JPH06284788A - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JPH06284788A
JPH06284788A JP5066943A JP6694393A JPH06284788A JP H06284788 A JPH06284788 A JP H06284788A JP 5066943 A JP5066943 A JP 5066943A JP 6694393 A JP6694393 A JP 6694393A JP H06284788 A JPH06284788 A JP H06284788A
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JP
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motor
motors
load distribution
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distribution ratio
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JP5066943A
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Sumikazu Shiyamoto
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個のモータに対する負荷分配を最適制御
する。 【構成】 モータA及びBの合計損失が最小となる負荷
分配比が得られるよう、予めテーブルを設定しておく。
このテーブルを回転数N及びトルク指令により参照し、
得られた負荷分配比に基づきモータA及びBに対しトル
ク指令を配分する。配分されたトルク指令によりインバ
ータ26を制御することにより、モータA及びB合計で
の損失が最小となり、高効率運転となる。トルク配分の
割当を温度tA 及びtB の比較結果に応じて設定するこ
とによりモータA及びBの温度上昇が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個のモータから構
成される駆動装置を制御するモータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複数個のモータから構成される駆動装置
を制御する装置としては、例えば図5に示されるような
構成が知られている。この図に示される装置は、例えば
実開昭59−30699号に開示された装置である。
【0003】この従来例に係る制御装置により制御され
る駆動装置は、モータ10及び12の出力軸10a及び
12aをクラッチ14により接続した構成である。制御
装置16はバッテリ18から供給される直流電力を交流
電力に変換するインバータ回路を内蔵しており、このイ
ンバータ回路によって得られる交流電力は各モータ10
及び12に供給される。制御回路16は、モータ10の
出力軸10aに設けられたセンサ20により、モータ1
0の回転数を検出し、検出結果に応じてクラッチ14を
開閉制御する。
【0004】図6には、この従来例における制御内容が
示されている。
【0005】制御回路16は、まず、モータ10にのみ
駆動電流を供給する。モータ10の駆動開始直後におい
ては、センサ20によって検出される回転数が小さいた
め、制御回路16はクラッチ14を開いた状態に保ち、
モータ10のみにより出力を発生させる。この後、モー
タ10の回転数が増大し所定の値に至ると、制御回路1
6はクラッチ14を閉結させる。ここに、モータ10の
効率特性は、図6においてbで示されるような特性であ
る。制御回路16は、モータ10の出力がP1に至った
と認められる回転数で、すなわちモータ10の効率が高
効率領域に至ったと認められる時点で、クラッチ14を
閉結させる。
【0006】制御回路16は、センサ20によって検出
される回転数がさらに増大し、図6においてPC で示さ
れる出力に対応する回転数となった時点でモータ12へ
の駆動電流供給を開始する。この出力PC は、モータ1
0の効率特性bとモータ12の効率特性aとが交差する
点である。すなわち、この出力PC 以降については、モ
ータ10のみならずモータ12を併せて使用することに
より、高効率での運転を確保することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに複数個のモータをクラッチで接続した場合、各モー
タの出力の差が設置搭載スペース上の問題点となる。す
なわち、出力性能(最大出力)が相違する複数個のモー
タを、例えば電気自動車のパワートレインとして搭載す
る場合、各モータのレイアウトが難しい。
【0008】このような問題を回避するためには、駆動
装置を構成する複数個のモータとして同一出力性能のモ
ータを使用すると共に、駆動装置に要求される出力に応
じて、これらのモータを選択的にまたは同時に駆動させ
るようにすれば良い。しかし、このような構成とした場
合、各モータ間の負荷配分上の問題点が新たに発生す
る。言い換えれば、複数個のモータを同時に駆動する
際、各モータにどれだけの負荷が担われるか(負荷配
分)は、例えば1/2ずつとすることができるが、この
ような負荷配分では必ずしも高効率運転が実現されな
い。
【0009】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、複数個のモータか
ら構成される駆動装置を制御する際に、各モータに対す
る負荷配分が最適となり、これにより常に高効率運転を
実行することができるようにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、各モータが互いに負荷を分担する
ようほぼ同一の出力性能を有する複数個のモータの出力
