JPS6084903A - 電気自動車の走行制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、交流モータを動力源として走行する電気自
動車の走行制御装置にＩｌｌ　？ｌる。

（発明の背景） 本出願人は、先に特願昭５８−８．２１１０月等におい
て、走行状態を微細にコントロール可能な電気自動車の
走行制御装置を提案している。

第１図は、このような電気自動車の走行制御装置の一例
を示すブロック図である。同図において、アクセルセン
サ１は、アクセルペダルの踏込み操作量をアクセルペダ
ルに取付番すられだボデンショメータ等によって検出し
、これをアクセル指令値Ａとしてマイクロコンピュータ
２へ供給づるものである。

マイクロコンピュータ２は、マイク２コブＱセツサユニ
ツト、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ、および入出力インタ
ーフェイス等を備えたもので、このマイクロコンピュー
タ２にＪ５いては、走行用の三相誘導モータ８をベクト
ルＩＩＪｔｌｌｌするための演算が実行される。

上記マイクロコンピュータ２には、前記アクセルセンサ
１からのアクセル指令値Ａと、力１クンタ１０から供給
されるモータ８の回転速度データωとが入力されており
、これらの入力データ△、ωに基づいて所定ベクトル演
算を行ない、モータ８へ供給するための電流の指令値の
うち２相分ｉｕ＊　、ｉ　ｙ　＊　（図中では、総括し
てｉ８で示す）を出力するものである。

上記カウンタ１０には、モータ８に設けられたタコジェ
ネレータ９からのパルス信号が入力されており、カウン
タ１０はタコジェネレータ９からのパ′ルス数をカウン
トして回転速度データωとして出力する構成となってい
る。

上記マイクロコンピュータ２から出力される電流指令値
ｉ　ｕ　１１　、ｉ　ｖ　＊は、電流制御回路３におい
て、電流検出器７を介して検出されたモータ８の入力電
流検出値２ｕ、２ｖと比較されてＰＩ演算等によって、
３相分の＠終電流指令愉信号２ｕ＊　＊　、　ｉ　ｙ　
＊　＊　、ｉ　Ｗ　１１１１（図中テハ、総括してｉ　
＊　＊で示す）がめられてＰＷＭ回路４へ供給される。

そして、ＰＷＭ回路４においてパルス幅変調された三相
電流指令値信号は、ドライバ５へ供給され、ドライバ５
は、ＰＷＭ回路４からの信号に基づいてインバータ６を
駆動し、インバータ６にａ３いては、バッテリからの直
流を三相交流ｉｎ、ｉｖ、ｊｗに変換してこれをモータ
８へ供給づる。

次に、上記マイクロコンピュータ２において実行される
ベタ１−ル演算の内容について簡単に説明する。

ベクトル制御演算の概要としては、アクセルセンサ１か
ら得られるアクセル指令値Ａに対応する出力を得られる
ようにモータ８へ供給する一次電流を決定する演算を行
なうわけであり、このモータ８へ供給する一次電流の指
令値は、モータ８から得られるモータ８の回転速度ωに
基づいて、上記アクセル指令値へを満足さけるためのモ
ータ８の二次磁束の指令値Φ８を決定して、この二次磁
束指令値Φ８を考慮して一次電流指令値ｉｕ＊。

２　ｖ”　＋　２　Ｗ　”をめる演算を行なうものであ
る。

上記二次磁束指令値Φ８は、前記カウンタ１０から供給
されるモータ８の回転速度データωに基づいて、予めメ
モリテーブルに記憶されている関数表に基づいてめられ
る。

また、上記アクセルセンサ１から供給されるアクセル指
令値Ａからは同様な関数テーブルからトルク指令値Ｔ８
がめられ、このトルク指令値Ｔ８と前記二次磁束指令１
ｒとから先ず一次トルク電流指令値Ｉ＋”がめられる。

この−次１−ルク電流指令値１１”は以下の関係式から
められる。

１１１１＝（Ｌ２／Ｍ）（Ｔ”／Φ８）　・・・（１）
ただし、Ｌ２はモータ８の二次側自己インダクタンス、
Ｍはモータ８の相互インダクタンスである。

また、−次磁束電流指令値ｉｏ”は、 １ｏ”−Φ’／Ｍ ＋（Ｌ２／Ｉ犬ｚＭ＞（ｄΦ＊／ｄ　ｔ　）・・・（２
）でめられる。

従って、−次電流指令値の？ｔ２流波高１直Ｉ８は、ｆ
　本　＝、７″１１”＋Ｉ一＝；□＊２１−□　・・・
　（３）となる。

また、上記電流指令値の位相（位相指令値θ１８）は、 θ１８＝θＳ＊＋θ十〇。１　・・・（４）で表わされ
、上記θＳ＊は滑り角の指令値（滑り位相指令値）であ
り、θは、上記モータ回転ｆ８度ωからめられるモータ
回転速度にお（）る位相成分、・θｏ１は位相補正成分
である。

