JPH06343201A - 電気自動車の電気システム - Google Patents
電気自動車の電気システムInfo
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- JPH06343201A JPH06343201A JP6013908A JP1390894A JPH06343201A JP H06343201 A JPH06343201 A JP H06343201A JP 6013908 A JP6013908 A JP 6013908A JP 1390894 A JP1390894 A JP 1390894A JP H06343201 A JPH06343201 A JP H06343201A
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- 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
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】軽負荷、低トルク時における誘導電動機の励磁
電流を減少させ、鉄損を低減させる。これにより、電池
電力の浪費を防ぎ、電気自動車の一充電走行距離を延長
させる。 【構成】電池１を電源とし、インバータ４を介して車輪
駆動用誘導電動機５を駆動する電気自動車の電気システ
ムにおけるインバータ４の制御方法に関し、誘導電動機
５の回転速度と磁束指令値との関係を演算する磁束指令
値演算回路２２は、電気自動車の負荷が軽くなるほど磁
束指令値を減少させ、下限値以上に制限して誘導電動機
５の励磁電流を減少させるようにインバータ４を制御す
る。下限値は高速度時の加減速によりインバータ４の過
電流を防止する。
電流を減少させ、鉄損を低減させる。これにより、電池
電力の浪費を防ぎ、電気自動車の一充電走行距離を延長
させる。 【構成】電池１を電源とし、インバータ４を介して車輪
駆動用誘導電動機５を駆動する電気自動車の電気システ
ムにおけるインバータ４の制御方法に関し、誘導電動機
５の回転速度と磁束指令値との関係を演算する磁束指令
値演算回路２２は、電気自動車の負荷が軽くなるほど磁
束指令値を減少させ、下限値以上に制限して誘導電動機
５の励磁電流を減少させるようにインバータ４を制御す
る。下限値は高速度時の加減速によりインバータ４の過
電流を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電池を電源とし、イ
ンバータを介して車輪駆動用誘導電動機を駆動する電気
自動車の電気システムに関し、詳しくは誘導電動機の鉄
損及び電力消費量を低減させるようにした電気システム
に関する。
ンバータを介して車輪駆動用誘導電動機を駆動する電気
自動車の電気システムに関し、詳しくは誘導電動機の鉄
損及び電力消費量を低減させるようにした電気システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は電気自動車の公知の電気システ
ムであって、１は単位電池１００を多数直列接続した主
電池（二次電池）、２は主スイッチ、３はヒューズ、４
はＰＷＭ制御されるインバータ、５は車輪駆動用誘導電
動機、６は減速機、７は差動装置、８１，８２は車輪で
ある。
ムであって、１は単位電池１００を多数直列接続した主
電池（二次電池）、２は主スイッチ、３はヒューズ、４
はＰＷＭ制御されるインバータ、５は車輪駆動用誘導電
動機、６は減速機、７は差動装置、８１，８２は車輪で
ある。
【０００３】上記電気システムにおいては、インバータ
４により主電池１の直流電力を交流電力に変換し、この
交流電力を誘導電動機５に供給して車輪８１，８２を駆
動している。この場合、インバータ４の制御方法として
は、誘導電動機５の速度やトルクを効率良く制御する可
変周波数制御の一つとして、Ｖ／ｆ（電圧／周波数）を
一定にすることにより誘導電動機５の励磁電流を一定に
制御する方法が一般的である。
４により主電池１の直流電力を交流電力に変換し、この
交流電力を誘導電動機５に供給して車輪８１，８２を駆
動している。この場合、インバータ４の制御方法として
は、誘導電動機５の速度やトルクを効率良く制御する可
変周波数制御の一つとして、Ｖ／ｆ（電圧／周波数）を
一定にすることにより誘導電動機５の励磁電流を一定に
制御する方法が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記制御方
法によると、電気自動車のように加速時以外の定速走行
のような軽負荷（低トルク）時には、一定に制御された
励磁電流による鉄損（無負荷損）が相対的に大きくな
り、これが主電池１の電力を浪費する原因となってい
た。
法によると、電気自動車のように加速時以外の定速走行
のような軽負荷（低トルク）時には、一定に制御された
励磁電流による鉄損（無負荷損）が相対的に大きくな
り、これが主電池１の電力を浪費する原因となってい
た。
【０００５】このため、電気自動車に要求される一充電
走行距離を長くするという要請に対して大きな障害とな
っていた。この発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、電気自動車の
負荷の軽重に応じて励磁電流を変化させることにより、
軽負荷時における電力浪費を防止して一充電走行距離の
延長を図り、さらに、軽負荷時の加減速に対しても充分
