JP3275578B2 - 電気自動車の車載充電装置 - Google Patents
電気自動車の車載充電装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の駆動用バ
ッテリに商用電源より充電する充電装置であって、特に
駆動モータのコイルをリアクトルとして用い、前記モー
タを制御するインバータの回路素子を利用して充電を行
う電気自動車の充電装置に関する。
ッテリに商用電源より充電する充電装置であって、特に
駆動モータのコイルをリアクトルとして用い、前記モー
タを制御するインバータの回路素子を利用して充電を行
う電気自動車の充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題に配慮して、排気ガスを
出さない電気自動車の開発が進められている。電気自動
車は、車載されたバッテリに蓄えられた電力によってモ
ータを駆動して走行する。したがって、バッテリに充電
を行うために充電装置が必要となる。充電装置は、車載
する場合や、ある地点に固定設置する場合が考えられ、
後者の場合は電気自動車をその場所に移動させ、充電を
行う必要がある。すなわち、固定設置した場合、充電装
置が固定設置された場所以外では充電が行えないという
欠点がある。一方、充電装置を車載する場合は車両重量
が増加するという問題があった。この問題を解決するた
めに、駆動モータのコイルをリアクトルとして用い、前
記モータの制御を行うインバータの回路素子を制御する
ことによって、家庭用の商用電源から充電を行う装置が
従来より提案されている。この装置の場合、すでに存在
する部品を利用することによって、新たに搭載する部品
を減らし、重量増加を抑制している。
出さない電気自動車の開発が進められている。電気自動
車は、車載されたバッテリに蓄えられた電力によってモ
ータを駆動して走行する。したがって、バッテリに充電
を行うために充電装置が必要となる。充電装置は、車載
する場合や、ある地点に固定設置する場合が考えられ、
後者の場合は電気自動車をその場所に移動させ、充電を
行う必要がある。すなわち、固定設置した場合、充電装
置が固定設置された場所以外では充電が行えないという
欠点がある。一方、充電装置を車載する場合は車両重量
が増加するという問題があった。この問題を解決するた
めに、駆動モータのコイルをリアクトルとして用い、前
記モータの制御を行うインバータの回路素子を制御する
ことによって、家庭用の商用電源から充電を行う装置が
従来より提案されている。この装置の場合、すでに存在
する部品を利用することによって、新たに搭載する部品
を減らし、重量増加を抑制している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動モ
ータのロータに永久磁石を配置した永久磁石モータを使
用した場合、駆動モータの任意のコイルに電流を流す
と、ロータの永久磁石の位置（磁極の位置）によっては
ロータを回転させようとするトルクが発生する場合があ
る。このトルクによってロータが回転すると、充電時に
車両が動く場合があるという問題があった。
ータのロータに永久磁石を配置した永久磁石モータを使
用した場合、駆動モータの任意のコイルに電流を流す
と、ロータの永久磁石の位置（磁極の位置）によっては
ロータを回転させようとするトルクが発生する場合があ
る。このトルクによってロータが回転すると、充電時に
車両が動く場合があるという問題があった。
【０００４】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、充電時にロータが回転しない電気自
動車の車載充電装置を提供することを目的とする。
されたものであり、充電時にロータが回転しない電気自
動車の車載充電装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる電気自動車の車載充電装置は、２
個の車両駆動用永久磁石モータと、前記２個の永久磁石
モータごとに設けられ当該永久磁石モータのコイルに流
れる電流を制御する２個のインバータと、前記永久磁石
モータに電力を供給するバッテリと、前記２個のモータ
の各々の中性点に商用電源を接続する接続回路と、前記
永久磁石モータの３相に対応した各々の前記インバータ
の回路素子を同時に導通状態とするように、また不導通
状態とするように制御して、前記永久磁石モータの３相
のコイルに等しい電流を商用電源から流し、これらのコ
イルを昇圧用リアクトルとして前記バッテリに対し充電
を行う制御回路とを有している。
めに、本発明にかかる電気自動車の車載充電装置は、２
個の車両駆動用永久磁石モータと、前記２個の永久磁石
モータごとに設けられ当該永久磁石モータのコイルに流
れる電流を制御する２個のインバータと、前記永久磁石
モータに電力を供給するバッテリと、前記２個のモータ
の各々の中性点に商用電源を接続する接続回路と、前記
永久磁石モータの３相に対応した各々の前記インバータ
の回路素子を同時に導通状態とするように、また不導通
状態とするように制御して、前記永久磁石モータの３相
のコイルに等しい電流を商用電源から流し、これらのコ
イルを昇圧用リアクトルとして前記バッテリに対し充電
を行う制御回路とを有している。
