JPH04183205A - 電気駆動車の最適効率制御装置 - Google Patents
電気駆動車の最適効率制御装置Info
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- JPH04183205A JPH04183205A JP2310863A JP31086390A JPH04183205A JP H04183205 A JPH04183205 A JP H04183205A JP 2310863 A JP2310863 A JP 2310863A JP 31086390 A JP31086390 A JP 31086390A JP H04183205 A JPH04183205 A JP H04183205A
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
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-
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Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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】
［産業上の利用分野］
本発明は電気駆動車の制御装置に係り、特に駆動用電動
機として、直流分巻電動機を用いた場合に最適効率で運
転するための制御２置に関する。
機として、直流分巻電動機を用いた場合に最適効率で運
転するための制御２置に関する。
［従来の技術］
直流電動機の界磁電流の定格値を一定とすると、界磁抵
抗の大きい分巻型では、高速でかつ軽負荷のときに界磁
で生じる損失が大きく、効率が低下する。
抗の大きい分巻型では、高速でかつ軽負荷のときに界磁
で生じる損失が大きく、効率が低下する。
従来の制御装置では、この改善を目的として軽負荷時に
界磁を弱める方式が取られている。しかし、この方法で
は、界磁電流のみを制御しているので、十分に効率を上
げられない。そこで、一般には、トルク指令に対して鉄
損及び銅損を最小化する電機子及び界磁電流の組合せパ
ターンを用いて、直流分巻電動機の電機子及び界磁電流
の双方を高効率に制御する方式がとられている。
界磁を弱める方式が取られている。しかし、この方法で
は、界磁電流のみを制御しているので、十分に効率を上
げられない。そこで、一般には、トルク指令に対して鉄
損及び銅損を最小化する電機子及び界磁電流の組合せパ
ターンを用いて、直流分巻電動機の電機子及び界磁電流
の双方を高効率に制御する方式がとられている。
［発明が解決しようとする課題］
従来の高効率制御においては、電流パターンの算出に係
る直流電動機の各定数を一定としていた。
る直流電動機の各定数を一定としていた。
ところが、損失計算に用いる相互インダクタンスは電動
機回転数及び界磁電流の影響を受けて変動するため、車
両駆動用のように広い回転数及び負荷トルク範囲で使用
される電動機では、その全使用範囲の効率を上げること
はできない。
機回転数及び界磁電流の影響を受けて変動するため、車
両駆動用のように広い回転数及び負荷トルク範囲で使用
される電動機では、その全使用範囲の効率を上げること
はできない。
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、発進か
ら最高速までの全範囲で常に運転効率を最適に保つこと
のできる電気駆動車の最適効率制御装置を提供すること
を目的とする。
ら最高速までの全範囲で常に運転効率を最適に保つこと
のできる電気駆動車の最適効率制御装置を提供すること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明に係る電気駆動車の最適効率制御装置は、予め直
流電動機の相互インダクタンスの界磁電流に対する特性
を求めておき、最適効率制御用の電機子及び界磁電流パ
ターンの算出にあたって、この相互インダクタンスの特
性を考慮し、これによって求まる電流値に基づいて直流
電動機及び発電機の界磁電流を制御するものである。
流電動機の相互インダクタンスの界磁電流に対する特性
を求めておき、最適効率制御用の電機子及び界磁電流パ
ターンの算出にあたって、この相互インダクタンスの特
性を考慮し、これによって求まる電流値に基づいて直流
電動機及び発電機の界磁電流を制御するものである。
［作用コ
上記の構成によれば、車両走行時に、発進から最高速ま
での範囲において、外部負荷トルクの大きさに応じて最
適効率となる電流パターンを指令値として用いるため、
常に運転効率を最適に保つことができる。
での範囲において、外部負荷トルクの大きさに応じて最
適効率となる電流パターンを指令値として用いるため、
常に運転効率を最適に保つことができる。
■実施例コ
以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る電気駆動
車の最適効率制御装置を説明する。
車の最適効率制御装置を説明する。
第１図はその全体の構成を示すブロック図である。第１
図に於いて、１はエンジン、２はその出力軸により駆動
される発電機であり、この交流出力は整流器３により、
直流電力に変換される。４は右側用直流電動機、５は左
