JPS61262005A - 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
- JPS61262005A JPS61262005A JP10042585A JP10042585A JPS61262005A JP S61262005 A JPS61262005 A JP S61262005A JP 10042585 A JP10042585 A JP 10042585A JP 10042585 A JP10042585 A JP 10042585A JP S61262005 A JPS61262005 A JP S61262005A
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- JP
- Japan
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- signal
- battery
- induction motor
- regenerative braking
- generator
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術的分野］
この発明は、電気自動車を駆動する誘導電動様の回生制
動時における動作を制御する車両用誘導電動機の制御装
置に関する。
動時における動作を制御する車両用誘導電動機の制御装
置に関する。
［発明の技術的背景］
電気自動車は、エネルギ源の多様性や交通環境改善の可
能性等を有しているため、その普及が期待されているも
のである。電気自動車を駆動する電動機としては従来制
御が簡単な直流電動機が使用されていたが、直流電動機
に比べて構造が簡単で、メンテナンスフリー、小型、計
量、高効率等の多くの特徴を有する交流誘導電動機を使
用する電気自動車が開発されつつある。
能性等を有しているため、その普及が期待されているも
のである。電気自動車を駆動する電動機としては従来制
御が簡単な直流電動機が使用されていたが、直流電動機
に比べて構造が簡単で、メンテナンスフリー、小型、計
量、高効率等の多くの特徴を有する交流誘導電動機を使
用する電気自動車が開発されつつある。
この誘導電動機は、車載バッテリからの直流電圧をイン
バータ回路で変換された交流電圧により駆動されるが、
誘導電動機を応答特性良く、高効率で可変速制御するた
めに誘導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。このような可変電圧可変周波数制御方式は例えば
特開昭５５−６３５９３号に記載されている。
バータ回路で変換された交流電圧により駆動されるが、
誘導電動機を応答特性良く、高効率で可変速制御するた
めに誘導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。このような可変電圧可変周波数制御方式は例えば
特開昭５５−６３５９３号に記載されている。
このような制御方式を採用した電気自動車においては、
アクセルからのトルク指令信号、すなわち加減速信号お
よび誘導電動様からの回転信号に基づいて誘導電動機に
供給される電流振幅指令信号１°および位相指令信号θ
０を算出し、これらの信号により電動機に供給される三
相正弦波電流指令信号を求め、この三相正弦波電流指令
信号を搬送三角波の振幅制御によりパルス幅変調し、こ
の正弦波パルス幅変調信号でトランジスタ等からなるイ
ンバータ回路を制御し、バッテリからの直流電圧を三相
交流電圧に変換して誘導電動機を駆動している。
アクセルからのトルク指令信号、すなわち加減速信号お
よび誘導電動様からの回転信号に基づいて誘導電動機に
供給される電流振幅指令信号１°および位相指令信号θ
０を算出し、これらの信号により電動機に供給される三
相正弦波電流指令信号を求め、この三相正弦波電流指令
信号を搬送三角波の振幅制御によりパルス幅変調し、こ
の正弦波パルス幅変調信号でトランジスタ等からなるイ
ンバータ回路を制御し、バッテリからの直流電圧を三相
交流電圧に変換して誘導電動機を駆動している。
ところで、このように正弦波パルス幅変調信号で誘導電
動機を駆動し、電気自動車が走行している状態において
アクセルを外してブレーキを操作する′と、誘導電動機
に印加される指令回転速度は誘導電動機の実際の回転速
度よりも低くなって誘導電動機は発電機として作用し、
回生制動状態になる。この回生制動状態においては誘導
電動機は発ｆＩｉｌとして作用するためその発電作用に
より回生電流が発生してバッテリは充電され、これによ
りバッテリはいくらかでもそのエネルギを回復すること
ができる。しかしながら、この回生制動状態において車
速が低下して電動機の回転速度も低下し、例えば車速が
時速１０Ｋｍ ／ｈ以下に低下すると、バッテリへの充
電状態はなくなり、逆に放電状態が発生する。第２図（
ａ）、（ｂ）は時間に対する車速および回生電流の関係