な加減速トルクが得られ、インバータが安定に動作する
電気自動車の電気システムを提供することにある。
走行距離を長くするという要請に対して大きな障害とな
っていた。この発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、電気自動車の
負荷の軽重に応じて励磁電流を変化させることにより、
軽負荷時における電力浪費を防止して一充電走行距離の
延長を図り、さらに、軽負荷時の加減速に対しても充分
な加減速トルクが得られ、インバータが安定に動作する
電気自動車の電気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】上記目的を達成するた
め、電池を電源とし、インバータを介して車輪駆動用誘
導電動機を駆動する電気自動車の電気システムにおい
て、この第１の発明は、誘導電動機の回転速度と磁束指
令値との関係を、誘導電動機が予め定めた回転速度に達
する領域までは一定の大きさとし、その後、回転速度に
ほぼ逆比例させて減少させ、電気自動車の負荷の軽重に
応じて、磁束指令値の大きさと、磁束指令値を一定とす
る回転速度の領域とを変化させるように、前記磁束指令
値を演算し、この磁束指令値を予め定めた下限値以上に
制限する磁束指令値演算回路を備え、該磁束指令値演算
回路の出力値に基づいて誘導電動機の励磁電流を調整す
るようにインバータを制御するものである。
め、電池を電源とし、インバータを介して車輪駆動用誘
導電動機を駆動する電気自動車の電気システムにおい
て、この第１の発明は、誘導電動機の回転速度と磁束指
令値との関係を、誘導電動機が予め定めた回転速度に達
する領域までは一定の大きさとし、その後、回転速度に
ほぼ逆比例させて減少させ、電気自動車の負荷の軽重に
応じて、磁束指令値の大きさと、磁束指令値を一定とす
る回転速度の領域とを変化させるように、前記磁束指令
値を演算し、この磁束指令値を予め定めた下限値以上に
制限する磁束指令値演算回路を備え、該磁束指令値演算
回路の出力値に基づいて誘導電動機の励磁電流を調整す
るようにインバータを制御するものである。
【０００７】また、この第２の発明は、誘導電動機の回
転速度と磁束指令値との関係を、誘導電動機が予め定め
た回転速度に達する領域までは一定の大きさとし、その
後、回転速度にほぼ逆比例させて減少させ、電気自動車
の負荷の軽重に応じて、磁束指令値の大きさと、磁束指
令値を一定とする回転速度の領域とを変化させるよう
に、前記磁束指令値を演算し、この磁束指令値を、電気
自動車のアクセルを踏み込んだ時と、ブレーキを踏み込
んだ時と、それぞれ異なる下限値以上に制限する磁束指
令値演算回路を備え、該磁束指令値演算回路の出力値に
基づいて誘導電動機の励磁電流を調整するようにインバ
ータを制御するものである。
転速度と磁束指令値との関係を、誘導電動機が予め定め
た回転速度に達する領域までは一定の大きさとし、その
後、回転速度にほぼ逆比例させて減少させ、電気自動車
の負荷の軽重に応じて、磁束指令値の大きさと、磁束指
令値を一定とする回転速度の領域とを変化させるよう
に、前記磁束指令値を演算し、この磁束指令値を、電気
自動車のアクセルを踏み込んだ時と、ブレーキを踏み込
んだ時と、それぞれ異なる下限値以上に制限する磁束指
令値演算回路を備え、該磁束指令値演算回路の出力値に
基づいて誘導電動機の励磁電流を調整するようにインバ
ータを制御するものである。
【０００８】また、この第３の発明では、誘導電動機の
回転速度と磁束指令値との関係を示す磁束パターンであ
って、電気自動車の負荷が軽くなるほど磁束指令値が減
少するような磁束パターンが複数記憶された磁束パター
ン発生器を備え、電気自動車の負荷が軽い場合には、磁
束パターン発生器から選択された磁束パターンに従い、
磁束指令値を減少させて誘導電動機の励磁電流を減少さ
せるようにインバータを制御するものである。
回転速度と磁束指令値との関係を示す磁束パターンであ
って、電気自動車の負荷が軽くなるほど磁束指令値が減
少するような磁束パターンが複数記憶された磁束パター
ン発生器を備え、電気自動車の負荷が軽い場合には、磁
束パターン発生器から選択された磁束パターンに従い、
磁束指令値を減少させて誘導電動機の励磁電流を減少さ
せるようにインバータを制御するものである。
【０００９】さらに、この第４の発明では、前記磁束パ
ターンには、電気自動車の負荷が軽くなるほど減少させ
た磁束指令値に１つまたは複数の下限値が設けられ、電
気自動車の負荷が軽い場合には、磁束パターン発生器か
ら選択された磁束パターンに従い、磁束指令値を減少さ
せて誘導電動機の励磁電流を減少させるようにインバー
タを制御するものである。
ターンには、電気自動車の負荷が軽くなるほど減少させ
た磁束指令値に１つまたは複数の下限値が設けられ、電
気自動車の負荷が軽い場合には、磁束パターン発生器か
ら選択された磁束パターンに従い、磁束指令値を減少さ
せて誘導電動機の励磁電流を減少させるようにインバー
タを制御するものである。
【００１０】
【作用】この発明によれば、定速走行時のように電気自
動車の負荷が軽くなると誘導電動機の励磁電流を減少さ
せるようにインバータを制御するため、軽負荷、低トル
ク時の鉄損を従来よりも減少させるように作用する。こ
れにより、電池電力の浪費を防いで電気自動車の一充電
走行距離を延長させる。
動車の負荷が軽くなると誘導電動機の励磁電流を減少さ
せるようにインバータを制御するため、軽負荷、低トル
