JPS6087604A - 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覆る電気自
動車の走行制御装置に関する。

（発明の背景） 本出願人は、先に特願昭５　８−８　２　１　１　０号
等にお゛いて、走行状態を微細に」シトｌ−１ール可能
な電気自動車の走行制御装置を促案じている。

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Ｃ、アクセルセン
サ１は、アクセルペダルの踏込み操作機をアクセルペダ
ルに取イ＜Ｊ番：Ｊられｌこボテンシ・１メータ等によ
って検出し、これを）７りし・ルスト１１−りｍａとし
てトルク指令器２へ供給Ｊるもの（゛ある。

Ｉ−ルク指令器２は、例えばマイクロブ１コしツリで構
成され、前記アクセルストニー１−り聞ａとカウンタ１
２から供給さ．れるモータ８の回転速庶）゛ータωとか
らモータ８の、出ツノトルクの指令値（以Ｆ、Ｉ−ルク
指令値と゛称す）Ｔ８を発生Ｊるものである。

マイクロコンピュータ３は、マイクＵブロセツリユニッ
ト，ＲＯＭ．ＲＡＭ等のメモリ、および人出ツノインタ
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βにおいては、走行用の二相．Ｍ導モータ８をベクト
ル制御りるための演紳が実行される。

上記マイクロコンピュータ３には、前記トルク指令器２
からの速度指令値Ｔ”と、前記回転速度データωとが入
力されており、これらの入力データＴ”、ωに基づいて
所定ベタ１〜ル演粋を行ない、モータ８へ供給するため
の電流指令値ｉｕ”、ｉｙ　＊　、ｉ　Ｗ　＊　（以下
、簡単のため一相を代表して説明し、電流指令値を１８
どＪる）を出ノＪするものである。

上記カウンタ１２には、モータ８に段番ノられたタコジ
ェネレータ１１からのパルスが入力されており、カウン
タ１２はタコジェネレータ１１からのパルス数をカウン
トして回祿速度データωとして出力づる構成となってい
る。

上記マイクロコンピュータ３から出力される電流指令ｆ
ｔ１ｉ”は、電流ｌ１ＩＪｉ１１１回路４において、電
流検出器９を介して検出されたモータ８の入力電流検出
（＊ｉｕ、ｊｖと比較されてＰ　ｌ演算等によって、最
終電流指令値信号ｉｌｌがめられてＰＷＭ回路５へ供給
される。

そして、ＰＷＭ回路５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６へ供給され、ドライバ６
は、ＰＷＭ回路５からの信号に基づいてインバータ７を
駆動し、インバータ７においては、バッテリ１０からの
直流を三相交流ｉ＋１゜ｉｖ、ｉｖｔに変換してこれを
モータ８へ供給りる。

上記トルク指令器２は、例えば第２図に示すように、２
つの関数発生器２ａ　、　２ｂ　ト乗ｎＰａ２Ｃとから
構成されている。関数発生器２ａは、前記アクセルスト
ロークセン′ＩＪ１からのアクヒルストローク量ａに対
応するアクヒル指令値δを発生するもので、アクセルス
トローク１ｆｉａを、アクセルの゛フルストローク位置
までを１６スデツプに分割し、各ステップ毎にアクヒル
指令値δが変化するように構成されている。

なお、上記関数発生器２８．２ｂは関数データを記憶し
たテーブルメモリで構成され、マイク１］プロセツサに
よるテーブルルックアップ処理によってδ、王がめられ
る構成となっている。

また、関数発生器２ｂは、モータ８の回転速度信号ωに
基づいて、同図に示Ｊ−ようなトルク特性関数に従って
最大トルク信号Ｔを出力するものである。そして、乗桿
器２Ｃに：お′いては、上記関数発生器２ａからのアク
セル指令値δと前記最大トルク信号Ｔとを乗粋してトル
ク指令１１　Ｔ　”を発生する。

ベクトル制御Ｉ演粋の概要としては、トルク指令器２か
ら得られるトルク指令□値Ｔ８に対応する回転トルクを
得られるようにモ―り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ｆｍｉ”は、モータ８から得られるモータ８
の□回転速度ωに塞づいて、上記回転トルク指令値１８
を満足させるためのモータ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ｉｆ
流指令値ｉｕ”、ｊ”ｔ　ｉｗ＊をめる演算を行なうも
のである。

