JPH05184017A - 電気自動車の駆動モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多様な負荷条件に対応して駆動モータの効率を
高くすることができるようにする。 【構成】ステータの磁極が発生する磁束とロータの磁極
が発生する磁束が鎖交する鎖交率を変更するために、鎖
交率変更手段が設けられている。該鎖交率変更手段は、
記憶手段に記憶された負荷条件に対応する制御量を受け
て上記鎖交率を変更する。そのため、駆動モータの負荷
条件を検出する手段が設けられるとともに、記憶手段に
は、駆動モータの負荷条件及び駆動モータの効率に対応
してあらかじめ設定された制御量が格納されている。そ
して、制御装置は、検出した負荷条件に対応する制御量
を上記記憶手段から読み出し、該制御量を上記鎖交率変
更手段に出力する。したがって、上記制御量に対応する
鎖交率で駆動モータが駆動されるため、効率の高い走行
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の駆動モー
タ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車においては、駆動源として
内燃機関を利用しており、エンジンでガソリンを燃焼す
ることによって発生したエネルギをトルクに変換し、ト
ランスミッションを介して回転数を変化させて駆動輪に
伝達するようになっている。そして、手動変速又は自動
変速によってトランスミッションのギヤ比を変化させ、
一般道などの多様な負荷条件で走行する必要がある走行
路においては、負荷条件に対応して燃費の低い最適な変
速段で走行するようになっている。

【０００３】ところが、内燃機関を利用した自動車はガ
ソリンを燃焼させてトルクを発生するようになっている
ため、排気ガスを発生して環境を汚染してしまう。ま
た、アイドリング状態においては、エンジンが回転して
いるにもかかわらず車両は走行せず、渋滞することが多
い都会では一層排気ガスが発生してしまう。そこで、駆
動源の一部又は全部を駆動モータに置き換え、電気エネ
ルギをトルクに変換して駆動輪に伝達するようにした電
気自動車が提供されている（特開平１−２９８９０５号
公報参照）。

【０００４】該電気自動車においては、例えば車両本体
に電源としてバッテリを搭載しており、該バッテリから
供給された電流によって駆動モータを駆動するようにし
ている。この場合、上記電気自動車は各駆動輪ごとに駆
動モータを備えており、該駆動モータの回転速度を直接
制御して車速を変更するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気自動車の駆動モータ制御装置においては、機械
的な損失の量を抑制することができるような設計が行わ
れているが、走行路における負荷条件の変化に対応し
て、エネルギ消費が少なく、効率の高い走行を行うこと
ができない。

【０００６】すなわち、市街地の一般道などのように多
様な負荷条件で走行する必要がある走行路においても、
一定の負荷条件を前提として駆動モータが設計されてい
るため、消費電流が大きくなってしまう。本発明は、上
記従来の電気自動車の駆動モータ制御装置の問題点を解
決して、多様な負荷条件に対応して駆動モータの効率を
高くすることができる電気自動車の駆動モータ制御装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の電
気自動車の駆動モータ制御装置においては、ステータと
ロータから成る駆動モータによって車両の駆動力の少な
くとも一部を発生させて走行するようになっている。そ
して、ステータの磁極が発生する磁束とロータの磁極が
発生する磁束が鎖交する鎖交率を変更するために、鎖交
率変更手段が設けられている。

【０００８】そのため、駆動モータの負荷条件を検出す
る手段と、駆動モータの負荷条件及び駆動モータの効率
に対応してあらかじめ設定された制御量を格納する記憶
手段が設けられ、検出した負荷条件に対応する制御量を
上記記憶手段から読み出し、該制御量を上記鎖交率変更
手段に出力するようになっている。

【０００９】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、上記のように
ステータとロータから成る駆動モータによって車両の駆
動力の少なくとも一部を発生させて走行するようになっ
ている。また、駆動力の他の部分をエンジンによって発
生させてもよい。そして、ステータの磁極が発生する磁
束とロータの磁極が発生する磁束が鎖交する鎖交率を変
更するために、鎖交率変更手段が設けられている。該鎖
交率変更手段は、記憶手段に記憶された負荷条件に対応
する制御量を受けて上記鎖交率を変更する。

