルクも増加するので、電圧Ｖ
を低下させて全体のトルクの増大を防ぐ。
軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制御装置におい
て、内輪側のかご型回転子のトルクが外輪側のかご型回
転子のトルクよりも小さくなるように両かご型回転子の
滑りを制御することを開示し、その特許請求の範囲に記
載している。具体的には、外輪側かご型回転子（滑り
小）のトルクが、内輪側かご型回転子（滑り大）のトル
クより小さくなるのは、トルク−滑り曲線上から、外輪
側かご型回転子が、通常の誘導電動機のトルク−滑り曲
線上において、極大トルク値における滑り（Ｓｔｍａｘ
とする）よりも滑りが減少した領域に入ることを示すの
で、周波数を増大することにより、外輪側かご型回転子
の滑りを増大して、外輪側かご型回転子の滑りをＳｔｍ
ａｘより大とし、外輪側かご型回転子のトルクを増大さ
せる。この場合、全体のトルクも増加するので、電圧Ｖ
を低下させて全体のトルクの増大を防ぐ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記した公
報では、両方のかご型回転子の滑りと印加電圧とから決
定される両方のトルクと平均滑り（又は平均回転数）と
に基づいて上記制御を行うが、車両駆動用途では道路状
況などにより様々な滑り状態やトルク状態が発生するこ
とがある。例えば、道路の状態により片方の車輪がスリ
ップしたり（滑り減少）する場合が考えられ、上記した
従来の制御方式ではそのような場合制御が不安定とな
り、また、走行フィーリングが悪化した。
報では、両方のかご型回転子の滑りと印加電圧とから決
定される両方のトルクと平均滑り（又は平均回転数）と
に基づいて上記制御を行うが、車両駆動用途では道路状
況などにより様々な滑り状態やトルク状態が発生するこ
とがある。例えば、道路の状態により片方の車輪がスリ
ップしたり（滑り減少）する場合が考えられ、上記した
従来の制御方式ではそのような場合制御が不安定とな
り、また、走行フィーリングが悪化した。
【０００５】一例を挙げれば、旋回中に内輪又は外輪が
スリップすれば、スリップ側のかご型回転子の滑りがほ
とんど０となり、印加電力がこのスリップ輪の加速に投
入されてしまい、他方の正常な側のかご型回転子のトル
ク増加に不適当な周波数となってしまう。すなわち両方
の滑りに基づいて算出したトルクは好ましい両方のトル
クから掛け離れてしまう。
スリップすれば、スリップ側のかご型回転子の滑りがほ
とんど０となり、印加電力がこのスリップ輪の加速に投
入されてしまい、他方の正常な側のかご型回転子のトル
ク増加に不適当な周波数となってしまう。すなわち両方
の滑りに基づいて算出したトルクは好ましい両方のトル
クから掛け離れてしまう。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、旋回または悪路走行時においても安定かつ良好な
走行が可能な同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制
御装置を提供することをその目的としている。
あり、旋回または悪路走行時においても安定かつ良好な
走行が可能な同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制
御装置を提供することをその目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１発明の車両用誘導電
動機の制御装置は、共通の回転磁界により互いに独立に
回転可能に配置されて車両の左右輪を個別に駆動する１
対のかご型回転子を備える車両用誘導電動機のステータ
コイルに交流電圧を印加するインバータと、前記両かご
型回転子の滑りを検出する滑り検出部と、検出した前記
滑りに基づき前記交流電圧の周波数及び電圧値のを制御
する制御部とを備える車両用誘導電動機の制御装置にお
いて、前記制御部は、前記両かご型回転子の滑りの比率
又は差が所定の許容範囲を逸脱するかどうかを検出する
滑り比較判別手段と、小さい方の滑りに基づいて前記周
波数及び電圧値を設定する印加電力設定手段と、を備え