ク時の鉄損を従来よりも減少させるように作用する。こ
れにより、電池電力の浪費を防いで電気自動車の一充電
走行距離を延長させる。
【００１１】また、軽負荷時の加減速に対しても、イン
バータが安定に動作するように励磁電流の下限値を設
け、加減速に必要なトルクを確保できる。前記励磁電流
の下限値は、磁束パターンにおいて電気自動車の負荷が
軽くなるほど減少させた磁束指令値に下限値を設けたこ
とでも同様に作用し、加減速に必要なトルクを確保でき
る。
バータが安定に動作するように励磁電流の下限値を設
け、加減速に必要なトルクを確保できる。前記励磁電流
の下限値は、磁束パターンにおいて電気自動車の負荷が
軽くなるほど減少させた磁束指令値に下限値を設けたこ
とでも同様に作用し、加減速に必要なトルクを確保でき
る。
【００１２】
【実施例】以下、図に沿ってこの発明の実施例を説明す
る。図１はこの発明の第１の実施例におけるインバータ
制御回路の主要部の構成を示すもので、車輪駆動用誘導
電動機５をインバータ４によりベクトル制御する場合の
励磁電流指令値ｉM * の生成回路のブロック図である。
る。図１はこの発明の第１の実施例におけるインバータ
制御回路の主要部の構成を示すもので、車輪駆動用誘導
電動機５をインバータ４によりベクトル制御する場合の
励磁電流指令値ｉM * の生成回路のブロック図である。
【００１３】なお、インバータによる誘導電動機のベク
トル制御方法自体は周知であるため、その説明は省略す
るが、この発明は、ベクトル制御における制御対象であ
る誘導電動機一次電流の励磁電流成分およびトルク電流
成分のうち励磁電流成分に着目し、励磁電流指令値ｉM
* を負荷の軽重に応じて可変制御することとした。図１
において、２１は誘導電動機５の速度実際値Ｎist が入
力されてその絶対値を検出し出力する絶対値アンプ、２
２は速度の絶対値および電気自動車のアクセル踏込量に
基づき所定の磁束指令値を演算する磁束指令値演算回
路、２３はこの演算回路２２の出力である磁束指令値φ
* と後述する一次遅れ要素２６の出力信号（磁束実際
値）との偏差が入力されるＰＩ調節器等の磁束調節器、
２４はこの調節器２３の出力信号の絶対値を検出して励
磁電流指令値ｉM * を出力する絶対値アンプ、２５は励
磁電流指令値ｉM * と後述する励磁リアクタンスパター
ン発生器２７からの励磁リアクタンスとを乗算する乗算
器、２６は乗算器２５の出力側の一次遅れ要素、２７は
一次遅れ要素２６からの磁束実際値に応じた励磁リアク
タンスを出力する励磁リアクタンスパターン発生器であ
る。
トル制御方法自体は周知であるため、その説明は省略す
るが、この発明は、ベクトル制御における制御対象であ
る誘導電動機一次電流の励磁電流成分およびトルク電流
成分のうち励磁電流成分に着目し、励磁電流指令値ｉM
* を負荷の軽重に応じて可変制御することとした。図１
において、２１は誘導電動機５の速度実際値Ｎist が入
力されてその絶対値を検出し出力する絶対値アンプ、２
２は速度の絶対値および電気自動車のアクセル踏込量に
基づき所定の磁束指令値を演算する磁束指令値演算回
路、２３はこの演算回路２２の出力である磁束指令値φ
* と後述する一次遅れ要素２６の出力信号（磁束実際
値）との偏差が入力されるＰＩ調節器等の磁束調節器、
２４はこの調節器２３の出力信号の絶対値を検出して励
磁電流指令値ｉM * を出力する絶対値アンプ、２５は励
磁電流指令値ｉM * と後述する励磁リアクタンスパター
ン発生器２７からの励磁リアクタンスとを乗算する乗算
器、２６は乗算器２５の出力側の一次遅れ要素、２７は
一次遅れ要素２６からの磁束実際値に応じた励磁リアク
タンスを出力する励磁リアクタンスパターン発生器であ
る。
【００１４】磁束指令値演算回路２２は誘導電動機５の
速度実際値Ｎist （速度指令値でもよい）の大小に応じ
た磁束指令値φ* を、電気自動車のアクセル踏込量ＡＣ
Ｃに応じて演算するものである。ここでは、負荷の軽重
がほぼアクセル踏込量ＡＣＣに比例するとの前提に立っ
ている。図２は磁束指令値演算回路２２における磁束指
令値φ* と、速度実際値Ｎistと、アクセル踏込量ＡＣ
Ｃとの関係を示す説明図である。
速度実際値Ｎist （速度指令値でもよい）の大小に応じ
た磁束指令値φ* を、電気自動車のアクセル踏込量ＡＣ
Ｃに応じて演算するものである。ここでは、負荷の軽重
がほぼアクセル踏込量ＡＣＣに比例するとの前提に立っ
ている。図２は磁束指令値演算回路２２における磁束指
令値φ* と、速度実際値Ｎistと、アクセル踏込量ＡＣ
Ｃとの関係を示す説明図である。
【００１５】図２において、磁束指令値φ* はアクセル
踏込量ＡＣＣが大きいほど磁束一定領域が電動機速度の
広範囲にわたり、その時の磁束指令値φ* も大きくなっ
ている。言い換えれば、アクセル踏込量ＡＣＣが大きく
て負荷が重くなるほど、一定の大きさの磁束指令値φ*
に従って運転される電動機の速度範囲が広く、磁束弱め
制御が行われる速度範囲が狭くなり、逆に、アクセル踏
込量ＡＣＣが小さくて負荷が軽くなるほど一定の小さな
磁束指令値φ* に従って運転される電動機の速度範囲が
狭く、磁束弱め制御が行われる速度範囲が広くしてい
る。さらに、電動機の速度とアクセル踏込量ＡＣＣとに
より磁束指令値φ* が減少しようとすると、磁束指令値
φ* は下限値φmin 以上に制限される。
踏込量ＡＣＣが大きいほど磁束一定領域が電動機速度の
広範囲にわたり、その時の磁束指令値φ* も大きくなっ