【００１０】そのため、駆動モータの負荷条件を検出す
る手段が設けられるとともに、記憶手段には、駆動モー
タの負荷条件及び駆動モータの効率に対応してあらかじ
め設定された制御量が格納されている。そして、制御装
置は、検出した負荷条件に対応する制御量を上記記憶手
段から読み出し、該制御量を上記鎖交率変更手段に出力
する。

【００１１】したがって、上記制御量に対応する鎖交率
で駆動モータが駆動されるため、効率の高い走行を行う
ことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す電
気自動車の駆動モータ制御装置の概略図、図２は本発明
の実施例を示す電気自動車の駆動モータ制御装置の詳細
図、図３は本発明の実施例を示す駆動モータ制御装置が
搭載された電気自動車の斜視図である。

【００１３】図１に示すように、ブラシレスＤＣモータ
１１は、電気自動車（図３）の４輪の各駆動輪内に配設
され、例えば２４０〔Ｖ〕の電圧を有する直流電源１２
から供給された電流によって駆動される。該ブラシレス
ＤＣモータ１１は、６極の永久磁石から成るロータと、
３相の巻線から成る電磁コイルすなわちステータコイル
を備えている。

【００１４】上記ブラシレスＤＣモータ１１のロータシ
ャフト１３には、同軸的にレゾルバ１５の回転子が結合
されていて、ブラシレスＤＣモータ１１のロータの磁極
の絶対位置を検出することができるようになっている。
すなわち、上記レゾルバ１５にはレゾルバ回路１６が接
続されていて、該レゾルバ回路１６は、上記レゾルバ１
５に交流電圧Ｅ_m sin ωｔ及び交流電圧Ｅ_m cos ωｔ
（図中ｘ，ｙで示す）を印加するとともに、レゾルバ１
５から交流電圧Ｅ_m sin(ωｔ＋θ) のレゾルバ信号ａを
受けて、上記ロータの磁極の絶対位置を検出し、電流波
形制御回路１７に励磁位置信号ｂをベースドライブ回路
１８に出力する。

【００１５】該電流波形制御回路１７は、電気自動車の
負荷条件、例えばアクセルの踏込量などに対応した電流
をブラシレスＤＣモータ１１に供給するためのものであ
り、要求電流（トルク指令）に対応したデューティ比を
有するＵＶＷ相のパルス幅変調（ＰＭＷ）信号ｄを出力
する。上記ブラシレスＤＣモータ１１のステータコイル
は、ブリッジ回路１８によって励磁される。該ブリッジ
回路１８は６個のパワートランジスタ２１〜２６から成
り、各パワートランジスタ２１〜２６のベースにはベー
スドライブ回路２８からスイッチング信号としてトラン
ジスタ駆動信号ｃが出力される。上記ベースドライブ回
路２８は、上記電流波形制御回路１７から出力されるＰ
ＭＷ信号ｄを受けて、各トランジスタを駆動する。

【００１６】２９はメインコンピュータであり、該メイ
ンコンピュータ２９の入力ポートには、モード選択スイ
ッチから出力されるモード選択信号ｅ₁ 、アクセルセン
サから出力され、アクセルの踏込量に対応したアクセル
信号ｅ₂ 、ブレーキセンサから出力され、ブレーキの踏
込量に対応したブレーキ信号ｅ₃ 、シフトレバーを各レ
ンジ位置に移動した時に出力されるシフトポジション信
号ｅ₄ 、ブラシレスＤＣモータ１１の回転速度（回転
数）Ｒを電磁的にピックアップした速度信号ｅ₅ 及びそ
の他の信号ｅ₆ が入力される。

【００１７】また、上記メインコンピュータ２９の出力
ポートからは、上記電流波形制御回路１７に対して上記
要求電流を指令するための電流指令信号ｊ₁ 、回転方向
指令信号ｊ₂ 、回生信号ｊ₃ 及び運転指令信号ｊ₄ が、
上記レゾルバ回路１６に対して位相差指令信号ｐが出力
される。また、上記直流電源１２には電源回路３３が接
続されていて、上記ブリッジ回路１８に対して駆動電圧
ｑを印加するとともに、電流波形制御回路１７などの各
制御回路に対して制御電源電圧ｒを印加する。３４は上
記ブリッジ回路１８の入力側に接続された平滑用コンデ
ンサ、３５は上記ブラシレスＤＣモータ１１に供給され
る相電流の電流センサである。該電流センサ３５は、Ｕ
相電流検出信号ｓ及びＶ相電流検出信号ｔを上記電流波
形制御回路１７に対して出力する。

