JP4228695B2 - 電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びプログラムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両、例えば、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両には電動駆動装置が配設され、該電動駆動装置は、回転自在に配設され、磁極対を備えたロータ、及び該ロータより径方向外方に配設され、U相、V相及びW相のステータコイルを備えたステータから成る電動機械としての駆動モータ、U相、V相及びW相の電流を発生させ、各相の電流を前記各ステータコイルに供給するインバータ、該インバータを駆動するドライブ回路等を備える(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
図2は従来の電動駆動装置のブロック図である。
【0004】
図において、45は駆動モータ制御装置、31は駆動モータ(M)であり、該駆動モータ31は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設された図示されないステータを備える。前記ロータは、図示されないシャフトに図示されないハブを介して取り付けられたロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備え、該永久磁石のS極及びN極によって磁極対が構成される。また、前記ステータは、円周方向における複数箇所に、径方向内方に向けて突出させてティースが形成されたステータコア、並びに前記ティースに巻装されたU相、V相及びW相のステータコイルを備える。
【0005】
そして、前記駆動モータ31を駆動して、例えば、電気自動車を走行させるために、駆動用のバッテリとしての主バッテリ14からの直流の電流がインバータ40によって相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iwに変換され、各相の電流Iu、Iv、Iwはそれぞれ各ステータコイルに供給される。そのために、前記主バッテリ14は、インバータ40に接続され、例えば、42〔V〕のバッテリ電圧VB1をインバータ40に印加する。
【0006】
そして、前記インバータ40は、6個のスイッチング素子としてのトランジスタTr1〜Tr6、及び各トランジスタTr1〜Tr6と並列に配設されたダイオードD1〜D6を備え、各トランジスタTr1〜Tr6をスイッチング(オン・オフ)することによって、前記各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させることができるようになっている。なお、17はインバータ40と主バッテリ14との間に配設された平滑用のコンデンサである。
【0007】
前記駆動モータ制御装置45が、前記駆動モータ31を駆動するために、所定のパルス幅を有する各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを発生させ、ドライブ回路51に送ると、該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて、トランジスタTr1〜Tr6を駆動するための6個の駆動用のゲート信号をそれぞれ発生させ、該ゲート信号をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記ゲート信号を受けてトランジスタTr1〜Tr6をスイッチングし、各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させ、該各相の電流Iu、Iv、Iwを前記各ステータコイルに供給する。したがって、駆動モータ31が駆動され、電気自動車を走行させることができる。
【0008】
また、電気自動車を制動するときに、駆動モータ31を発電機として機能させ、各相のステータコイルに各相の回生電流を発生させることができる。そのために、前記駆動モータ制御装置45は、所定のパルス幅を有する各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを発生させ、ドライブ回路51に送ると、該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて、トランジスタTr1〜Tr6を駆動するための6個の回生用のゲート信号をそれぞれ発生させ、該ゲート信号をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記ゲート信号を受けてトランジスタTr1〜Tr6をスイッチングし、各相の回生電流を前記主バッテリ14に供給する。したがって、主バッテリ14を充電することができる。
【0009】