上記二次磁束指令値Φ３は、前記カウンタ１２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
モリデープルに記憶されている関数表に基づいてめられ
る。

そして、上記トルク指令器２から供給されるトルク指令
値Ｔ８と前記二次磁束１１０値Φ８とから、先ず一次］
−ルク電流指令値１１８がめられる。

この−次トルク電流指令値１１８は以下の関係長からめ
られる。

１　＋　”　＝　（Ｌ２　／Ｍ）’　（１−”　／Φ＊
）　・・・（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１ｏ１１は、１ｏ８＝Φ”／
Ｍ ＋（１２／Ｒ２Ｍ＞　（ｄΦ”／ｄｔ）・・・（２）で
められる。

従って、−次電流指令ｖ１の電流波ａ’ｆｆ１ｌ”は、
１８−ハ耳７丁「己７Ｔ　・・・（３）となる。

また、上記電流指令値の位相（位相指令値θ１８）は、 θ　１　本　＝　θ　Ｓ　車　十　〇　十　〇　。　１
　川　（４）で表わされ、上記θＳ８は消り角の指令値
（滑り位相指令値）であり、θは、−１二記モータ回転
速度ωからめられるモータ回転速度にお番ノる位相成分
、θ０１は位相補正成分である。

上記滑り位相指令値θｓ８は、 θ”　＝　５（Ｒ２１２本　／Ｌ　２１ｏ”）ｄｔ・・
・（５） でめられる。また、上記θは、以下の式でめられる。

θ−８ωｄｌ　・・・（６） 更に、上記θ。ｌは、次の式でめられる。

θ６１＝　Ｌａｎ　−’　（１２”　／　Ｉ　ｏ　”　
）　・・・（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値ｉｕ　”　、　ｉＶ　
”　、　ｉｗ　”が出力されることとなる。

ｉｕ　”　＝　ｌ”　ｓｉｎ　（（７１”　）　−（８
）７Ｖ”＝Ｉ”５ｉｎ（θｔ　”　＋２π／３）　・　
（９）ｉ　ｗ　”　ｗ　Ｉ、”　ｓｉｎ　（θｔ　”　
＋４　π／３）　”（１０）しかしながら、上記のよう
にベクト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、０．５〜１．２ｍ５ｅｃ）、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−（ｔ）、これが即、交流モータ８の
変速！１ＪＩｊにつながり、！１！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、交流モータに対しても、上記の現象によって、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
大電流を流す頻瓜が多くなって、バッテリのエネルギ浪
費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
象を起こづことを防止し、居住性の向上を図るとともに
、走行用交流モータの急激なトルク変動によるバッテリ
の浪費を防止り−ることにある。

（発明の構成） 本発明の構成を第３図のクレーム対応図を川し１て説明
する。

本発明の電気自動車の走行制御装置は、交流モータ１０
１をベクトル制御手段１００によるベクトル制御によっ
て変速ｌ１ｌＪＩ１１′！ｌるものである。

そして、本発明装置は、アクセル量検出器１０２によっ
てアクセル操作子の操作量を検出し、アクセル凶変化検
出手段１０３によって前記アクセル量の変化をめ、更に
、変速指令＆ＪＩＩ１手段１０４によって前記アクセル
量変化の大小に対応してベクトルＩＩＪｉｌｌｌによる
変速指令の発生間隔を可食制御する構成となっている。

（実施例の説明） 以下、本発明の実施例をｍ４図以下の図面を用いて詳細
に説明する。

第４＠Ｉは本発明に係る電気自動車の走行制御装置の一
実施例の構成を示１ブロック図である。なお、同図にお
いて、前記第１図に示した従゛来例装置と同一構成部分
には同一符号を付してその説明は省略する。

同図に示す如く、本実施例装置は、ベクトル制−演粋を
行なうマイクロコンピュータ１３へ、トルク指令器２か
ら、トルク指令ｍ　’ｒ　”とともに、アクセル指令値
δを入力する構成となっている。