【０００６】また、本発明にかかる他の電気自動車の車
載充電装置は、２個の車両駆動用永久磁石モータと、前
記２個の永久磁石モータごとに設けられ当該永久磁石モ
ータのコイルに流れる電流を制御する２個のインバータ
と、前記永久磁石モータに電力を供給するバッテリと、
前記２個のモータの各々の中性点に商用電源を接続する
接続回路と、前記永久磁石モータのロータの磁極位置を
検出する磁極位置センサと、前記検出された磁極位置に
基づき、前記永久磁石モータの３相のコイルのうち、前
記ロータを回転させるトルクが最小となる界磁を発生さ
せる１相または２相のコイルを選定するコイル選定手段
と、当該選定されたコイルに、前記インバータの回路素
子を制御して、商用電源から電流を流し、これらのコイ
ルを昇圧用リアクトルとして前記バッテリに対し充電を
行う制御回路とを有している。
載充電装置は、２個の車両駆動用永久磁石モータと、前
記２個の永久磁石モータごとに設けられ当該永久磁石モ
ータのコイルに流れる電流を制御する２個のインバータ
と、前記永久磁石モータに電力を供給するバッテリと、
前記２個のモータの各々の中性点に商用電源を接続する
接続回路と、前記永久磁石モータのロータの磁極位置を
検出する磁極位置センサと、前記検出された磁極位置に
基づき、前記永久磁石モータの３相のコイルのうち、前
記ロータを回転させるトルクが最小となる界磁を発生さ
せる１相または２相のコイルを選定するコイル選定手段
と、当該選定されたコイルに、前記インバータの回路素
子を制御して、商用電源から電流を流し、これらのコイ
ルを昇圧用リアクトルとして前記バッテリに対し充電を
行う制御回路とを有している。
【０００７】
【作用】本発明は以上のような構成を有しており、駆動
モータの３相のコイルに等しい電流を流す場合、発生す
る磁界は互いに相殺してゼロとなりロータの回転を防止
できる。さらに、検出されたロータの磁極位置に基づ
き、ロータを回転させるトルクが最小となる１相または
２相のコイルを選定し、当該コイルに電流を流す場合、
トルクが小さいので車両の摩擦抵抗などによりロータの
回転を防止することができる。
モータの３相のコイルに等しい電流を流す場合、発生す
る磁界は互いに相殺してゼロとなりロータの回転を防止
できる。さらに、検出されたロータの磁極位置に基づ
き、ロータを回転させるトルクが最小となる１相または
２相のコイルを選定し、当該コイルに電流を流す場合、
トルクが小さいので車両の摩擦抵抗などによりロータの
回転を防止することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に従って
説明する。図１には、電気自動車の駆動回路の主要構成
およびこの駆動回路を利用した充電回路が示されてい
る。図に示されるとおり、実施例の電気自動車には２個
の駆動モータ１０，１２が備えられている。この２個の
駆動モータ１０，１２は、電気自動車の左右の前輪また
は左右の後輪を各々駆動し、車両を走行させる。駆動モ
ータ１０，１２には、バッテリ１４から、閉成されたメ
インスイッチ１６ａ、さらにインバータ１８，２０を介
して電力が供給される。インバータ１８，２０は、運転
者のアクセルペダルやステアリングの操作量、シフトレ
バーの操作による前進後退の指示などに応じて制御部２
２により制御される。たとえば、アクセルが踏み込まれ
た場合、バッテリ１４からさらに電力を供給し、駆動ト
ルクおよび回転数を増加させるようにインバータ１８，
２０の各トランジスタが制御される。また、アクセルペ
ダルが戻された場合や、ブレーキペダルが踏み込まれた
場合、駆動モータ１０，１２を発電機として作用させる
ように各トランジスタを制御して、バッテリ１４に発電
された電力を回生する。
説明する。図１には、電気自動車の駆動回路の主要構成
およびこの駆動回路を利用した充電回路が示されてい
る。図に示されるとおり、実施例の電気自動車には２個
の駆動モータ１０，１２が備えられている。この２個の
駆動モータ１０，１２は、電気自動車の左右の前輪また
は左右の後輪を各々駆動し、車両を走行させる。駆動モ
ータ１０，１２には、バッテリ１４から、閉成されたメ
インスイッチ１６ａ、さらにインバータ１８，２０を介
して電力が供給される。インバータ１８，２０は、運転
者のアクセルペダルやステアリングの操作量、シフトレ
バーの操作による前進後退の指示などに応じて制御部２
２により制御される。たとえば、アクセルが踏み込まれ
た場合、バッテリ１４からさらに電力を供給し、駆動ト
ルクおよび回転数を増加させるようにインバータ１８，
２０の各トランジスタが制御される。また、アクセルペ
ダルが戻された場合や、ブレーキペダルが踏み込まれた
場合、駆動モータ１０，１２を発電機として作用させる
ように各トランジスタを制御して、バッテリ１４に発電
された電力を回生する。
【０００９】このように、電気自動車のバッテリは走行
中に放電と充電を繰り返すが、車両の運動エネルギを全
て回生することはできず、また種々の損失および車載電
装部品の使用により徐々にバッテリの蓄電量は減少す
る。したがって、車両が使用されていないときに外部か
ら電力を供給して、バッテリ１４を充電する必要があ
る。バッテリの充電は、エンジンを搭載した通常の自動