また、前記電気自動車には、図示されないエアコン、音響装置、照明装置等の各補機が配設され、該各補機を作動させるために、補機用のバッテリとしての副バッテリ18が配設される。そして、該副バッテリ18は、バッテリ電圧VB1より低い、例えば、14〔V〕のバッテリ電圧VB2を、各補機に印加し、直流の電流を各補機に供給する。なお、前記副バッテリ18は車両制御装置、駆動モータ制御装置45等の制御用の電圧を発生させる図示されない電源部にも電圧を印加する。
【0010】
ところで、前記副バッテリ18から各補機に電流が供給されるのに伴って、バッテリ残量が小さくなる。そこで、前記主バッテリ14と副バッテリ18とを接続し、主バッテリ14の電力を副バッテリ18に供給することができるようになっている。この場合、バッテリ電圧VB2はバッテリ電圧VB1より低いので、バッテリ電圧VB1をバッテリ電圧VB2に降圧するためにDC/DCコンバータ24が配設される。
【0011】
該DC/DCコンバータ24は、前記主バッテリ14及びコンデンサ17と直列に接続されたトランジスタTr7、Tr8、該各トランジスタTr7、Tr8と並列に接続されたダイオードD7、D8、前記トランジスタTr7及びダイオードD7に対して直列に、かつ、前記トランジスタTr8及びダイオードD8に対して並列に接続された、コイル22及び平滑用のコンデンサ21を備え、該コンデンサ21と前記副バッテリ18とが並列に接続される。
【0012】
また、DC/DC制御回路25が配設され、該DC/DC制御回路25とトランジスタTr7、Tr8とが接続される。そして、副バッテリ18のバッテリ残量が少なくなると、前記駆動モータ制御装置45において発生させされた降圧信号SG1がDC/DC制御回路25に送られ、該DC/DC制御回路25は、降圧信号SG1を受けて降圧用のゲート信号を発生させ、該ゲート信号に従って前記トランジスタTr7を所定の周波数でスイッチングする。なお、トランジスタTr8はオフにされる。その結果、コイル22においてスイッチングの周波数に対応する前記バッテリ電圧VB2と等しい電圧が発生し、所定の電流が副バッテリ18に供給される。このようにして、DC/DCコンバータ24は降圧回路として機能し、バッテリ電圧VB1をバッテリ電圧VB2に降圧し、副バッテリ18を充電する。
【0013】
なお、主バッテリ14のバッテリ残量が少なくなった場合、前記DC/DCコンバータ24によって主バッテリ14を充電することができる。そのために、主バッテリ14のバッテリ残量が少なくなると、前記駆動モータ制御装置45において発生させされた昇圧信号SG2がDC/DC制御回路25に送られ、該DC/DC制御回路25は、昇圧信号SG2を受けて昇圧用のゲート信号を発生させ、該ゲート信号に従って前記トランジスタTr8を所定の周波数でスイッチングする。なお、トランジスタTr7はオフにされる。その結果、コイル22においてスイッチングの周波数に対応して前記バッテリ電圧VB1と等しい電圧が発生し、ダイオードD7を介して所定の電流が主バッテリ14に供給される。このようにして、DC/DCコンバータ24は昇圧回路として機能し、バッテリ電圧VB2をバッテリ電圧VB1に昇圧し、主バッテリ14を充電する。
【0014】
このようにして、主バッテリ14と副バッテリ18との間で双方向に電力を交換することができる。
【0015】
【特許文献1】
特開2001−320807号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の電動駆動装置においては、主バッテリ14のバッテリ残量が小さくなるのに伴って、バッテリ電圧VB1が低くなり、バッテリ電圧VB2と等しくなると、各トランジスタTr1〜Tr6のスイッチングに伴って、副バッテリ18の電流が、コイル22及びダイオードD7を介してインバータ40に供給され、駆動モータ31の駆動用として使用されてしまう。
【0017】
この場合、前記副バッテリ18は補機に電圧を印加するためのものであり、バッテリ容量が小さいので、バッテリ残量がなくなると、電気自動車を走行させることができなくなってしまう。
【0018】
本発明は、前記従来の電動駆動装置の問題点を解決して、副バッテリが電動機械の駆動用として使用されることがない電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、主バッテリと、該主バッテリから供給された電流に基づいて、所定の電流を発生させて電動機械に供給する電流発生装置と、双方向に電力を変換することが可能なDC/DCコンバータを介して前記主バッテリ及び電流発生装置と接続され、補機に電流を供給する副バッテリと、前記主バッテリの第1のバッテリ電圧指標を検出する第1のバッテリ電圧検出部と、前記副バッテリの第2のバッテリ電圧指標を検出する第2のバッテリ電圧検出部と、検出された第2のバッテリ電圧指標より調整値だけ高い値を前記第1のバッテリ電圧指標の限界値として設定し、検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低いかどうかを判断する電圧判定処理手段と、前記検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低い場合に、前記電流発生装置による電流の発生を停止させる駆動停止処理手段とを有する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電動車両として電気自動車について説明するが、本発明をハイブリッド型車両に適用することもできる。