側用直流電動機であり、それぞれ直列に接続されて電気
回路を構成し、整流器出力電圧により電機子電流が供給
される。
図に於いて、１はエンジン、２はその出力軸により駆動
される発電機であり、この交流出力は整流器３により、
直流電力に変換される。４は右側用直流電動機、５は左
側用直流電動機であり、それぞれ直列に接続されて電気
回路を構成し、整流器出力電圧により電機子電流が供給
される。
この右側及び左側の電動機４．５の出力軸には、それぞ
れ図示しない走行用の右側及び左側の履帯を駆動するた
めのスプロケット６．７が結合されている。発電機２に
は、その界磁電流を制御するための励磁器１０が設けら
れている。電動機４，５には、それぞれの界磁電流を制
御するための励磁器１１．１２が設けられている。
れ図示しない走行用の右側及び左側の履帯を駆動するた
めのスプロケット６．７が結合されている。発電機２に
は、その界磁電流を制御するための励磁器１０が設けら
れている。電動機４，５には、それぞれの界磁電流を制
御するための励磁器１１．１２が設けられている。
また、１３はアクセルペダルの踏込量を検出するための
ポテンショメータ、１４はブレーキペダルの踏込量を検
出するためのポテンショメータ、■５はステアリングハ
ンドルの回転数を検出するためのポテンショメータであ
る。左側及び右側のスプロケット６．７の駆動軸には、
電動機４．５の回転速度を検出するための回転数ピック
アップ１６．１７が設けられている。
ポテンショメータ、１４はブレーキペダルの踏込量を検
出するためのポテンショメータ、■５はステアリングハ
ンドルの回転数を検出するためのポテンショメータであ
る。左側及び右側のスプロケット６．７の駆動軸には、
電動機４．５の回転速度を検出するための回転数ピック
アップ１６．１７が設けられている。
１８は制御回路である。この制御回路１８はポテンショ
メータＩＬ １４．１５からのアクセルペダル踏込量信
号、ブレーキペダル踏込量信号、ステアリングハンドル
回転角信号及び回転数ピックアップ１６゜１７からの回
転速度信号に基づいて、励磁器ｉｏ、 １１゜１２に界
磁電流指令信号を与える。
メータＩＬ １４．１５からのアクセルペダル踏込量信
号、ブレーキペダル踏込量信号、ステアリングハンドル
回転角信号及び回転数ピックアップ１６゜１７からの回
転速度信号に基づいて、励磁器ｉｏ、 １１゜１２に界
磁電流指令信号を与える。
第２図は上記制御回路１８の構成を示すブロック図であ
る。制御回路１８ハ、ＣＰ １３１９、ＲＯＭ ２０゜
ＲＡＭ２１ＳＡ／Ｄコンバータ２２、Ｄ／Ａコンバータ
２３、カウンタ２４、波形整形回路２５及び電源回路２
Ｂからなる。Ａ／Ｄコンバータ２２は、ポテンショメー
タ１Ｂ、 １４．１５に接続され、各メータがらのアク
セルペダル踏込量信号、ブレーキペダル踏込量信号、及
びステアリングハンドル回転角信号をディジタル量に変
換してＣＰＵ１９に送出する。
る。制御回路１８ハ、ＣＰ １３１９、ＲＯＭ ２０゜
ＲＡＭ２１ＳＡ／Ｄコンバータ２２、Ｄ／Ａコンバータ
２３、カウンタ２４、波形整形回路２５及び電源回路２
Ｂからなる。Ａ／Ｄコンバータ２２は、ポテンショメー
タ１Ｂ、 １４．１５に接続され、各メータがらのアク
セルペダル踏込量信号、ブレーキペダル踏込量信号、及
びステアリングハンドル回転角信号をディジタル量に変
換してＣＰＵ１９に送出する。
波形整形回路２５は、回転数ピックアップ１６．１７か
らの回転速度信号の波形を整えて、カウンタ２４に出力
する。カウンタ２４は、波形整形された回転速度信号を
カウントし、ＣＰＵ１９に送出する。Ｄ／Ａコンバータ
２３は、ＣＰＵ１９からの指令に基づいて、励磁器１０
．１１．１２に界磁電流制御のための指令電圧を送出す
る。電源回路２６は、バッテリ２７から供給される電源
から制御回路１Ｂの各部面必要とする電源を供給する。
らの回転速度信号の波形を整えて、カウンタ２４に出力
する。カウンタ２４は、波形整形された回転速度信号を
カウントし、ＣＰＵ１９に送出する。Ｄ／Ａコンバータ
２３は、ＣＰＵ１９からの指令に基づいて、励磁器１０
．１１．１２に界磁電流制御のための指令電圧を送出す
る。電源回路２６は、バッテリ２７から供給される電源
から制御回路１Ｂの各部面必要とする電源を供給する。
次に、制御回路１８の制御動作を第３図のフローチャー
トを参照して説明する。
トを参照して説明する。
まず、ステップＳｌで、各ポテンショメータ１３゜１４
、１５及び回転数ピックアップ１６．１７の信号を読み
込む。そして、ステップＳ２で、各ポテンショメータ１
３．１４．１５の値が通常の操作範囲内か否か確認する
。操作範囲を越えた時は、ステップＳ３へ進み、非常停
止する。操作範囲内であれば、ステップＳ４に進み、回
転数が電動機４，５の許容最大回転数以内かどうか確認
する。許容値を越えた場合は、ステップＳ５の過負荷動
作へ進み、各操作指令によらす、回転数を下げるように
トルク指令を変更する。許容値を越えない場合は、ステ
ップＳ６に進み、アクセルペダル踏込量、ブレーキペダ
ル踏込量、ステアリングハンドル回転角に応じて電動機
４．５のトルク指令を算出する。次に、ステップＳ７で
は、ステップＳ６で求まったトルク指令値に応じて、デ
ータ・テーブルより電動機４，５での損失を最小にする
最適効率電流パターンを求める。
、１５及び回転数ピックアップ１６．１７の信号を読み
込む。そして、ステップＳ２で、各ポテンショメータ１
