JPH0662508A - 電気自動車の動力制御方法および制御装置 - Google Patents

電気自動車の動力制御方法および制御装置

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JPH0662508A
JPH0662508A JP4229329A JP22932992A JPH0662508A JP H0662508 A JPH0662508 A JP H0662508A JP 4229329 A JP4229329 A JP 4229329A JP 22932992 A JP22932992 A JP 22932992A JP H0662508 A JPH0662508 A JP H0662508A
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torque
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Takashi Imazeki
隆志 今関
Kiyotaka Ozaki
清孝 尾崎
Takeshi Aso
剛 麻生
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL 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
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のモータを備える電気自動車において、
モータが常にその最大効率領域で運転されるようにす
る。 【構成】 モータ回転数N0 とアクセル開度とから走行
必要トルクT0 がステップ103で演算される。ステッ
プ104でT0 を分担する各モータの出力トルク仮定値
が出力セットとして設定され、効率特性マップを用いて
全消費電力がステップ105、106で演算される。こ
れをM組のセットについて繰り返し求め、ステップ10
9で、全消費電力が最小となるセットを選択して、その
分担に基づいてステップ110において各モータに出力
指令が出される。これにより、走行必要トルクに対して
常に全体の消費電力が最小の状態で運転される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のモータを備え種
々の走行パターンで運航される電気自動車の効率を向上
させた電気自動車の動力制御方法および制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般道路を走行する車両は、交通状況そ
の他に対応して種々の走行パターンで運航される。電動
モータを動力源とする電気自動車もこの制約を免れるこ
とはできず、要求される出力も大きく変動する。しかし
ながら、モータには最も効率のよい運転条件があり、1
個のモータで走行に必要な最大の出力を賄おうとすれば
モータが大型化するにもかかわらず、通常は大部分効率
の低い状態で運転されることになる。このため、本出願
人は先に特願平3−17337号により、車両の駆動輪
に複数のモータを連結し、走行に必要な出力がどれか1
個のモータの最大出力範囲内であるときはそのモータの
みを単独運転し、必要出力がこのモータの最大出力を越
えたときには他のモータが追加運転されて出力を補うよ
うにした動力制御装置を提案している。これにより、常
時駆動されるモータが比較的効率の良い条件で運転され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
動力制御装置においても、走行必要出力P0 が、1個の
モータMA の出力PA で足りず、不足分PB のために他
のモータMB も同時に運転しなければならない場合、そ
れぞれのモータの運転時の効率をηA 、ηB とするとき
全消費電力(=PA /ηA +PB /ηB )は必ずしも最
小になるわけではないという問題があった。すなわち、
モータの効率は一般にその定格領域で高く、図5のよう
に表される。走行必要出力を回転数N0 rpm時の必要
トルクT0kgmとして表すと、図5においてモータMA
でトルクT1 を出力させ、不足分T0 −T1 をモータ
MB に負担させる場合には、消費電力は、
【数1】 で求められる。
【0004】ここで、例としてT0 =10kgm、N0
=2000rpmとし、モータMAにトルクT1 として
その最大トルク近傍の7kgmを出力させることによ
り、モータMA は最大効率領域を離れて例えばηA =7
5%の効率となり、モータMBの効率もηB =55%と
なるとすると、
【数2】 となる。一方、モータMA の分担トルクをT2 =5kg
mにしたとき、両効率が同等のηA =ηB =82%が得
られたとすると、
【数3】 となる。
【0005】このように走行必要出力が1個のモータの
最大出力を越えるとき単にその越える分を他のモータに
分担させるだけでは無駄な電力を消費することになる。
したがって本発明は、駆動輪に連結された複数のモータ
が走行状態に応じて選択されて運転される電気自動車に
おいて、モータが常にその最大効率領域で運転されるよ