軸がディファレンシャルギヤにより連結された構成を有
する駆動装置を制御対象とし、ディファレンシャルギヤ
の出力側において回転数を検出する手段と、駆動装置に
要求される出力及び検出された回転数に基づき、駆動装
置の損失がほぼ最小となる負荷分配比を決定する手段
と、決定された負荷分配比に応じて各モータの出力を制
御する手段と、を備えることを特徴とする。
【0011】また、本発明は、各モータの温度を検出す
る手段を備え、負荷分配比に応じて各モータの出力を制
御する際、検出された温度が比較的高いモータに対する
負荷分配が比較的小さくなるよう、負荷分配の割当を設
定することを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明においては、駆動装置に要求される出力
及び検出された回転数に基づき、駆動装置の損失がほぼ
最小となる負荷分配比が決定される。さらに、決定され
た負荷分配比に応じて各モータの出力が制御される。こ
のような制御が実行されると、合計損失がほぼ最小の状
態で、すなわち高効率状態で、各モータが駆動されるこ
ととなり、駆動装置の高効率運転を常に実行することが
可能となる。
【0013】また、本発明においては、各モータの温度
が検出される。負荷分配比に応じて各モータの出力を制
御する際、この温度が比較的高いモータについては、負
荷分配が比較的小さく設定される。これにより、各モー
タの温度上昇が過度となることが防止され、例えば冷却
装置の簡素化が実現されることとなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
【0015】図1には、本発明の一実施例に係るモータ
制御装置の構成が示されている。この装置は、本発明に
係るモータ制御装置を電気自動車のパワートレインとし
て構成した例である。
【0016】この実施例における駆動装置は、同一出力
性能を有するモータA及びBから構成されている。モー
タA及びBの出力軸はディファレンシャルギヤ(デフ)
22に連結されており、デフ22の出力軸はシャフト等
を介して駆動輪24に連結されている。従って、この実
施例においては、モータA及びBを単独で、あるいは両
者を組み合わせて用いることにより、車両の駆動力を発
生させることができる。
【0017】モータA及びBに電力を供給する手段とし
ては、バッテリ24及びインバータ26が設けられてい
る。インバータ26は、コントローラ28の制御下に、
バッテリ24から供給される直流電力を交流電力に変換
し、各モータA及びBに供給する。なお、この図におい
ては、インバータを示すブロックが1個のみであるが、
実際には、各モータA及びBにそれぞれ対応して3相イ
ンバータを設ける必要がある。
【0018】コントローラ28は、車両操縦者のアクセ
ルペダルやブレーキペダルの踏込みを示す車両信号に応
じ、モータA及びBから出力させるべきトルクを示すト
ルク指令を演算し、演算したトルク指令に基づきインバ
ータ26を制御する。この制御によりモータA及びBが
駆動されると、デフ22の出力として、車両信号に応じ
た値のトルクが得られることとなる。
【0019】また、このように複数個のモータA及びB
を駆動装置として用いる構成においては、各モータA及
びBにより負荷をどのように分担するかを設定しておく
必要がある。従来においては、この設定は、各モータ毎
に負荷配分が同一となるよう行われていた。本実施例の
特徴は、この負荷配分比が、コントローラ28によって
決定されこれに応じて各モータA及びBが制御される点
にある。コントローラ28は、その際、デフ22の出力
側に設けた回転数センサ30の出力、すなわち回転数N
と、モータA及びBにそれぞれ付設した温度センサ32
A及び32Bにより検出されるモータ温度tA 及びtB
を用いる。
【0020】図2には、この実施例におけるコントロー
ラ28の動作の流れが示されている。この図に示される
ように、コントローラ28は、まず車両信号に基づきト
ルク指令T* を決定し、さらに回転数センサ30によっ
て回転数Nを検出する(100)。コントローラ28
は、次に、ステップ100において決定・検出したトル
ク指令T* 及び回転数Nによりマップを参照し、モータ
A及びBに対する負荷分配比αを呼び出す(102)。
このマップの内容については、後に説明する。
【0021】続くステップ104においては、コントロ
ーラ28は、温度センサ32Aによって検出されるモー
タAの温度tA と、温度センサ32Bによって検出され
るモータBの温度tB とを比較する。この比較の結果、
前者が大である場合には、コントローラ28はステップ
106を実行し、後者が大である場合にはステップ10
8を実行する。
【0022】ステップ106においては、ステップ10
0において決定したトルク指令T*が、TA * <TB *
となるよう、各モータA及びBに配分される。ここに、
A * はモータAに係るトルク指令であり、TB * はモ
ータBに対するトルク指令である。ステップ106にお
いては、具体的には、次のような演算により各トルク指
令TA * 及びTB * を決定する。
【0023】 TA * =T* (1−α) TB * =T* α ここで、ステップ102において参照されるテーブル上
においてαが常に0.5以上になるように設定されてい
るとすれば、上述の演算によりTA * <TB *の関係が
成立することが分る。
【0024】ステップ108においては、逆に、TA *
>TB * となるよう、トルク指令T* が各モータA及び
Bに配分される。すなわち次の演算が実行される。
【0025】 TA * =T* α TB * =T* (1−α) コントローラ28は、ステップ106または108を実
行した後、トルク出力動作を実行する(110)。すな
わち、配分されたトルク指令TA * に対応する出力トル
クがモータAから得られ、トルク指令TB * に対応する
出力トルクがモータBから得られるよう、インバータ2
