JP3362560B2 - 電気自動車のモータ制御システム - Google Patents

電気自動車のモータ制御システム

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    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車のパワート
レインが前後に振動しないようにモータを制御できる電
気自動車のモータ制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電気自動車のモータ制御システム
としては、図4に示すものが知られている。
【0003】このものは、電気自動車を駆動するモータ
101の回転数をエンコーダ103によってモータの回
転数に比例するパルス信号に変換し、モータ制御部10
5で所定時間内のパルス数を計数してモータ回転数Fm
に変換し、通信ケーブル109を介して演算処理部11
1に送信する。一方、演算処理部111では受信された
モータ101のモータ回転数Fmに対して、運転者の操
作によるアクセル113の踏み込みを表わすアクセル関
度θaに応じて所定のトルク演算を施してトルク指令値
Tを算出し、このトルク指令値Tを通信ケーブル109
を介してモータ制御部105へ送信する。一方、モータ
制御部105では受信したトルク指令値Tに基づいて電
流指令信号を生成してインバータ107に出力し、イン
バータ107からモータ101に対して電流指令信号に
応じた交流電流を出力してモータ101の回転トルクを
制御するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気自動車のモータ制御システムにあっては、モータ制
御部105で計数されるモータ101の回転数が例えば
0〜13000rpmの範囲であるのに対して、モータ
制御部105と演算処理部111との間で行なわれるシ
リアル通信は車体ノイズの影響を受け難い限界として例
えば9600ボーを用い、1バイト分のデータ領域をモ
ータ回転数Fmの送信に用いていたので、モータ回転数
Fmをこの1バイトで表現可能な256段階の段差デー
タにデータ量を削減して変換しなければならなかった。
すなわち、例えば1段階に対して60rpmを割り当て
ることでこの段差変換を行っていた。ところが、モータ
101の回転が安定しているときには、モータ回転数F
mが段差変換のしきい値をはさんで上下に変動するハン
チング(hunting )現象を発生する場合があるので、順
次にこの段差データを受信する演算処理部111では、
モータ回転数が変化しているものとしてトルク指令値T
を変化させるため、モータ101やトランスミッション
やタイヤ等のパワートレインが前後に振動して運転者や
同乗者に不快感を与えてしまうといった問題があった。
【0005】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、電気自動車のパワートレインが前後
に振動しないようにモータを制御できる電気自動車のモ
ータ制御システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、電気自動車を駆動するモータ
から検出された回転数データに対してモータ制御部で所
定ステップ数を一単位とする段差データに変換した後に
該段差データを送信する一方、通信ケーブルを介して該
段差データを受信して演算処理部で該段差データに応じ
たトルク指令値を算出して前記モータ制御部に送信する
ようにして前記モータのトルク制御を行う電気自動車の
モータ制御システムにおいて、前記演算処理部は、順次
に受信された前記段差データの増減値が所定の基準値を
下回る場合には段差データの更新を禁止するフィルタ処
理手段を有することを要旨とする。
【0007】請求項2記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記演算処理部は、順次に受信された前記段差
データが単調増加あるいは単調減少の場合には段差デー
タを更新するフィルタ処理手段を有することを要旨とす
る。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明は、上記課題を解決するた
め、順次に受信された段差データの増減値が所定の基準
値を下回る場合には段差データの更新を禁止し、既に受
信された段差データに応じたトルク指令値を算出してモ
