JPH08205303A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents
電気自動車の制御装置Info
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- JPH08205303A JPH08205303A JP7006930A JP693095A JPH08205303A JP H08205303 A JPH08205303 A JP H08205303A JP 7006930 A JP7006930 A JP 7006930A JP 693095 A JP693095 A JP 693095A JP H08205303 A JPH08205303 A JP H08205303A
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- control device
- electric vehicle
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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 Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、異常状態を未然に防止するための制
御装置を備えた電気自動車の制御装置を提供することを
目的としている。 【構成】運転制御における状態センサのうち最も重要な
部分である回転数センサを２重系構成とすると共に、回
転数そのものを高精度で検出できる回路構成とし、トル
クと回転速度によって４象限運転領域を定義づけた。そ
してどの象限の運転状態を検知して判定出来る制御装置
を構成した。 【効果】電気自動車の異常運転状態を早期にしかも確実
に判定するので信頼性が向上する。
御装置を備えた電気自動車の制御装置を提供することを
目的としている。 【構成】運転制御における状態センサのうち最も重要な
部分である回転数センサを２重系構成とすると共に、回
転数そのものを高精度で検出できる回路構成とし、トル
クと回転速度によって４象限運転領域を定義づけた。そ
してどの象限の運転状態を検知して判定出来る制御装置
を構成した。 【効果】電気自動車の異常運転状態を早期にしかも確実
に判定するので信頼性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気自動車の制御装置に
係り、特に前記電気自動車の制御装置が運転者の意志に
沿った走行ができないような異常状態を診断出来る診断
機能を備えた電気自動車の制御装置に関する。
係り、特に前記電気自動車の制御装置が運転者の意志に
沿った走行ができないような異常状態を診断出来る診断
機能を備えた電気自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年無公害車の要求と共に、排気ガスの
発生がない電気自動車の制御装置が注目されている。一
般に電気自動車の制御装置は、車両に搭載されたバッテ
リを主電源として電動機によって駆動力を発生するが、
該電動機は運転者の意志に沿って制御される制御装置を
介して操作され、車両の走行は制御される。
発生がない電気自動車の制御装置が注目されている。一
般に電気自動車の制御装置は、車両に搭載されたバッテ
リを主電源として電動機によって駆動力を発生するが、
該電動機は運転者の意志に沿って制御される制御装置を
介して操作され、車両の走行は制御される。
【０００３】しかしながら前記制御装置の動作状態によ
って、必ずしも運転者の意図するような動作をしない場
合が発生することがある。このような場合は制御装置が
異常であることを、いち早く判断して運転者に知らせ、
場合によっては車両を停止させる必要がある。
って、必ずしも運転者の意図するような動作をしない場
合が発生することがある。このような場合は制御装置が
異常であることを、いち早く判断して運転者に知らせ、
場合によっては車両を停止させる必要がある。
【０００４】電気自動車の制御装置では、モータ出力の
異常状態を検出する方法がいくつか試みられている。特
開平5−316603 号「電気自動車の制御装置」はその一例
で、駆動軸の回転方向の監視に関する。これは駆動軸に
おける伝達トルクの方向を検出するトルクセンサ信号
と、車両の運転状態から推定した前記伝達トルクの方向
とを比較して、不一致の場合異常と判定する方法であ
る。
異常状態を検出する方法がいくつか試みられている。特
開平5−316603 号「電気自動車の制御装置」はその一例
で、駆動軸の回転方向の監視に関する。これは駆動軸に
おける伝達トルクの方向を検出するトルクセンサ信号
と、車両の運転状態から推定した前記伝達トルクの方向