【0026】
図1は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【0027】
図において、31は電動機械としての駆動モータ、14は主バッテリ、40は、該主バッテリ14から供給された電流に基づいて、所定の電流を発生させて駆動モータ31に供給する電流発生装置としてのインバータ、18は、前記主バッテリ14及びインバータ40と接続され、図示されない補機に電流を供給する副バッテリ、15は前記主バッテリ14のバッテリ電圧指標を検出する電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ、91は、検出されたバッテリ電圧指標が限界値より低いかどうかを判断する電圧判定処理手段、92は、バッテリ電圧指標が限界値より低い場合に、前記インバータ40による電流の発生を停止させる駆動停止処理手段である。
【0028】
図3は本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置の概略図、図4は本発明の実施の形態における電動駆動装置のブロック図、図5は本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【0029】
図において、14は駆動用のバッテリとしての主バッテリ、45は電動機械制御装置としての駆動モータ制御装置、31は電動機械としての駆動モータであり、該駆動モータ31としてDCブラシレス駆動モータが使用され、例えば、駆動モータ31は電気自動車の図示されない駆動軸等に取り付けられる。前記駆動モータ31は、回転自在に配設された図示されないロータ、及び該ロータより径方向外方に配設された図示されないステータを備える。前記ロータは、ロータコア、及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備え、該永久磁石のS極及びN極によって磁極対が構成される。また、前記ステータは、円周方向における複数箇所に、径方向内方に向けて突出させてティースが形成されたステータコア、並びに前記ティースに巻装されたU相、V相及びW相のコイルとしてのステータコイルを備える。
【0030】
そして、前記駆動モータ31を駆動して電気自動車を走行させるために、電流発生装置としてのインバータ40が配設され、該インバータ40は前記主バッテリ14から供給された直流の電流に基づいて、所定の電流、本実施の形態においては、相電流、すなわち、U相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iwを発生させて駆動モータ31に供給する。そのために、前記インバータ40は、コンデンサ17及びU相、V相及びW相のアーム32〜34を備え、前記アーム32にスイッチング素子としてのトランジスタTr1、Tr2が、前記アーム33にトランジスタTr3、Tr4が、前記アーム34にトランジスタTr5、Tr6がそれぞれ配設されるとともに、各トランジスタTr1〜Tr6のエミッタ・コレクタ間にそれぞれダイオードD1〜D6が接続される。そして、前記各ステータコイルの中性点と、前記トランジスタTr1、Tr2の中性点p1、トランジスタTr3、Tr4の中性点p2及びトランジスタTr5、Tr6の中性点p3とが接続される。
【0031】
なお、前記主バッテリ14の正の極性の電極と、各トランジスタTr1、Tr3、Tr5のコレクタ、及び各ダイオードD1、D3、D5のカソードとが接続され、主バッテリ14の負の極性の電極と、各トランジスタTr2、Tr4、Tr6のエミッタ、及び各ダイオードD2、D4、D6のアノードとが接続され、各トランジスタTr1、Tr3、Tr5のエミッタと各トランジスタTr2、Tr4、Tr6のコレクタとが各中性点p1〜p3を介して接続され、各ダイオードD1、D3、D5のアノードと各ダイオードD2、D4、D6のカソードとが各中性点p1〜p3を介して接続される。
【0032】
そして、ドライブ回路51によって発生させられた駆動用のゲート信号G1〜G6を前記各トランジスタTr1〜Tr6に送り、該各トランジスタTr1〜Tr6をスイッチング(オン・オフ)させると、主バッテリ14から供給された直流の電流が、U相、V相及びW相の電流Iu、Iv、Iwに変換され、各相の電流Iu、Iv、Iwがそれぞれ各ステータコイルに供給される。そのために、前記主バッテリ14は、インバータ40に接続され、例えば、42〔V〕のバッテリ電圧VB1をインバータ40に印加する。また、主バッテリ14に第1の電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ15が配設され、該バッテリ電圧センサ15によって検出されたバッテリ電圧VB1を第1のバッテリ電圧指標として駆動モータ制御装置45に送るようになっている。