３．１４．１５の値が通常の操作範囲内か否か確認する
。操作範囲を越えた時は、ステップＳ３へ進み、非常停
止する。操作範囲内であれば、ステップＳ４に進み、回
転数が電動機４，５の許容最大回転数以内かどうか確認
する。許容値を越えた場合は、ステップＳ５の過負荷動
作へ進み、各操作指令によらす、回転数を下げるように
トルク指令を変更する。許容値を越えない場合は、ステ
ップＳ６に進み、アクセルペダル踏込量、ブレーキペダ
ル踏込量、ステアリングハンドル回転角に応じて電動機
４．５のトルク指令を算出する。次に、ステップＳ７で
は、ステップＳ６で求まったトルク指令値に応じて、デ
ータ・テーブルより電動機４，５での損失を最小にする
最適効率電流パターンを求める。
ここで、上記最適効率電流パターンについて説明する。
分巻直流電動機の場合の発生トルクは、電機子電流と界
磁電流の積にほぼ比例する。このため、発生トルクを変
えるには、いずれか一方の電流値を制御すれば良い。し
かし、各巻線で生じる損失を少なくし、効率を上げるた
めには、両型流の損失を評価基準とし、最小化する組合
せに制御する必要がある。この損失を最小化する界磁電
流と電機子電流と組合せのことを最適効率電流パターン
という。
磁電流の積にほぼ比例する。このため、発生トルクを変
えるには、いずれか一方の電流値を制御すれば良い。し
かし、各巻線で生じる損失を少なくし、効率を上げるた
めには、両型流の損失を評価基準とし、最小化する組合
せに制御する必要がある。この損失を最小化する界磁電
流と電機子電流と組合せのことを最適効率電流パターン
という。
従来、最適効率電流パターンの算出は、直流電動機の損
失として、電機子銅損Ｗｃ、他励界磁の抵抗損Ｗｒ１ブ
ラシの電気損ｗｂを考え、これらの和である、 Ｗ −Ｗ ｃ＋ Ｗ ｆ ＋ Ｗ ｂ を最小化している。このとき、Ｗ−Ｗ（Ｍ）と、相互イ
ンダクタンスＭの関数となる。従来は、相互インダクタ
ンスＭを電動機に固有の一定値として扱っていた。本発
明では、相互インダクタンスＭの値が回転数と界磁電流
の影響を受けて変動するので、特に影響が顕著である界
磁電流依存性を考慮した。具体的には、一般に第４図に
示すように相互インダクタンスＭが変化するが、今回は
、これを第５図のように近似して損失計算を行なった。
失として、電機子銅損Ｗｃ、他励界磁の抵抗損Ｗｒ１ブ
ラシの電気損ｗｂを考え、これらの和である、 Ｗ −Ｗ ｃ＋ Ｗ ｆ ＋ Ｗ ｂ を最小化している。このとき、Ｗ−Ｗ（Ｍ）と、相互イ
ンダクタンスＭの関数となる。従来は、相互インダクタ
ンスＭを電動機に固有の一定値として扱っていた。本発
明では、相互インダクタンスＭの値が回転数と界磁電流
の影響を受けて変動するので、特に影響が顕著である界
磁電流依存性を考慮した。具体的には、一般に第４図に
示すように相互インダクタンスＭが変化するが、今回は
、これを第５図のように近似して損失計算を行なった。
上記データ・テーブルには、このような相互インダクタ
ンスを考慮した電流パターンが記憶されている。
ンスを考慮した電流パターンが記憶されている。
しかして、ステップＳ８では、ステップＳ７で求めた最
適効率電流パターンにより、発電機２の界磁電圧制御指
令値及び電動機４，５の界磁電圧制御指令値を算出する
。ステップＳ９では、電機子回路の稼働時は整流器側に
、制動時にはリターダ抵抗側に接続するため、開閉器Ｏ
Ｎ１０ Ｆ Ｆ指令を出力する。これにより、回路が構
成された後、ステップＳＩＯにおいて、発電機２、右側
電動機４、左側電動機５のそれぞれの励磁器１０． Ｉ
Ｉ、 １２に制御指令電圧を出力し、電流制御を行なう
。最後に、ステップＳｌｌで、各信号のサンプルデータ
を次の計算用に並べ変え、ステップＳＬへ戻る。
適効率電流パターンにより、発電機２の界磁電圧制御指
令値及び電動機４，５の界磁電圧制御指令値を算出する
。ステップＳ９では、電機子回路の稼働時は整流器側に
、制動時にはリターダ抵抗側に接続するため、開閉器Ｏ
Ｎ１０ Ｆ Ｆ指令を出力する。これにより、回路が構
成された後、ステップＳＩＯにおいて、発電機２、右側
電動機４、左側電動機５のそれぞれの励磁器１０． Ｉ
Ｉ、 １２に制御指令電圧を出力し、電流制御を行なう
。最後に、ステップＳｌｌで、各信号のサンプルデータ
を次の計算用に並べ変え、ステップＳＬへ戻る。
［発明の効果］
車両用の直流電動機は広い回転数及び負荷トルク範囲で
使用されるため、本発明のように、相互インダクタンス
の変化を考慮した電流パターンに基づいて制御すること
により、特に低速、高速トルクを必要とする領域におい
て、その運転効率を上げることができると共に、高速域
を含め、全ての領域で、従来の方式を上回る効率となる
。
使用されるため、本発明のように、相互インダクタンス
の変化を考慮した電流パターンに基づいて制御すること
により、特に低速、高速トルクを必要とする領域におい
て、その運転効率を上げることができると共に、高速域
を含め、全ての領域で、従来の方式を上回る効率となる
。
第１図は本発明の一実施例に係る最適効率制御装置の構
成を示−すブロック図、第２図は同実施例の制御回路の
構成を示すブロック図、第３図は同実施例の動作を説明
するためのフローチャート、第４図及び第５図は同実施
例における最適効率電流パターンの算出方法を説明する
