JPH0799884B2 - 車両駆動用同期電動機の可変速制御装置 - Google Patents

車両駆動用同期電動機の可変速制御装置

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JPH0799884B2
JPH0799884B2 JP61047388A JP4738886A JPH0799884B2 JP H0799884 B2 JPH0799884 B2 JP H0799884B2 JP 61047388 A JP61047388 A JP 61047388A JP 4738886 A JP4738886 A JP 4738886A JP H0799884 B2 JPH0799884 B2 JP H0799884B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、車両駆動用同期電動機の可変速制御装置、
詳しくは、車両駆動用に使用される永久磁石式同期電動
機を効率的に可変速制御する車両駆動用同期電動機の可
変速制御装置に関する。
[発明の技術的背景およびその問題点] 一般に、車両駆動用に使用される永久磁石式同期電動機
は、車載バッテリからの直流電圧をインバータ回路で交
流電圧に変換し、この交流電圧により駆動されるが、該
電動機を応答特性を良く、高効率で可変速制御するため
に電動機に供給される交流電圧の周波数および電圧を可
変制御する可変電圧可変周波数制御が行なわれている。
第4図はこのような制御方式を採用した従来の車両駆動
用同期電動機の可変速制御装置のブロック図である。
第4図において、車載バッテリ1の直流電圧はインバー
タ2によって交流電圧に変換され、該交流電圧により同
期電動機3が駆動されている。この同期電動機3は車両
用に使用されるものであり、アクセル等からなる可変速
指令器5から供給される可変速指令信号Aにより制御さ
れるようになっているとともに、更にこの場合同期電動
機3の回転速度を検出する回転速度センサ4からの回転
速度信号のωがフィードバックされ、この回転速度信号
ωも考慮して駆動制御されている。すなわち、可変速指
令器5からの可変速指令信号Aはこの可変速指令信号A
に比例した係数A′を出力する関数発生器6に供給され
ており、また回転速度センサ4からの回転速度信号ωは
この回転速度信号ωに依存した入力電圧/回転速度係数
(以下、V/Fと略称する)、すなわち係数γを発生するV
/F発生器7に供給されている。そして、関数発生器6か
らの係数A′はV/F発生器7からの係数γと掛算器8で
掛けられて印加指令電圧||が算出され、この印加指
令電圧||は三相正弦波発生器9に供給されている。
三相正弦波発生器9にはまた回転速度センサ4からの回
転速度信号ωも供給されていて、三相正弦波発生器9は
前記印加指令電圧||および回転速度信号ωにより決
定される三相正弦波信号を出力する。この三相正弦波信
号はコンパレータ11,12,13の一方の入力にそれぞれ供給
され、他方の入力に供給されている搬送用三角波発生器
10からの三角波信号と振幅比較されている。この結果、
三相正弦波信号をそれぞれパルス幅変調してインバータ
2に供給し、これによりバッテリ1の直流電圧を三相交
流電圧に変換して同期電動機3を駆動制御している。
このような制御においては、発生トルクが一定になるよ
うにV/Fを一定に制御し、同期電動機3の回転速度に比
例して入力電圧を可変している。このため、各回転速度
における各トルク値に対して同期電動機の効率が最大で
ある動作点上で必ずしも動作するとは限らず全体的効率
が悪化するという問題がある。
[発明の目的] この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、アクセル踏込量に応じた駆動トルクの制
御を、同期電動機の最大能力を発揮する動作点で行える
ようにした車両駆動用同期電動機の可変速制御装置を提
供することにある。
[発明の概要] 上記目的を達成するため、この発明は、車両を駆動する
同期電動機と、 該電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 アクセルの踏込操作に応じたアクセル踏込量を検出する
アクセル踏込量検出手段と、 前記回転速度及び前記アクセル踏込量に基づいて前記電
動機への印加電圧を算出する演算手段と、 前記電動機での発生トルクを検出するトルク検出手段