とを比較して、不一致の場合異常と判定する方法であ
る。
【０００５】また特開平3−202775 号「車輪速センサの
異常検出装置」にはアンチスキッドあるいは動力配分装
置に使用する複数の車輪速センサの異常を検出する方法
が開示されている。その内容は定速走行状態で、第１，
第２の車輪速センサから出力されるパルスのパルス計数
値の差があらかじめ設定された値以上のとき、車輪速セ
ンサが異常である、と判断する車輪速センサの異常検出
に関する。
異常検出装置」にはアンチスキッドあるいは動力配分装
置に使用する複数の車輪速センサの異常を検出する方法
が開示されている。その内容は定速走行状態で、第１，
第２の車輪速センサから出力されるパルスのパルス計数
値の差があらかじめ設定された値以上のとき、車輪速セ
ンサが異常である、と判断する車輪速センサの異常検出
に関する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら電気自動
車の制御装置ではバッテリを電動機の駆動電源としてい
て、インバータを介して誘導電動機を制御している。こ
のような構成の場合、前記電動機は正逆転運転が可能で
あるが、電気自動車の制御装置ではその駆動方向が特に
重要である。制御装置の異常によって、運転者の意志と
は違う方向の駆動であっては、運転者の意志に沿った運
転が出来なくなる。
車の制御装置ではバッテリを電動機の駆動電源としてい
て、インバータを介して誘導電動機を制御している。こ
のような構成の場合、前記電動機は正逆転運転が可能で
あるが、電気自動車の制御装置ではその駆動方向が特に
重要である。制御装置の異常によって、運転者の意志と
は違う方向の駆動であっては、運転者の意志に沿った運
転が出来なくなる。
【０００７】前記前者の従来例では、駆動軸における伝
達トルクの方向を検出するトルクセンサの信号と、車両
の運転状態から推定した前記伝達トルクの方向とを比較
して、不一致の場合異常と判定する方法である。しかし
ながら、トルクの方向だけでは必ずしも充分とはいえな
い。前記のような構成の誘導電動機では、基本的には第
１から第４象限までの運転が可能であるから、検出値あ
るいは推定値から今どの象限で運転しているかを的確に
判断できることが求められる。
達トルクの方向を検出するトルクセンサの信号と、車両
の運転状態から推定した前記伝達トルクの方向とを比較
して、不一致の場合異常と判定する方法である。しかし
ながら、トルクの方向だけでは必ずしも充分とはいえな
い。前記のような構成の誘導電動機では、基本的には第
１から第４象限までの運転が可能であるから、検出値あ
るいは推定値から今どの象限で運転しているかを的確に
判断できることが求められる。
【０００８】また後者の従来技術は、車両がスピンなど
が発生する可能性が小さい定速走行状態で、複数の車輪
速センサから検出された信号の差に注目して異常状態を
判断する。この場合は特定の運転状態では複数の車輪速
センサからの信号はそれぞれのセンサが正常であれば一
致、あるいはその偏差が小さいという前提による。
が発生する可能性が小さい定速走行状態で、複数の車輪
速センサから検出された信号の差に注目して異常状態を
判断する。この場合は特定の運転状態では複数の車輪速
センサからの信号はそれぞれのセンサが正常であれば一
致、あるいはその偏差が小さいという前提による。
【０００９】また、アンチスキッドあるいは駆動力配分
制御のような場合は、複数のセンサを利用してセンサ相
互の差をとって診断することが出来るが、通常の場合は
電動機の出力軸回転センサのみが設けられることが多い
から、必ずしも一般的な診断方法とはいえない。
制御のような場合は、複数のセンサを利用してセンサ相
互の差をとって診断することが出来るが、通常の場合は
電動機の出力軸回転センサのみが設けられることが多い
から、必ずしも一般的な診断方法とはいえない。
【００１０】本発明の目的は、回転センサの異常を的確
に判定し、電気自動車の運転状態の異常を判定すること
の出来る電気自動車の制御装置を提供するにある。
に判定し、電気自動車の運転状態の異常を判定すること
の出来る電気自動車の制御装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリを主
電源としてインバータを介して誘導電動機を駆動制御す
る電気自動車の制御装置において、前記誘導電動機の回
転数を検出する回転数検出手段と，前記誘導電動機の発
生トルクを少なくとも前記誘導電動機の一次電流を用い
て推定するトルク推定手段と，前記検出された誘導電動
機の回転数と前記推定した誘導電動機のトルクとから定
まる前記誘導電動機の複数の運転状態のうち、どの象限
の運転状態にあるかを判定する運転状態判定手段とを備
えてなる電気自動車の制御装置によって達成される。