ることを特徴としている。
動機の制御装置は、共通の回転磁界により互いに独立に
回転可能に配置されて車両の左右輪を個別に駆動する１
対のかご型回転子を備える車両用誘導電動機のステータ
コイルに交流電圧を印加するインバータと、前記両かご
型回転子の滑りを検出する滑り検出部と、検出した前記
滑りに基づき前記交流電圧の周波数及び電圧値のを制御
する制御部とを備える車両用誘導電動機の制御装置にお
いて、前記制御部は、前記両かご型回転子の滑りの比率
又は差が所定の許容範囲を逸脱するかどうかを検出する
滑り比較判別手段と、小さい方の滑りに基づいて前記周
波数及び電圧値を設定する印加電力設定手段と、を備え
ることを特徴としている。
【０００８】第２発明の車両用誘導電動機の制御装置
は、共通の回転磁界により互いに独立に回転可能に配置
されて車両の左右輪を個別に駆動する１対のかご型回転
子を備える車両用誘導電動機のステータコイルに交流電
圧を印加するインバータと、前記両かご型回転子の滑り
を検出する滑り検出部と、検出した前記滑りに基づき前
記交流電圧の周波数及び電圧値のを制御する制御部とを
備える車両用誘導電動機の制御装置において、前記制御
部は、前記両かご型回転子の滑りの比率又は差が所定の
許容範囲を逸脱するかどうかを検出する滑り比較判別手
段と、前記比率又は差が前記許容範囲を逸脱した場合
に、相対的に大きい方の滑りに基づいて前記周波数及び
電圧値を設定する印加電力設定手段と、を備えることを
特徴としている。
は、共通の回転磁界により互いに独立に回転可能に配置
されて車両の左右輪を個別に駆動する１対のかご型回転
子を備える車両用誘導電動機のステータコイルに交流電
圧を印加するインバータと、前記両かご型回転子の滑り
を検出する滑り検出部と、検出した前記滑りに基づき前
記交流電圧の周波数及び電圧値のを制御する制御部とを
備える車両用誘導電動機の制御装置において、前記制御
部は、前記両かご型回転子の滑りの比率又は差が所定の
許容範囲を逸脱するかどうかを検出する滑り比較判別手
段と、前記比率又は差が前記許容範囲を逸脱した場合
に、相対的に大きい方の滑りに基づいて前記周波数及び
電圧値を設定する印加電力設定手段と、を備えることを
特徴としている。
【０００９】
【作用および発明の効果】第１発明の同軸２ロータ形式
の車両用誘導電動機の制御装置は、両かご型回転子の滑
り（当然、回転数でもよい）の比率又は差が所定の許容
範囲を逸脱するかどうかを検出し、逸脱しない場合に小
さい方の滑りに基づいて周波数及び電圧値を設定する。
このようにすれば、以下の効果を奏する。
の車両用誘導電動機の制御装置は、両かご型回転子の滑
り（当然、回転数でもよい）の比率又は差が所定の許容
範囲を逸脱するかどうかを検出し、逸脱しない場合に小
さい方の滑りに基づいて周波数及び電圧値を設定する。
このようにすれば、以下の効果を奏する。
【００１０】すなわち、同軸２ロータ形式の誘導電動機
を車両の左右輪駆動に用いて旋回を行えば、必然的に外
輪側かご型回転子の滑りは内輪側かご型回転子の滑りよ
り小さくなる。この同軸２ロータ形式の誘導電動機では
後述するように常に滑りが小さい方のかご型回転子のト
ルクが大きくなる。したがって旋回時にはなんら制御し
なくても外輪側かご型回転子のトルクは、内輪側かご型
回転子のトルクより大きくなり、旋回時に際して逆方向
へ旋回が生じるような不具合は生じず、都合が良い。
を車両の左右輪駆動に用いて旋回を行えば、必然的に外
輪側かご型回転子の滑りは内輪側かご型回転子の滑りよ
り小さくなる。この同軸２ロータ形式の誘導電動機では
後述するように常に滑りが小さい方のかご型回転子のト
ルクが大きくなる。したがって旋回時にはなんら制御し
なくても外輪側かご型回転子のトルクは、内輪側かご型
回転子のトルクより大きくなり、旋回時に際して逆方向
へ旋回が生じるような不具合は生じず、都合が良い。
【００１１】ただ後述するように、旋回時などにおいて
はどちらか一方又は両方の滑りが、何らかの原因により
０に近い値まで減少すると、滑りが僅かに変動するだけ
で両方のトルクが大幅に変動し、かつ、トルクが大幅に
減少するので、好ましくない。したがって、旋回時には