を示しているものであるが、時速が１０ＫＩｌ／ｈ以下
に低下すると、回生電流は負になり、バッテリは放電し
ていることを示している。このように車速が低下した場
合に回生電流が逆流しバッテリから放電が行なわれるの
は電動機およびインバータ回路でのエネルギ損失分が回
生エネルギを上まわるためと考えられるが、このような
ことは回生制動によるバッテリの効率向上が損なわれ、
その分バッテリが無駄に使用されていることになる。こ
のことは、特にバッテリ容量が限られ、可能な限りバッ
テリ容量損失の発生を防止したい電気自動車等にあって
は重要な問題である。
動機を駆動し、電気自動車が走行している状態において
アクセルを外してブレーキを操作する′と、誘導電動機
に印加される指令回転速度は誘導電動機の実際の回転速
度よりも低くなって誘導電動機は発電機として作用し、
回生制動状態になる。この回生制動状態においては誘導
電動機は発ｆＩｉｌとして作用するためその発電作用に
より回生電流が発生してバッテリは充電され、これによ
りバッテリはいくらかでもそのエネルギを回復すること
ができる。しかしながら、この回生制動状態において車
速が低下して電動機の回転速度も低下し、例えば車速が
時速１０Ｋｍ ／ｈ以下に低下すると、バッテリへの充
電状態はなくなり、逆に放電状態が発生する。第２図（
ａ）、（ｂ）は時間に対する車速および回生電流の関係
を示しているものであるが、時速が１０ＫＩｌ／ｈ以下
に低下すると、回生電流は負になり、バッテリは放電し
ていることを示している。このように車速が低下した場
合に回生電流が逆流しバッテリから放電が行なわれるの
は電動機およびインバータ回路でのエネルギ損失分が回
生エネルギを上まわるためと考えられるが、このような
ことは回生制動によるバッテリの効率向上が損なわれ、
その分バッテリが無駄に使用されていることになる。こ
のことは、特にバッテリ容量が限られ、可能な限りバッ
テリ容量損失の発生を防止したい電気自動車等にあって
は重要な問題である。
［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、回生制動時におけるバッテリの消耗を低
減し、効率化を図った車両用誘導電動機の制御装置を提
供することにある。
するところは、回生制動時におけるバッテリの消耗を低
減し、効率化を図った車両用誘導電動機の制御装置を提
供することにある。
［発明の概要］
上記目的を達成するため、トルク発生指令手段からのト
ルク信号および誘導電動機の回転速度信号に応じて交流
指令信号を演算し、該交流指令信号のパルス幅変調信号
によってインバータ回路を制御してバッテリからの直流
電圧を交流電圧に変換し、該交流電圧により誘導電動機
を制御する車両用誘導電動機の制御装置において、前記
バッテリが放電していることを検出するバッテリ電流検
出手段と、回生制動時であることを検出する回生制動検
出手段と、前記回生制動検出手段およびバッテリ電流検
出手段からの信号により回生制動時にバッテリが放電し
ていることを検出しているときには前記インバータ回路
の変換動作を停止する動作停止手段とを有することを要
旨とする。
ルク信号および誘導電動機の回転速度信号に応じて交流
指令信号を演算し、該交流指令信号のパルス幅変調信号
によってインバータ回路を制御してバッテリからの直流
電圧を交流電圧に変換し、該交流電圧により誘導電動機
を制御する車両用誘導電動機の制御装置において、前記
バッテリが放電していることを検出するバッテリ電流検
出手段と、回生制動時であることを検出する回生制動検
出手段と、前記回生制動検出手段およびバッテリ電流検
出手段からの信号により回生制動時にバッテリが放電し
ていることを検出しているときには前記インバータ回路
の変換動作を停止する動作停止手段とを有することを要
旨とする。
［発明の実施例］
以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。
第１図はこの発明の一実施例に係わる車両用誘導電動機
の制御装置の回路ブロック図であり、この車両用誘導電
動機の制御装置は電気自動車に適用されている。
の制御装置の回路ブロック図であり、この車両用誘導電
動機の制御装置は電気自動車に適用されている。
同図において、車載バッテリ１からの直流電圧は三相イ
ンバータブリッジ回路（以下、インバータと略称する〉
３に供給されて三相交流電圧に変換され、電気自動車を
駆動する誘導電動機５に供給されている。誘導電動機５
の回転速度は回転速度検出センサ７によって検出されて
、誘導電動機５に対する電流振幅指令信号■１を発生す
る関数発生器９．すべり角θＳを発生する関数発生器１
１および積分器１７に供給されている。積分器１７は誘
導電動機５の回転位相θを発生するものである。また、
関数発生器９および関数発生器１１にはアクセル１３か
らのトルク信号、すなわち加減速信号Ｔ”が供給される
とともに、関数発生器１１は回生指令発生器１５から回
生指令信号が供給されいている。この回生指令発生器１
