JP2019037066A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両に関し、詳しくは、前輪および後輪の少なくとも一方に配置されたモータからの動力で走行する電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to an electric vehicle that travels with power from a motor disposed on at least one of a front wheel and a rear wheel.
従来、この種の電動車両としては、4つのモータと、4つのインバータと、制御装置(制御回路)と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。4つのモータは、4つの車輪のそれぞれに配置されている。4つのインバータは、4つの車輪のそれぞれに配置されており、各モータを駆動する。制御装置は、4つのインバータを制御する。この電動車両では、4つのインバータに電力を供給する4つのバッテリを4つの車輪のそれぞれに配置することにより、インバータとバッテリとを接続する電力線の長さを短くしている。 Conventionally, as this type of electric vehicle, a vehicle including four motors, four inverters, and a control device (control circuit) has been proposed (for example, see Patent Document 1). Four motors are disposed on each of the four wheels. Four inverters are arranged on each of the four wheels and drive each motor. The control device controls the four inverters. In this electric vehicle, the length of the power line connecting the inverter and the battery is shortened by arranging four batteries for supplying power to the four inverters on each of the four wheels.
一般に、モータの回転軸には、モータの回転数を検出するためのレゾルバが取り付けられており、レゾルバに励磁信号を入力すると共にレゾルバからのSin信号とCos信号とをデジタル値に変換するレゾルバデジタルコンバータは、制御装置に搭載される。制御装置を車室内に配置する場合、レゾルバとレゾルバデジタルコンバータとの間に3個の信号線(励磁信号,Sin信号,Cos信号)を要する。4つのモータが4つの車輪のそれぞれに配置された電動車両では、各モータの回転軸に取り付けられる4つのレゾルバと、レゾルバデジタルコンバータが搭載された車室内の制御装置との間に12個の信号線を配線する必要があり、車室外から車室内へ配線する信号線の数が増加してしまう。車室内は、一般に、乗員が運転したり着座するスペースを確保する必要があるため、信号線を配線するスペースが限られる。そのため、車室外から車室内へ配線する信号線の個数が増加すると、配線が困難になってしまう。 Generally, a resolver for detecting the number of rotations of a motor is attached to a rotation shaft of the motor, and an resolver digital that inputs an excitation signal to the resolver and converts a Sin signal and a Cos signal from the resolver into digital values. The converter is mounted on the control device. When the control device is arranged in the vehicle interior, three signal lines (excitation signal, Sin signal, Cos signal) are required between the resolver and the resolver digital converter. In an electric vehicle in which four motors are arranged on each of four wheels, twelve signals are provided between four resolvers attached to the rotating shafts of the motors and a control device in the vehicle interior in which the resolver digital converter is mounted. It is necessary to wire a line, and the number of signal lines to be wired from the outside of the passenger compartment to the passenger compartment increases. In the vehicle interior, it is generally necessary to secure a space for the occupant to drive or sit, so the space for wiring the signal line is limited. For this reason, if the number of signal lines to be wired from outside the passenger compartment to the passenger compartment increases, wiring becomes difficult.
本発明の電動車両は、車室外から車室内へ配線する信号線の個数を削減することを主目的とする。 The electric vehicle of the present invention is mainly intended to reduce the number of signal lines wired from outside the vehicle compartment to the vehicle interior.
本発明の電動車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The electric vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電動車両は、
前輪および後輪の少なくとも一方に配置されたモータからの動力で走行する電動車両であって、
前記モータの回転軸に取り付けられたレゾルバと、
前記レゾルバと複数の信号線により接続され、前記複数の信号線から入力されたレゾルバからの信号をデジタル値に変換するレゾルバデジタルコンバータと、
前記モータを制御するためのインバータを有し、前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に前記モータと共に配置されたパワーコントロールユニットと、
車室内に配置され、前記パワーコントロールユニットの前記インバータを制御すると共に前記変換されたデジタル値を用いて前記モータの回転速度を演算する制御装置と、
を備え、
前記レゾルバデジタルコンバータは、前記パワーコントロールユニットに搭載され、
前記パワーコントロールユニットは、前記変換されたデジタル値を通信により前記制御装置へ出力する第1通信部、を有し、
前記制御装置は、前記第1通信部と通信可能な第2通信部、を有し、通信を介して前記第2通信部に入力された前記変換されたデジタル値を用いて前記モータの回転速度を演算する、
ことを要旨とする。
The electric vehicle of the present invention is
An electric vehicle that travels with power from a motor disposed on at least one of a front wheel and a rear wheel,
A resolver attached to the rotating shaft of the motor;
A resolver digital converter which is connected to the resolver by a plurality of signal lines and converts signals from the resolver input from the plurality of signal lines into digital values;
A power control unit having an inverter for controlling the motor and disposed with the motor on at least one of the front wheel and the rear wheel;
A control device that is disposed in a vehicle interior, controls the inverter of the power control unit, and calculates the rotational speed of the motor using the converted digital value;
With
The resolver digital converter is mounted on the power control unit,
The power control unit includes a first communication unit that outputs the converted digital value to the control device by communication,
The control device includes a second communication unit capable of communicating with the first communication unit, and a rotational speed of the motor using the converted digital value input to the second communication unit via communication. ,
This is the gist.