すなわち、第２図に示したトルク指令器２の構成図にお
いて、乗算器２０からトルク指令１ｉｆｌ　Ｔ　”がマ
イクロコンピュータ１３へ供給されるとともに、開数発
生Ｗ２ａからの７クレル指令鎖δが、乗算器２Ｇとマイ
クロコンピュータ１３へ供給されるように構成されてい
る。

第５図は、上記マイクロコンピュータ１３に１３いて実
行される処理の内容を示寸フローチ１？−トであり、以
下、同図の７０−　ｆ−１シー１〜に従って、マイクロ
コンピュータ１３にお１ノる動作を説明Ｊる。

まずステップ（１）の処理が実ｆｊされ′【、前記トル
ク指令器２からのトルク指令値■８とアクセル指令値δ
の読込みが行なわれて所定のレジスタに一時記憶する処
理が実行される。

次にステップ（２）の処理において、上に３読込まれた
トルク指令値Ｔ８が＃四のルーチン処理において読込ま
れた１〜ルク指令値（以下、旧トルク指令値と称す）Ｔ
ｏ”と等しいか否かの判別処理が実行される。この判別
結果がＹ［ＥＳ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）以下の処理が実行される。

ステップ（３）の処理では、演棹回数カウンタＫに平常
時カウント値に＋　（例えば１８２）がセットされる。

そしてステップ（４）の処理によって上記トルク指令値
゛「３とカウンタ１２からの交流モータ８の回転速度ω
に基づくベタ１〜小滴棹処理が実行される。このベクト
ル演棹処理は、前記式（１）〜（１０）の１粋を行なう
ものである。

そして次のステップ（５ンの処理によって、上記ベクト
ル演棹処理によっ請求められた電流指令値ｉ３の出力が
行なわれる。

次に、ステップ（６）の処理において、上記小滴回数カ
ウンタＫが０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Ｏになるまで、すな
わち上記平常時カウント値に相当づる回数、この実施例
では、１８２回同じ変数によるベクトル演律処理が行な
われ、結果とじて電流指令値ｉ″も、この間は同一値と
なる。

従って、上記ベクトル演粋処理を１回行なう部間を例え
ば、１．１ｍ５ｅｃであるとずれば、約２００ｍ５ｅｃ
の間は同一の電流指令（ｌｎ　ｉ　”　ｈ＜ｌＦ、！＋
　’Ｊることとなり、この間は新しいトルク指令値Ｔ１
１の読込み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１ｊ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ｌごりＪ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）で読込まれたトルク指令ｔｎ
Ｔ”とアクセル指令値δを旧トルク指令値Ｔｏ”と旧ア
クセル指令値δ０に移転記憶する処理が実行される。

次に、加速のためにアクセルペダルが踏込まれたとする
と、トルク指令ｍ　−ｒ　’は変動づるため、上記ステ
ップ（２）の判別結果ＩＪ　Ｎ　Ｏ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、ステップ（１）で読込まれたア
クセル指令値δから旧アクセル指令値δ０を差引いた値
、すなわちアクセル指令値の変＃ｍが所定のｆＩｉ以上
であるか否かの判別が行なわれる。この実施例において
は判別の基準値として４／１６が設定されている。

づなわち、フルストローク時にアクセル指令値δ（δ−
１）であり・、アクセルストローク量に対応してこの間
を１６ステツプに分割しであることから、アクセルスト
ロークｆｆ１ａが４ステップ以上変化した場合にステッ
プ（９）の判別結果がＹＥＳとなる構成となっている。

今、運転者によってアクセルペダルが大きく踏込まれ、
急加速を行なう指令が入ツノされて、ステップ（９）の
判別結果がＹＥＳとなっＩこ場合について説明する。

ステップ〈９）の処理の後に、ス・アップ（１０）の処
理が実行され、前記ステップ（１）で読込まれたアクセ
ル指令値δとトルク指令値Ｔ８の書換え処理が実行され
る。

この書換え処理は、上記アクセル指令値δに対しては、
上記ステップ（１）で読込まれた時点のデータにかかわ
らず、旧アクセル指令値δ０に１／１６を加算した値を
、新たなアクヒル１η令値δとする処理が行なわれる。