【0033】
なお、前記駆動モータ31、インバータ40、ドライブ回路51、図示されない駆動輪等によって電動駆動装置が構成される。また、本実施の形態においては、電流発生装置としてインバータ40を使用するようになっているが、該インバータ40に代えて、2〜6個のスイッチング素子を一つのパッケージに組み込むことによって形成されたIGBT等のパワーモジュールを使用したり、IGBTにドライブ回路等を組み込むことによって形成されたIPMを使用したりすることもできる。
【0034】
ところで、前記各ステータコイルはスター結線されているので、各相のうちの二つの相の電流の値が決まると、残りの一つの相の電流の値も決まる。したがって、各相の電流Iu、Iv、Iwを制御するために、例えば、U相及びV相のステータコイルのリード線にU相及びV相の電流Iu、Ivを検出する電流検出部としての図示されない電流センサが配設され、該各電流センサは、検出電流iu、ivを駆動モータ制御装置45に送り、該駆動モータ制御装置45は検出電流iu、ivに基づいて検出電流iw
iw=−iu−iv
を算出することによって検出する。また、前記ロータに磁極位置検出部としてのレゾルバ35が連結され、該レゾルバ35は、磁極位置を表す磁極位置信号SGθを発生させ、駆動モータ制御装置45に送る。
【0035】
該駆動モータ制御装置45には、コンピュータとして機能する図示されないCPUのほかに、データを記録したり、各種のプログラムを記録したりするためのRAM、ROM等の図示されない記録装置が配設され、前記ROMはd軸用及びq軸用の電流指令値マップを備える。また、前記ROMには、各種のプログラム、データ等が記録されるようになっているが、プログラム、データ等を外部の記録媒体に記録することもできる。その場合、例えば、前記駆動モータ制御装置45にフラッシュメモリを配設し、前記外部の記録媒体から前記プログラム、データ等を読み出してフラッシュメモリに記録することもできる。したがって、外部の記録媒体を交換することによって、前記プログラム、データ等を更新することもできる。
【0036】
次に、前記駆動モータ制御装置45の動作について説明する。
【0037】
まず、前記駆動モータ制御装置45の磁極位置算出処理手段としての磁極位置算出部46は、磁極位置算出処理を行い、前記レゾルバ35から送られた磁極位置信号SGθを読み込み、磁極位置信号SGθに従って磁極位置θを検出する。また、前記駆動モータ制御装置45の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、前記磁極位置算出処理手段によって算出された磁極位置θに基づいて駆動モータ31の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度NM及び角速度ωを算出する。
【0038】
ところで、前記駆動モータ制御装置45においては、ロータにおける磁極対の方向にd軸を、該d軸と直角の方向にq軸をそれぞれ採ったd−q軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御が行われるようになっている。
【0039】
そのために、前記駆動モータ制御装置45は、検出電流iu、ivを読み込むことによって検出電流iwを算出し、前記駆動モータ制御装置45の第1の変換処理手段としての三相/二相変換部61は、第1の変換処理を行い、磁極位置θを読み込み、前記検出電流iu、iv、iw及び磁極位置θに基づいて三相/二相変換を行い、検出電流iu、iv、iwをそれぞれd軸電流id及びq軸電流iqに変換する。
【0040】
また、前記駆動モータ制御装置45の図示されない車速検出処理手段は、車速検出処理を行い、前記磁極位置θに基づいて、前記駆動モータ回転速度NMに対応する車速Vを検出し、検出された車速Vを、電気自動車の全体の制御を行う図示されない車両制御装置に送る。そして、該車両制御装置の図示されない車両用指令値発生処理手段は、車両用指令値発生処理を行い、前記車速V及び図示されないアクセル開度検出部において検出されたアクセル開度を読み込み、車速V及びアクセル開度に基づいて車両要求トルクTO* を算出し、該車両要求トルクTO* に対応させて駆動モータトルクTMの目標値を表す駆動モータ目標トルク(トルク指令値)TM* を発生させ、該駆動モータ目標トルクTM* を前記駆動モータ制御装置45に送る。
【0041】