うにした電気自動車の動力制御方法および制御装置を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため請求項1に記載
の発明は、駆動輪に複数のモータが連結された電気自動
車の動力制御方法であって、走行条件を検出するステッ
プと、走行条件に応じて走行必要出力を演算するステッ
プと、前記複数のモータの各別毎に走行必要出力を分担
する出力を決定し、モータのそれぞれに制御指令を出力
するステップを有し、この制御指令出力ステップは前記
モータの消費電力の総計を最小にするように分担出力を
決定することを特徴とするものとした。
【0007】また請求項2に記載の発明は、上記方法の
実施に用いられる動力制御装置であって、図1に示され
るように、走行条件検出手段1と、検出された走行条件
に応じて走行必要出力を演算する必要出力演算手段2
と、駆動輪に連結された複数のモータ6と、複数のモー
タの各別で走行必要出力を分担する出力セットを複数設
定する出力セット設定手段3と、各出力セットにおける
前記複数のモータの消費電力の総計を演算する消費電力
演算手段4と、複数の出力セットのうち消費電力の総計
が最小となる出力セットを選択し、選択した出力セット
にしたがって前記モータのそれぞれに制御指令を出力す
る制御指令手段5を有するものとした。
【0008】
【作用】複数のモータの各別毎に分担する出力を、それ
らのモータの全消費電力が最小となるように定めて、各
モータへの制御指令を発するようにしたから、走行に必
要なモータ出力が常に最小の消費電力で駆動輪へ供給さ
れる。とくに請求項2の装置では、各モータの出力分担
の組み合わせが出力セットとして複数組設定され、各組
の全消費電力が演算されて、そのなかで最小の全消費電
力となるセットの出力分担の組み合わせが選択される。
この分担に応じて各モータへ制御指令が出力される。
【0009】
【実施例】図2は本発明の第1の実施例を示す。車両の
駆動輪26、26にデファレンシャルギア24を介して
複数のモータ20(201 、202 、…、20n )が同
軸に連結されている。コントローラ10にはアクセル開
度センサ11からの信号とモータの回転センサ21から
の信号が入力される。モータ201 、202 、…、20
n にはそれぞれモータドライバ12(121、122 、
…、12n )が接続され、内部にマイクロコンピュータ
を備えるコントローラ10からアクセル開度およびモー
タの回転数を基に各モータドライバに出力指令が発せら
れる。発明の各機能はコントローラ10のマイクロコン
ピュータによって実現される。
【0010】図3および図4は上記構成における動作の
流れを示すフローチャートである。まずステップ100
で、演算のセット番号がk=1として設定された後、ス
テップ101でアクセル開度センサ11からアクセル開
度が読み込まれる。ステップ102で回転センサ21か
らモータ20の回転数N0 が読み込まれると、次のステ
ップ103において、この回転数N0 rpmと先に読み
込まれたアクセル開度とから走行に必要なトルクT0 k
gmが演算される。
【0011】ステップ104において、セットk=1と
して上記走行必要トルクT0 を得るための各モータ20
1 、202 、…、20n の出力トルクT1k、T2k、…、
Tnkが仮定値として設定される。なお、これらの仮定値
の中には、電力供給がカットされたモータのゼロ値も含
まれ、
【数4】 となる。次のステップ105では、予め与えられた効率
特性マップから各モータの出力トルクT1k、T2k、…、
Tnk における回転数N0 のときの効率ηik、すなわち
η1k、η2k、…、ηnkが求められる。そして、ステップ
106において全電力消費量ξk が次式により演算され
る。
【数5】 ここでk=1であるから、セットk=1での仮定値にお
ける全電力消費量ξ1が得られたことになる。
【0012】次にステップ108でk=2としてステッ
プ104に戻り、新たな出力トルクT1k、T2k、…、T
nkの仮定値のセットが設定される。これが繰り返され
て、ξ2 、ξ3 、…、ξM が求められる。こうして、所
定のセット数k=Mまでの仮定値についてその全電力消
費量が得られたことが、ステップ107で確認される
と、ステップ109に進んで、ξ1 〜ξM の中での最小
値を与えるセットk=*が求められる。そして、この最
小の全体電力消費量を与えるセットを構成する出力トル
クT1 *、T2 * 、…、Tn *が、ステップ110に
おいて各モータ201 、202 、…、20n へのトルク
指令としてモータドライバ12へ出力される。
【0013】ステップ101〜102が発明の走行条件
検出手段を、ステップ103が必要出力演算手段を、ス
テップ104、107、108が出力セット設定手段
を、ステップ105、106が消費電力演算手段を、そ
してステップ109、110が制御指令手段をそれぞれ
構成している。この結果、それぞれのモータ201 、2
02 、…、20n はそのモータドライバ121 、122
、…、12n に送られたトルク指令に応じて単独にか