特に外輪側かご型回転子の滑りがこのような値に落ち込
むことがないように電圧及び周波数を制御することが、
この同軸２ロータ形式の誘導電動機では重要となる。
はどちらか一方又は両方の滑りが、何らかの原因により
０に近い値まで減少すると、滑りが僅かに変動するだけ
で両方のトルクが大幅に変動し、かつ、トルクが大幅に
減少するので、好ましくない。したがって、旋回時には
特に外輪側かご型回転子の滑りがこのような値に落ち込
むことがないように電圧及び周波数を制御することが、
この同軸２ロータ形式の誘導電動機では重要となる。
【００１２】ここで、両トルクを良好な範囲に維持しつ
つ両方の滑りが常に滑り極小領域に入らないように周波
数及び電圧値を制御するのは、非常に複雑となる。ま
た、電圧及び周波数を大きい方の滑りだけに基づいて制
御を行うと、小さい方の滑りが上記した０に近い領域に
入る場合があり、上述した不具合が生じる可能性が生じ
る。
つ両方の滑りが常に滑り極小領域に入らないように周波
数及び電圧値を制御するのは、非常に複雑となる。ま
た、電圧及び周波数を大きい方の滑りだけに基づいて制
御を行うと、小さい方の滑りが上記した０に近い領域に
入る場合があり、上述した不具合が生じる可能性が生じ
る。
【００１３】この第１発明では、常に小さい方の滑りに
基づいて周波数及び電圧値の制御を行う（その滑りが殆
ど０の領域に入ることがないように制御する）。このよ
うにすれば、他方の滑りは常時監視しなくても滑りが殆
ど０の領域に入ることはなく、結局、簡単な制御方式を
採用しつつ、どちらかの滑りが例えば旋回時にほとんど
０に近くなって制御不良となるのを防止することができ
る。
基づいて周波数及び電圧値の制御を行う（その滑りが殆
ど０の領域に入ることがないように制御する）。このよ
うにすれば、他方の滑りは常時監視しなくても滑りが殆
ど０の領域に入ることはなく、結局、簡単な制御方式を
採用しつつ、どちらかの滑りが例えば旋回時にほとんど
０に近くなって制御不良となるのを防止することができ
る。
【００１４】なお上述したように、この小さい方の滑り
に基づく周波数及び電圧値の制御を行う場合、旋回時に
おいて外輪側かご型回転子のトルクが内輪側かご型回転
子のトルクより小さくなってしまい、逆旋回が生じる不
安が生じるが、旋回時の外輪側かご型回転子は内輪側か
ご型回転子より理論的に大トルクを発生するという上述
の発見により、上記の不安は杞憂となる。
に基づく周波数及び電圧値の制御を行う場合、旋回時に
おいて外輪側かご型回転子のトルクが内輪側かご型回転
子のトルクより小さくなってしまい、逆旋回が生じる不
安が生じるが、旋回時の外輪側かご型回転子は内輪側か
ご型回転子より理論的に大トルクを発生するという上述
の発見により、上記の不安は杞憂となる。
【００１５】次に、第２発明について説明する。第２発
明の同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制御装置
は、両かご型回転子の滑り（当然、回転数でもよい）の
比率又は差が所定の許容範囲を逸脱するかどうかを検出
し、逸脱する場合に大きい方の滑りに基づいて周波数及
び電圧値を設定する。このようにすれば、以下の効果を
奏する。
明の同軸２ロータ形式の車両用誘導電動機の制御装置
は、両かご型回転子の滑り（当然、回転数でもよい）の
比率又は差が所定の許容範囲を逸脱するかどうかを検出
し、逸脱する場合に大きい方の滑りに基づいて周波数及
び電圧値を設定する。このようにすれば、以下の効果を
奏する。
【００１６】すなわち、このような逸脱が生じるのは、
片方の車輪がスリップしてそれを駆動するかご型回転子
の滑りが極めて小さくなってしまう場合が主である。こ
の場合に、上記したように小さい滑りに基づいてその滑
りを増大すべく周波数を増加してもますますスリップす
るだけとなる。そこでこの場合には、スリップしていな
い他方の車輪を元に周波数及び電圧値の制御を行い、こ
の正常な車輪に好適なトルクを保証することができる。
片方の車輪がスリップしてそれを駆動するかご型回転子
の滑りが極めて小さくなってしまう場合が主である。こ
の場合に、上記したように小さい滑りに基づいてその滑