ータ制御部に送信してモータのトルク制御を行うこと
で、電気自動車のパワートレインが前後に振動しないよ
うにしている。
【0009】請求項2記載の発明は、上記課題を解決す
るため、順次に受信された段差データが単調増加あるい
は単調減少の場合には段差データを更新し、更新された
段差データに応じたトルク指令値を算出してモータ制御
部に送信してモータのトルク制御を行うことで、加速時
あるいは減速時のモータの応答性を向上するようにして
いる。
【0010】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明の一実施例に係わる電気自動車のモ
ータ制御部システム1の構成を示す図である。
【0011】図1に示すように、モータ制御系は、イン
バータ9から出力された交流電流に応じて回転して車両
を駆動するモータ3と、モータ3の回転をロータリーエ
ンコーダを用いてパルス信号に変換する回転センサ5
と、回転センサ5からのパルス信号上のパルス数を所定
時間計数したモータ回転数Fmを例えば60rpm単位
のステップ数で段差変換を施してデータ量が削減された
段差データF´mに変換し、通信制御部11に1バイト
データとして出力する一方、演算処理部23で算出され
たトルク指令値Tに応じて電流指令信号を出力するモー
タ制御部7と、モータ制御部7からの電流指令信号に応
じて交流電流を発生するインバータ9と、通信ケーブル
13を介して相手通信制御部21との間で種々の制御デ
ータの通信を行う通信制御部11から構成される。
【0012】一方、演算系は、通信ケーブル13を介し
て相手通信制御部21との間で種々の制御データの通信
を行う通信制御部11と、受信された段差データF´m
に対して、運転者のアクセル25や、図示しないブレー
キやシフトレバー等の操作量、インバータ系の温度、バ
ッテリの放電状態等のシステム状態量に基づいて最適な
トルク指令値Tを算出してモータ制御部7へ送り出す演
算処理部23とから構成される。
【0013】なお、モータ制御部7から通信制御部1
1、通信ケーブル13、通信制御部21を介してトルク
指令値を算出するための演算処理部23へ送信する通信
データの内容は、それぞれ1バイトデータで表わされる
モータ回転数データやモータ関係温度信号やモー
タ関係温度や異常検知信号(重故障)や異常検知信
号(軽故障)や制御切換信号であり、〜は主に、
トルク指令値を算出するためのデータとして、〜
は、温度計制御にも用いるデータとして演算処理部23
で用いられる。また、演算処理部23から通信制御部2
1、通信ケーブル23、通信制御部11を介してモータ
制御部7へ送信される通信データの内容は、1バイトデ
ータで表わされるトルク指令値Tである。
【0014】次に、本発明の一実施例に係わる電気自動
車のモータ制御部システム1の動作を説明する。
【0015】図1に示すように、モータ制御系では、イ
ンバータ9から出力された交流電流に応じてモータ3が
回転して車両を駆動すると、回転センサ5ではモータ3
の回転をロータリーエンコーダを用いてパルス信号に変
換する。次に、演算処理部7は、回転センサ5からのパ
ルス信号上のパルス数を所定時間計数したモータ回転数
Fmを例えば60rpm単位のステップ数で段差変換を
施してデータ量が削減された段差データF´mに変換
し、通信制御部11に1バイトデータとして出力する。
【0016】次に、通信制御部11は、通信ケーブル1
3を介して相手通信制御部21に種々の制御データとと
もに1バイトの段差データF´mを送信する。
【0017】一方、演算系では、通信ケーブル13を介
して通信制御部21で順次に受信された段差データF´
mに対して、演算処理部23で図2に示すようなフィル
タ処理を施す。なお、図2に示すステップ中の前回まで
の演算値は演算処理部23の図示しない内部RAMに記
憶するものとする。
【0018】まず、ステップS1では、今回入力された
段差データF´mが前回での更新値Fmoと等しくない
か否かを判断する。等しくない場合には、ステップS3
へ進む一方、等しい場合にはステップS33へ進む。
【0019】次に、ステップS3では、さらに、今回入
力された入力値F´mが前回での更新値Fmoと比較し
て大きいか否かを判断する。大きい場合にはステップS
5へ進む一方、大きくない場合にはステップS21へ進
む。
【0020】次に、ステップS5では、前回までフィル
タ処理結果が減少判定であったか否かを判断する。減少