そして、該駆動モータ制御装置45の電流指令値算出処理手段としてのトルク指令・電流指令変換部47は、電流指令値算出処理を行い、バッテリ電圧検出センサ15によって検出されたバッテリ電圧VB1を読み込むとともに、駆動モータ回転速度NMを読み込み、前記各電流指令値マップを参照して、前記駆動モータ目標トルクTM* に対応するd軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* を電流指令値として算出する。
【0042】
このようにして、d軸電流id及びq軸電流iqが実電流として算出され、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* が実電流の目標値を表す電流指令値として算出されると、前記d軸電流id、q軸電流iq、d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に基づいてフィードバック制御が行われる。
【0043】
そのために、前記d軸電流id及びd軸電流指令値id* が減算器62に、q軸電流iq及びq軸電流指令値iq* が減算器63に供給される。そして、前記減算器62においてd軸電流idと前記d軸電流指令値id* とのd軸電流偏差Δidが算出され、該d軸電流偏差Δidが、駆動モータ制御装置45の第1の電圧指令値算出処理手段としての電圧指令値発生部64に送られる。一方、減算器63においてq軸電流iqと前記q軸電流指令値iq* とのq軸電流偏差Δiqが算出され、該q軸電流偏差Δiqが駆動モータ制御装置45の第2の電圧指令値算出処理手段としての電圧指令値発生部65に送られる。
【0044】
そして、前記電圧指令値発生部64、65は、第1、第2の電圧指令値算出処理を行い、前記d軸電流偏差Δid及びq軸電流偏差Δiqが零(0)になるように、2軸上のインバータ出力としてのd軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* をそれぞれ算出し、該d軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* を駆動モータ制御装置45の第2の変換処理手段としての二相/三相変換部67に送る。
【0045】
続いて、前記二相/三相変換部67は、第2の変換処理を行い、前記d軸電圧指令値Vd* 、q軸電圧指令値Vq* 及び磁極位置θを読み込み、二相/三相変換を行い、d軸電圧指令値Vd* 及びq軸電圧指令値Vq* をU相、V相及びW相の電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* に変換し、該電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* を駆動モータ制御装置45の変調信号発生処理手段としてのPWM発生部68に送る。
【0046】
該PWM発生部68は、変調信号発生処理を行い、前記各相の電圧指令値Vu* 、Vv* 、Vw* 及び前記バッテリ電圧VB1に基づいて、前記d軸電流指令値id* 及びq軸電流指令値iq* に対応するパルス幅を有する出力信号としての各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを発生させ、ドライブ回路51に送る。
【0047】
該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて、トランジスタTr1〜Tr6を駆動するための6個の駆動用のゲート信号G1〜G6をそれぞれ発生させ、該ゲート信号G1〜G6をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記ゲート信号G1〜G6に従ってトランジスタTr1〜Tr6をスイッチングし、各相の電流Iu、Iv、Iwを発生させ、該各相の電流Iu、Iv、Iwを前記各ステータコイルに供給する。
【0048】
このように、駆動モータ目標トルクTM* に基づいてトルク制御が行われ、駆動モータ31が駆動されて電気自動車が走行させられる。
【0049】
また、電気自動車を制動するときに、駆動モータ31を発電機として機能させ、各相のステータコイルに各相の回生電流を発生させることができる。そのために、前記駆動モータ制御装置45は、所定のパルス幅を有する各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを発生させ、ドライブ回路51に送ると、該ドライブ回路51は、前記各相のパルス幅変調信号Mu、Mv、Mwを受けて、前記ゲート信号G1〜G6をそれぞれ発生させ、該ゲート信号G1〜G6をインバータ40に送る。該インバータ40は、前記ゲート信号G1〜G6に従ってトランジスタTr1〜Tr6をスイッチングし、各相の回生電流を前記主バッテリ14に供給する。したがって、主バッテリ14を充電することができる。
【0050】