りを増大すべく周波数を増加してもますますスリップす
るだけとなる。そこでこの場合には、スリップしていな
い他方の車輪を元に周波数及び電圧値の制御を行い、こ
の正常な車輪に好適なトルクを保証することができる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の特徴を実施例を用いて説明す
る。図１にこの実施例のシステム図を示す。車両１の前
輪１１、１２は操舵され、後輪１３、１４は同軸２ロー
タ形式の誘導電動機２の一対のかご型回転子３、４によ
り個別に駆動される。
る。図１にこの実施例のシステム図を示す。車両１の前
輪１１、１２は操舵され、後輪１３、１４は同軸２ロー
タ形式の誘導電動機２の一対のかご型回転子３、４によ
り個別に駆動される。
【００１８】誘導電動機２は共通のステータコア５とそ
れに巻装された共通のステータコイル６を有し、ステー
タコア５の内部に左後輪１３駆動用のかご型回転子３及
び右後輪１４駆動用のかご型回転子４が軸受けに保持さ
れて回転自在に配設されている。７、８はそれぞれかご
型回転子３、４の回転数を検出するセンサであり、９は
各種入力信号に基づき、誘導電動機２への印加電力の周
波数及び電圧値を制御するコントローラである。コント
ローラ９は、アクセルペダル９０からアクセル開度を入
力し、センサ７、８からかご型回転子３、４の回転数を
入力する。
れに巻装された共通のステータコイル６を有し、ステー
タコア５の内部に左後輪１３駆動用のかご型回転子３及
び右後輪１４駆動用のかご型回転子４が軸受けに保持さ
れて回転自在に配設されている。７、８はそれぞれかご
型回転子３、４の回転数を検出するセンサであり、９は
各種入力信号に基づき、誘導電動機２への印加電力の周
波数及び電圧値を制御するコントローラである。コント
ローラ９は、アクセルペダル９０からアクセル開度を入
力し、センサ７、８からかご型回転子３、４の回転数を
入力する。
【００１９】この同軸２ロータ形式の誘導電動機２の１
相等価回路を表す図２に基づいて、そのトルク−滑り特
性を説明する。まず、記号を以下に定義する。 円周率 π 印加電圧周波数 ｆ〔Ｈｚ〕 電動機の総極数 ｐ 回転子の回転速度 ａ〔ｒａｄ／ｓｅｃ〕 回転子のすべり ｓ 回転子のトルク Ｔ〔Ｎｍ〕 減速器の減速比 ｑ 車両の速度 Ｎ〔ｍ／ｓｅｃ〕 タイヤの有効半径 ｒ〔ｍ〕 車両の駆動力／駆動輪 Ｐ〔Ｎ〕 すべりと車速の間の関係は ａ＝２πｆ（１ーｓ） Ｎ＝ａ・ｑ・ｒ（旋回時） 回転子のトルクと駆動力の関係は Ｐ＝Ｔ・ｑ と表せることは明らかで、電動機のすべりートルク曲線
から車両と車速ー駆動力曲線を導くことは容易に行え
る。
相等価回路を表す図２に基づいて、そのトルク−滑り特
性を説明する。まず、記号を以下に定義する。 円周率 π 印加電圧周波数 ｆ〔Ｈｚ〕 電動機の総極数 ｐ 回転子の回転速度 ａ〔ｒａｄ／ｓｅｃ〕 回転子のすべり ｓ 回転子のトルク Ｔ〔Ｎｍ〕 減速器の減速比 ｑ 車両の速度 Ｎ〔ｍ／ｓｅｃ〕 タイヤの有効半径 ｒ〔ｍ〕 車両の駆動力／駆動輪 Ｐ〔Ｎ〕 すべりと車速の間の関係は ａ＝２πｆ（１ーｓ） Ｎ＝ａ・ｑ・ｒ（旋回時） 回転子のトルクと駆動力の関係は Ｐ＝Ｔ・ｑ と表せることは明らかで、電動機のすべりートルク曲線
から車両と車速ー駆動力曲線を導くことは容易に行え
る。
【００２０】本実施例で検討した車両の仕様は以下のと
おりである。 ・駆動輪間距離 １．３５ｍ ・最小旋回半径 ５．０ｍ ・限界速度 １８ｋｍ／ｈ（最小旋回半径
５．０ｍ時） ・タイヤ有効半径 ０．２９３ｍ 搭載する電動機の仕様は ・定格出力 ２０ＫＷ ・最大出力 ４０ＫＷ ・定格電圧 ２００Ｖ ・定格同期周波数 ９０Ｈｚ ・極 数 ２ 減速器の仕様は ・減速比 １／１２ とする。なお、図１において減速器はホイールに内蔵し
ており、図示していない。
おりである。 ・駆動輪間距離 １．３５ｍ ・最小旋回半径 ５．０ｍ ・限界速度 １８ｋｍ／ｈ（最小旋回半径
５．０ｍ時） ・タイヤ有効半径 ０．２９３ｍ 搭載する電動機の仕様は ・定格出力 ２０ＫＷ ・最大出力 ４０ＫＷ ・定格電圧 ２００Ｖ ・定格同期周波数 ９０Ｈｚ ・極 数 ２ 減速器の仕様は ・減速比 １／１２ とする。なお、図１において減速器はホイールに内蔵し