これは、アクセル指令値δが大幅に変化したとしても、
これによる急激なトルク変動を発イ［さＵずに、所定量
だけアクセル指令値を増加さぜ゛ることによって、交流
モータ８の急激な１−ルクＪｆｉ加を防止している。

同様にしてトルク指令値−１８に対しても、ステップ（
１）で読込まれた時点・のトルク指令（ａ　Ｔ　”をそ
のまま用いず、旧トルク指令値Ｔｏ”にＴ８／１６を加
粋した範を新たなトルク指令［Ｐとして設定する処理が
行なわれている。

次に、上記ステップ（１０）の処理が終了した後、ステ
ップ（１１）の処理が実行されて、演算回数カウンタＫ
にアクセル時カウンｌ”１ｆｌＫｚ（例えば、４５）を
セラｉ−する処理が実行される。

そして、以下ステップ（１２）〜（１５）の処理によっ
て、同一変数に基づくベクトル演輝処理がＫ　２回（４
５回）繰り返し行なわれた後、ステップ（８）の処理が
実行される。

このように、急加速時のように、アクセル量が大きい場
合には、上記ベクトル演界処理の繰り返し回数Ｋが小さ
く、この実施例に１おいては、４５回繰り返されること
により、約５Ｑｉｓｅｃの間だけ、新たなトルク指令値
Ｔ８の読込み処理が遮断されることとなる。

従って、運転者によって加速指令が入力された場合には
、これに短時間に応答して、適切な変速ｌ１ＩＪＩＩｌ
を行なうことができる。

更に、上記アクセル指令値δの変動量が所定値よりも小
さい場合、Ｊなわらステップ（９）の判別結果がＮｏと
なった場合（ただし、ｉ・ルク指令値Ｔ”の変動もある
場合）には、スう一ツブ（９）の処理が実行された後次
にスーｊツブ（１６）以下の処理が実行されることとな
る。

この場合には、ステップ（１６）の処理によって、前記
ステップ（１０）と同一の処理が１１なわれて、トルク
指令値Ｔ８と７クレル指令鎮δの円換処理が行なわれた
後、演詐回数カウンタ１（のレッｌ−１ｍとして、微小
アク［ル１．１カウンタ鎮１り３（例えば９１）がセッ
トされる。

これによって、ベクトル演０処即の繰、り返し回数は上
記Ｋ　３　、すなわち９１回となり、新たな１−ルク指
令＊　Ｔ　”の読込みＪ、ｒ″の時間が約１００ｍ５ｅ
ｃとなる。

これによって、緩加速時にＪ３いて、運転者のアクセル
操作に伴う車両の振動等のｆｆｌ　Ｗ成分が排除される
こととなって、スムーズ−’、’Ｋ　、Ｈ加速状態を１
ワることが可能となる。

なお、本実施例装置においては、上記ステップ（１０）
とステップ（１６）の処理を同一としであるが、加速性
能をより向上させるために、トルク指令値Ｔ’とアクセ
ル指令値δの変化量を、急加速時には緩加速時よりも大
きくづることも可能であり、この場合、ステップ（１９
）の［ｉとして、 δ＝δ、−）１１／８） Ｔ’　＝　１−ｏ　”　＋　（’Ｉ−”　／８　）に変
更すれば緩加速時に比べて急加速時には２４８の加速力
を発生させることができる。

また、上記ステップ（９）におりる判別基準値の値を変
化させることによって、あるいは、更に判別基準値を細
分化することによって、アクレル量の変化に対応する、
よりきめ細かな変速応答性制御を行なうことができる。

例えば、ステップ（２）の判別結果がＮＯとなった場合
に、以下の処理を、δ−δｏ＞５／、１６の場合、５≧
δ−δｏ＞３／１６の場合、δ−δ０≦３／１６の場合
の３段階に分割°リーることにＪ：って、変速応答性制
御をトルク指令値変動のない場合を含めて４段階に切換
えることが可能である。