・・・（５） でめられる。また、上記θは、以下の式でめられる。

更に、上記θｏ１は、次の式でめられる。

θ。Ｉ＝ｔａｎ−’　（１２”／１０）　−（７）よっ
て、マイクロコンピュータ２からは次のような三相分の
電流指令ｈｔｊｆｕ’、ｉｖ’、ｊｗ１１が出力される
こととなる。

ｊｕ”＝ｌ”５ｉｎ（θ１”　）　−（８）、ｖ＊−１
＊５ｉｎ（θ１＊＋２π／　３．）　・’（９）ｉｖｒ
”−１ｌｌｓｉｎ（θ＋　”　＋４　ＩＣ／　３　）　
・・・（１０）しかしながら、上記のようにベタ１〜ル
制御によって走行用交流モータ８の変速制御を行なう構
成としたものにあっては、近年のマイクロコンピュータ
の性能の向上に伴って、ベクトル制御の演算速度が速く
（例えば、０．５〜１　、２ｍ　ｓｅｃ　）、アクセル
ペダルの操作量の変化に対する変速応答性が極めて高く
、走行中の振動等によって、アクセルストロークが微小
変動したとしても、これが即、交流モータ８の変速制御
につながり、車体の加速・減速が急激に行なわれてガク
ガクと車体がハンチングする虞れがある。

また、急加速時には、交流モータに対して急激なトルク
変化を要求されることとなり、これによって急激に大電
流を流すこととなって、バッテリのエネルギ浪費やイン
バータの素子破壊につながる虞れがある。

（発明の目的） この発明の目的は、上記のようにアクセルペダルのスト
ロークが微小変動することによって車体がハンチング現
像を起こすことを防止し、居住性の向上を図るとともに
、急加速時等にお（プる走行用交流モータの急激なトル
ク変動によるバッテリのエネルギ浪費やインバータの素
子破壊等を防止することにある。

（発明の構成） 本発明の構成を第２図のクレーム対応図を用いて説明す
る。

同図において、アクセルｍ検出器１００は、アクセルペ
ダル等のアクセル操作子の操作量を検出するものであり
、出力目標値設定手段１０１は、前記アクセル量に対応
して走行用交流モータ１０３の出力の目標値を設定でる
ものである。

そして、出力制御手段１０２によって、前記出力目標値
に基づいて、前記交流干−夕１Ｑ３の出力制御を行ない
、これによって電気自動車の変速制御を行なう構成とな
っている。　− 更に、本発明装置は、前記アクセル量の変ｊヒをめるア
クセルｍ変化検出手段１０４と、前記アクセル量変化が
検出された場合には１．前記出力目標値を順次変化させ
て最終的に前記アクセルｍ変化に対応する出力目標値に
到達させる出力目標値制御手段１０５とを備えている。

（実施例の説明） 以下、本発明の一実施例を第３図以下の図面を用いて詳
細に説明する。なお、同図以下の図面で示Ｊ−実施例装
置は、そのハード構成が第１図に示した従来例の構成と
同一であるため、ハード構成図は第１図を代用すること
とする。

第３図は、第１図に示すマイクロコンピュータ２内にＪ
５いて実行される処理の内容を示ずフローチャートであ
り、以下、同図のフローチャートに従って本実施例装置
のマイクロコンピュータ２におレプる動作を説明する。

まずステップ（１）の処理が実行されると、前記アクセ
ルセンＩす１からのアクセルストローク伍ａと、カウン
タ１０からの交流モータ８の回転速度データωとを読込
み、交流モータ８の出力トルクの指令値（トルク指令値
）１−８の算出処理が実行される。