５は例えばブレーキング動作、ブレーキのオン−オフま
たはアクセル操作解除動作等に応答して回生指令信号を
発生するものであり、この信号が発せられることにより
誘導電動１１５は回生制動状態になる。
ンバータブリッジ回路（以下、インバータと略称する〉
３に供給されて三相交流電圧に変換され、電気自動車を
駆動する誘導電動機５に供給されている。誘導電動機５
の回転速度は回転速度検出センサ７によって検出されて
、誘導電動機５に対する電流振幅指令信号■１を発生す
る関数発生器９．すべり角θＳを発生する関数発生器１
１および積分器１７に供給されている。積分器１７は誘
導電動機５の回転位相θを発生するものである。また、
関数発生器９および関数発生器１１にはアクセル１３か
らのトルク信号、すなわち加減速信号Ｔ”が供給される
とともに、関数発生器１１は回生指令発生器１５から回
生指令信号が供給されいている。この回生指令発生器１
５は例えばブレーキング動作、ブレーキのオン−オフま
たはアクセル操作解除動作等に応答して回生指令信号を
発生するものであり、この信号が発せられることにより
誘導電動１１５は回生制動状態になる。
また、関数発生器１１からのすべり角θＳと積分器１７
からの回転位相θとは加算器１って加算されて電動機電
流位相指令信号θ１°として三相正弦波発生器２１に供
給され、三相正弦波発生器２１は関数発生器９から供給
される電流振幅指令信号Ｉ＠とともに各指令信号により
決定さる振幅および位相電流を有する三相正弦波信号を
発生する。
からの回転位相θとは加算器１って加算されて電動機電
流位相指令信号θ１°として三相正弦波発生器２１に供
給され、三相正弦波発生器２１は関数発生器９から供給
される電流振幅指令信号Ｉ＠とともに各指令信号により
決定さる振幅および位相電流を有する三相正弦波信号を
発生する。
この三相正弦波信号は、比較器２５．２７．２９の各一
方の入力に供給され、他方の各入力に供給されている三
角波発生器２３からの三角波信号と振幅比較されて三相
正弦波信号をパルス幅変調し、このパルス幅変調した三
相信号をＡＮＤ回路３５゜３７．３９をそれぞれ介して
インバータ３に供給してインバータ３を制御し、バッテ
リ１の直流電圧を三相交流電圧に変換して誘導電動機５
に供給し、誘導電動機５を駆動している。
方の入力に供給され、他方の各入力に供給されている三
角波発生器２３からの三角波信号と振幅比較されて三相
正弦波信号をパルス幅変調し、このパルス幅変調した三
相信号をＡＮＤ回路３５゜３７．３９をそれぞれ介して
インバータ３に供給してインバータ３を制御し、バッテ
リ１の直流電圧を三相交流電圧に変換して誘導電動機５
に供給し、誘導電動機５を駆動している。
また、回生指令発生器１５の回生指令信号はパルス幅変
調停止信号発生器３３に供給され、パルス幅変調停止信
号発生器３３にはバッテリ１の電流方向を検知してバッ
テリ１に対する充電電流か放電電流かを識別する電流検
出器３°１からの電流方向検出信号が供給されている。
調停止信号発生器３３に供給され、パルス幅変調停止信
号発生器３３にはバッテリ１の電流方向を検知してバッ
テリ１に対する充電電流か放電電流かを識別する電流検
出器３°１からの電流方向検出信号が供給されている。
パルス幅変調停止信号発生器３３の出力は前記ＡＮＤ回
路３５゜３７．３９の一方の入力に供給され、比較器２
５゜２７．２９の出力信号をゲート制御している。そし
て、パルス幅変調停止信号発生器３３は、回生指令発生
器１５からの回生指令信号および電流検出器３１からの
電流方向検出信号に基づき回生状態でかつバッテリ１が
放電状態の時には低レベルの出力信号ｒＯＪを発生して
ＡＮＤ回路３５，３７．３９をインヒビット状態とし、
インバータ３を作動しないように制御し、また上記状態
でない時、すなわち回生状態でない時、または回生状態
であっても放電状態でなく充電状態の時には高レベルの
出力信号「１」を発生してＡＮＤ回路３５゜３７．３９
をゲートオーブン状態とし比較器２５゜２７．２９から
のパルス幅変調された三相信号でインバータ３を制御す
るようにしている。
路３５゜３７．３９の一方の入力に供給され、比較器２
５゜２７．２９の出力信号をゲート制御している。そし
て、パルス幅変調停止信号発生器３３は、回生指令発生
器１５からの回生指令信号および電流検出器３１からの
電流方向検出信号に基づき回生状態でかつバッテリ１が
放電状態の時には低レベルの出力信号ｒＯＪを発生して
ＡＮＤ回路３５，３７．３９をインヒビット状態とし、
インバータ３を作動しないように制御し、また上記状態
でない時、すなわち回生状態でない時、または回生状態
であっても放電状態でなく充電状態の時には高レベルの
出力信号「１」を発生してＡＮＤ回路３５゜３７．３９
をゲートオーブン状態とし比較器２５゜２７．２９から
のパルス幅変調された三相信号でインバータ３を制御す
るようにしている。
以上のように構成されたものにおいて、電気自動車のア