車のガソリンまたは軽油などの給油のように数分で終了
するものではないので、機会あるごとに行えることが好
ましい。すなわち、ガソリンスタンドのような所定の場
所に行って充電するのではなく、たとえば自宅や行先な
どで、車両を使用していない間に充電できることが望ま
しい。このためには、充電用の装置を車載しておくこと
が好ましいが、前述のようにこれでは車両の重量が増加
するという欠点がある。
中に放電と充電を繰り返すが、車両の運動エネルギを全
て回生することはできず、また種々の損失および車載電
装部品の使用により徐々にバッテリの蓄電量は減少す
る。したがって、車両が使用されていないときに外部か
ら電力を供給して、バッテリ１４を充電する必要があ
る。バッテリの充電は、エンジンを搭載した通常の自動
車のガソリンまたは軽油などの給油のように数分で終了
するものではないので、機会あるごとに行えることが好
ましい。すなわち、ガソリンスタンドのような所定の場
所に行って充電するのではなく、たとえば自宅や行先な
どで、車両を使用していない間に充電できることが望ま
しい。このためには、充電用の装置を車載しておくこと
が好ましいが、前述のようにこれでは車両の重量が増加
するという欠点がある。
【００１０】本実施例の場合、駆動モータ１０，１２の
界磁コイルとインバータ１８，２０を利用して、充電回
路を構成している。すなわち、駆動モータ１０，１２の
各々の中性点２４，２６に漏電ブレーカ２８を介して充
電用プラグにより商用電源３０（単相交流１００Ｖ）が
接続可能となっている。さらに、商用電源３０より供給
される電圧Ｖinの極性を判定する極性判定部３２が設け
られている。極性判定部３２においては、入力電圧Ｖin
の極性を示す極性信号ＶCHを出力する。また、入力電圧
Ｖinの絶対値を表す絶対値信号Ｖabを出力する。これら
の極性信号ＶCHと絶対値信号Ｖabに基づき制御部２２が
インバータ１８，２０をＰＷＭ制御して充電が行われ
る。
界磁コイルとインバータ１８，２０を利用して、充電回
路を構成している。すなわち、駆動モータ１０，１２の
各々の中性点２４，２６に漏電ブレーカ２８を介して充
電用プラグにより商用電源３０（単相交流１００Ｖ）が
接続可能となっている。さらに、商用電源３０より供給
される電圧Ｖinの極性を判定する極性判定部３２が設け
られている。極性判定部３２においては、入力電圧Ｖin
の極性を示す極性信号ＶCHを出力する。また、入力電圧
Ｖinの絶対値を表す絶対値信号Ｖabを出力する。これら
の極性信号ＶCHと絶対値信号Ｖabに基づき制御部２２が
インバータ１８，２０をＰＷＭ制御して充電が行われ
る。
【００１１】充電動作についてさらに詳しく説明する。
充電を行う際に、操作者は車両の充電用プラグを商用電
源のコンセントに差し込む。このとき漏電ブレーカ２８
は開いた状態であり、商用電源と駆動モータの中性点２
４，２６はまだ接続されていない状態にある。充電動作
が指示されると、メインスイッチ１６ａに並列に配置さ
れ、制限抵抗３４に直列に接続されたサブスイッチ１６
ｂを閉成して、コンデンサ３６に充電する。このコンデ
ンサ３６の両端電圧がバッテリ１４の端子電圧とほぼ等
しくなると、漏電ブレーカ２８のスイッチおよびメイン
スイッチ１６ａを閉成する。ふたつの駆動モータ１０，
１２の間に入力電圧Ｖinが発生し、前述のようにこの電
圧の位相に基づき制御部２２はインバータ１８，２０の
ＰＷＭ制御を行う。
充電を行う際に、操作者は車両の充電用プラグを商用電
源のコンセントに差し込む。このとき漏電ブレーカ２８
は開いた状態であり、商用電源と駆動モータの中性点２
４，２６はまだ接続されていない状態にある。充電動作
が指示されると、メインスイッチ１６ａに並列に配置さ
れ、制限抵抗３４に直列に接続されたサブスイッチ１６
ｂを閉成して、コンデンサ３６に充電する。このコンデ
ンサ３６の両端電圧がバッテリ１４の端子電圧とほぼ等
しくなると、漏電ブレーカ２８のスイッチおよびメイン
スイッチ１６ａを閉成する。ふたつの駆動モータ１０，
１２の間に入力電圧Ｖinが発生し、前述のようにこの電
圧の位相に基づき制御部２２はインバータ１８，２０の
ＰＷＭ制御を行う。
【００１２】図２には、入力電圧Ｖinと極性信号ＶCHお
よびＰＷＭ制御を行うＰＷＭ信号が対比して示されてい
る。入力電圧Ｖinの極性が、中性点２４を正極として印
加されている場合、すなわち入力電圧の位相がｎπ／ｆ
から（ｎ＋１）π／ｆ（ｎは偶数）の場合、位相判定部
３２の極性信号ＶCHはＨｉ状態となる。極性信号ＶCHが
Ｈｉのときには、制御部２２はインバータ１８の制御を
行うＰＷＭ１信号を発生する。このＰＷＭ１信号がＨｉ
のときにインバータ１８の制御トランジスタ３８-1，３
８-2，３８-3が導通状態となり、Ｌｏのときには不導通
状態となる。（これらのトランジスタについて、以後区
別する必要がない限り単にトランジスタ３８と記す。）
トランジスタ３８が導通状態となると、中性点２４から
駆動モータ１０の３相のコイル４０-1，４０-2，４０-3
の各々に電流が流れ、トランジスタ３８を介し、さらに
インバータ２０のダイオード４２-1，４２-2，４２-3、
および駆動モータ１２の３相の各々のコイル４４-1，４
４-2，４４-3を介して、中性点２６に流れる。（トラン