また、前記電気自動車には、エアコン、音響装置、照明装置等の各補機が配設され、該各補機を作動させるために、補機用のバッテリとしての副バッテリ18が配設され、前記主バッテリ14及びインバータ40と接続される。そして、該副バッテリ18は、バッテリ電圧VB1より低い、例えば、14〔V〕のバッテリ電圧VB2を、各補機に印加し、直流の電流を各補機に供給する。また、副バッテリ18に第2の電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ19が配設され、該バッテリ電圧センサ19によって検出されたバッテリ電圧VB2を第2のバッテリ電圧指標として駆動モータ制御装置45に送るようになっている。なお、前記副バッテリ18は、前記車両制御装置、駆動モータ制御装置45等の制御用の電圧を発生させる図示されない電源部にも電圧を印加する。
【0051】
ところで、前記副バッテリ18から各補機に電流が供給されるのに伴って、バッテリ残量が小さくなる。そこで、前記主バッテリ14と副バッテリ18とを接続し、主バッテリ14の電力を副バッテリ18に供給することができるようになっている。この場合、バッテリ電圧VB2はバッテリ電圧VB1より低いので、バッテリ電圧VB1をバッテリ電圧VB2に降圧するために副バッテリ18と主バッテリ14及びインバータ40との間に電圧変換部としてのDC/DCコンバータ24が配設される。
【0052】
該DC/DCコンバータ24は、前記副バッテリ18及びコンデンサ21と直列に、かつ、前記アーム32〜34と並列に接続され、トランジスタTr7、Tr8から成るアーム37、トランジスタTr7、Tr8のエミッタ・コレクタ間にそれぞれ接続されたダイオードD7、D8、前記トランジスタTr7、Tr8の中性点とトランジスタTr8のエミッタとの間に接続され、コイル22及びコンデンサ21から成るフィルタ回路を備える。そして、前記コンデンサ21と副バッテリ18とが並列に接続される。
【0053】
なお、前記主バッテリ14の正の極性の電極と、トランジスタTr7のコレクタ及びダイオードD7のカソードとが接続され、主バッテリ14の負の極性の電極とトランジスタTr8のエミッタ及びダイオードD8のアノードとが接続され、トランジスタTr7のエミッタと各トランジスタTr8のコレクタとが中性点p4を介して接続され、ダイオードD7のアノードとダイオードD8のカソードとが中性点p4を介して接続される。
【0054】
また、DC/DC制御回路25が配設され、該DC/DC制御回路25とトランジスタTr7、Tr8とが接続される。そして、副バッテリ18のバッテリ残量が少なくなると、前記駆動モータ制御装置45において発生させされた降圧信号SG1がDC/DC制御回路25に送られ、該DC/DC制御回路25は、降圧信号SG1を受けて降圧用のゲート信号G7を発生させ、該ゲート信号G7に従って前記トランジスタTr7を所定の周波数でスイッチングする。なお、トランジスタTr8はオフにされる。
【0055】
ところで、前記トランジスタTr7が、スイッチングに伴ってオンになると、前記主バッテリ14から送られた直流の電流は、トランジスタTr7及びコイル22を介してコンデンサ21に供給され、このとき、コンデンサ21及びコイル22に電気エネルギーが蓄えられる。続いて、前記トランジスタTr7がオフになると、コイル22においてトランジスタTr7のスイッチングの周波数に対応する前記バッテリ電圧VB2と等しい電圧が発生し、前記コンデンサ21及びコイル22に蓄えられていた電気エネルギーが放出され、電流が副バッテリ18に供給される。このようにして、DC/DCコンバータ24は降圧回路として機能し、バッテリ電圧VB1をバッテリ電圧VB2に降圧し、副バッテリ18を充電する。
【0056】
なお、主バッテリ14のバッテリ残量が少なくなった場合、前記DC/DCコンバータ24によって主バッテリ14を充電することができる。その場合、主バッテリ14のバッテリ残量が少なくなると、前記駆動モータ制御装置45において発生させされた昇圧信号SG2がDC/DC制御回路25に送られ、該DC/DC制御回路25は、昇圧信号SG2を受けて昇圧用のゲート信号G8を発生させ、該ゲート信号G8に従って前記トランジスタTr8を所定の周波数でスイッチングする。なお、トランジスタTr7はオフにされる。
【0057】
ところで、前記トランジスタTr8が、スイッチングに伴ってオンになると、前記副バッテリ18から送られた直流の電流は、コイル22を介してトランジスタTr8に供給されるほかに、コイル22及びダイオードD7を介してコンデンサ17に供給され、このとき、コンデンサ17及びコイル22に電気エネルギーが蓄えられる。続いて、前記トランジスタTr8がオフになると、コイル22においてトランジスタTr8のスイッチングの周波数に対応する前記バッテリ電圧VB1と等しい電圧が発生し、前記コンデンサ17及びコイル22に蓄えられていた電気エネルギーが放出され、コイル22からの電流がダイオードD7を介して主バッテリ14に供給され、コンデンサ17からの電流が直接主バッテリ14に供給される。このようにして、DC/DCコンバータ24は昇圧回路として機能し、バッテリ電圧VB1をバッテリ電圧VB2に昇圧し、主バッテリ14を充電する。