電源としてインバータを介して誘導電動機を駆動制御す
る電気自動車の制御装置において、前記誘導電動機の回
転数を検出する回転数検出手段と，前記誘導電動機の発
生トルクを少なくとも前記誘導電動機の一次電流を用い
て推定するトルク推定手段と，前記検出された誘導電動
機の回転数と前記推定した誘導電動機のトルクとから定
まる前記誘導電動機の複数の運転状態のうち、どの象限
の運転状態にあるかを判定する運転状態判定手段とを備
えてなる電気自動車の制御装置によって達成される。
【００１２】
【作用】回転センサ自身の異常判定あるいは前記誘導電
動機の運転状態の異常判定を行い、前記回転センサある
いは前記誘導電動機の運転状態が正常である場合にの
み、前記誘導電動機の運転制御を行う。
動機の運転状態の異常判定を行い、前記回転センサある
いは前記誘導電動機の運転状態が正常である場合にの
み、前記誘導電動機の運転制御を行う。
【００１３】前記回転センサの異常判定は、前記誘導電
動機の同一回転軸上に少なくとも２個設けられたセンサ
の出力信号の差を用いて行う。また回転数検出は高精度
で検出できるので異常判定レベルを低く設定することが
できる。また前記誘導電動機の運転状態の異常は前記回
転センサの検出信号と推定発生トルクあるいは検出トル
クから定まる４象限運転状態のうち、どの運転状態にあ
るかを選択された運転モードに応じて判定する。
動機の同一回転軸上に少なくとも２個設けられたセンサ
の出力信号の差を用いて行う。また回転数検出は高精度
で検出できるので異常判定レベルを低く設定することが
できる。また前記誘導電動機の運転状態の異常は前記回
転センサの検出信号と推定発生トルクあるいは検出トル
クから定まる４象限運転状態のうち、どの運転状態にあ
るかを選択された運転モードに応じて判定する。
【００１４】
【実施例】図１に本発明の全体構成図を示す。１は主電
源のバッテリ、２は電力変換手段であり、主スイッチ２
１とインバータ２０，誘導電動機（以下単に電動機と言
う）３の一次電流検出手段２２とから構成される。４１
（Ｅ1），４２（Ｅ2）は回転数センサで、同一回転軸に
２個取付けている。５は運転者の意図に伴う運転指令信
号で、例えばアクセルペダルの情報（Ａｃｃ），ドライ
ブモードスイッチの情報（ＤＳｗ）、あるいはブレーキ
情報（ＢＲ）などが含まれる。６はこの電気自動車の制
御装置の制御手段を示している。
源のバッテリ、２は電力変換手段であり、主スイッチ２
１とインバータ２０，誘導電動機（以下単に電動機と言
う）３の一次電流検出手段２２とから構成される。４１
（Ｅ1），４２（Ｅ2）は回転数センサで、同一回転軸に
２個取付けている。５は運転者の意図に伴う運転指令信
号で、例えばアクセルペダルの情報（Ａｃｃ），ドライ
ブモードスイッチの情報（ＤＳｗ）、あるいはブレーキ
情報（ＢＲ）などが含まれる。６はこの電気自動車の制
御装置の制御手段を示している。
【００１５】この制御手段６の特徴は、メインの制御手
段としてのマイコン（ＭＣ）６１を用いて、電流制御手
段（ＡＣＲ）６３により、インバータ（ＩＮＶ）２０を
制御することにある。電気自動車の制御装置の駆動源で
ある電動機（Ｍ）３は上記インバータ２０によって制御
される。６０はマイコンのインタフェイス手段で、上記
運転指令信号５の出力データがマイコン６１に入力され
る。
段としてのマイコン（ＭＣ）６１を用いて、電流制御手
段（ＡＣＲ）６３により、インバータ（ＩＮＶ）２０を
制御することにある。電気自動車の制御装置の駆動源で
ある電動機（Ｍ）３は上記インバータ２０によって制御
される。６０はマイコンのインタフェイス手段で、上記
運転指令信号５の出力データがマイコン６１に入力され
る。
【００１６】マイコン６１は図２のような演算部から構
成される。トルク指令演算部１１１、ここでは運転指令
信号５からの信号と電動機Ｍの回転数ｎM から電動機Ｍ
へのトルク指令信号ＴMMを演算し出力する。ベクトル演
算制御部１１２では、Ｉt 、Ｉm 検出手段（Ｉm ，Ｉm
ＣＫＴ）からの信号すなわちトルク成分電流Ｉt 、と励
磁成分電流Ｉm を用いてトルク演算部７１によりトルク
を推定演算する（ＴＭ＝ｋ・Ｉm・Ｉt）。そして前記ト
ルク指令値ＴMMとの偏差を比較手段７４で求め、例えば
ＰＩ制御部７２を介してベクトル演算部７３で電動機電
流指令Ｉ1R，トルク角指令δR ，一次周波数指令ω1Rを
演算し電流制御部６３に出力する。電流制御部６３では
一次電流検出手段２２で検出された電流Ｉ1 が電流指令
Ｉ1Rの値になるように制御が行われ、検出された電流Ｉ
1 がマイコン６１にも入力されているが、これは異常電
流と判断した場合、コンタクタ制御手段６２により主ス
イッチ２１を開放するためである。
成される。トルク指令演算部１１１、ここでは運転指令
信号５からの信号と電動機Ｍの回転数ｎM から電動機Ｍ