更に、上記新しいトルク指令値１１′の読込み間隔を設
定するカウント値Ｋ１．に２．に３の値をそれぞれ変え
ることによ、っ−Ｃも、変速性能を変えることが可能で
ある。

すなわち、第６図に示！ように、運転虎側に上記カウン
ト値に＋　、に２　、に３を切換えるためのスイッチ２
０をＩｔノで、このスイップ２０の切換信号Ｓ１をマイ
クロコンピュータ′１３に人力するとともに、以下の表
１に示ＪＪ、うな１０ノミ−モードとスポーティモード
とによってカウントｆａ　Ｋ１、に２．に３を切換える
構成とＪれば、運転者は、所望の変速応答性能を、選択
することができる。

更に、第７図に示すように、上記第６図に示したスイッ
チ２０の代わりに、連続的に変化する信号を発生する可
変抵抗器等の設定ダイアル２１を設けて、この設定ダイ
アル２１の出力Ｓ２をマイクロコンピュータ１３に入力
するとともに、この信号Ｓ２に対応して、上記カウント
値Ｋ　ｌ　＋　Ｋ　２１に３の値を可変設定する構成と
しても良い。

この場合、例えば第８図に示°りようなダイアル設定値
と定数にとの特性関数を設けて、Ｋ＋＝２７３／ｋ Ｋ２−６８／ｋ Ｋ３＝１３６／に の如き関係式から各カランｈ　Ｉａ　Ｋ　＋〜に３を設
定することにより、運転者は、所望のアクセル応答性能
を微調整することが可能と”なる。

なお、上記エコノミーモード：とスポーティモードとの
１Ｉ）Ｊは、エコノミーモードの場合には、本発明の目
的とするところの急激なトルク変動を最大限抑えて、バ
ッテリのエネルギ浪費を極力低減させるように動作する
モードであり、他方のスポーティモードの場合には、同
様に急激なｌ−ルク変動を極力回避させるとともに、若
干エコノミーモードに対して変速応答性能を増大さ［る
動作を行なうモードである。

（発明の効果） 以上群細に説明したように、本発明の電気自動車の走行
ＩＩＪＩｊ装置にあっては、例えば走行中の車体の振動
等によって、アク［ルストロークが微小変動し、これに
感応して生じるトルク変動のために車体が舘後に振動す
るハンヂング現象の発生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ことができる。また、走行
用の交流モータに急激なトルク変動を要求されることが
なく、バッテリのエネルギの浪費を防止りることもｊ１
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気自動車の走行制御装置の構成を示す
ブロック図、第２図は第１図にお（〕るトルク指令器の
構成を示づブロック図、第３図は本発明のクレーム対応
図、第４図は本発明に係る電気自動車の走行制御装置の
一実施例の構成を示１ブロック図、第５図は同実施例装
置のマイクロコンピュータにおいて実行される処理の内
容を示ずフ置コーヂャート、第６図は本発明の他の実施
例の部分を示す構成図、第７図は本丸ｉの他の実施例の
モード−窓用ダイアルを示舊斜視図、第８図は第７図の
ダイアルの設定値と定数にとの関係を示ず特性図である
。 １００・・・ベクトル制御手段 １０１・・・交流モータ １０２・・・アクセル鏝検出器 １０３・・・アクセル量変化率検出手段１０４・・・変
速指令制御手段 １・・・アクレルストローク［ンリ ２・・・トルク指令器 ４・・・電＊　Ｉｌｌ　ｗ回路 ５・・・ＰＷＭ回路 ６・・・ドライバ回路 ７・・・インバータ ８・・・交流モータ ９・・・電流検出器 １０・・・バッテリ １１・・・タコジェネレータ １２・・・カウンタ １３・・・マイクロコンピュータ 特許出願人 日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流モータをベタ１−ル制御によって変速制御す
   る電気自動車の走行制御ｉ置において；アクセル１ヘセ 検出器と； 前記アクセルｍの変化を歩めるアクセル＃？）変化検出
   手段と； 前記アクレル用変化の大小に対応して前記ベクトル制御
   による変速指令の発生ｌＮ問間隔を可変制御ｌ＋　する
   変速指令制御手段とを具備することを特徴とする電気自
   動車の走行制御装置。