ている。言い換えれば、アクセル踏込量ＡＣＣが大きく
て負荷が重くなるほど、一定の大きさの磁束指令値φ*
に従って運転される電動機の速度範囲が広く、磁束弱め
制御が行われる速度範囲が狭くなり、逆に、アクセル踏
込量ＡＣＣが小さくて負荷が軽くなるほど一定の小さな
磁束指令値φ* に従って運転される電動機の速度範囲が
狭く、磁束弱め制御が行われる速度範囲が広くしてい
る。さらに、電動機の速度とアクセル踏込量ＡＣＣとに
より磁束指令値φ* が減少しようとすると、磁束指令値
φ* は下限値φmin 以上に制限される。
【００１６】次に、この動作を説明する。まず、電気自
動車の加速時のような重負荷時であって高トルクが要求
される場合、仮にアクセル踏込量ＡＣＣが１００〔％〕
であるとすると、磁束指令値演算回路２２では、図１の
絶対値アンプ２１を介して入力された速度実際値Ｎist
に応じて、ある一定速度Ｎａまでは１００〔％〕の磁束
指令値φ* を出力する。そして、速度実際値Ｎist が上
記一定速度Ｎａを越えると磁束を弱めるように磁束指令
値φ* を次第に減少させていく。
動車の加速時のような重負荷時であって高トルクが要求
される場合、仮にアクセル踏込量ＡＣＣが１００〔％〕
であるとすると、磁束指令値演算回路２２では、図１の
絶対値アンプ２１を介して入力された速度実際値Ｎist
に応じて、ある一定速度Ｎａまでは１００〔％〕の磁束
指令値φ* を出力する。そして、速度実際値Ｎist が上
記一定速度Ｎａを越えると磁束を弱めるように磁束指令
値φ* を次第に減少させていく。
【００１７】なお、図１の制御回路では、磁束指令値φ
* と一次遅れ要素２７からの磁束実際値との偏差をゼロ
にするように磁束調節器２３が動作し、絶対値アンプ２
４を介して磁束指令値φ* に対応する励磁電流指令値ｉ
M * が出力される。この励磁電流指令値ｉM * は、乗算
器２５において励磁リアクタンスと乗算され、その出力
が一次遅れ要素２６を介し磁束実際値として磁束指令値
φ* との比較に用いられる。
* と一次遅れ要素２７からの磁束実際値との偏差をゼロ
にするように磁束調節器２３が動作し、絶対値アンプ２
４を介して磁束指令値φ* に対応する励磁電流指令値ｉ
M * が出力される。この励磁電流指令値ｉM * は、乗算
器２５において励磁リアクタンスと乗算され、その出力
が一次遅れ要素２６を介し磁束実際値として磁束指令値
φ* との比較に用いられる。
【００１８】上記励磁電流指令値ｉM * は、図示されて
いないが電流指令値（ｉT * ）と共に座標変換器に入力
され、その後、各相ごとの一次電流指令値に変換されて
インバータ４に与えられる。次いで、電気自動車の定速
走行時のように軽負荷かつ低トルク時には、アクセル踏
込量も小さくなる。例えばアクセル踏込量ＡＣＣが２５
〔％〕になったとすると、その結果、速度実際値Ｎist
に従ってある一定速度Ｎｃ（Ｎｃ＜Ｎａ）まではほぼ７
５〔％〕の磁束指令値φ* を出力する。そして、速度実
際値Ｎist が上記一定速度Ｎｃを越えると磁束を弱める
ように磁束指令値φ* を次第に減少させ、さらに速度が
上昇すると磁束指令値φ* が下限値φmin に制限され
る。
いないが電流指令値（ｉT * ）と共に座標変換器に入力
され、その後、各相ごとの一次電流指令値に変換されて
インバータ４に与えられる。次いで、電気自動車の定速
走行時のように軽負荷かつ低トルク時には、アクセル踏
込量も小さくなる。例えばアクセル踏込量ＡＣＣが２５
〔％〕になったとすると、その結果、速度実際値Ｎist
に従ってある一定速度Ｎｃ（Ｎｃ＜Ｎａ）まではほぼ７
５〔％〕の磁束指令値φ* を出力する。そして、速度実
際値Ｎist が上記一定速度Ｎｃを越えると磁束を弱める
ように磁束指令値φ* を次第に減少させ、さらに速度が
上昇すると磁束指令値φ* が下限値φmin に制限され
る。
【００１９】この下限値φmin を設ける目的は、電動機
が高速時にアクセルを緩めたり、離したりしたときに励
磁電流が異常に低下し、インバータが過電流に到るのを
防止するためである。これにより、磁束一定制御および
弱め制御のいずれの領域においても、磁束指令値φ* は
アクセル踏込量ＡＣＣが１００〔％〕の場合よりも小さ
くなる。このため、図１の制御回路を介して励磁電流指
令値ｉM * も小さくなる。
が高速時にアクセルを緩めたり、離したりしたときに励
磁電流が異常に低下し、インバータが過電流に到るのを
防止するためである。これにより、磁束一定制御および
弱め制御のいずれの領域においても、磁束指令値φ* は
アクセル踏込量ＡＣＣが１００〔％〕の場合よりも小さ
くなる。このため、図１の制御回路を介して励磁電流指
令値ｉM * も小さくなる。
【００２０】従ってこの第１の実施例によれば、負荷が
軽くなってトルクをあまり必要としなくなると励磁電流
指令値ｉM * が小さくなるため、従来のように低トルク
時の無駄な励磁電流による鉄損の余分の発生を防ぐこと
ができる。図３はトルクの変化と損失（鉄損）の関係を
励磁電流指令値ｉM * をパラメータとして示したもので
あり、励磁電流の減少によって低トルク時の損失が大幅
に減少することは明らかである。
軽くなってトルクをあまり必要としなくなると励磁電流
指令値ｉM * が小さくなるため、従来のように低トルク
時の無駄な励磁電流による鉄損の余分の発生を防ぐこと
ができる。図３はトルクの変化と損失（鉄損）の関係を
励磁電流指令値ｉM * をパラメータとして示したもので
