JPH0824401B2 - 電気自動車用駆動装置 - Google Patents

電気自動車用駆動装置

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JPH0824401B2
JPH0824401B2 JP2026665A JP2666590A JPH0824401B2 JP H0824401 B2 JPH0824401 B2 JP H0824401B2 JP 2026665 A JP2026665 A JP 2026665A JP 2666590 A JP2666590 A JP 2666590A JP H0824401 B2 JPH0824401 B2 JP H0824401B2
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JP
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voltage
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motor
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純和 社本
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Toyota Motor Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

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
特願平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IU,IV,IWに変換するモータ用電力変
換器12と、この三相電流IU,IV,IWにより駆動されるモー
タ14と、を含んでいる。
すなわち、主バッテリ10から直流電圧が出力される
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IU,IV,IWに変換され、モータ14に供給される。モ
ータ14においては、供給される三相電流IU,IV,IWが交番
しているため、交番磁界が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、三相電流IU,IV,IWがそれぞれ供給され
る一次コイル20U,20V,20Wが設けられている。また、ロ
ータ18はいわゆる籠型回転子である。
すなわち、三相電流IU,IV,IWは、一次コイル20U,20V,
20Wにそれぞれ供給され、交番磁界がモータ14内に発生
し、ロータ18が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を回転させることができ、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IU,I
V,IW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。
座標変換回路24はこの回転数ωに基づいて三相電流
IU,IV,IWの制御目標値IU0,IV0,IW0を演算し、更にモー
タ用電力変換器12から出力される三相電流IU,IV,IWを検
出して、目標値IU0,IV0,IW0との比較により三相電流IU,
IV,IWの必要修正量をモータ用電力変換器12に指令す
る。
ここで、一次コイル20U,20V,20Wに供給される三相電
流IU,IV,IWにより、モータ16のロータ18の回転数ω
決定されるため、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。
更に、この図においては、一次コイル20U,20V,20Wに
近接して、二次コイル26U,26V,26Wが、それぞれ設けら
れている。例えば、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おり、一次コイル20U,20V,20W
において三相電流IU,IV,IWによって発生する磁界が二次
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,20V,20Wと二次コイル26
U,26V,26Wは、三相変圧器を構成している。
更に、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
10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る。こ
の直流電圧により補機バッテリ32が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14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,26
Wに誘起される二次電圧を用いて補機バッテリ32に充電
することができる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、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が必要であった。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が発生し
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
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。
[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が充電される。補機電圧は、更
に電圧セ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電圧目標値と比較され
る。指令制御回路においては、この比較の結果に基づき
一次電圧振幅目標値を決定し、更にこれをモータのトル
ク−すべり率特性データに参照してすべり率目標値を決
定する。このようにして決定された一次電圧振幅目標値
及びすべり率目標値は、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がフ
ィードバック制御され、モータのトルクが一定に保たれ
つつ補機電圧が補機電圧目標値に調整される。
[実施例] 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の出力が補機バッテリ
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図はこの動作の流れが示されている。
この図において、動作開始100直後には、まずデータ
入力102が行われる。ここで入力されるデータはモータ1
6のトルク目標値Tq 、補機電圧の目標値EDC 、モータ
16のロータ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EDC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、それぞれ入力される。
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EDCと補機電圧の目標値EDC を比較し、その差を
求める(104)。すなわち、次の式に基づきΔEDCを演算
する。
ΔEDC=EDC −EDC …(1) 次に、指令制御回路36は、一次電圧目標値の変更量Δ
V1を次の式により求める(106)。
ΔV1=K・ΔEDC …(2) 次に、指令制御回路36により、一次電圧目標値V1
演算される(108)。すなわち、 V1 =V1ΔV1 …(3) の式に基づき、一次電圧目標値V1 が決定される。ここ
で、V1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14の一次電圧である。
更に、トルク目標値Tq 及び一次電圧目標値V1 に基
づき、モータ14のすべり率目標値Sが決定される(11
0)。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14のトルク−すべり率特性曲線が示
されている。
この図においては、モータ14のすべり率−トルク特性
が示されており、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が低い状態におい
ては、トルク−すべり率特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Tq 及びステップ108により決
定されている一次電圧目標値V1 に基づき、この第3図
のトルク−すべり率特性曲線が参照され、一次電圧V1
一次電圧目標値V1 とした場合においてモータ14のトル
クがトルク目標値Tq となるすべり率Sが決定され
る。このSは、補機電圧目標値EDC と対応する値で
あり、モータ14のすべり率の目標値である。
次に、座標変換回路38は、一次電圧目標値V1 及びす
べり率目標値Sに基づいて、モータ用電力変換器12へ
の指令に係る一次電圧指令値V1U,V1V,V1Wを決定する(1
12)。この決定は、例えば次の式を用いて行われる。
V1U=V1・sin(ω t) …(4) V1V=V1・sin(ω t+2π/3) …(5) V1W=V1・sin(ω t+4π/3) …(6) ω =ωr/(1−S) …(7) すなわち、一次電圧指令値V1U,V1V,V1Wは、その振幅
が一次電圧目標値V1により決定され、周波数がすべり率
目標値S及び回転数ωに基づき決定される。
座標変換回路38はこのようにして決定された一次電圧
指令値V1U,V1V,V1Wに基づいて、モータ用電力変換器12
の座標変換を行い、一次電圧V1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 とな
り、かつすべり率がすべり率目標値S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,26
V,26Wの巻数比が所定の値であるため、二次コイル26U,2
6V,26Wの線間電圧である二次電圧V2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EDCは二
次電圧V2の振幅の定数倍となる。
従って、、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、すべり率目標値Sに応じ一次電圧V1の周波数
が調整されるため、補機電圧EDCを調整しつつモータ14
のトルクが所定のトルク目標値Tq に保たれる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、整流回路から
出力される補機電圧を検出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制御することとしたた
め、モータのトルクを保ちつつ所望の補機電圧目標値に
補機電圧を調整することができ、更に定電圧回路を用い
ることなくこれらが実現されるため、装置が安価、小型
で、かつラジオノイズが発生しない電気自動車用駆動装
置を構成することが可能となる。
【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 V1……一次電圧 V2……二次電圧 V1 ……一次電圧目標値 EDC……補機電圧 EDC ……補機電圧目標値 S……すべり率目標値 V1U,V1V,V1W……一次電圧指令値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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。
JP2026665A 1990-02-05 1990-02-05 電気自動車用駆動装置 Expired - Lifetime JPH0824401B2 (ja)

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