クセルが操作されて正常に走行しているときには、回生
指令発生器１５から回生指令信号も出力されず、アクセ
ル１３からのトルク信号Ｔ０および回転速度検出センＦ
ｊ７からの回転速度信号、すなわち角速度ωに応じて関
数発生器９および関数発生器１１は電流振幅指令信号Ｉ
ｍおよびすべり角θＳを発生する。加算器１９はすべり
角ｆｃ ｓに積分器１７からの回転位相θを加算して電
動機電流位相指令信号θ１０を発生する。関数発生器９
からの電流振幅指令信号■１および加算器１９からの電
動機電流位相指令信号θ１１は三相正弦波発生器２１に
供給され、三相正弦波発生器！ ２１から電流振幅指令信号！”および電動機電流位相指
令信号θ１６に応じた三相正弦波信号が出力される。こ
の三相正弦波信号は比較器２５，２７．２９において三
角波発生器２３からの三角波信号の振幅制御によりパル
ス幅変調されてＡＮＤ回路、３５．３７．３９に供給さ
れる。今、回生指令発生器１５は回生信号を出力してい
ないので、パルス幅変調停止信号発生器３３は高レベル
の出力信号「１」をＡＮＤ回路３５，３７．３９に供給
している。従って、比較器２５．２７．２９からのパル
ス幅変調信号はＡＮＤ回路３５．３７゜３９を介してイ
ンバータ３に供給される。インバータ３はこのパルス幅
変調信号によりバッテリ１からの直流電圧を三相交流信
号に変換して誘導電動機５に供給し、誘導電動機５を駆
動する。
クセルが操作されて正常に走行しているときには、回生
指令発生器１５から回生指令信号も出力されず、アクセ
ル１３からのトルク信号Ｔ０および回転速度検出センＦ
ｊ７からの回転速度信号、すなわち角速度ωに応じて関
数発生器９および関数発生器１１は電流振幅指令信号Ｉ
ｍおよびすべり角θＳを発生する。加算器１９はすべり
角ｆｃ ｓに積分器１７からの回転位相θを加算して電
動機電流位相指令信号θ１０を発生する。関数発生器９
からの電流振幅指令信号■１および加算器１９からの電
動機電流位相指令信号θ１１は三相正弦波発生器２１に
供給され、三相正弦波発生器！ ２１から電流振幅指令信号！”および電動機電流位相指
令信号θ１６に応じた三相正弦波信号が出力される。こ
の三相正弦波信号は比較器２５，２７．２９において三
角波発生器２３からの三角波信号の振幅制御によりパル
ス幅変調されてＡＮＤ回路、３５．３７．３９に供給さ
れる。今、回生指令発生器１５は回生信号を出力してい
ないので、パルス幅変調停止信号発生器３３は高レベル
の出力信号「１」をＡＮＤ回路３５，３７．３９に供給
している。従って、比較器２５．２７．２９からのパル
ス幅変調信号はＡＮＤ回路３５．３７゜３９を介してイ
ンバータ３に供給される。インバータ３はこのパルス幅
変調信号によりバッテリ１からの直流電圧を三相交流信
号に変換して誘導電動機５に供給し、誘導電動機５を駆
動する。
また、アクセル操作が解除されてブレーキが操作された
場合には、回生制動状態になり、誘導電動機５は発電機
として作用し、バッテリ１は充電される。この時、回生
指令発生器１５は回生指令信号をパルス幅変調停止信号
発生器３３に供給するが、パルス幅変調停止信号発生器
３３には電流検出器３１によって検知した充電方向の検
知情”報が供給されているので、パルス幅変調停止信号
発生器３３は高レベルの出力信号「１」を発生してＡＮ
Ｄ回路３５．３７．３９により正常にパルス幅変調信号
を通過させている。
場合には、回生制動状態になり、誘導電動機５は発電機
として作用し、バッテリ１は充電される。この時、回生
指令発生器１５は回生指令信号をパルス幅変調停止信号
発生器３３に供給するが、パルス幅変調停止信号発生器
３３には電流検出器３１によって検知した充電方向の検
知情”報が供給されているので、パルス幅変調停止信号
発生器３３は高レベルの出力信号「１」を発生してＡＮ
Ｄ回路３５．３７．３９により正常にパルス幅変調信号
を通過させている。
そして、このような回生制動状態において車速が例えば
１０Ｋｍ／ｈ以下に低下してバッテリ１に対する充電電
流がなくなり、放電電流が流れ始めると、これを電流検
出器３１が検知し、パルス幅変調停止信号発生器３３に
この検知信号を供給するので、パルス幅変調停止信号発
生器３３は低レベルの出力信号「０」を発生し、ＡＮＤ
回路３５．３７．３９をインヒビット状態に変える。そ
の結果、パルス幅変調信号はインバータ３に供給されず
遮断され、誘１ｍ動機５に流れるバッテリ１の放電電流
はなくなり、バッテリ１の無駄な消耗は防止されるので
ある。
１０Ｋｍ／ｈ以下に低下してバッテリ１に対する充電電
流がなくなり、放電電流が流れ始めると、これを電流検
出器３１が検知し、パルス幅変調停止信号発生器３３に
この検知信号を供給するので、パルス幅変調停止信号発
生器３３は低レベルの出力信号「０」を発生し、ＡＮＤ
回路３５．３７．３９をインヒビット状態に変える。そ
の結果、パルス幅変調信号はインバータ３に供給されず
遮断され、誘１ｍ動機５に流れるバッテリ１の放電電流