【００１８】また、図２に示すように、レゾルバ回路１
６は励磁回路４１、磁極検出回路４２、ＣＰＵ４３、Ｒ
ＯＭ４４、Ｄ／Ａコンバータ４５で構成される。上記レ
ゾルバ１５は、いわゆるブラシレスレゾルバで構成さ
れ、固定子側に２相の固定子巻線と回転トランスの二次
側巻線を有するとともに、回転子側に上記固定子巻線に
よって誘導電圧を発生させるための回転子巻線と該回転
子巻線に電気的に接続された回転トランスの一次側巻線
を有する。

【００１９】そして、上記励磁回路４１は、レゾルバ１
５の固定子巻線に対して互いに９０°だけ位相がずれた
交流電圧Ｅ_m sin ωｔ及び交流電圧Ｅ_m cos ωｔを印加
する。この時、レゾルバ１５の回転子巻線には、回転軸
の基準位置から角度θだけ位相変調された交流電圧Ｅ_m
sin(ωｔ＋θ) が誘起される。上記磁極検出回路４２は
誘起された交流電圧Ｅ_m sin(ωｔ＋θ) と、励磁回路４
１から入力されたレゾルバ励磁周波数sin ωｔに基づい
て、ロータの基準軸からの変位角度θを求め、該変位角
度θによってロータの磁極の絶対位置を検出して、１２
ビットのデジタル絶対位置データとしてＣＰＵ４３に出
力する。

【００２０】ここで、該ＣＰＵ４３は、メインコンピュ
ータ２９からの位相差指令信号ｐを受けると、上記デジ
タル絶対位置データを変更するようになっている。すな
わち、上記メインコンピュータ２９は、第１の制御モー
ドである電圧制御と第２の制御モードである位相制御間
の変更に対応して位相差指令信号ｐを発生し、上記ＣＰ
Ｕ４３に対して出力する。該ＣＰＵ４３は、位相差指令
信号ｐを受けると、該位相差指令信号ｐによって指令さ
れた位相差αだけ上記デジタル絶対位置データをシフト
する。すなわち、実際の磁極の絶対位置よりも回転方向
に位相差αだけシフトした絶対位置を検出したかのよう
な仮想デジタル絶対位置データを発生し、デジタル絶対
位置信号ｖとして上記ＲＯＭ４４に対して出力する。

【００２１】該ＲＯＭ４４には、それぞれ２／３πずつ
位相のずれた３個の正弦波データが格納されており、上
記ＣＰＵ４３から出力されたロータのデジタル絶対位置
信号ｖをＵＶＷ相の正弦波デジタル信号ｗに変換して出
力する。そして、該正弦波デジタル信号ｗはＤ／Ａコン
バータ４５によってアナログ信号ｚ（sin θ，sin(θ＋
２／３π) ，sin(θ＋４／３π））に変換され、上記電
流波形制御回路１７に出力される。

【００２２】該電流波形制御回路１７は、乗算器６１、
電流アンプ６２、コンパレータ６３及びのこぎり波を発
生するための発振器（三角波キャリア）６４で構成され
る。そして、上記乗算器６１には、Ｄ／Ａコンバータ４
５から出力されたロータの磁極の絶対位置を示すアナロ
グ信号ｚが入力されるとともに、負荷条件、例えばアク
セル信号ｅ₂ などに基づいて決定される要求電流が電流
指令信号ｊ₁ として入力され、位相及び振幅が特定され
た交流信号ｇ（Ｉsin θ，Ｉsin(θ＋２／３π) ，Ｉsi
n(θ＋４／３π））を電流アンプ６２に出力する。