ジスタ３８と同様、３つの素子を各々区別する必要がな
い限り、単にコイル４０、ダイオード４２、コイル４４
と記す。）このとき、駆動モータ１０，１２の各々のコ
イル４０，４４にエネルギが蓄えられる。この状態でト
ランジスタ３８を不導通の状態とするとコイル４０，４
４に蓄えられたエネルギがインバータ１８，２０の各々
のダイオード４６-1，４６-2，４６-3とダイオード４８
-1，４８-2，４８-3を介してバッテリ１４に流れ、充電
が行われる。（これらのダイオードについても、ダイオ
ード４６，４８と記す。）図２に示すようにＰＷＭ信号
のパルス幅は入力電圧Ｖinの絶対値により異なってい
る。このパルス幅は、ひとつのパルスの間にコイル４
０，４４に蓄えられるエネルギが一定となるように定め
られており、したがって制御部２２に入力される電圧の
絶対値Ｖabが大きいほどパルス幅が小さくなるように制
御が行われる。また、コイルに蓄えられるエネルギを一
定とするのは、充電電流を一定とするためであり、これ
によって安定した充電が行われる。
よびＰＷＭ制御を行うＰＷＭ信号が対比して示されてい
る。入力電圧Ｖinの極性が、中性点２４を正極として印
加されている場合、すなわち入力電圧の位相がｎπ／ｆ
から（ｎ＋１）π／ｆ（ｎは偶数）の場合、位相判定部
３２の極性信号ＶCHはＨｉ状態となる。極性信号ＶCHが
Ｈｉのときには、制御部２２はインバータ１８の制御を
行うＰＷＭ１信号を発生する。このＰＷＭ１信号がＨｉ
のときにインバータ１８の制御トランジスタ３８-1，３
８-2，３８-3が導通状態となり、Ｌｏのときには不導通
状態となる。（これらのトランジスタについて、以後区
別する必要がない限り単にトランジスタ３８と記す。）
トランジスタ３８が導通状態となると、中性点２４から
駆動モータ１０の３相のコイル４０-1，４０-2，４０-3
の各々に電流が流れ、トランジスタ３８を介し、さらに
インバータ２０のダイオード４２-1，４２-2，４２-3、
および駆動モータ１２の３相の各々のコイル４４-1，４
４-2，４４-3を介して、中性点２６に流れる。（トラン
ジスタ３８と同様、３つの素子を各々区別する必要がな
い限り、単にコイル４０、ダイオード４２、コイル４４
と記す。）このとき、駆動モータ１０，１２の各々のコ
イル４０，４４にエネルギが蓄えられる。この状態でト
ランジスタ３８を不導通の状態とするとコイル４０，４
４に蓄えられたエネルギがインバータ１８，２０の各々
のダイオード４６-1，４６-2，４６-3とダイオード４８
-1，４８-2，４８-3を介してバッテリ１４に流れ、充電
が行われる。（これらのダイオードについても、ダイオ
ード４６，４８と記す。）図２に示すようにＰＷＭ信号
のパルス幅は入力電圧Ｖinの絶対値により異なってい
る。このパルス幅は、ひとつのパルスの間にコイル４
０，４４に蓄えられるエネルギが一定となるように定め
られており、したがって制御部２２に入力される電圧の
絶対値Ｖabが大きいほどパルス幅が小さくなるように制
御が行われる。また、コイルに蓄えられるエネルギを一
定とするのは、充電電流を一定とするためであり、これ
によって安定した充電が行われる。
【００１３】次に、中性点２６が正極となったとき、す
なわち入力電圧の位相が（ｎ＋１）π／ｆから（ｎ＋
２）π／ｆ（ｎは偶数）のときには、極性信号ＶCHがＬ
ｏとなる。極性信号ＶCHがＬｏのときには、制御部２２
はインバータ２０の制御を行うＰＷＭ２信号を発生す
る。このＰＷＭ２信号がＨｉのとき、インバータ２０の
トランジスタ５０-1，５０-2，５０-3が導通状態とな
る。（以後、トランジスタ５０と記す。）したがって、
電流は、中性点２６から３相のコイル４４、トランジス
タ５０、を介して、さらにインバータ１８のダイオード
５２-1，５２-2，５２-3（以後、ダイオード５２と記
す）およびコイル４０を介して中性点２４に流れる。こ
のとき各コイル４０、４４にエネルギが蓄えられ、トラ
ンジスタ５０が不導通に制御されると、この蓄えられた
エネルギは電流となってダイオード４６，４８を介して
バッテリ１４に流れ、充電が行われる。このときＰＷＭ
２信号のパルス幅もＰＷＭ１信号と同様、入力電圧の絶
対値Ｖabが大きいときには小さくなり、充電電流が一定
となるように制御される。
なわち入力電圧の位相が（ｎ＋１）π／ｆから（ｎ＋
２）π／ｆ（ｎは偶数）のときには、極性信号ＶCHがＬ
ｏとなる。極性信号ＶCHがＬｏのときには、制御部２２
はインバータ２０の制御を行うＰＷＭ２信号を発生す
る。このＰＷＭ２信号がＨｉのとき、インバータ２０の
トランジスタ５０-1，５０-2，５０-3が導通状態とな
る。（以後、トランジスタ５０と記す。）したがって、
電流は、中性点２６から３相のコイル４４、トランジス
タ５０、を介して、さらにインバータ１８のダイオード
５２-1，５２-2，５２-3（以後、ダイオード５２と記
す）およびコイル４０を介して中性点２４に流れる。こ
のとき各コイル４０、４４にエネルギが蓄えられ、トラ
ンジスタ５０が不導通に制御されると、この蓄えられた
エネルギは電流となってダイオード４６，４８を介して
バッテリ１４に流れ、充電が行われる。このときＰＷＭ
２信号のパルス幅もＰＷＭ１信号と同様、入力電圧の絶
対値Ｖabが大きいときには小さくなり、充電電流が一定