上記算出されたトルク指令値Ｔ１１は、所定のレジスタ
に一時記憶された後、次のステップ（２）の処理が実行
される。このステップ（２）の処理においては、上記算
出されたトルク指令値Ｔ１１が、前回のルーチン処理に
おいてめられた１−ルク指令値（以下、旧トルク指令値
と称り）　−ｒ−ｏ　”に等しいか否かの判別処理が実
行される。この判別結果がＹＥＳであれば、車両が定常
走行状態であることを示しており、ステップ（３）以−
１・の処理が実行される。

ステップ（３）の処理では、演算回数カウンタＫに所定
のカウント値（本実施例装置にＪ３いては９０）がセッ
トされる。

そしてステップ（４）の処理によって、１記１〜ルク指
令値Ｔ８と、カウンタ１０７’１１＋らの交流モータ８
の回転速度ωに基づくベクトル演讐処理が実行される。

このベクトル演算処理は、前記式（１）〜（１０）の演
算を行なうものである。　・そして次のステップ（５）
の処理によって、上記ベクトル演算処理によってめられ
た電流指令値１７の出力が行なわれる。

次に、ステップ（６）の処理において、上記演算回数カ
ウンタＫがＯになったか否かの判別処理が行なわれる。

この判別結果がＮＯであれば、ステップ（７）の処理に
よって、演算回数カウンタにの減算が行なわれ、再びス
テップ（４）のベクトル演算処理が実行されることとな
る。以下、上記演算回数カウンタＫが、０になるまで、
すなわら、９０回同じ変数によるベクトル演算処理が行
なわれ、結果として電流指令値ｉ木も、この間は同一値
となる。

従って、上記ベクトル演算処理を１回行なう時間を例え
ば、１．２ｍ５ｅｃであるとすれば、約１Ｑ８ｍｓｅｃ
の間は同一の電流指令値１８が発生することとなり、こ
の間は新しいトルク指令値Ｔ”の算出処理は行なわれな
いこととなる。

これによって、上記ステップ〈４）〜（７）の処理が繰
り返し実行されている間に、アクセルストローク量が微
小変動しても、これは交流モータ８の変速指令として反
映されないで無視されることとなり、車体が前後に振動
したりするハンチング現象が防止できる。

そして、上記ステップ（６）の判別結果がＹＥＳとなっ
た場合には、次にステップ、（８）の処理が実行されて
、ここで前記ステップ（１）で算出されたトルク指令値
Ｔ＊を旧トルク指令値−１−ｏ＊に移転記憶する処理が
実行される。

次に、加速あるいは減速のためにアクヒルペダルのスト
ロークｍが変動した場合には、上記トルク指令１ａＴ”
は変動するため、上記ステップ（２）の判別結果はＮｏ
となって、次にステップ（９）の処理が実行される。

このステップ（９）の処理では、上記ステップ（１）で
算出されたトルク指令値Ｔ２が旧トルク指令ｗｉＴｏ”
より大であるか否かの判別によって、加速が指令されて
いるか、あるいは減速が指令されているかの判別処理が
行なわれる。

上記ステップ〈９）の判別結果がＹＥＳ、、−７１−な
わち加速が指令されている場合には、ステップ（１０）
の処理によって、変数Ｓを１にセットする処理が行なわ
れ、Ｎｏ′ｇなわち減速が指令されている場合には、ス
テップ（１１〉の処理によって変数Ｓに−１がセットさ
れる。

そして次のステップ（１２）の処理におし）で、上記ス
テップ（１）で算出されたトルり指令（直Ｔ８を、トル
ク目標値ＴＭとして記憶する処理が１１なわれる。

次にステップ（１３）の処理によって、トルり指令値Ｔ
”の西換え処理が行なわれる。すなわち、この書換え処
理は以下の演算式によって実行される。

Ｔ”　＝Ｔｏ　”　十ΔＴ本　−ｓ　、　、・（１１）
ただし、上記Δ］−＊（よ、トルク指令値変化量であり
、例えば、アクセルストロークｍをフルストＤ−りまで
１６段階に分けた場合には、各回転速度における最大ト
ルク値の１　／　１６　ｉ＝Ｔｍａｘ　”　／１６）に
設定する。

そして次にステップ（１４）の処理によって、演算回数
カウンタＫが９０にセットされる。

以下、ステップ（１５）→（１６）→（１７）→（１８
）→（１５）→・・・・・・の処理が９０回実１テされ
ると、ステップ（１７）の判別結果がＹＥＳ′となって
、次にステツ゛プ（１９）の処理へ移る。