ており、図示していない。
【００２１】更に電気回路定数について説明すれば、通
常の誘導電動機と同じであるが、同軸２ロータ形式の特
徴として、かご型回転子３を示す抵抗ｒ２１、リアクタ
ンスｘ２１とかご型回転子４を示す抵抗ｒ２２、リアク
タンスｘ２２とは直列に接続されることになる。ｓ１は
かご型回転子３の滑り、ｓ２はかご型回転子３の滑り、
Ｖは印加電圧、Ｚは総インピーダンス、Ｙｏは励磁アド
ミッタンス、ｒ１は一次コイルの抵抗、ｘ１は一次コイ
ルのリアクタンスである。
常の誘導電動機と同じであるが、同軸２ロータ形式の特
徴として、かご型回転子３を示す抵抗ｒ２１、リアクタ
ンスｘ２１とかご型回転子４を示す抵抗ｒ２２、リアク
タンスｘ２２とは直列に接続されることになる。ｓ１は
かご型回転子３の滑り、ｓ２はかご型回転子３の滑り、
Ｖは印加電圧、Ｚは総インピーダンス、Ｙｏは励磁アド
ミッタンス、ｒ１は一次コイルの抵抗、ｘ１は一次コイ
ルのリアクタンスである。
【００２２】 ここで、 （ｒ２１／ｓ１）＋（ｒ２２／ｓ２）＋ｊ（２１＋ｘ２
２）＝１／Ｙ１ とすれば、Ｉ１＝Ｉ×Ｙ１／（Ｙｏ＋Ｙ１）となる。し
たがって、 Ｔ１＝Ｉ１2 （ｒ２１／ｓ１）ｍｐ／（４πｆ） Ｔ２＝Ｉ１2 （ｒ２２／ｓ２）ｍｐ／（４πｆ） と表せる。このトルクＴ１，Ｔ２を求める式から明らか
なようにトルクは常にすべりの小さい方、すなわち速い
回転子の方が大きい。したがってことさら２つのすべり
を制御しなくとも、すべりが十分大きければ、外輪に係
る回転子のトルクの方が、内輪に係るトルクよりも大き
くなるということがわかる。
２）＝１／Ｙ１ とすれば、Ｉ１＝Ｉ×Ｙ１／（Ｙｏ＋Ｙ１）となる。し
たがって、 Ｔ１＝Ｉ１2 （ｒ２１／ｓ１）ｍｐ／（４πｆ） Ｔ２＝Ｉ１2 （ｒ２２／ｓ２）ｍｐ／（４πｆ） と表せる。このトルクＴ１，Ｔ２を求める式から明らか
なようにトルクは常にすべりの小さい方、すなわち速い
回転子の方が大きい。したがってことさら２つのすべり
を制御しなくとも、すべりが十分大きければ、外輪に係
る回転子のトルクの方が、内輪に係るトルクよりも大き
くなるということがわかる。
【００２３】次に直線走行動作について図３の車速−ト
ルク特性図により説明する。まず加速の場合、運転者が
アクセルペダル９０を踏み込むと、コントローラ９がそ
の踏み込み量に応じた交流電圧を電動機の固定子に印加
する。このときアクセルペダル踏み込み量と印加電圧は
おおむね比例の関係、また印加電圧（Ｖ，Ｖ１，Ｖ２，
Ｖ３）と周波数はほぼ比例の関係にあるため、任意のア
クセルペダル踏み込み量に応じて印加電圧と周波数は、
一意的に定まる。
ルク特性図により説明する。まず加速の場合、運転者が
アクセルペダル９０を踏み込むと、コントローラ９がそ
の踏み込み量に応じた交流電圧を電動機の固定子に印加
する。このときアクセルペダル踏み込み量と印加電圧は
おおむね比例の関係、また印加電圧（Ｖ，Ｖ１，Ｖ２，
Ｖ３）と周波数はほぼ比例の関係にあるため、任意のア
クセルペダル踏み込み量に応じて印加電圧と周波数は、
一意的に定まる。
【００２４】図３において車両が速度Ｔ１で走行してお
り、そのときの印加周波数がｆ１であるとする。今運転
者が加速の必要を感じてアクセルペダルを踏み込むと、
周波数はｆ１からｆ２に増加する。この時、電圧も比例
して増加する。したがって図中の車速ー駆動力曲線はｆ
１よりｆ２に変化する。車速ー駆動力曲線が変化すると
Ｎ１で走行中の車両に与えられる駆動力は、定速走行に
十分な駆動力Ｔ１から、よりおおきな駆動力Ｔ２に変化
する。したがって車両は加速を始める。車速がＮ１より
速くなるに従って駆動力はｆ２の曲線に沿って減少し、
Ｔ３にいたって平衡状態となり、車両は速度Ｎ２におい
て定速走行をする。実際は車両の駆動力の変更を高速に
行うためにベクトル制御等の制御手法が用いられるが、
定常的な電動機の性質を論ずる上では上記のモデルで充
分である。 以上が直進時の制御であるが、次に旋回時
（一例として左旋回）について説明する。この場合に
は、上述したように内輪側かご型回転子３より外輪側か
ご型回転子４のトルクが常に大きくなる。