【００２３】該電流アンプ６２は、交流信号ｇ（Ｉsin
θ，Ｉsin(θ＋２／３π) ，Ｉsin(θ＋４／３π））
を、ブラシレスＤＣモータ１１のＵＶＷ相にそれぞれ供
給される相電流ＫＩsin θ，ＫＩsin(θ＋２／３π) ，
ＫＩsin(θ＋４／３π）のフィードバック信号と差動増
幅してコンパレータ６３に出力する。該コンパレータ６
３の入力端子には、上記電流アンプ６２の出力と共に、
上記発振器６４からの出力が入力され、位相とデューテ
ィ比が決定されたＰＭＷ信号ｄをベースドライブ回路２
８及びブリッジ回路１８のパワースイッチング回路６６
に出力する。

【００２４】図４は本発明の駆動モータ制御装置を搭載
した電気自動車における駆動輪の断面図である。図に示
すように、ケーシング７１内にブラシレスＤＣモータ１
１、遊星歯車減速装置７２を収容しており、ロータシャ
フト１３は、一端が出力回転軸７４の凹部に嵌入され、
軸受７５，７６によって支持されて同軸上に配設され
る。そして、上記ロータシャフト１３と出力回転軸７４
は両側において軸受７７，７８によって支持される。ま
た、７９はディスクブレーキである。

【００２５】上記ケーシング７１は、本体８１と左右の
側壁部８２，８３とが多数のボルト８４によって一体的
に連結され、本体８１の内部には、断面がほぼ円形の空
間８５と、下方に位置し空間８５に連通した油溜め８６
が設けられる。また、本体８１の外面には多数の冷却用
のフィン８７が設けられる。そして、左の側壁部８２の
内部には空間８５の円形断面よりも小さな円形断面の空
間８８が設けられ、外面には多数の冷却用のフィン８９
が設けられるとともに、右の側壁部８３の内部には空間
８５とほぼ同径の円形断面の空間９０が設けられてい
る。

【００２６】上記本体８１の空間８５内にはブラシレス
ＤＣモータ１１が収容され、該ブラシレスＤＣモータ１
１のロータシャフト１３は本体８１の側壁９４に軸受７
７を介して回転自在に支持されている。そして、上記ブ
ラシレスＤＣモータ１１のロータ９１がロータシャフト
１３に固定されるとともに、ステータコイル９２が空間
８５の内壁に固定されている。

【００２７】左の側壁部８２の空間８８内にはモータ回
転数センサ９３が収容されていて、該モータ回転数セン
サ９３の可動部側がロータシャフト１３の左端部に固定
されるとともに、固定部側は本体８１の側壁９４に固定
されている。一方、右の側壁部８３の空間９０内には出
力回転軸７４が収容されており、該出力回転軸７４には
ホイールハブ９５がスプライン嵌合され、ナット９６に
よって軸方向に移動しないように固定されている。上記
出力回転軸７４とホイールハブ９５は、軸受７８を介し
て側壁９７に回転自在に支持される。また、ホイールハ
ブ９５には、タイヤ９８を支持したホイール９９がボル
ト・ナット１０１によって取り付けられている。

【００２８】上記出力回転軸７４の左端には、軸心と同
心状の円形断面の凹部１０２が形成されているととも
に、放射状にフランジ部１０３が形成されている。ま
た、出力回転軸７４内にロータシャフト１３の一端が嵌
入されていて、該端部は、出力回転軸７４に軸受７５を
介してラジアル方向に、軸受７６を介してスラスト方向
にそれぞれ支持され、互いに相対回転可能となってい
る。

【００２９】上記フランジ部１０３の根元近傍にはキャ
リヤ１０５が取り付けられ、両者間には所要数の軸１０
６が周方向に等間隔に架設され、各軸１０６にプラネタ
リギヤ１０７がそれぞれ回転自在に支持されている。該
プラネタリギヤ１０７は、ロータシャフト１３に形成さ
れたサンギヤ１０９と右の側壁部８３の内壁に固定され
たリングギヤ１１０間に配設されていて、両ギヤ１０
９，１１０に常時噛合するようになっている。そして、
上記キャリヤ１０５、軸１０６、プラネタリギヤ１０
７、サンギヤ１０９及びリングギヤ１１０によって、ロ
ータシャフト１３と出力回転軸７４とを連結する上記遊
星歯車減速装置７２が構成されている。