あり、励磁電流の減少によって低トルク時の損失が大幅
に減少することは明らかである。
【００２１】これにより、主電池電力の浪費を防いで一
充電走行距離を延長させることが可能である。図４はこ
の発明の第２の実施例におけるインバータ制御回路の主
要部の構成を示すもので、車輪駆動用誘導電動機５をイ
ンバータ４によりベクトル制御する場合の励磁電流指令
値ｉM * の生成回路のブロック図であって、図１と同一
機能を有するものには同一符号を付して説明を省略し、
異なる機能のものを中心に説明する。
充電走行距離を延長させることが可能である。図４はこ
の発明の第２の実施例におけるインバータ制御回路の主
要部の構成を示すもので、車輪駆動用誘導電動機５をイ
ンバータ４によりベクトル制御する場合の励磁電流指令
値ｉM * の生成回路のブロック図であって、図１と同一
機能を有するものには同一符号を付して説明を省略し、
異なる機能のものを中心に説明する。
【００２２】すなわち図４において、磁束指令値演算回
路３２は誘導電動機５の速度実際値Ｎist （速度指令値
でもよい）の大小に応じた磁束指令値φ* を、電気自動
車のアクセル踏込量ＡＣＣとブレーキの状態とに応じて
演算するものである。図５は磁束指令値演算回路３２に
おける磁束指令値φ* と、速度実際値Ｎistと、アクセ
ル踏込量ＡＣＣと、ブレーキの状態との関係を示す説明
図であって、磁束指令値演算回路３２で演算される磁束
指令値φ* はいずれも電動機速度がある値に達するまで
は磁束指令値φ* を一定とする領域を有し、その後、電
動機速度にほぼ逆比例させて磁束を弱めるようにし、ア
クセル踏込量ＡＣＣおよびブレーキの状態で磁束指令値
φ* の下限値をφmin 1 ，φmin 2 ，φmin 3 の３点か
ら選択して、制限するようにする。
路３２は誘導電動機５の速度実際値Ｎist （速度指令値
でもよい）の大小に応じた磁束指令値φ* を、電気自動
車のアクセル踏込量ＡＣＣとブレーキの状態とに応じて
演算するものである。図５は磁束指令値演算回路３２に
おける磁束指令値φ* と、速度実際値Ｎistと、アクセ
ル踏込量ＡＣＣと、ブレーキの状態との関係を示す説明
図であって、磁束指令値演算回路３２で演算される磁束
指令値φ* はいずれも電動機速度がある値に達するまで
は磁束指令値φ* を一定とする領域を有し、その後、電
動機速度にほぼ逆比例させて磁束を弱めるようにし、ア
クセル踏込量ＡＣＣおよびブレーキの状態で磁束指令値
φ* の下限値をφmin 1 ，φmin 2 ，φmin 3 の３点か
ら選択して、制限するようにする。
【００２３】図５に示す、φmin 1 は高速走行時のブレ
ーキ踏み込み時には下限値での制動トルクが必要となる
のでφmin 2 ，φmin 3 に比べて若干高く設定して、速
やかに制動がかかるようにし、φmin 2 は図３のφmin
と同等値でアクセルおよびブレーキを共に離した状態の
下限値であり、φmin 3 はφmin 2 に比べてさらに鉄損
を減少させるようにした下限値である。
ーキ踏み込み時には下限値での制動トルクが必要となる
のでφmin 2 ，φmin 3 に比べて若干高く設定して、速
やかに制動がかかるようにし、φmin 2 は図３のφmin
と同等値でアクセルおよびブレーキを共に離した状態の
下限値であり、φmin 3 はφmin 2 に比べてさらに鉄損
を減少させるようにした下限値である。
【００２４】図６はこの発明の第３の実施例におけるイ
ンバータ制御回路の主要部の構成を示すもので、車輪駆
動用誘導電動機５をインバータ４によりベクトル制御す
る場合の励磁電流指令値ｉM * の生成回路のブロック図
であって、図１と同一機能を有するものには同一符号を
付して説明を省略し、異なる機能のものを中心に説明す
る。
ンバータ制御回路の主要部の構成を示すもので、車輪駆
動用誘導電動機５をインバータ４によりベクトル制御す
る場合の励磁電流指令値ｉM * の生成回路のブロック図
であって、図１と同一機能を有するものには同一符号を
付して説明を省略し、異なる機能のものを中心に説明す
る。
【００２５】すなわち図６において、磁束パターン発生
器４２には図７に示すような複数の磁束パターンφａ〜
φｅが格納されている。これらの磁束パターンは、誘導
電動機５の速度実際値Ｎist （速度指令値でもよい）の
大小に応じた磁束指令値φ*を、電気自動車のアクセル
踏込量ＡＣＣに応じて設定したものである。ここでは、
負荷の軽重がほぼアクセル踏込量ＡＣＣに比例するとの
前提に立ち、ＡＣＣ＝５，２５，７５，１００〔％〕の
５段階について磁束パターンφａ〜φｅが設定されてお
り、これらは何れも電動機がある値にまでは磁束指令値
φ* を一定とする領域を有し、その後、電動機速度にほ
ぼ逆比例させて磁束を弱めるようなパターンとなってい
る。
器４２には図７に示すような複数の磁束パターンφａ〜
φｅが格納されている。これらの磁束パターンは、誘導
電動機５の速度実際値Ｎist （速度指令値でもよい）の
大小に応じた磁束指令値φ*を、電気自動車のアクセル
踏込量ＡＣＣに応じて設定したものである。ここでは、
負荷の軽重がほぼアクセル踏込量ＡＣＣに比例するとの
前提に立ち、ＡＣＣ＝５，２５，７５，１００〔％〕の
５段階について磁束パターンφａ〜φｅが設定されてお
り、これらは何れも電動機がある値にまでは磁束指令値
φ* を一定とする領域を有し、その後、電動機速度にほ
ぼ逆比例させて磁束を弱めるようなパターンとなってい
る。