6を制御する。
【0026】次に、ステップ102において参照される
マップの作成要領について説明する。図3及び図4に
は、作成要領の概要が示されている。
【0027】まず、モータAにおける損失をfLA、モー
タBにおける損失をfLBと表した場合、モータA及びB
合計での損失はfL =fLA+fLBと表すことができる。
モータA及びBにおける損失fLA及びfLBは、負荷分配
比αに依存しており、負荷分配比αが所定値αmin であ
る場合に最小となる。すなわち、図3に示されるよう
に、fL =fL (α)において、次の式を満たすα=α
min が存在する。
【0028】
【数1】 このような負荷分配比αmin を、回転数N毎に求めるこ
とにより、図4に示されるようなモータ負荷分配比マッ
プを作成することができる。この図に示されるように、
α=0.5の場合には各モータAに対する負荷分配は等
しく、またα=1.0の場合にはいずれか一方のモータ
AまたはBにのみ負荷が分配されることとなる。モータ
AまたはBのトルクTと回転数Nの関係は、この図に示
されるように負荷分配比αをパラメータとして表すこと
ができるから、回転数N及びトルク指令T* をキーとし
てこのマップを参照することにより、必要な負荷分配比
α=αmin を求めることができる。
【0029】前述のステップ106及び108において
は、このようなマップの参照により得られた負荷分配比
α=αmin に基づき、トルク配分が実行される。すなわ
ち、いずれのステップにおいても、T* =TA * +TB
* となるよう、負荷分配比αに応じてトルク配分が実行
される。各モータA及びBの出力PA * 及びPB * は、
それぞれ、 PA * =kNTA *B * =kNTB * の関係を有しているから、モータA及びBの出力は、ス
テップ110を実行する結果、配分されたトルク指令T
A * 及びTB * に応じた値となる。
【0030】このように、本実施例によれば、損失fL
が最小となるよう負荷分配比αを決定し、この負荷分配
比αに応じて各モータA及びBに対するトルク配分を実
行するようにしたため、高効率運転を確保できる最適な
負荷分配比αの下で、モータA及びBを駆動することが
できる。この結果、バッテリ18の一充電当りの走行可
能距離を延長することが可能となる。
【0031】また、この実施例においては、温度センサ
32A及び32Bによって検出されるモータA及びBの
温度tA 及びtB に応じて、トルク配分内容を切り換え
ている。すなわち、比較的温度が高いモータに対して大
きなトルク配分を割り当てるようにしている(106,
108)。従って、モータA及びBの過熱が防止される
こととなり、専用の冷却装置が不要となる。この結果、
より簡素な装置構成が実現されると共に、電気自動車上
の設置搭載スペースが低減することとなる。
【0032】なお、以上の説明は、本発明の制御対象を
電気自動車の駆動装置とした場合の実施例に係る説明で
あったが、本発明は電気自動車への応用に限定されるも
のではない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動装置の損失がほぼ最小となる負荷分配比を決定し、
決定された負荷分配比に応じて各モータの出力を制御す
るようにしたため、複数のモータから構成される駆動装
置を常に損失が最小の状態で、すなわち最も効率の良い
状態で、駆動することが可能となる。
【0034】また、本発明によれば、各モータの温度を
検出し、検出された温度が比較的高いモータに対する負
荷分配が比較的小さくなるよう、負荷分配の割当を設定
するようにしたため、各モータの過熱が防止され、冷却
装置等の構成が簡素化乃至省略された構成が得られるこ
ととなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図2】この実施例におけるコントローラの動作の流れ
を示すフローチャートである。
【図3】負荷分配比と損失の関係を示す図である。
【図4】モータ負荷分配比マップの内容を示す図であ
る。
【図5】一従来例に係る装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図6】この従来例におけるクラッチ及びモータの制御
内容を示す図である。
【符号の説明】
A,B モータ 22 ディファレンシャルギヤ(デフ) 24 バッテリ 26 インバータ 28 コントローラ 30 回転数センサ 32A,32B 温度センサ N 回転数 tA ,tB モータの温度

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各モータが互いに負荷を分担するようほ
    ぼ同一の出力性能を有する複数個のモータの出力軸がデ
    ィファレンシャルギアにより連結された構成を有する駆
    動装置を制御対象とし、 ディファレンシャルギアの出力側において回転数を検出
    する手段と、 駆動装置に要求される出力及び検出された回転数に基づ
    き、駆動装置の損失がほぼ最小となる負荷分配比を決定
    する手段と、 決定された負荷分配比に応じて各モータの出力を制御す
    る手段と、 を備えることを特徴とするモータ制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のモータ制御装置におい
    て、 各モータの温度を検出する手段を備え、 負荷分配比に応じて各モータの出力を制御する際、検出
    された温度が比較的高いモータに対する負荷分配が比較
    的小さくなるよう、負荷分配の割り当てを設定すること
    を特徴とするモータ制御装置。
JP5066943A 1993-03-25 1993-03-25 モータ制御装置 Pending JPH06284788A (ja)

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