【００３０】さらに、フランジ部１０３の周端にはブレ
ーキディスク１１１，１１２が軸方向にのみ摺動自在に
スプライン嵌合されている。右の側壁部８３の内壁に
は、フランジ部１０３の周端に対向した位置に３枚のブ
レーキディスク１１２が軸方向にのみ摺動可能にスプラ
イン嵌合されている。そして、右の側壁部８３の側壁の
数箇所に設けられたブレーキシリンダ１１４には、ピス
トン１１５が最も右側のブレーキディスク１１２の側面
に端面を対向するように配設されている。

【００３１】ところで、本発明の電気自動車において
は、ブラシレスＤＣモータ１１の効率及び省エネルギを
重視したエコノミーモードと加速性を重視したパワーモ
ードを選択することができるようになっていて、そのた
め、運転席の近傍にモード選択スイッチが配設されてい
る。該モード選択スイッチは、上記両モードをそれぞれ
選択する際に押下することができるように一対のオルタ
ネイトスイッチで構成され、いずれか一方を押下してオ
ンにすると、他方が復帰してオフになるようになってい
る。これを、モーメンタリスイッチで構成して、押下す
るたびにエコノミーモードとパワーモードを交互に選択
することができるようにしてもよい。該モーメンタリス
イッチを使用した場合、電源のオンによっていずれかの
モードが初期設定で指定されるようにしておくとよい。

【００３２】すなわち、運転者がパワーモードを選択す
ると、上記ＣＰＵ４３は磁極検出回路４２から出力され
たデジタル絶対位置データを何ら処理することなく、そ
のままＲＯＭ４４に出力する。この場合、ブラシレスＤ
Ｃモータ１１のＵＶＷ相の各ステータコイル９２を励磁
し、各ステータコイル９２にロータ９１の磁極が発生し
た磁束に対してほぼ直交する方向に磁束を発生させる。
すなわち、ステータコイル９２に誘起される逆起電力の
ベクトル（逆起電力ベクトル）と上記ステータコイル９
２に供給される励磁電流のベクトル（励磁電流ベクト
ル）間の位相差αがほぼ０°になるようなタイミングで
ステータコイル９２が励磁される。この時、ステータコ
イル９２が発生する磁束とロータ９１が発生する磁束が
鎖交する鎖交率が最大となる。したがって、ステータコ
イル９２に供給される励磁電流に対応して発生するトル
クは最大となり、加速性を重視した走行を行うことがで
きる。

【００３３】一方、運転者がエコノミーモードを選択す
ると、図示しないモード選択スイッチからモード選択信
号ｅ₁ が上記メインコンピュータ２９に入力される。該
メインコンピュータ２９は、モード選択信号ｅ₁ を受け
ると、上記レゾルバ回路１６のＣＰＵ４３に対して、位
相差指令信号ｐを出力する。そのため、逆起電力ベクト
ルと励磁電流ベクトルの位相差αを大きくするためのデ
ータが上記メインコンピュータ２９の位相制御用メモリ
内に格納されている。

【００３４】図５は本発明の実施例を示す電気自動車の
駆動モータ制御装置における位相制御用メモリの構造
図、図６は本発明の電気自動車の駆動モータ制御装置に
おける駆動モータの特性図である。図５に示すように、
メインコンピュータ２９が内蔵する位相制御用メモリ
は、ブラシレスＤＣモータ１１の回転速度Ｒと負荷電流
Ｉの２つのパラメータに対応する位相差αのデータを格
納している。すなわち、回転速度ＲをＲ₁ 〜Ｒ₂ ，Ｒ ₂
〜Ｒ₃ ，Ｒ₃ 〜Ｒ₄ ，Ｒ₄ 〜Ｒ₅ ，Ｒ₅ 〜Ｒ₆ ，…のよ
うに各レベルに分け、また、負荷電流ＩをＩ₁ 〜Ｉ₂ ，
Ｉ₂ 〜Ｉ₃ ，Ｉ₃ 〜Ｉ₄ ，…のように各レベルに分け、
それぞれの組合せに対応して位相差αがα₁ ，α₂ ，α
₃ ，α₄ …のように設定されている。