【００２６】また、上記磁束パターンφａ〜φｅは、ア
クセル踏込量ＡＣＣが大きいほど磁束一定領域が電動機
速度の広範囲にわたり、その時の磁束指令値φ* も大き
くなっている。言い換えれば、アクセル踏込量ＡＣＣが
大きくて負荷が重くなるほど（例えば磁束パターンφ
ａ）、一定の大きな磁束指令値φ* に従って運転される
電動機の速度範囲が広く、磁束弱め制御が行われる速度
範囲が狭くなり、逆に、アクセル踏込量ＡＣＣが小さく
負荷が軽くなるほど（例えば磁束パターンφｅ）、一定
の小さな磁束指令値φ* に従って運転される速度範囲が
狭く、磁束弱め制御が行われる速度範囲が広くなってい
る。
クセル踏込量ＡＣＣが大きいほど磁束一定領域が電動機
速度の広範囲にわたり、その時の磁束指令値φ* も大き
くなっている。言い換えれば、アクセル踏込量ＡＣＣが
大きくて負荷が重くなるほど（例えば磁束パターンφ
ａ）、一定の大きな磁束指令値φ* に従って運転される
電動機の速度範囲が広く、磁束弱め制御が行われる速度
範囲が狭くなり、逆に、アクセル踏込量ＡＣＣが小さく
負荷が軽くなるほど（例えば磁束パターンφｅ）、一定
の小さな磁束指令値φ* に従って運転される速度範囲が
狭く、磁束弱め制御が行われる速度範囲が広くなってい
る。
【００２７】次に、この動作を説明する。まず、電気自
動車の加速時のような重負荷時であって高トルクが要求
される場合、仮りにアクセル踏込量ＡＣＣが１００
〔％〕であるとすると、磁束パターン発生器４２では磁
束パターンφａが選択され、図６の絶対値アンプ２１を
介して入力された速度実際値Ｎist に応じて、ある一定
速度Ｎｐまでは１００〔％〕の磁束指令値φ* を選択し
て出力する。そして、速度実際値Ｎist が上記Ｎｐを越
えると磁束を弱めるように磁束指令値φ* を次第に減少
させていく。
動車の加速時のような重負荷時であって高トルクが要求
される場合、仮りにアクセル踏込量ＡＣＣが１００
〔％〕であるとすると、磁束パターン発生器４２では磁
束パターンφａが選択され、図６の絶対値アンプ２１を
介して入力された速度実際値Ｎist に応じて、ある一定
速度Ｎｐまでは１００〔％〕の磁束指令値φ* を選択し
て出力する。そして、速度実際値Ｎist が上記Ｎｐを越
えると磁束を弱めるように磁束指令値φ* を次第に減少
させていく。
【００２８】次いで、電気自動車の定速走行時のように
軽負荷かつ低トルク時には、アクセル踏込量ＡＣＣも小
さくなる。例えばアクセル踏込量ＡＣＣが５０〔％〕に
なったとすると、磁束パターン発生器４２では磁束パタ
ーンφｃを選択する。その結果、速度実際値Ｎist に従
ってある一定速度Ｎｒ（Ｎｒ＜Ｎｐ）まではほぼ８５
〔％〕の磁束指令値φ* を選択して出力する。そして速
度実際値Ｎistが上記Ｎｒを越えると磁束を弱めるよう
に磁束指令値φ* を次第に減少させていくように動作す
る。
軽負荷かつ低トルク時には、アクセル踏込量ＡＣＣも小
さくなる。例えばアクセル踏込量ＡＣＣが５０〔％〕に
なったとすると、磁束パターン発生器４２では磁束パタ
ーンφｃを選択する。その結果、速度実際値Ｎist に従
ってある一定速度Ｎｒ（Ｎｒ＜Ｎｐ）まではほぼ８５
〔％〕の磁束指令値φ* を選択して出力する。そして速
度実際値Ｎistが上記Ｎｒを越えると磁束を弱めるよう
に磁束指令値φ* を次第に減少させていくように動作す
る。
【００２９】図８はこの発明の第４の実施例におけるイ
ンバータ制御回路の主要部の構成を示すもので、車輪駆
動用誘導電動機５をインバータ４によりベクトル制御す
る場合の励磁電流指令値ｉM * の生成回路のブロック図
であって、図１と同一機能を有するものには同一符号を
付して説明を省略し、異なる機能のものを中心に説明す
る。
ンバータ制御回路の主要部の構成を示すもので、車輪駆
動用誘導電動機５をインバータ４によりベクトル制御す
る場合の励磁電流指令値ｉM * の生成回路のブロック図
であって、図１と同一機能を有するものには同一符号を
付して説明を省略し、異なる機能のものを中心に説明す
る。
【００３０】すなわち図８において、磁束パターン発生
器５２には図９に示すような複数の磁束パターンφｐ〜
φｔが格納され、これらの磁束パターンφｐ〜φｔの下
限値は、アクセル踏込量ＡＣＣおよびブレーキの状態で
磁束指令値φ* の下限値をφ min 4 ，φmin 5 ，φ
min 6 の３点から選択して、制限するようにしている。
図８の動作は、図６に示したこの発明の第３の実施例と
ほぼ同様であり、図６と異なるところは、図９に示す、
φmin 4 は高速走行時のブレーキ踏み込み時には下限値
での制動トルクが必要となるのでφmin 5 ，φmin 6 に
比べて若干高く設定して、速やかに制動がかかるように
し、φmin 5 は図３のφmin と同等値でアクセルおよび
ブレーキを共に離した状態の下限値であり、φmin 6 は
φmin 5に比べてさらに鉄損を減少させるようにした下
限値を設けたことである。
器５２には図９に示すような複数の磁束パターンφｐ〜
φｔが格納され、これらの磁束パターンφｐ〜φｔの下
限値は、アクセル踏込量ＡＣＣおよびブレーキの状態で
磁束指令値φ* の下限値をφ min 4 ，φmin 5 ，φ
min 6 の３点から選択して、制限するようにしている。
図８の動作は、図６に示したこの発明の第３の実施例と
ほぼ同様であり、図６と異なるところは、図９に示す、
φmin 4 は高速走行時のブレーキ踏み込み時には下限値
での制動トルクが必要となるのでφmin 5 ，φmin 6 に