【0058】
このようにして、主バッテリ14と副バッテリ18との間で双方向に電力を交換することができる。
【0059】
ところで、主バッテリ14のバッテリ残量が小さくなるのに伴って、バッテリ電圧VB1が低くなり、バッテリ電圧VB2と等しくなったときに、各トランジスタTr1〜Tr6のスイッチングに伴って、副バッテリ18の電流が、コイル22及びダイオードD7を介してインバータ40に供給されると、駆動モータ31の駆動用として使用されてしまう。
【0060】
そこで、前記第1の変換処理が終了すると、前記駆動モータ制御装置45の電圧判定処理手段91(図1)は、電圧判定処理を行い、バッテリ電圧VB1、VB2を読み込み、バッテリ電圧VB2に調整値α(例えば、5〔V〕)を加算することによって、バッテリ電圧VB2に基づく限界値VS
VS=VB2+α
を算出して設定し、前記バッテリ電圧VB1が限界値VSより低いかどうかを判断する。そして、前記バッテリ電圧VB1が限界値VSより低い場合、バッテリ電圧VB1が正常な値より低下したと判断し、前記バッテリ電圧VB1が限界値VS以上である場合、バッテリ電圧VB1が正常な値であると判断する。
【0061】
そして、バッテリ電圧VB1が正常な値より低下した場合、駆動モータ制御装置45の駆動停止処理手段92は、駆動停止処理を行い、パルス幅変調信号Mu、Mv、Mwの発生を停止させ、ゲート信号G1〜G6をオフにし、各トランジスタTr1〜Tr6のスイッチングを停止させて、駆動モータ31のシャットダウンを行う。その結果、インバータ40による電流Iu、Iv、Iwの発生が停止させられる。
【0062】
このように、バッテリ電圧VB1が限界値VSより低くなると、各トランジスタTr1〜Tr6のスイッチングが停止させられるので、バッテリ電圧VB1がバッテリ電圧VB2と等しくなるのを防止することができる。したがって、各トランジスタTr1〜Tr6のスイッチングに伴って、副バッテリ18の電流が、コイル22及びダイオードD7を介してインバータ40に供給されることがなくなり、駆動モータ31の駆動用として使用されることがなくなる。
【0063】
したがって、前記副バッテリ18のバッテリ残量がなくなるのを防止することができ、電気自動車を継続して走行させることができる。
【0064】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 磁極位置θを算出する。
ステップS2 駆動モータ回転速度NMを算出する。
ステップS3 検出電流iu、ivを読み込む。
ステップS4 第1の変換処理を行う。
ステップS5 電流指令値算出処理を行う。
ステップS6 電圧指令値算出処理を行う。
ステップS7 第2の変換処理を行う。
ステップS8 電圧判定処理を行う。
ステップS9 バッテリ電圧VB1が限界値VSより低いかどうかを判断する。バッテリ電圧VB1が限界値VSより低い場合はステップS10に進み、バッテリ電圧VB1が限界値VS以上である場合は処理を終了する。
ステップS10 駆動停止処理を行い、処理を終了する。
【0065】
本実施の形態においては、バッテリ電圧センサ15によって検出されたバッテリ電圧VB1を第1のバッテリ電圧指標とし、バッテリ電圧センサ19によって検出されたバッテリ電圧VB2を第2のバッテリ電圧指標とするようになっているが、インバータ40の入口側に図示されない第1の電圧検出部としての第1の直流電圧センサを配設し、第1の直流電圧センサによって検出されたインバータ入口電圧を第1のバッテリ電圧指標とし、DC/DCコンバータ24の入口側に図示されない第2の電圧検出部としての第2の直流電圧センサを配設し、第2の直流電圧センサによって検出されたDC/DCコンバータ入口電圧を第2のバッテリ電圧指標とすることもできる。
【0066】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0067】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、主バッテリと、該主バッテリから供給された電流に基づいて、所定の電流を発生させて電動機械に供給する電流発生装置と、双方向に電力を変換することが可能なDC/DCコンバータを介して前記主バッテリ及び電流発生装置と接続され、補機に電流を供給する副バッテリと、前記主バッテリの第1のバッテリ電圧指標を検出する第1のバッテリ電圧検出部と、前記副バッテリの第2のバッテリ電圧指標を検出する第2のバッテリ電圧検出部と、検出された第2のバッテリ電圧指標より調整値だけ高い値を前記第1のバッテリ電圧指標の限界値として設定し、検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低いかどうかを判断する電圧判定処理手段と、前記検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低い場合に、前記電流発生装置による電流の発生を停止させる駆動停止処理手段とを有する。