【００３５】図６から、同一のトルクを出力する場合で
も位相差αによってバッテリ電流、回転速度Ｒ及び効率
が異なることが分かる。上記バッテリ電流は、電気自動
車の他のぎ装品において消費されるものを無視して測定
したものであり、負荷電流Ｉに相当する。したがって、
負荷電流Ｉ及び回転速度Ｒが与えられた時の、ブラシレ
スＤＣモータ１１の効率が最も高くなる位相差αが実験
によって求められ、該位相差αが上記メインコンピュー
タ２９の位相制御用メモリ内に格納される。

【００３６】上記回転速度Ｒは速度信号ｅ₅ として、負
荷電流Ｉはその他の信号ｅ₆ として上記メインコンピュ
ータ２９に入力される。そして、この場合、回転速度Ｒ
は、ブラシレスＤＣモータ１１のロータ９１の近傍に設
けた電磁ピックアップ型の車速センサによって検出して
いる。また、負荷電流Ｉとしては、ブラシレスＤＣモー
タ１１の各ＵＶＷ相の一つ（例えばＵ相）に供給される
相電流ＫＩsin θとして検出され、そのため上記Ｕ相へ
の給電線にホール素子を設けている。

【００３７】上記メインコンピュータ２９は、これらの
検出手段によって二つのパラメータを検出し、ブラシレ
スＤＣモータ１１を駆動するのに最も効率の良い位相差
αを位相制御用メモリから読み出して、上記ＣＰＵ４３
に対して位相差指令信号ｐを出力する。図７は本発明の
実施例においてＣＰＵからＲＯＭに出力されるデジタル
絶対位置データの説明図である。

【００３８】上述したように、磁極検出回路４２は誘起
されたロータ９１の磁極の絶対位置を検出して、１２ビ
ットのデジタル絶対位置データとしてＣＰＵ４３に出力
する。該ＣＰＵ４３は、エコノミーモードになって上記
メインコンピュータ２９からの位相差指令信号ｐを受け
ると、該位相差指令信号ｐによって指令された位相差α
に対応するデジタル量だけ上記デジタル絶対位置データ
をシフトする。すなわち、実際の磁極の絶対位置よりも
回転方向に位相差αだけシフトした絶対位置を検出した
かのような仮想デジタル絶対位置データを発生し、デジ
タル絶対位置信号ｖとして上記ＲＯＭ４４に対して出力
する。

【００３９】この場合、ロータ９１の磁極の実際の絶対
位置が、基準位置を０として０〜２πの範囲で変わる
と、パワーモード時には、図の実線で示すように、実際
の絶対位置がそのままデジタル絶対位置データとして出
力される。また、エコノミーモード時には、メインコン
ピュータ２９からＣＰＵ４３に対して位相差指令信号ｐ
が出力されるが、該位相差指令信号ｐによって位相差α
が指令されると、図の破線で示すように位相差αに対応
するデジタル量だけデジタル絶対位置データがシフトさ
せられ、仮想デジタル絶対位置データとなる。該仮想デ
ジタル絶対位置データは、デジタル絶対位置信号ｖとし
てＲＯＭ４４に出力される。

【００４０】図８は本発明の実施例のＤ／Ａコンバータ
から出力されるアナログ信号の説明図である。図におい
て、（ａ）はＤ／Ａコンバータ４５からＵ相用として出
力されるアナログ信号ｚの正弦波曲線を示している。上
記ＣＰＵ４３から仮想デジタル絶対位置データがデジタ
ル絶対位置信号ｖとしてＲＯＭ４４に出力されると、Ｄ
／Ａコンバータ４５から出力されるアナログ信号ｚの正
弦波曲線は位相が変化して（ｂ）のようになる。

【００４１】すなわち、エコノミーモードになると、メ
インコンピュータ２９の位相制御用メモリから回転速度
Ｒ及び負荷電流Ｉに対応する位相差αが読み出され、効
率が最大になるようにロータ９１の磁極のデジタル絶対
位置データがシフトする。この結果、ステータコイル９
２に誘起される逆起電力ベクトルと励磁電流ベクトル間
に位相差αが形成されるようなタイミングでステータコ
イル９２が励磁される。