比べて若干高く設定して、速やかに制動がかかるように
し、φmin 5 は図３のφmin と同等値でアクセルおよび
ブレーキを共に離した状態の下限値であり、φmin 6 は
φmin 5に比べてさらに鉄損を減少させるようにした下
限値を設けたことである。
【００３１】この発明の実施例においては、インバータ
４により誘導電動機５をベクトル制御する場合の励磁電
流指令値ｉM * の制御方法として説明したが、この発明
は、ベクトル制御以外に一般的な誘導電動機５をＶ／ｆ
一定制御する場合の励磁電流の制御方法としても、原理
的に適用可能である。
４により誘導電動機５をベクトル制御する場合の励磁電
流指令値ｉM * の制御方法として説明したが、この発明
は、ベクトル制御以外に一般的な誘導電動機５をＶ／ｆ
一定制御する場合の励磁電流の制御方法としても、原理
的に適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、電気自
動車の負荷が軽くなるに従って誘導電動機の励磁電流を
減少させるようにインバータを制御するため、軽負荷時
の鉄損を従来よりも減少させることができ、電池電力の
浪費を防いで電気自動車の一充電走行距離を延長させる
ことができる。
動車の負荷が軽くなるに従って誘導電動機の励磁電流を
減少させるようにインバータを制御するため、軽負荷時
の鉄損を従来よりも減少させることができ、電池電力の
浪費を防いで電気自動車の一充電走行距離を延長させる
ことができる。
【００３３】また、軽負荷時の加減速に対しても、イン
バータが安定に動作するように励磁電流の下限値を設け
たので、加減速に必要なトルクを確保できる。さらに、
磁束パターンを用いる方法は、磁束指令値をその都度演
算して求めることなしにテーブル方式を採用しているの
でマイクロコンピュータで演算処理をする場合の処理速
度が改善される。
バータが安定に動作するように励磁電流の下限値を設け
たので、加減速に必要なトルクを確保できる。さらに、
磁束パターンを用いる方法は、磁束指令値をその都度演
算して求めることなしにテーブル方式を採用しているの
でマイクロコンピュータで演算処理をする場合の処理速
度が改善される。
【図１】この発明の第１の実施例を示すインバータ制御
回路の主要部のブロック図
回路の主要部のブロック図
【図２】図１の磁束指令値演算回路の動作を説明する説
明図
明図
【図３】この発明の実施例におけるトルクと損失との関
係の説明図
係の説明図
【図４】この発明の第２の実施例を示すインバータ制御
回路の主要部のブロック図
回路の主要部のブロック図
【図５】図４の磁束指令値演算回路の動作を説明する説
明図
明図
【図６】この発明の第３の実施例を示すインバータ制御
回路の主要部のブロック図
回路の主要部のブロック図
【図７】図６の磁束パターンを説明する説明図
【図８】この発明の第４の実施例を示すインバータ制御
回路の主要部のブロック図
回路の主要部のブロック図
【図９】図８の磁束パターンを説明する説明図
【図１０】電気自動車の公知の電気システムを示す構成
図
図
１…主電池、２…主スイッチ、３…ヒューズ、４…イン
バータ、５…車輪駆動用誘導電動機、６…減速機、７…
差動装置、８１，８２…車輪、２１，２４…絶対値アン
プ、２２，３２…磁束指令値演算回路、２３…磁束調節
器、２５…乗算器，２６…一次遅れ要素、２７…励磁リ
アクタンスパターン発生器、４２，５２…磁束パターン
発生器。
バータ、５…車輪駆動用誘導電動機、６…減速機、７…
差動装置、８１，８２…車輪、２１，２４…絶対値アン
プ、２２，３２…磁束指令値演算回路、２３…磁束調節
器、２５…乗算器，２６…一次遅れ要素、２７…励磁リ
アクタンスパターン発生器、４２，５２…磁束パターン
発生器。
Claims (4)
- 【請求項１】電池を電源とし、インバータを介して車輪
駆動用誘導電動機を駆動する電気自動車の電気システム
において、 誘導電動機の回転速度と磁束指令値との関係を、誘導電
動機が予め定めた回転速度に達する領域までは一定の大
きさとし、その後、回転速度にほぼ逆比例させて減少さ
せ、電気自動車の負荷の軽重に応じて、磁束指令値の大
きさと、磁束指令値を一定とする回転速度の領域とを変
化させるように、 前記磁束指令値を演算し、この磁束指令値を予め定めた
下限値以上に制限する磁束指令値演算回路を備え、 該磁束指令値演算回路の出力値に基づいて誘導電動機の
励磁電流を調整するようにインバータを制御することを
特徴とする電気自動車の電気システム。 - 【請求項２】電池を電源とし、インバータを介して車輪
駆動用誘導電動機を駆動する電気自動車の電気システム
において、 誘導電動機の回転速度と磁束指令値との関係を、誘導電
動機が予め定めた回転速度に達する領域までは一定の大
きさとし、その後、回転速度にほぼ逆比例させて減少さ
せ、電気自動車の負荷の軽重に応じて、磁束指令値の大
きさと、磁束指令値を一定とする回転速度の領域とを変
化させるように、 前記磁束指令値を演算し、この磁束指令値を電気自動車
のアクセルを踏み込んだ時と、ブレーキを踏み込んだ時
と、それぞれ異なる下限値以上に制限する磁束指令値演
算回路を備え、 該磁束指令値演算回路の出力値に基づいて誘導電動機の
励磁電流を調整するようにインバータを制御することを
特徴とする電気自動車の電気システム。 - 【請求項３】電池を電源とし、インバータを介して車輪
駆動用誘導電動機を駆動する電気自動車の電気システム