となるように制御される。
【００１４】そして、バッテリ１４の端子電圧を表す信
号ＶB に基づき、制御部２２がバッテリが満充電状態に
なったと判断するとインバータ１８，２０の充電制御を
終了する。
号ＶB に基づき、制御部２２がバッテリが満充電状態に
なったと判断するとインバータ１８，２０の充電制御を
終了する。
【００１５】本実施例の場合、駆動モータ１０の３相の
コイル４０-1，４０-2，４０-3および駆動モータ１２の
３相のコイル４４-1，４４-2，４４-3に各々等しい電流
を流すことによって、コイルの発生する磁界を相殺す
る。したがって、ロータが回転することはなく、充電時
に車両が動くことを防止することができる。
コイル４０-1，４０-2，４０-3および駆動モータ１２の
３相のコイル４４-1，４４-2，４４-3に各々等しい電流
を流すことによって、コイルの発生する磁界を相殺す
る。したがって、ロータが回転することはなく、充電時
に車両が動くことを防止することができる。
【００１６】図３には、本発明にかかる他の実施例が示
されている。本実施例において、図１に示される実施例
と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説
明を省略する。本実施例において特徴的なことは、駆動
モータ１０，１２のロータの磁極位置を検出する磁極位
置センサ５４，５６が設けられ、検出された磁極位置に
基づいた制御が制御部５８によって行われる点にある。
されている。本実施例において、図１に示される実施例
と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説
明を省略する。本実施例において特徴的なことは、駆動
モータ１０，１２のロータの磁極位置を検出する磁極位
置センサ５４，５６が設けられ、検出された磁極位置に
基づいた制御が制御部５８によって行われる点にある。
【００１７】磁極位置センサ５４，５６により検出され
た各々の位置信号ｍ1 ，ｍ2 は制御部５８に送られる。
商用電源３０の極性が中性点２４が正極であるとき、制
御部５８は、駆動モータ１０に関して、３相のコイル４
０-1，４０-2，４０-3のひとつのコイルに電流を流して
磁界が発生したときに、ロータを回転させるトルクが最
小となるコイルを選択する。具体的には、ロータの磁極
位置に最も近いコイルが選択され、このコイルに電流が
流れるようにインバータ１８のトランジスタ３８-1，３
８-2，３８-3のうちひとつが、ＰＷＭ１信号によって制
御される。一方、負極側の駆動モータ１２の３相のコイ
ルには等しい電流が流れる。そして、導通状態であった
トランジスタが不導通状態となると、前述の実施例と同
様にコイルに蓄えられたエネルギがバッテリ１４に充電
される。
た各々の位置信号ｍ1 ，ｍ2 は制御部５８に送られる。
商用電源３０の極性が中性点２４が正極であるとき、制
御部５８は、駆動モータ１０に関して、３相のコイル４
０-1，４０-2，４０-3のひとつのコイルに電流を流して
磁界が発生したときに、ロータを回転させるトルクが最
小となるコイルを選択する。具体的には、ロータの磁極
位置に最も近いコイルが選択され、このコイルに電流が
流れるようにインバータ１８のトランジスタ３８-1，３
８-2，３８-3のうちひとつが、ＰＷＭ１信号によって制
御される。一方、負極側の駆動モータ１２の３相のコイ
ルには等しい電流が流れる。そして、導通状態であった
トランジスタが不導通状態となると、前述の実施例と同
様にコイルに蓄えられたエネルギがバッテリ１４に充電
される。
【００１８】商用電源３０の極性が中性点２６が正極で
あるときは、制御部５８は、駆動モータ１２に関して、
３相のコイル４４-1，４４-2，４４-3のひとつのコイル
に電流を流して磁界が発生したときに、ロータを回転さ
せるトルクが最小となるコイルを選択し、このコイルに
電流が流れるように、インバータ２０のトランジスタ５
０-1，５０-2，５０-3のひとつが選択される。そして、
このトランジスタがＰＷＭ２信号にて制御され、充電が
行われる。
あるときは、制御部５８は、駆動モータ１２に関して、
３相のコイル４４-1，４４-2，４４-3のひとつのコイル
に電流を流して磁界が発生したときに、ロータを回転さ
せるトルクが最小となるコイルを選択し、このコイルに
電流が流れるように、インバータ２０のトランジスタ５
０-1，５０-2，５０-3のひとつが選択される。そして、
このトランジスタがＰＷＭ２信号にて制御され、充電が
行われる。
【００１９】以上のように、図３に示す実施例において
は、商用電源の正極側の駆動モータにおいては、ロータ
の磁極位置に最も近い相のコイルを選択して、これに電
流を流すことによって、ロータを回転させるトルクの発
生を抑制することができる。また、商用電源の負極側の
駆動モータにおいては、３相全てのコイルに電流が流れ
るので、各コイルの発生する磁界が互いの相殺し、ロー
タを回転させるトルクは発生しない。また、本実施例に
おいては、制御されるトランジスタはひとつのインバー
タにつき１個であるので、制御を簡略化することができ
る。
は、商用電源の正極側の駆動モータにおいては、ロータ
の磁極位置に最も近い相のコイルを選択して、これに電