【００４２】図９は本発明の実施例を示す駆動モータ制
御装置におけるブラシレスＤＣモータの効率特性図であ
る。図の横軸には回転速度Ｒ及び出力回転数が、縦軸に
トルクが採ってあり、パワーモード時の効率を実線で、
エコノミーモード時の効率を破線で示している。なお、
回転速度Ｒはロータ９１の回転数であり、出力回転数は
遊星歯車減速装置７２によって減速された後のホイール
９９の回転数である。

【００４３】図に示すように、エコノミーモード時にお
いては、ブラシレスＤＣモータ１１を高い効率で駆動す
ることができる範囲が広くなっている。このように、上
記構成のブラシレスＤＣモータ１１においては、電気的
な手法で逆起電力ベクトルと励磁電流ベクトル間の位相
差αを変更しており、ロータ９１の磁極の絶対位置を検
出するセンサの配設位置を変更するなど機械的な手法を
採用していない。したがって、モータ制御を行うのに要
する時間が短く、部品が摺動することなどによる摩耗や
消耗を抑制することができる。特に、種々の路面を走行
することが想定され、振動、ノイズ等の発生が予測され
る電気自動車に最適である。

【００４４】また、部品を接触させることによる電気的
な接続部分のないレゾルバ１５を用い、簡易な手法で逆
起電力ベクトルと励磁電流ベクトル間に位相差を形成す
るようになっているため、衝撃に強く、使用温度、ノイ
ズ、電源電圧等による制約がなくなる。さらに、上記実
施例では逆起電力ベクトルと励磁電流ベクトル間の位相
差αを連続的に変更することができるため、運転者はエ
コノミーモードを選択することによって、回転速度Ｒと
負荷電流Ｉに対応する最高の効率でブラシレスＤＣモー
タ１１を駆動することができる。

【００４５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。上記第１の実施例においては、ＣＰＵ４３を用い
て、エコノミーモードが選択された時にデジタル絶対位
置データをシフトさせ、逆起電力ベクトルと励磁電流ベ
クトルの位相差αを変更するようにしているが、第２の
実施例においては、このようなシフトを行わない。すな
わち、ＲＯＭ４４には、パワーモードのためのデジタル
絶対位置データ及びエコノミーモードのための仮想デジ
タル絶対位置データが複数格納されていて、メインコン
ピュータ２９は、レゾルバ回路１６に位相差指令信号ｐ
を送り、ＲＯＭ４４内のデジタル絶対位置データ又は所
定の位相差αを持つ仮想デジタル絶対位置データを選択
し、正弦波デジタル信号ｗとして出力させるようにして
いる。したがって、上記デジタル絶対位置データをシフ
トさせるためのＣＰＵ４３は不要である。

【００４６】図１０は本発明の第２の実施例を示す電気
自動車の駆動モータ制御装置に使用されるＲＯＭを示す
図、図１１は本発明の第２の実施例におけるＲＯＭの構
造を示す図である。ＵＶＷ相のそれぞれに設けられたＲ
ＯＭ４４に格納されるデジタル絶対位置データ及び仮想
デジタル絶対位置データ（図ではＵ相のもののみを示
す。）は、ブラシレスＤＣモータ１１の回転方向（Ｃ・
Ｗ（時計方向）、Ｃ．Ｃ．Ｗ．（反時計方向））別に区
分され、メインコンピュータ２９から受けた位相差指令
信号ｐによって選択される。

【００４７】この場合、上記仮想デジタル絶対位置デー
タは、ブラシレスＤＣモータ１１の効率が高くなる平均
的な位相差αを算出し、デジタル絶対位置データを該位
相差αだけシフトさせることによって求めている。な
お、車両を前進時と後進時で通常車速が異なるため、上
記ＲＯＭ４４に格納される仮想デジタル絶対位置データ
はブラシレスＤＣモータ１１の回転方向によって異な
る。このように、位相差指令信号ｐによってデジタル絶
対位置データ及び仮想デジタル絶対位置データが直接選
択されるので、極めて応答速度の速い位相制御が可能と
なる。

【００４８】なお、ＲＯＭ４４には、パワーモード時の
デジタル絶対位置データとエコノミーモード時の仮想デ
ジタル絶対位置データの２種類だけが格納されるが、多
種類格納されるようにしてもよい。このように、第２の
実施例においては、運転者によってパワーモードとエコ
ノミーモードの選択を行うことができるため、負荷条件
に対応する制御モードを極めて容易に選択することが可
能である。