において、 誘導電動機の回転速度と磁束指令値との関係を示す磁束
パターンであって、電気自動車の負荷が軽くなるほど磁
束指令値が減少するような磁束パターンが複数記憶され
た磁束パターン発生器を備え、 電気自動車の負荷が軽い場合には、磁束パターン発生器
から選択された磁束パターンに従い、磁束指令値を減少
させて誘導電動機の励磁電流を減少させるようにインバ
ータを制御することを特徴とする電気自動車の電気シス
テム。 - 【請求項４】請求項３に記載の電気自動車の電気システ
ムにおいて、前記磁束パターンには、電気自動車の負荷
が軽くなるほど減少させた磁束指令値に１つまたは複数
の下限値が設けられていることを特徴とする電気自動車
の電気システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6013908A JPH06343201A (ja) | 1993-04-09 | 1994-02-08 | 電気自動車の電気システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-107312 | 1993-04-09 | ||
| JP10731293 | 1993-04-09 | ||
| JP6013908A JPH06343201A (ja) | 1993-04-09 | 1994-02-08 | 電気自動車の電気システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06343201A true JPH06343201A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=26349763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6013908A Pending JPH06343201A (ja) | 1993-04-09 | 1994-02-08 | 電気自動車の電気システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06343201A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009112131A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 誘導機制御装置 |
| JP5503810B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2014-05-28 | 三菱電機株式会社 | 電動機のベクトル制御装置、車両駆動システム |
| JP2014195391A (ja) * | 2013-03-01 | 2014-10-09 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| DE102014213794A1 (de) | 2014-07-16 | 2016-01-21 | Robert Bosch Gmbh | Weichmagnetische Legierungszusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer solchen |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP6013908A patent/JPH06343201A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009112131A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 誘導機制御装置 |
| JP5503810B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2014-05-28 | 三菱電機株式会社 | 電動機のベクトル制御装置、車両駆動システム |
| US9246428B2 (en) | 2011-09-30 | 2016-01-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Vector control device for an electric motor that controls an electric power converter that converts DC power to AC power, electric motor, vehicle drive system, and vector control method for electric motor |
| JP2014195391A (ja) * | 2013-03-01 | 2014-10-09 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| DE102014213794A1 (de) | 2014-07-16 | 2016-01-21 | Robert Bosch Gmbh | Weichmagnetische Legierungszusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer solchen |
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