り、そのときの印加周波数がｆ１であるとする。今運転
者が加速の必要を感じてアクセルペダルを踏み込むと、
周波数はｆ１からｆ２に増加する。この時、電圧も比例
して増加する。したがって図中の車速ー駆動力曲線はｆ
１よりｆ２に変化する。車速ー駆動力曲線が変化すると
Ｎ１で走行中の車両に与えられる駆動力は、定速走行に
十分な駆動力Ｔ１から、よりおおきな駆動力Ｔ２に変化
する。したがって車両は加速を始める。車速がＮ１より
速くなるに従って駆動力はｆ２の曲線に沿って減少し、
Ｔ３にいたって平衡状態となり、車両は速度Ｎ２におい
て定速走行をする。実際は車両の駆動力の変更を高速に
行うためにベクトル制御等の制御手法が用いられるが、
定常的な電動機の性質を論ずる上では上記のモデルで充
分である。 以上が直進時の制御であるが、次に旋回時
（一例として左旋回）について説明する。この場合に
は、上述したように内輪側かご型回転子３より外輪側か
ご型回転子４のトルクが常に大きくなる。
【００２５】しかしながら、なんらかの道路状況の急変
などの状況変化に伴って、どちらかの回転子のすべりが
零に近くなると（例えばすべりが０．００５）のときは
回転子部分の回路のインピーダンスが大きくなり、Ｉ１
が小さくなってしまうので、両回転子のトルクが激減し
てしまい、車両の走行状態が変化してしまう（急激にあ
るいは停止）。したがって車両としては走行状態の変化
を防止するために回転子のすべりをある程度以上小さく
しないよう制御する手段が必要である。そこで、この場
合には外輪側かご型回転子４の滑りｓ２を規準として周
波数及び電圧値の制御を行う。このようにすれば、内輪
側かご型回転子３の滑りは常に外輪側かご型回転子４の
滑りより大きくなり、結局、一方の滑りをモニタするだ
けであるのに関わらず、両方の滑りが充分大きくなるよ
うに制御することができる。
などの状況変化に伴って、どちらかの回転子のすべりが
零に近くなると（例えばすべりが０．００５）のときは
回転子部分の回路のインピーダンスが大きくなり、Ｉ１
が小さくなってしまうので、両回転子のトルクが激減し
てしまい、車両の走行状態が変化してしまう（急激にあ
るいは停止）。したがって車両としては走行状態の変化
を防止するために回転子のすべりをある程度以上小さく
しないよう制御する手段が必要である。そこで、この場
合には外輪側かご型回転子４の滑りｓ２を規準として周
波数及び電圧値の制御を行う。このようにすれば、内輪
側かご型回転子３の滑りは常に外輪側かご型回転子４の
滑りより大きくなり、結局、一方の滑りをモニタするだ
けであるのに関わらず、両方の滑りが充分大きくなるよ
うに制御することができる。
【００２６】次に、片方の駆動輪がぬかるみに入りこみ
スリップし、もう片方の車輪が停止している場合を考え
る。図２の等価回路からも明らかなように、供給した動
力の殆どがスリップ輪を速く回すことに消費され、停止
輪に係るトルクを大きくすることができない。そこでこ
の実施例では停止輪を制御の基準として制御を行うこと
により、無駄な動力消費を節約している。
スリップし、もう片方の車輪が停止している場合を考え
る。図２の等価回路からも明らかなように、供給した動
力の殆どがスリップ輪を速く回すことに消費され、停止
輪に係るトルクを大きくすることができない。そこでこ
の実施例では停止輪を制御の基準として制御を行うこと
により、無駄な動力消費を節約している。
【００２７】具体的には、旋回時における内輪と外輪の
速度の比は、車両の最小旋回半径と車輪間の距離によっ
て限界があるので、この限界をこえた場合には遅い方の
車輪を制御に用いて制御を実施する。以下、上記作動を
図４のフローチャートを参照して説明する。（ただし、
以下において滑りの代わりに回転数を用いてもよい） まず、両かご型回転子３、４の回転数ｎ１、ｎ２を検出
し（１００）、周波数ｆにより決定される同期速度ｎｏ
とから滑りｓ１、ｓ２を算出する（１０２）。
速度の比は、車両の最小旋回半径と車輪間の距離によっ
て限界があるので、この限界をこえた場合には遅い方の
車輪を制御に用いて制御を実施する。以下、上記作動を
図４のフローチャートを参照して説明する。（ただし、