【0068】
この場合、前記検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低い場合に、前記電流発生装置による電流の発生が停止させられるので、副バッテリの電流が電流発生装置に供給されることがなくなり、電動機械の駆動用として使用されることがなくなる。
【0069】
したがって、前記副バッテリのバッテリ残量がなくなるのを防止することができ、電動車両を継続して走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図2】従来の電動駆動装置のブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置の概略図である。
【図4】本発明の実施の形態における電動駆動装置のブロック図である。
【図5】本発明の実施の形態における駆動モータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
14 主バッテリ
15 バッテリ電圧検出センサ
18 副バッテリ
24 DC/DCコンバータ
31 駆動モータ
40 インバータ
45 駆動モータ制御装置
91 電圧判定処理手段
92 駆動停止処理手段
G1〜G6 ゲート信号
Claims (5)
- 電動機械と、主バッテリと、該主バッテリから供給された電流に基づいて、所定の電流を発生させて電動機械に供給する電流発生装置と、双方向に電力を変換することが可能なDC/DCコンバータを介して前記主バッテリ及び電流発生装置と接続され、補機に電流を供給する副バッテリと、前記主バッテリの第1のバッテリ電圧指標を検出する第1のバッテリ電圧検出部と、前記副バッテリの第2のバッテリ電圧指標を検出する第2のバッテリ電圧検出部と、検出された第2のバッテリ電圧指標より調整値だけ高い値を前記第1のバッテリ電圧指標の限界値として設定し、検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低いかどうかを判断する電圧判定処理手段と、前記検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低い場合に、前記電流発生装置による電流の発生を停止させる駆動停止処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
- 前記副バッテリは電圧変換部を介して電流発生装置に接続される請求項1に記載の電動車両駆動制御装置。
- 前記駆動停止処理手段は、前記検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低い場合に、電流発生装置に供給されるゲート信号をオフにする請求項1に記載の電動車両駆動制御装置。
- 主バッテリから供給された電流を発生させて電動機械に供給し、双方向に電力を変換することが可能なDC/DCコンバータを介して主バッテリと接続された副バッテリから補機に電流を供給し、前記主バッテリの第1のバッテリ電圧指標を検出し、副バッテリの第2のバッテリ電圧指標を検出し、検出された第2のバッテリ電圧指標より調整値だけ高い値を第1のバッテリ電圧指標の限界値として設定し、検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低いかどうかを判断し、前記検出された第1のバッテリ電圧指標が限界値より低い場合に、電流発生装置による電流の発生を停止させることを特徴とする電動車両駆動制御方法。
- 電動機械、主バッテリ、該主バッテリから供給された電流に基づいて、所定の電流を発生させて電動機械に供給する電流発生装置、双方向に電力を変換することが可能なDC/DCコンバータを介して前記主バッテリ及び電流発生装置と接続され、補機に電流を供給する副バッテリ、前記主バッテリの第1のバッテリ電圧指標を検出する第1のバッテリ電圧検出部、並びに前記副バッテリの第2のバッテリ電圧指標を検出する第2のバッテリ電圧検出部を備えた電動車両駆動制御装置において、コンピュータを、検出された第2のバッテリ電圧指標より調整値だけ高い値を前記第1のバッテリ電圧指標の限界値として設定し、検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低いかどうかを判断する電圧判定処理手段、及び前記検出された第1のバッテリ電圧指標が前記限界値より低い場合に、前記電流発生装置による電流の発生を停止させる駆動停止処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。
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