と、 前記回転速度及び前記発生トルクに基づいて前記電動機
における最大効率が得られるように前記印加電圧を補正
し得る印加電圧補正係数を算出する補正係数算出手段
と、 該補正係数算出手段により算出された印加電圧補正係数
に基づいて前記印加電圧を補正する補正手段と、 該補正手段により補正された印加電圧に基づいて前記電
動機を駆動させる制御手段とを有することを特徴とす
る。
[発明の実施例] 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明する。
第1図はこの発明の一実施例に係わる車両駆動用同期電
動機の可変速制御装置のブロック図である。同図に示す
同期電動機の可変速制御装置は例えば車両用として使用
される同期電動機を駆動制御するものであるが、符号1
−13で示す各要素の構成は第4図の構成と同じであり、
この構成に対して新たにトルク検出器14および係数発生
器15を追加したものである。
トルク検出器14は同期電動機3の出力軸に取り付けられ
ていて、同期電動機3の出力トルクTを検出しこの検出
した出力トルクTを係数発生器15に供給している。
係数発生器15は、同期電動機3の回転速度信号ωおよび
トルク信号Tに基づいて同期電動機3を最大の効率で動
作させるべく同期電動機3に対する入力電圧、すなわち
印加指令電圧||を可変させるための入力電圧補正係
数δを発生させるものであり、例えば半導体のROMメモ
リからなるROMパッケージを使用し、このROMメモリに回
転速度信号ωおよびトルク信号Tをパラメータとして入
力電圧補正係数δを記憶するように構成したものであ
る。そして、回転速度信号ωおよびトルク信号Tをこの
係数発生器15に入力することによりこれらの入力に対応
した入力電圧補正係数δが出力され、この入力電圧補正
係数δが前記掛算器8に供給され、これにより掛算器8
において前述したように係数A′と係数γとの積からな
る印加指令電圧||に入力電圧補正係数δを掛けるこ
とにより印加指令電圧||を補正するようにしている
ものである。そして、この補正した印加指令電圧|
|′を三相正弦波発生器9およびコンパレータ11,12,13
を介してインバータ2に供給し、同期電動機3を制御し
ているものである。
ところで、同期電動機3の回転速度が一定のN0の場合に
V/Fを一定に制御する従来の方法ではトルク−効率特性
は第2図に示すような曲線の特性となる。なお、この特
性において入力電圧はV0(V)である。ここにおいて、
今入力電圧をV1<V0<V2の範囲で可変させると、トルク
−効率特性は第3図に示すように各電圧V1,V0,V2に対し
てそれぞれ曲線a,b,cで示すように変化する。すなわ
ち、同じ回転速度N0に対してトルクTに対応して入力電
圧をV1,V0,V2のように変化させることにより同期電動機
3の効率ηは電圧を可変せずに例えば電圧V0に固定して
いる場合に比較して大幅に向上するのである。換言する
と、従来のようにV/Fが一定であるように入力電圧V0
固定して制御すると、曲線bで示すようにトルクTが0
からtpに変化するにつれて効率ηは上昇するが、トルク
Tがtpからt1に変化する場合には効率ηは極端に悪化
し、t1以上では脱調している。これに対して入力電圧を
第3図のように可変して、この時のトルク−効率特性の
最大効率点の包絡線、すなわち第3図においてOABCで示
される包絡線を利用することにより効率ηを上昇するこ
とができるものである。このようにすることにより第3
図からもわかるように、最大トルク点はt1からt2に増大
することができる。この最大トルク点t2に対応する点C
は同期電動機3に対する電流限界または温度限界により
決まる点である。また、入力電圧V1は同期電動機3が安
定運転できる下限電圧であり、入力電圧の中で最大効率
を示す電圧である。
以上のように、各回転速度、すなわち回転速度信号ωが
一定である時の各トルクTに対して最大効率ηを発生し
得る入力電圧を同期電動機3に供給するために、まず、
第3図に示すように各トルクTに対して最大効率を発生
し得る入力電圧を回転速度Nをパラメータとして種々求
め、この入力電圧から前記掛算器8より得られる印加指
令電圧||に対する入力電圧補正係数δを算出してお
く。すなわち、各トルクTおよび回転速度信号ωに対す
る入力電圧補正係数δを予め求め、この関係を上述した
ようにROMメモリにテーブル形式で記憶し、これを前記
係数発生器15として構成し、トルクTおよび回転速度信
号ωを入力信号としてこのROMメモリをアクセスするこ