流を流すことによって、ロータを回転させるトルクの発
生を抑制することができる。また、商用電源の負極側の
駆動モータにおいては、３相全てのコイルに電流が流れ
るので、各コイルの発生する磁界が互いの相殺し、ロー
タを回転させるトルクは発生しない。また、本実施例に
おいては、制御されるトランジスタはひとつのインバー
タにつき１個であるので、制御を簡略化することができ
る。
【００２０】また、図３に示される実施例においては、
３相のコイルのうちいずれかひとつに電流を流すように
制御が行われたが、ロータの磁極が２相のコイルの中間
に位置している場合、僅かではあるがロータを回転する
トルクが発生する。このような場合、磁極を挟む位置に
ある２相のコイルに電流を流すようにふたつのトランジ
スタを制御して充電を行うことも可能である。このよう
に、磁極位置に基づき１相または２相のコイルを選択す
ることによって、ロータを回転させるトルクをさらに小
さくするようにできる。
３相のコイルのうちいずれかひとつに電流を流すように
制御が行われたが、ロータの磁極が２相のコイルの中間
に位置している場合、僅かではあるがロータを回転する
トルクが発生する。このような場合、磁極を挟む位置に
ある２相のコイルに電流を流すようにふたつのトランジ
スタを制御して充電を行うことも可能である。このよう
に、磁極位置に基づき１相または２相のコイルを選択す
ることによって、ロータを回転させるトルクをさらに小
さくするようにできる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、駆動モー
タの３相のコイルの全てに等しい電流を流す場合、各相
のコイルの発生する磁界が互いに相殺するのでロータを
回転させるトルクの発生を防止することができる。ま
た、ロータの磁極位置に基づき、ロータを回転させるト
ルクが最小となる１相または２相のコイルに電流を流す
ことによって、トルクの発生を抑制できる。そして、ロ
ータを回転させるトルクが０または小さいので、タイヤ
の転がり抵抗やベアリング部の摩擦抵抗よりこのトルク
が大きくなることを抑制し、充電中に車両が動くことを
防止できる。
タの３相のコイルの全てに等しい電流を流す場合、各相
のコイルの発生する磁界が互いに相殺するのでロータを
回転させるトルクの発生を防止することができる。ま
た、ロータの磁極位置に基づき、ロータを回転させるト
ルクが最小となる１相または２相のコイルに電流を流す
ことによって、トルクの発生を抑制できる。そして、ロ
ータを回転させるトルクが０または小さいので、タイヤ
の転がり抵抗やベアリング部の摩擦抵抗よりこのトルク
が大きくなることを抑制し、充電中に車両が動くことを
防止できる。
【図１】本発明にかかる好適な実施例の構成図である。
【図２】図１に示す実施例の制御信号のタイムチャート
である。
である。
【図３】本発明にかかる他の実施例の構成図である。
１０，１２ 駆動モータ １４ バッテリ １８，２０ インバータ ２２，５８ 制御部 ２４，２６ 中性点 ３０ 商用電源 ３８，５０ トランジスタ ４０，４４ コイル ４２，４６，４８，５２ ダイオード ５４，５６ 磁極位置センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関森 俊幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−295202（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−207664（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−327102（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−292304（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−245327（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−38302（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/18 H02J 7/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ２個の車両駆動用永久磁石モータと、 前記２個の永久磁石モータごとに設けられ当該永久磁石
モータのコイルに流れる電流を制御する２個のインバー
タと、 前記永久磁石モータに電力を供給するバッテリと、 前記２個のモータの各々の中性点に商用電源を接続する
接続回路と、前記永久磁石モータの３相に対応する各々の 前記インバ
ータの回路素子を同時に導通状態とするように、また不
導通状態とするように制御して、前記永久磁石モータの
３相のコイルに等しい電流を商用電源から流し、これら
のコイルを昇圧用リアクトルとして前記バッテリに対し
充電を行う制御回路と、 を有することを特徴とする電気自動車の車載充電装置。 - 【請求項２】 ２個の車両駆動用永久磁石モータと、 前記２個の永久磁石モータごとに設けられ当該永久磁石
モータのコイルに流れる電流を制御する２個のインバー