判定であった場合にはステップS7へ進む一方、減少判
定でなかった場合にはステップS31へ進む。
【0021】次に、ステップS7では、今回入力値F´
mから前回更新値F´moを減算した減算結果が所定の
規定値と比較して大きいか否かを判断する。大きい場合
には、ステップS9へ進む一方、大きくない場合にはス
テップS33へ進む。
【0022】次に、ステップS9では、今回入力値Fm
が増加傾向にあるので増加判定を下し、演算処理部23
の内部RAMに今回の判定が増幅判定であることを記憶
する。
【0023】一方、ステップS21では、前回までのフ
ィルタ処理結果が増加判定であったか否かを判断する。
増加判定であった場合にはステップS23へ進む一方、
増加判定ではなかった場合にはステップS31へ進む。
【0024】次に、ステップS23では、前回の更新値
F´moから今回の入力値F´mを減算した減算結果が
所定の規定値と比較して大きいか否かを判断する。大き
い場合にはステップS25へ進む一方、大きくない場合
にはステップS33へ進む。
【0025】次に、ステップS25では、今回入力値F
mが減少傾向にあるので減少判定を下し、演算処理部2
3の内部RAMに今回の判定が減少判定であることを設
定する。
【0026】次に、ステップS31では、ステップS
5,S9,S21,S25等の判断結果から順次に入力
される段差データF´mが単調増加または単調減少して
いるので、この段差データF´mを新たな更新値F´m
oとして演算処理部23の内部RAMに記憶すること
で、データを更新する。
【0027】また、ステップS33では、ステップS
1,S7,S23等の判断結果から順次に入力された段
差データF´mが単調増加または単調減少していないの
で、すなわち、段差データF´mが一定または変化量が
所定の規定値以内であるので、データの更新は行なわな
いことで、モータ回転数の微量変動を抑制できるフィル
タ処理を行う。
【0028】次に、ステップS41では、図3(b)に
示す最適トルク指令値データマップに応じてトルク指令
値Tを算出する。
【0029】すなわち、ステップS41では、演算処理
部23の内部RAMに記憶された段差データF´moを
モータ回転数Fmとして参照する。
【0030】トルク指令値の算出方法としては、図3
(a),(b)に示すように、モータ回転数(車速)デ
ータ軸Fm、アクセル開度軸θaから最適トルク指令値
Tを算出するデータマップを用い、検出したアクセル開
度θaと、フィルタ処理した段差データF´moからマ
ップ上の点Pを求め、この点Pに対応する点P´のトル
ク指令値Tを読み出すようにする。
【0031】次に、演算処理部23は、算出したトルク
指令値Tを通信制御部21に引き渡す。
【0032】通信制御部21は、このトルク指令値Tを
1パケットの送信データとして通信ケーブル13を介し
て通信制御部11へ送信する。
【0033】次に、通信ケーブル13を介して通信制御
部11で受信されたトルク指令値Tは、モータ制御部7
へ引き渡される。モータ制御部7では、このトルク指令
値Tに応じて電流指令信号を生成してインバータ9に出
力する。インバータ9では、電流指令信号に応じて交流
電流を発生してモータ3に出力し、モータ3を回転させ
る。
【0034】このように、ステップS33で、ステップ
S1,S7,S23等の判断結果から、順次に入力され
た段差データF´mが一定または変化量が所定の規定値
以内である場合には、段差データがしきい値近傍でハン
チングを発生する可能性があるので、段差データの更新
を禁止し、既に記憶された段差データに応じたトルク指
令値Tを演算処理部23で算出し、このトルク指令値T
を1パケットの送信データとして通信ケーブル13を介
して通信制御部11へ送信する。次に、通信ケーブル1
3を介して通信制御部11で受信されたトルク指令値T
をモータ制御部7へ引き渡し、モータ制御部7でこのト
ルク指令値Tに応じて電流指令信号を生成してインバー
タ9に出力する。次に、インバータ9で電流指令信号に
応じて交流電流を発生してモータ3に出力し、モータ3
のトルク制御を行うことで、段差データがしきい値近傍
でハンチングを発生するような場合でも電気自動車のパ
ワートレインが前後に振動しないようにしている。
【0035】また、ステップS31で、ステップS5,
S9,S21,S25等の判断結果から順次に入力され
る段差データF´mが単調増加または単調減少している
場合には、フィルタ処理を行わず、この段差データF´