または同時に運転される。モータ201 、202 、…、
20n は互いに同一軸上に連結されているから、運転さ
れるモータの出力は加算されて、デファレンシャルギア
24を介して駆動輪26、26を駆動する。
【0014】この実施例によれば、上述のとおり各モー
タ201 、202 、…、20n に分担させる出力トルク
の組み合わせが出力セットT1k、T2k、…、Tnkとして
k=1〜Mの複数組設定され、それぞれのセットについ
てその運転されるモータの全消費電力が演算される。そ
して、そのなかで最小の全消費電力となるセットが選択
されて各モータの分担が決定されるから、常に消費電力
が最小となる高効率の状態で運転される。この際各モー
タ201 、202 、…、20n について予めモータの回
転数と出力トルクに対する効率特性マップが用意されて
おり、その消費電力やその他出力セット選択までコント
ローラ10における演算のみで求められるから装置の構
成が簡単で、安価に実現されるという利点がある。な
お、モータ20の数は多いほど多数段階の走行必要トル
クに対して最大効率が得られることになるが、実際の車
両の走行モードはとくに頻度の多い平均パターンとして
所定の数に限られるから、これに応じて設定するのが望
ましい。同様に、出力セットの組み合わせ数も平均パタ
ーンに対応して設定しておけばよい。
【0015】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は複数のモータの
各別毎に分担する出力を、それらのモータの全消費電力
が最小となるように定めて、各モータへの制御指令を発
するようにしたから、走行に必要なモータ出力が常に最
小の消費電力で駆動輪へ供給される。とくに装置発明に
おいては、出力セット設定手段と、各出力セットにおけ
る複数のモータの消費電力の総計を演算する消費電力演
算手段とを設け、全消費電力が最小となる出力セットに
基づいて各モータの出力分担を決定するようにしたか
ら、これらの各機能が演算だけで達成され、小型の制御
装置で高効率の運転が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】発明の実施例を示す図である。
【図3】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図4】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図5】出力トルクと効率の関係を示す効率特性図であ
る。
【符号の説明】
1 走行条件検出手段 2 必要出力演算手段 3 出力セット設定手段 4 消費電力演算手段 5 制御指令手段 6 モータ 10 コントローラ 11 アクセル開度センサ 12、121 、122 、…、12n モータドライバ 20、201 、202 、…、20n モータ 21 回転センサ 24 デファレンシャルギア 26 駆動輪

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動輪に複数のモータが連結された電気
    自動車の動力制御方法であって、走行条件を検出するス
    テップと、走行条件に応じて走行必要出力を演算するス
    テップと、前記複数のモータの各別毎に走行必要出力を
    分担する出力を決定し、前記モータのそれぞれに制御指
    令を出力するステップを有し、該制御指令出力ステップ
    は前記モータの消費電力の総計を最小にするように前記
    分担出力を決定するものであることを特徴とする電気自
    動車の動力制御方法。
  2. 【請求項2】 走行条件検出手段と、検出された走行条
    件に応じて走行必要出力を演算する必要出力演算手段
    と、駆動輪に連結された複数のモータと、該複数のモー
    タの各別で前記走行必要出力を分担する出力セットを複
    数設定する出力セット設定手段と、各出力セットにおけ
    る前記複数のモータの消費電力の総計を演算する消費電
    力演算手段と、前記複数の出力セットのうち消費電力の
    総計が最小となる出力セットを選択し、該選択した出力
    セットにしたがって前記モータのそれぞれに制御指令を
    出力する制御指令手段を有することを特徴とする電気自
    動車の動力制御装置。
  3. 【請求項3】 前記走行条件検出手段には前記モータの
    回転センサを含み、前記必要出力演算手段および出力セ
    ット設定手段の各出力は前記回転センサで検出された回
    転数におけるトルク値で表され、前記消費電力演算手段
    は予め設定されたマップに基づいて各モータが分担する
    トルクに対応する効率を求め該効率と前記分担トルクか
    ら各モータの消費電力を演算するものであることを特徴
    とする請求項2記載の電気自動車の動力制御装置。
JP4229329A 1992-08-05 1992-08-05 電気自動車の動力制御方法および制御装置 Pending JPH0662508A (ja)

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