【００４９】また、上記第１の実施例では、ロータ９１
の磁極の絶対位置を検出する手段として、レゾルバ１５
を使用しているが、例えば、光学式のロータリエンコー
ダや磁気式エンコーダ（例えば、ホール素子や強磁性薄
膜を用いたもの）を使用することもできる。さらに、運
転者がモード選択スイッチを押下することによってモー
ドの選択を行うようになっているが、不用意にモード選
択スイッチを押下することも考えられる。そこで、モー
ドの切換えを滑らかに行うことができるように、メイン
コンピュータ２９からの位相差指令信号ｐによる位相差
αが、単位時間当たりで所定値以上大きくならないよう
にソフト的な処理を行うこともできる。この処理におい
ては、位相差αの変化の加速度がある傾き以上にならな
いように単位時間当たりの変化量が抑制されるようにな
っている。

【００５０】また、上記ブラシレスＤＣモータ１１は、
図３に示すように４輪の各駆動輪内に配設されている
が、例えば、従来の内燃機関を利用する車両のエンジン
に代えて車体側に配置し、差動装置などを介して各駆動
輪を駆動するようにしてもよく、さらに、エンジンとブ
ラシレスＤＣモータ１１を組み合わせ、エンジンと同時
に、又は時間的に異ならせて駆動してもよい。

【００５１】さらに、本実施例では、ブラシレスＤＣモ
ータ１１において、電気的に逆起電力ベクトルと励磁電
流ベクトルの位相差αを変更するようにしているが、ブ
ラシを有する通常のＤＣモータにおいて、界磁電流を制
御して磁束量を変化させ、ロータ９１の磁極の磁束とス
テータの磁極の磁束とが鎖交する鎖交率を変更するよう
にしてもよく、また、ブラシと整流子が接触する周方向
位置を変更することによって磁束の鎖交率を変更するよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す電気自動車の駆動モータ
制御装置の概略図である。

【図２】本発明の実施例を示す電気自動車の駆動モータ
制御装置の詳細図である。

【図３】本発明の実施例を示す駆動モータ制御装置が搭
載された電気自動車の斜視図である。

【図４】本発明の駆動モータ制御装置を搭載した電気自
動車における駆動輪の断面図である。

【図５】本発明の実施例を示す電気自動車の駆動モータ
制御装置における位相制御用メモリの構造図である。

【図６】本発明の電気自動車の駆動モータ制御装置にお
ける駆動モータの特性図である。

【図７】本発明の実施例においてＣＰＵからＲＯＭに出
力されるデジタル絶対位置データの説明図である。

【図８】本発明の実施例のＤ／Ａコンバータから出力さ
れるアナログ信号の説明図である。

【図９】本発明の実施例を示す駆動モータ制御装置にお
けるブラシレスＤＣモータの効率特性図である。

【図１０】本発明の第２の実施例を示す電気自動車の駆
動モータ制御装置に使用されるＲＯＭを示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施例におけるＲＯＭの構造
を示す図である。

【符号の説明】

１１ ブラシレスＤＣモータ １６ レゾルバ回路 ２９ メインコンピュータ ４３ ＣＰＵ ４４ ＲＯＭ ９１ ロータ ９２ ステータコイル ９９ ホイール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータとロータから成る駆動モータに
   よって車両の駆動力の少なくとも一部を発生させて走行
   する電気自動車の駆動モータ制御装置において、 （ａ）上記ステータの磁極が発生する磁束と上記ロータ
   の磁極が発生する磁束が鎖交する鎖交率を変更する鎖交
   率変更手段と、 （ｂ）上記駆動モータの負荷条件を検出する手段と、 （ｃ）上記駆動モータの負荷条件及び駆動モータの効率
   に対応してあらかじめ設定された制御量を格納する記憶
   手段と、 （ｄ）検出した負荷条件に対応する制御量を上記記憶手
   段から読み出し、該制御量を上記鎖交率変更手段に出力
   する手段を有することを特徴とする電気自動車の駆動モ
   ータ制御装置。