だめの図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・発電機、３・・・整流器、
４゜５・・・電動機、６．γ・・スプロケット、８，９
・・・リターダ抵抗、１０〜１２・・・励磁器、■３〜
１５・・・ポテンショメータ、１６．１７・・・回転数
ピックアップ、１８・・・制御回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３１！１
成を示−すブロック図、第２図は同実施例の制御回路の
構成を示すブロック図、第３図は同実施例の動作を説明
するためのフローチャート、第４図及び第５図は同実施
例における最適効率電流パターンの算出方法を説明する
だめの図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・発電機、３・・・整流器、
４゜５・・・電動機、６．γ・・スプロケット、８，９
・・・リターダ抵抗、１０〜１２・・・励磁器、■３〜
１５・・・ポテンショメータ、１６．１７・・・回転数
ピックアップ、１８・・・制御回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３１！１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エンジンにより駆動される発電機の出力により、電動機
を回転させる電気駆動車において、 運転者の操作に応じて出力トルク指令を発生する手段と
、 その出力トルク指令に応じて、上記電動機の相互インダ
クタンスの界磁電流依存性を考慮した電機子電流及び界
磁電流の最適効率電流パターンを求める手段と、 その電流パターンに基づいて、上記発電機及び上記電動
機の界磁電流を制御するための指令を決定する手段とを
具備したことを特徴とする最適効率制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2310863A JPH04183205A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 電気駆動車の最適効率制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2310863A JPH04183205A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 電気駆動車の最適効率制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04183205A true JPH04183205A (ja) | 1992-06-30 |
Family
ID=18010297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2310863A Pending JPH04183205A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 電気駆動車の最適効率制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04183205A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003061398A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-28 | Denso Corp | 車両用発電電動機装置 |
| CN104228843A (zh) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车的油门踏板扭矩识别处理方法 |
| JP5971663B1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-08-17 | 三菱電機株式会社 | 車両用発電電動機の制御装置 |
-
1990
- 1990-11-16 JP JP2310863A patent/JPH04183205A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003061398A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-28 | Denso Corp | 車両用発電電動機装置 |
| JP4655431B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2011-03-23 | 株式会社デンソー | 車両用発電電動機装置 |
| CN104228843A (zh) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车的油门踏板扭矩识别处理方法 |
| CN104228843B (zh) * | 2013-06-19 | 2016-12-07 | 上海汽车集团股份有限公司 | 混合动力汽车的油门踏板扭矩识别处理方法 |
| JP5971663B1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-08-17 | 三菱電機株式会社 | 車両用発電電動機の制御装置 |
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