以下において滑りの代わりに回転数を用いてもよい） まず、両かご型回転子３、４の回転数ｎ１、ｎ２を検出
し（１００）、周波数ｆにより決定される同期速度ｎｏ
とから滑りｓ１、ｓ２を算出する（１０２）。
【００２８】次に、滑りｓ１、ｓ２の差の絶対値が所定
量Ｓａ以上かどうかを調べ（１０４）、以上でなければ
変更するまでもないとしてステップ１１２に飛び、以上
であれば、滑りｓ１、ｓ２の差（又は比率）が所定範囲
内かどうかを調べる（１０６）。滑りｓ１、ｓ２の差が
所定範囲Ｓｂ内であれば滑りｓ１、ｓ２の内、小さい方
の滑りを制御規準として決定し（１０８）、逆に滑りｓ
１、ｓ２の差が所定範囲外であれば滑りｓ１、ｓ２の
内、大きい方の滑りを制御規準として決定する（１１
０）。
量Ｓａ以上かどうかを調べ（１０４）、以上でなければ
変更するまでもないとしてステップ１１２に飛び、以上
であれば、滑りｓ１、ｓ２の差（又は比率）が所定範囲
内かどうかを調べる（１０６）。滑りｓ１、ｓ２の差が
所定範囲Ｓｂ内であれば滑りｓ１、ｓ２の内、小さい方
の滑りを制御規準として決定し（１０８）、逆に滑りｓ
１、ｓ２の差が所定範囲外であれば滑りｓ１、ｓ２の
内、大きい方の滑りを制御規準として決定する（１１
０）。
【００２９】次に、アクセル開度を入力し（１１２）、
このアクセル開度に応じて目標トルクをサーチし（１１
４）、求めた目標トルクと上記にて選択された滑りとに
応じて通常の誘導電動機制御と同様に印加電圧及び周波
数を決定し（１１６）、決定された電力を誘導電動機２
に印加するように指令して（１１８）、ステップ１００
にリターンする。
このアクセル開度に応じて目標トルクをサーチし（１１
４）、求めた目標トルクと上記にて選択された滑りとに
応じて通常の誘導電動機制御と同様に印加電圧及び周波
数を決定し（１１６）、決定された電力を誘導電動機２
に印加するように指令して（１１８）、ステップ１００
にリターンする。
【００３０】上記において、ステップ１０２は本発明で
いう滑り検出部であり、ステップ１０６は滑り比較判別
手段であり、ステップ１０８〜１１８は本発明でいう印
加電力設定手段である。このようにすれば、通常の旋回
時においてなんらかの状況急変により外輪側かご型回転
子の滑りが０近傍に落ち込むのを抑止することができ、
更に万一、どちらかの車輪がスリップにより０近傍に入
った場合でも、正常な他方の車輪の滑りに基づいて制御
を行うことができ、スリップ車輪だけをいたずらに高速
回転させるという不具合を解消することができる。
いう滑り検出部であり、ステップ１０６は滑り比較判別
手段であり、ステップ１０８〜１１８は本発明でいう印
加電力設定手段である。このようにすれば、通常の旋回
時においてなんらかの状況急変により外輪側かご型回転
子の滑りが０近傍に落ち込むのを抑止することができ、
更に万一、どちらかの車輪がスリップにより０近傍に入
った場合でも、正常な他方の車輪の滑りに基づいて制御
を行うことができ、スリップ車輪だけをいたずらに高速
回転させるという不具合を解消することができる。
【図１】本発明の一実施例の概念図である。
【図２】図１の車両用誘導電動機の等価回路図である。
【図３】図１の車両用誘導電動機の滑りｓ１、ｓ２一致
時の車速とトルクとの関係を表す特性図である。
時の車速とトルクとの関係を表す特性図である。
【図４】図１の車両用誘導電動機の制御動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
２は車両用誘導電動機、３、４はかご型回転子を備える
車両用誘導電動機、９はコントローラ（本発明でいう制
御装置（インバータ、滑り検出部、制御部））。
車両用誘導電動機、９はコントローラ（本発明でいう制
御装置（インバータ、滑り検出部、制御部））。
Claims (2)
- 【請求項１】共通の回転磁界により互いに独立に回転可
能に配置されて車両の左右輪を個別に駆動する１対のか
ご型回転子を備える車両用誘導電動機のステータコイル
に交流電圧を印加するインバータと、前記両かご型回転
子の滑りを検出する滑り検出部と、検出した前記滑りに
基づき前記交流電圧の周波数及び電圧値を制御する制御