はなくなり、バッテリ１の無駄な消耗は防止されるので
ある。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、回生制動時に
バッテリが放電している場合にはインバータ回路の動作
を停止しているので、回生制動時にバッテリのミノｊが
インバータ回路および誘導１１７１機により無駄に消耗
されることがないため、バッテリの消耗は低減され、そ
の充電効率が向上される。
バッテリが放電している場合にはインバータ回路の動作
を停止しているので、回生制動時にバッテリのミノｊが
インバータ回路および誘導１１７１機により無駄に消耗
されることがないため、バッテリの消耗は低減され、そ
の充電効率が向上される。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す車両用誘導電動機の
制御装置の回路ブロック図、第２図（ａ ）、（ｂ）は
誘導電動機を用いた電犠自動車の回生Ｉｌｌ ６時の時
間に対する車速および回生電流の関係を示す図である。 １・・・バッテリ ３・・・インバータ５・・
・誘導電動機 ７・・・°回転速度検出センサ９．
１１・・・関数発生器 １３・・・アクセル１５・・・
回生指令発生器 ２１・・・三相正弦波発生器２３・・
・三角波発生器
制御装置の回路ブロック図、第２図（ａ ）、（ｂ）は
誘導電動機を用いた電犠自動車の回生Ｉｌｌ ６時の時
間に対する車速および回生電流の関係を示す図である。 １・・・バッテリ ３・・・インバータ５・・
・誘導電動機 ７・・・°回転速度検出センサ９．
１１・・・関数発生器 １３・・・アクセル１５・・・
回生指令発生器 ２１・・・三相正弦波発生器２３・・
・三角波発生器
Claims (1)
- トルクの発生指令手段からのトルク信号および誘導電動
機の回転速度信号に応じて交流指令信号を演算し、該交
流指令信号のパルス幅変調信号によつてインバータ回路
を制御してバッテリからの直流電圧を交流電圧に変換し
、該交流電圧により誘導電動機を制御する車両用誘導電
動機の制御装置において、前記バッテリが放電している
ことを検出するバッテリ電流検出手段と、回生制動時で
あることを検出する回生制動検出手段と、前記回生制動
検出手段およびバッテリ電流検出手段からの信号により
回生制動時にバッテリが放電していることを検出してい
るときは前記インバータ回路の変換動作を停止する動作
停止手段とを有す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 |
|---|---|---|---|
| JP10042585A JPS61262005A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 車両用誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10042585A JPS61262005A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 車両用誘導電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61262005A true JPS61262005A (ja) | 1986-11-20 |
Family
ID=14273608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10042585A Pending JPS61262005A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 車両用誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61262005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016010256A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP10042585A patent/JPS61262005A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016010256A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| US10239530B2 (en) | 2014-06-25 | 2019-03-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle control apparatus for a regenerative braking system based on the battery input power |
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