この本発明の電動車両では、レゾルバと複数の信号線により接続されるレゾルバデジタルコンバータは、パワーコントロールユニット内に搭載される。パワーコントロールユニットは、変換されたデジタル値を通信により制御装置へ出力する第1通信部、を有する。制御装置は、第1通信部と通信可能な第2通信部、を有し、通信を介して第2通信部に入力された変換されたデジタル値を用いてモータの回転速度を演算する。レゾルバデジタルコンバータをパワーコントロールユニットに搭載するから、レゾルバに接続される複数の信号線は、パワーコントロールユニットへ配線される。これらの信号線を車室内の制御装置へ配線する必要がないから、車室外から車室内の制御装置へ配線する信号線の個数を削減することができる。ここで、「通信」としては、有線による通信でもよいし、無線による通信でもよい。 In the electric vehicle of the present invention, the resolver digital converter connected to the resolver by a plurality of signal lines is mounted in the power control unit. The power control unit includes a first communication unit that outputs the converted digital value to the control device by communication. The control device includes a second communication unit capable of communicating with the first communication unit, and calculates the rotation speed of the motor using the converted digital value input to the second communication unit via communication. Since the resolver digital converter is mounted on the power control unit, a plurality of signal lines connected to the resolver are wired to the power control unit. Since it is not necessary to wire these signal lines to the control device in the vehicle interior, the number of signal lines wired from outside the vehicle interior to the control device in the vehicle interior can be reduced. Here, the “communication” may be wired communication or wireless communication.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としての電気自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車20は、図示するように、前輪用モータ22a,22bと、後輪用モータ22c,22dと、レゾルバ26a〜26dと、PCU30a〜30dと、バッテリ40と、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)60と、備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an
前輪用モータ22a,22bおよび後輪用モータ22c,22dは、それぞれ、車室外の前輪24a,24b,後輪24c,24dの近くに配置されている。前輪用モータ22a,22bおよび後輪用モータ22c,22dは、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機(いわゆるインホイールモータ)として構成されており、前輪24a,24b,後輪24c,24dに動力を出力する。
The
レゾルバ26a〜26dは、それぞれ、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの回転軸に取り付けられている。レゾルバ26a〜26dは、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの回転子(回転軸)と一体で回転する磁性体としてのロータと、PCU30a〜30dのRDC34a〜34dに搭載された図示しない発振回路からアナログ信号である励磁信号(一定周波数の交流電流)が印加される励磁コイルや電気的に90度ずれて(位相差が90度となるよう)配置された出力コイルを内蔵する磁性体としてステータと、を備える。出力コイルの出力信号は、楕円形状のロータの回転によって生じるロータとステータとの間隙の変化に伴って発生するアナログ信号であり、ピーク値を補完したときにそれぞれ正弦波状,余弦波状となるSin信号,Cos信号である。
The
PCU30a〜30dは、インバータ32a〜32dと、レゾルバデジタルコンバータ(以下、「RDC」という)34a〜34dと、通信部36a〜36dと、を備えている。
The PCUs 30a to 30d include
インバータ32a〜32dは、それぞれ、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dを駆動する。インバータ32a〜32dは、電力ラインを介してバッテリ40と接続されている。前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dは、ECU60によって、インバータ32a〜32dの図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The
RDC34a〜34dは、レゾルバ26a〜26dのそれぞれに3個ずつ、合計12個のアナログ信号線La1〜La12により接続されている。RDC34a〜34dは、レゾルバ26a〜26dの励磁コイルに印加する励磁信号をアナログ信号線La1,La4,La7,La10を介して出力している。RDC34a〜34dは、レゾルバ26a〜26dからの出力信号(Sin信号,Cos信号)をアナログ信号線La2,La3,La5,La6,La8,La9,La11,La12を介して入力し、入力したSin信号とCos信号をデジタル値に変換し、これらのデジタル値を通信部36a〜36dに出力する。
Three
通信部36a〜36dは、ECU60と4本のデジタル信号線Ld1〜Ld4により接続されており、デジタル信号線Ld1〜Ld4を介して高速なデジタル通信により車室70内のECU60と各種信号をやりとりしている。ここで、「デジタル通信」は、シリアル通信であってもいいし、パラレル通信であってもよい。