タと、 前記永久磁石モータに電力を供給するバッテリと、 前記２個のモータの各々の中性点に商用電源を接続する
接続回路と、 前記永久磁石モータのロータの磁極位置を検出する磁極
位置センサと、 前記検出された磁極位置に基づき、前記永久磁石モータ
の３相のコイルのうち、前記ロータを回転させるトルク
が最小となる界磁を発生させる１相または２相のコイル
を選定するコイル選定手段と、 当該選定されたコイルに、前記インバータの回路素子を
制御して、商用電源から電流を流し、これらのコイルを
昇圧用リアクトルとして前記バッテリに対し充電を行う
制御回路と、 を有することを特徴とする電気自動車の車載充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25314394A JP3275578B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 電気自動車の車載充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25314394A JP3275578B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 電気自動車の車載充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126121A JPH08126121A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3275578B2 true JP3275578B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=17247119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25314394A Expired - Fee Related JP3275578B2 (ja) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | 電気自動車の車載充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3275578B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009232672A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-10-08 | Fuji Electric Systems Co Ltd | モータ駆動システム |
| JP2009284560A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Fuji Electric Systems Co Ltd | モータ駆動システムの充電方法 |
| CN101954891A (zh) * | 2009-07-14 | 2011-01-26 | 福特全球技术公司 | 机动车辆 |
| EP1914108A4 (en) * | 2005-08-08 | 2017-04-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle power supply device |
| WO2019141492A1 (de) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Daimler Ag | Elektrisches antriebssystem für ein fahrzeug und verfahren zu dessen betrieb |
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| JP4490221B2 (ja) * | 2004-09-28 | 2010-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
| JP4430501B2 (ja) | 2004-09-29 | 2010-03-10 | トヨタ自動車株式会社 | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
| JP4245546B2 (ja) * | 2004-11-04 | 2009-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
| JP4113527B2 (ja) | 2004-11-25 | 2008-07-09 | トヨタ自動車株式会社 | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
| JP4679891B2 (ja) | 2004-11-30 | 2011-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 交流電圧発生装置および動力出力装置 |
| WO2006059762A1 (ja) | 2004-11-30 | 2006-06-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 交流電力供給システム、電源装置およびそれを備えた車両 |