とにより入力したトルクTおよび回転速度信号ωに対応
した入力電圧補正係数δを得ることができるのである。
そして、このようにトルク信号Tおよび回転速度信号ω
に対応して得られた入力電圧補正係数δによって、前記
掛算器8で得られる印加指令電圧||を同様に掛算器
8において補正することによりトルク信号Tおよび回転
速度信号ωに対して最大効率ηを発生し得る入力電圧、
すなわち印加指令電圧||′が得られるわけであり、
この印加指令電圧||′を上述したと同様に三相正弦
波発生器9、コンパレータ11,12,13を介してインバータ
2に供給して同期電動機3を制御すれば同期電動機3は
最大効率ηで作動することができるのである。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明では、アクセル踏込量及
び同期電動機の回転速度に基づいた同期電動機への印加
電圧により同期電動機を駆動させているため、同期電動
機での発生トルクがアクセル踏込量に応じた駆動トルク
となるので、アクセル踏込量に応じて車両の駆動トルク
を制御することができる。
更に、同期電動機における最大効率が得られるように同
期電動機の回転速度及び発生トルクに基づいて算出され
た印加電圧補正係数により同期電動機への印加電圧を補
正するため、アクセル踏込量に応じた駆動トルクの制御
を、同期電動機の最大能力を発揮する動作点で行うこと
ができる。これにより、ドライバの意思に基づく駆動ト
ルクの制御を行いつつ、同期電動機による消費電力の増
加を抑えることができ、例えば、走行可能距離を大幅に
のばすことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係わる車両駆動用同期電
動機の可変速制御装置のブロック図、第2図は回転速度
を一定とした同期電動機のトルク−効率特性を示す特性
図、第3図は第2図と同様に回転速度を一定とし、入力
電圧をパラメータとした時の同期電動機のトルク−効率
特性を示す特性図、第4図は従来の車両駆動用同期電動
機の可変速制御装置のブロック図である。 1……バッテリ、2……インバータ 3……同期電動機、4……回転速度センサ 5……可変速指令器、14……トルク検出器 15……係数発生器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両を駆動する同期電動機と、 該電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 アクセルの踏込操作に応じたアクセル踏込量を検出する
    アクセル踏込量検出手段と、 前記回転速度及び前記アクセル踏込量に基づいて前記電
    動機への印加電圧を算出する演算手段と、 前記電動機での発生トルクを検出するトルク検出手段
    と、 前記回転速度及び前記発生トルクに基づいて前記電動機
    における最大効率が得られるように前記印加電圧を補正
    し得る印加電圧補正係数を算出する補正係数算出手段
    と、 該補正係数算出手段により算出された印加電圧補正係数
    に基づいて前記印加電圧を補正する補正手段と、 該補正手段により補正された印加電圧に基づいて前記電
    動機を駆動させる制御手段とを有することを特徴とする
    車両駆動用同期電動機の可変速制御装置。
JP61047388A 1986-03-06 1986-03-06 車両駆動用同期電動機の可変速制御装置 Expired - Fee Related JPH0799884B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5246424A (en) * 1975-10-08 1977-04-13 Toshiba Corp Operating method of hysteresis motor
JPS56166794A (en) * 1980-05-26 1981-12-22 Toshiba Corp Controlling method for ac motor
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JPS59185195A (ja) * 1983-04-06 1984-10-20 Hitachi Ltd 交流電動機の運転装置

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