The
バッテリ40は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ32a〜32dを介して前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dと電力をやりとりする。
The
ECU60は、車室70内に配置されており、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,通信部36a〜36dとデジタル通信を行なう通信部62,入出力ポートを備える。ECU60からは、インバータ32a〜32dを制御するための制御信号が出力ポートから出力されている。
The ECU 60 is disposed in the
ECU60からは、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの制御に必要な各種制御信号が出力ポートを介して出力している。
From the
通信部62は、デジタル信号線Ld1〜Ld4を介してPCU30a〜30dの通信部36a〜36dと各種データや信号をやりとりしている。通信部62には、RDC34a〜34dからのSin信号,Cos信号のデジタル値や、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの各相の電流を検出するセンサからのセンサ値など、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dのモータの制御に必要なデータが通信部36a〜36dを介して入力される。
The
こうして構成された電気自動車20では、ECU60は、RDC34a〜34dから通信部62を介して入力したSin信号とCos信号のデジタル値を用いて、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの回転速度を演算している。演算した前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの回転速度や入力される各種センサ値とを用いて、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dがそれぞれの駆動力指令Fma*〜Fmd*で駆動されるようにインバータ32a〜32dの複数のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dで前輪24a,24b,後輪24c,24dを駆動して走行する。
In the
実施例の電気自動車20では、ECU60は、RDC34a〜34dから通信部62を介して入力したSin信号とCos信号のデジタル値を用いて、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの回転速度を演算している。
In the
実施例の電気自動車20では、レゾルバ26a〜26dとRDC34a〜34dとの間を12個のアナログ信号線La1〜La12で接続している。仮に、RDC34a〜34dを車室70内のECU60に配置すると、12個のアナログ信号線La1〜La12をレゾルバ26a〜26dから車室70内へ配線することになる。実施例では、RDC34a〜34dをPCU30a〜30dに配置することにより、12個のアナログ信号線La1〜La12をレゾルバ26a〜26dから車室へ配線する必要はなく、PCU30aの通信部36a〜36dとECU60の通信部62との間を4個のデジタル信号線Ld1〜Ld4で接続すればよい。したがって、RDC34a〜34dをECU60に配置するものに比して、車室70外から車室70内へ配線する信号線の個数を削減することができる。
In the
また、レゾルバ26a〜26dとRDC34a〜34dとの間を12個のアナログ信号線La1〜La12で接続するから、RDC34a〜34dをECU60に搭載しレゾルバ26a〜26dとECU60との間を12個のアナログ信号線La1〜La12で接続するものに比して、アナログ信号線La1〜La12の配線長をより短くすることができる。これにより、レゾルバ26a〜26dとRDC34a〜34dとの間に配線遅延を削減することができる。
Since the
さらに、PCU30a〜30dのRDC34a〜34dで演算されるデジタル値を前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの各相の電流を検出するセンサなどからのセンサ値と共にデジタル信号線Ld1〜Ld4を介して高速なデジタル通信でECU60の通信部62に出力するから、デジタル通信において、通信フレームエラーなどによる再送などで通信遅延時間が生じたときでも、PDC34a〜34dで演算されるデジタル値の取得タイミングと前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの各相の電流を検出するセンサなどからのセンサ値の取得タイミングと大きくずれることが抑制されるから、デジタル通信で通信遅延時間が生じたときにでも、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dの制御性の低下を抑制することができる。
Further, the digital values calculated by the
以上説明した実施例の電気自動車20によれば、RDC34a〜34dをPCU30a〜30dに搭載し、PCU30a〜30dに、通信部36a〜36dを設け、ECU60に、通信部36a〜36dと通信可能な通信部62、を設け、ECU60で通信を介して通信部62に入力された変換されたデジタル値を用いてモータの回転速度を演算することより、車室70外から車室70内へ配線する信号線の個数を削減することができる。
According to the
実施例の電気自動車20では、通信部36a〜36dと通信部62との間を有線(デジタル信号線Ld1〜Ld4)で接続しているが、デジタル信号線Ld1〜Ld4を有していないものとして、通信部36a〜36dと通信部62との間で無線通信でデータや信号をやりとりさせてもよい。
In the
実施例の電気自動車20では、通信部36a〜36dと通信部62との間で通信を行なっているが、ECU60に4つの通信部62を設け、4つそれぞれと通信部62とが個別に通信を行なうものとしても構わない。
In the
実施例の電気自動車20では、前輪24a,24b,後輪24c,24dに前輪用モータ22a,22bおよび後輪用モータ22c,22dを取り付け、前輪用モータ22a,22b,後輪用モータ22c,22dから前輪24a,24b,後輪24c,24dに動力を出力して走行する。しかしながら、前輪24a,24bまたは後輪24c,24dのいずれかのみに2つのモータを取り付けて、2つのモータから前輪24a,24bまたは後輪24c,24dに動力を出力して走行するものに適用しても構わない。
In the