ステップ（１９）の処理では、前、記ステップ（８〉の
処理と同様に、旧トルク指令値Ｔ％に、上記ステップ（
１３）で書換えられた１−ルク指令値Ｔ８が移転記憶さ
れる処理が行なわれる。

そして次のステップ（２０）の処理では、上記書換えら
れたトルク指令ｌａ丁＊が、上記トルク目標値ＴＭ”に
等しいか否かの判別処理が実行され、この判別結果がＮ
ｏであれば、再びステップ（１３）の処理が実行される
。

以下、書換えられたトルク指令値Ｔ′Ｘが１−ルク目標
値ＴＭ”に一致するまでステップ（１３）〜（２０）の
処理が繰り返し実行されることとなる。

これによって、トルク指令値］−８はステップ（１３）
の処理が実行される毎にΔＴ”ずつ変化し、かつ、これ
はベクトル演算処理を９０回行なう毎に実行されること
となる。

従って、アクセルストロークｍが変化した場合には、こ
れに対応するトルク指令値Ｔ”をトルク目標値ＴＭとし
て、ベタ１〜ル演算を９０回行なう毎〈約１０８ｍ５ｅ
ｃ）に順次トルク指令値下８をトルク目標値ＴＭに最終
的に一致するように段階的−に変化させる処理が行なわ
れる。

このような処理によって、急激なアクセルストＯ−り澁
の変化が入力されて、急激なトルク変化を要求された場
合に、これに伴って交流モータ８やインバータ６に大電
流を流す頻度を減少させ、交流モータ８やインバータ６
の保護を行なうどともに、バッテリ１１のエネルギの浪
費を防止することができる。

ところで、人間工学的観点から考直した場合、アクセル
ペダルの踏込みに対する加速応答性能は、応答時間が０
．５〜３秒程度が適切であり、これ以下であると、変速
応答性が敏感過ぎ、かつモータの回転が安定しなくなる
。また上記の値以上であると、応答性能は鈍感過ぎてド
ライバビリティを損ねることとなる。

従って、上記加速性能を実現するためには、上記演算回
数カウンタＫに設定する値は２５〜１６０（ただし、ベ
クトル演紳処理の時間が約１．２ｍ　ｓｅｃの場合）に
設定するのが適当である。

また、上記ベクトル演算処理時間が変化する場合には、
これに対応して上記演算回数カウンタ１くの値を変化さ
せたり、設定するデータに所定の定数を乗算する処理等
を付加ずれば良い。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の電気自動車の走行
制御装置にあっては、アクセルストＬ１−りが微小変動
し、これに感応して生じる１ヘルク変動のために車体が
前後に振動するハンチング現象の発生を防止したづ、急
激なアクレルストロークの変化によって、走行用の交流
モータに急激な［・ルク変動が要求されること等を防止
することが可能となり、操作性、居住性を向上させると
ともに、バッテリのエネルギの浪費やインバータの素子
破壊等を防止することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気自動車の走行制ｔｌｌ装置の
一実施例の構成を示すブロック図、第２図は本発明のク
レーム対応図、第３図は本発明の一実施例装置内のマイ
クロコンピュータにおいて実行される処理の内容を示す
フローチャー１・である。 １００・・・アクセル量検出器 １０１・・・出力目標値設定手段 １０２・・・出力制御手段 １０３・・・交流モータ １０４・・・アクセルｍ変化検出手段 １０５・・・出力目標値制御手段 １・・・・・・・・・アクセルセンサ ２・・・・・・・・・マイクロコンピュータ３・・・・
・・・・・電流制御回路 ４・・・・・・・・・ＰＷＭ回路 ５・・・・・・・・・ドライバ回路 ６・・・・・・・・・インバータ ７・・・・・・・・・電流検出器 ８・・・・・・・・・交流モータ ９・・・・・・・・・タコジェネレータ１０・・・・・
・カウンタ １１・・・・・・バッテリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセル操作子の操作ｍを検出するアクセル量検
   出器と； 前記アクセル量に対応して走行用交流モ゛−夕の出力の
   目標値を設定する出力目標値設定手段と：前記出力目標
   論に基づいて前記交流モータの出力制御を行なう出力制
   御手段と： 前記アクセルｍの変化をめるアクセル同変化検出手段と
   ； 前記アクセルｍ変化が検出された場合には、前記出ノ〕
   目標値を順次変化させて最終的に前記アクセルｍ変化に
   対応する出力目標値に到達さＵる出力目標値制御手段と
   を備えることを特徴とする電気自動車の走行制御装置。