| JP4706383B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2011-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の電源装置 |
| JP4285458B2 (ja) | 2005-08-08 | 2009-06-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の電源装置およびその制御方法 |
| JP4839722B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2011-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の電源装置 |
| JP4281725B2 (ja) | 2005-09-01 | 2009-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド自動車 |
| JP4517984B2 (ja) * | 2005-09-01 | 2010-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド自動車 |
| JP2007068358A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Toyota Motor Corp | 電動車両 |
| JP4367391B2 (ja) | 2005-09-01 | 2009-11-18 | トヨタ自動車株式会社 | 充電制御装置および電動車両 |
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| JP2007099223A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド自動車 |
| JP4491434B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2010-06-30 | トヨタ自動車株式会社 | 電力制御装置およびそれを備えた車両 |
| JP4211806B2 (ja) | 2006-06-07 | 2009-01-21 | トヨタ自動車株式会社 | 車両駆動システムおよびそれを備える車両 |
| JP4179346B2 (ja) | 2006-06-16 | 2008-11-12 | トヨタ自動車株式会社 | 充電制御装置およびそれを備えた車両 |
| JP4715708B2 (ja) | 2006-10-03 | 2011-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両および車両充電システム |
| JP4840199B2 (ja) * | 2007-03-07 | 2011-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用電源システム |
| JP4798072B2 (ja) * | 2007-06-22 | 2011-10-19 | 日産自動車株式会社 | 車両用充電器の制御方法 |
| CN101803140B (zh) | 2007-09-10 | 2013-02-06 | 丰田自动车株式会社 | 充电系统的异常判定装置及异常判定方法 |
| WO2009034882A1 (ja) | 2007-09-10 | 2009-03-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 車両の制御装置および制御方法 |
| EP2103461B1 (en) | 2008-03-18 | 2012-10-10 | Mazda Motor Corporation | Induction heating system for a motor-driven vehicle |
| JP2009225603A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Mazda Motor Corp | 車両用誘導加熱装置 |
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| EP2353920B1 (en) | 2008-10-31 | 2019-01-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrically driven vehicle and electrically driven vehicle control method |
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1994
- 1994-10-19 JP JP25314394A patent/JP3275578B2/ja not_active Expired - Fee Related
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