部とを備える車両用誘導電動機の制御装置において、 前記制御部は、前記両かご型回転子の滑りの比率又は差
が所定の許容範囲を逸脱するかどうかを検出する滑り比
較判別手段と、 小さい方の滑りに基づいて前記周波数及び電圧値を設定
する印加電力設定手段と、 を備えることを特徴とする車両用誘導電動機の制御装
置。 - 【請求項２】共通の回転磁界により互いに独立に回転可
能に配置されて車両の左右輪を個別に駆動する１対のか
ご型回転子を備える車両用誘導電動機のステータコイル
に交流電圧を印加するインバータと、前記両かご型回転
子の滑りを検出する滑り検出部と、検出した前記滑りに
基づき前記交流電圧の周波数及び電圧値のを制御する制
御部とを備える車両用誘導電動機の制御装置において、 前記制御部は、前記両かご型回転子の滑りの比率又は差
が所定の許容範囲を逸脱するかどうかを検出する滑り比
較判別手段と、 前記比率又は差が前記許容範囲を逸脱した場合に、相対
的に大きい方の滑りに基づいて前記周波数及び電圧値を
設定する印加電力設定手段と、 を備えることを特徴とする車両用誘導電動機の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5164718A JPH0731007A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 車両用誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5164718A JPH0731007A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 車両用誘導電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0731007A true JPH0731007A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15798577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5164718A Pending JPH0731007A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 車両用誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731007A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0817359A1 (en) * | 1996-07-02 | 1998-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output apparatus |
| JP2009130959A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Aisan Ind Co Ltd | 回転電機及び回転電機を用いた電気車両 |
-
1993
- 1993-07-02 JP JP5164718A patent/JPH0731007A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0817359A1 (en) * | 1996-07-02 | 1998-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output apparatus |
| US5801497A (en) * | 1996-07-02 | 1998-09-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output apparatus |
| JP2009130959A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Aisan Ind Co Ltd | 回転電機及び回転電機を用いた電気車両 |
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