mを新たな更新値F´moとして演算処理部23の内部
RAMに記憶してデータを更新し、更新された段差デー
タに応じたトルク指令値Tを演算処理部23で算出し、
このトルク指令値Tを1パケットの送信データとして通
信ケーブル13を介して通信制御部11へ送信する。次
に、通信ケーブル13を介して通信制御部11で受信さ
れたトルク指令値Tをモータ制御部7へ引き渡し、モー
タ制御部7でこのトルク指令値Tに応じて電流指令信号
を生成してインバータ9に出力する。次に、インバータ
9で電流指令信号に応じて交流電流を発生してモータ3
に出力し、モータ3のトルク制御を行うことで、フィル
タ処理を行わない分、加速時あるいは減速時のモータの
応答性を向上するようにしている。
【0036】さらに、フィルタ効果により、段差変換を
施すステップ数単位を大きくでき、この結果、モータ回
転数に対応する段差データのデータサイズをコンパクト
にすることができ、全通信データのコンパクト化が計
れ、その結果、通信時間の短縮ができ、CPU負荷を低
減することができる。また、全通信データのサイズを変
えることなく他の通信データの追加もしくは他の通信デ
ータの精度向上が可能になり、演算処理部23での演算
精度を向上することができる。
【0037】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項1記載の
本発明によれば、順次に受信された段差データの増減値
が所定の基準値を下回る場合には段差データの更新を禁
止し、既に受信された段差データに応じたトルク指令値
を算出してモータ制御部に送信してモータのトルク制御
を行うことで、段差データがしきい値近傍でハンチング
を発生するような場合でも、電気自動車のパワートレイ
ンが前後に振動しないようにしているので、従来のよう
にパワートレインが前後に振動して運転者や同乗者に不
快感を与えてしまうことを防止することができる。
【0038】また、請求項2記載の本発明によれば、順
次に受信された段差データが単調増加あるいは単調減少
の場合には段差データを更新し、更新された段差データ
に応じたトルク指令値を算出してモータ制御部に送信し
てモータのトルク制御を行うことで、加速時あるいは減
速時のモータの応答性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる電気自動車のモータ
制御部システム1の構成を示す図である。
【図2】第1の実施例の電気自動車のモータ制御部シス
テム1の動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】第1の実施例の電気自動車のモータ制御部シス
テム1の最適トルク指令値データマップにを示す図であ
る。
【図4】従来の電気自動車のモータ制御システムの構成
を示す図である。
【符号の説明】
3 モータ 5 回転センサ 7 モータ制御部 9 インバータ 13 通信ケーブル 11,21 通信制御部 23 演算処理部 25 アクセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 9/00 - 9/32 B60L 3/00 - 3/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気自動車を駆動するモータから検出さ
    れた回転数データに対してモータ制御部で所定ステップ
    数を一単位とする段差データに変換した後に該段差デー
    タを送信する一方、通信ケーブルを介して該段差データ
    を受信して演算処理部で該段差データに応じたトルク指
    令値を算出して前記モータ制御部に送信するようにして
    前記モータのトルク制御を行う電気自動車のモータ制御
    システムにおいて、 前記演算処理部は、順次に受信された前記段差データの
    増減値が所定の基準値を下回る場合には段差データの更
    新を禁止するフィルタ処理手段を有することを特徴とす
    る電気自動車のモータ制御システム。
  2. 【請求項2】 前記演算処理部は、順次に受信された前
    記段差データが単調増加あるいは単調減少の場合には段
    差データを更新するフィルタ処理手段を有することを特
    徴とする請求項1記載の電気自動車のモータ制御システ
    ム。
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