実施例の電気自動車20では、前輪24a,24b,後輪24c,24dの4つの車輪を備えているものとしているが、車輪の個数は4つに限定されるものではなく、例えば、3輪の自動車に適用しても構わない。例えば、前輪を1つ、後輪を2つとした場合には、前輪のみにモータとレゾルバを配置し、RDCを搭載したPCUを前輪のみに配置すればよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、前輪用モータ22aが「モータ」に相当し、レゾルバ26aが「レゾルバ」に相当し、レゾルバデジタルコンバータ34aが「RDC」に相当し、PCU30aが「パワーコントロールユニット」に相当し、ECU60が「制御装置」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、電動車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of electric vehicles.
20 電気自動車、22a,22b 前輪用モータ、22c,22d 後輪用モータ、24a,24b 前輪、24c,24d 後輪、26a〜26d レゾルバ、30a〜30d パワーコントロールユニット(PCU)、32a〜32d インバータ、34a〜34d レゾルバデジタルコンバータ(RDC)、36a〜36d 通信部、40 バッテリ、60 電子制御ユニット(ECU)、62 通信部、70 車室、La1〜La12 アナログ信号線、Ld1〜Ld4 デジタル信号線。 20 electric vehicle, 22a, 22b front wheel motor, 22c, 22d rear wheel motor, 24a, 24b front wheel, 24c, 24d rear wheel, 26a-26d resolver, 30a-30d power control unit (PCU), 32a-32d inverter, 34a-34d Resolver digital converter (RDC), 36a-36d communication part, 40 battery, 60 electronic control unit (ECU), 62 communication part, 70 compartment, La1-La12 analog signal line, Ld1-Ld4 digital signal line.
Claims (1)
前記モータの回転軸に取り付けられたレゾルバと、
前記レゾルバと複数の信号線により接続され、前記複数の信号線から入力されたレゾルバからの信号をデジタル値に変換するレゾルバデジタルコンバータと、
前記モータを制御するためのインバータを有し、前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に前記モータと共に配置されたパワーコントロールユニットと、
車室内に配置され、前記パワーコントロールユニットの前記インバータを制御すると共に前記変換されたデジタル値を用いて前記モータの回転速度を演算する制御装置と、
を備え、
前記レゾルバデジタルコンバータは、前記パワーコントロールユニットに搭載され、
前記パワーコントロールユニットは、前記変換されたデジタル値を通信により前記制御装置へ出力する第1通信部、を有し、
前記制御装置は、前記第1通信部と通信可能な第2通信部、を有し、通信を介して前記第2通信部に入力された前記変換されたデジタル値を用いて前記モータの回転速度を演算する、
電動車両。 An electric vehicle that travels with power from a motor disposed on at least one of a front wheel and a rear wheel,
A resolver attached to the rotating shaft of the motor;
A resolver digital converter which is connected to the resolver by a plurality of signal lines and converts signals from the resolver input from the plurality of signal lines into digital values;
A power control unit having an inverter for controlling the motor and disposed with the motor on at least one of the front wheel and the rear wheel;
A control device that is disposed in a vehicle interior, controls the inverter of the power control unit, and calculates the rotational speed of the motor using the converted digital value;
With
The resolver digital converter is mounted on the power control unit,
The power control unit includes a first communication unit that outputs the converted digital value to the control device by communication,
The control device includes a second communication unit capable of communicating with the first communication unit, and a rotational speed of the motor using the converted digital value input to the second communication unit via communication. ,
Electric vehicle.
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US11691519B2 (en) | 2019-01-23 | 2023-07-04 | Denso Corporation | Electrically driven vehicle |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11691519B2 (en) | 2019-01-23 | 2023-07-04 | Denso Corporation | Electrically driven vehicle |
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