へのトルク指令信号ＴMMを演算し出力する。ベクトル演
算制御部１１２では、Ｉt 、Ｉm 検出手段（Ｉm ，Ｉm
ＣＫＴ）からの信号すなわちトルク成分電流Ｉt 、と励
磁成分電流Ｉm を用いてトルク演算部７１によりトルク
を推定演算する（ＴＭ＝ｋ・Ｉm・Ｉt）。そして前記ト
ルク指令値ＴMMとの偏差を比較手段７４で求め、例えば
ＰＩ制御部７２を介してベクトル演算部７３で電動機電
流指令Ｉ1R，トルク角指令δR ，一次周波数指令ω1Rを
演算し電流制御部６３に出力する。電流制御部６３では
一次電流検出手段２２で検出された電流Ｉ1 が電流指令
Ｉ1Rの値になるように制御が行われ、検出された電流Ｉ
1 がマイコン６１にも入力されているが、これは異常電
流と判断した場合、コンタクタ制御手段６２により主ス
イッチ２１を開放するためである。
【００１７】なお、電動機３の一次電流Ｉ1 とその励磁
電流成分Ｉm、トルク成分電流Ｉtとの関係を図３に、ま
たω1とωr（回転角速度)、ωs（スリップ角速度）との
関係を図４に示す。ベクトル演算部７３ではＰＩ制御部
７２の出力をトルク成分電流指令ＩtR、励磁成分電流指
令ＩmRをもとに一次電流指令Ｉ1R、トルク角指令δR、
一次周波数指令ω1Rを出力する。これらの指令を基に電
流制御手段（ＡＣＲ）６３は内部で各相の電流指令ｉｕ
Ｒ，ｉｖＲ，ｉｗＲを発生して検出電流Ｉ1(各相ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗの意)で各相の電流制御を行う。
電流成分Ｉm、トルク成分電流Ｉtとの関係を図３に、ま
たω1とωr（回転角速度)、ωs（スリップ角速度）との
関係を図４に示す。ベクトル演算部７３ではＰＩ制御部
７２の出力をトルク成分電流指令ＩtR、励磁成分電流指
令ＩmRをもとに一次電流指令Ｉ1R、トルク角指令δR、
一次周波数指令ω1Rを出力する。これらの指令を基に電
流制御手段（ＡＣＲ）６３は内部で各相の電流指令ｉｕ
Ｒ，ｉｖＲ，ｉｗＲを発生して検出電流Ｉ1(各相ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗの意)で各相の電流制御を行う。
【００１８】これらの関係式を式（１）〜（５）に示し
た。
た。
【００１９】
【数１】 θ0＝∫ω1ｄｔ …（１） ｉｕR＝Ｉ1R sin（θ0＋δ）
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】 Ｉ1R＝√(Ｉt 2 R＋Ｉm 2 R） …（３）
【００２２】
【数４】 δR＝tan-1(ＩtR／ＩmR) …（４）
【００２３】
【数５】 ω1＝ｋＩtR …（５） 次に回転センサの異常の判定について述べる。図５及び
図１０にハードウエアとソフトウエア処理を含めた機能
ブロック図を示す。図５において回転数センサ４１（Ｅ
1），４２（Ｅ2）からの信号を取り込む２重系システム
を構成している。大きく分けると個々の信号を処理する
部分すなわちＡ系統８２ａ，Ｂ系統82ｂ、それからＡ，
Ｂ系統の信号の異常判定処理手段９５から構成されてい
る。Ａ，Ｂ両系統の構成は同じなので、Ａ系統82ａにつ
いて説明する。図５のＡ系統82ａ，Ｂ系統８２ｂにおい
て、センサ入力から記憶手段８９までは図１に示すパル
ス計測８１０のハードウエアで行う。また、マイコン
（ＭＣ）６１は記憶手段８９からのデ−タの取り込みか
ら異常判定処理９５を行う。
図１０にハードウエアとソフトウエア処理を含めた機能
ブロック図を示す。図５において回転数センサ４１（Ｅ
1），４２（Ｅ2）からの信号を取り込む２重系システム
を構成している。大きく分けると個々の信号を処理する
部分すなわちＡ系統８２ａ，Ｂ系統82ｂ、それからＡ，
Ｂ系統の信号の異常判定処理手段９５から構成されてい
る。Ａ，Ｂ両系統の構成は同じなので、Ａ系統82ａにつ
いて説明する。図５のＡ系統82ａ，Ｂ系統８２ｂにおい
て、センサ入力から記憶手段８９までは図１に示すパル
ス計測８１０のハードウエアで行う。また、マイコン
（ＭＣ）６１は記憶手段８９からのデ−タの取り込みか
ら異常判定処理９５を行う。
【００２４】センサ４１から取り込まれた信号は波形整
形回路（Ｆ−ＣＫＴ）８３で基準クロック信号（ＴＣＬ
Ｋ）（図６信号（Ａ））に同期したパルス信号に整形さ
れる。整形された信号は図６の信号（Ｂ）に示す。この
エンコーダ逓倍パルス信号を位置情報信号としてカウン
タ（Ｐ−ＣＯＵＮＴ）８７でカウントする。例えば図６
の信号（Ｃ）に示すように（Ｂ）の信号ごとにカウント
していくものである。このカウント値は順次記憶手段
（Ｍｅ）８９のパルスレジスタに記憶される。
形回路（Ｆ−ＣＫＴ）８３で基準クロック信号（ＴＣＬ
Ｋ）（図６信号（Ａ））に同期したパルス信号に整形さ
れる。整形された信号は図６の信号（Ｂ）に示す。この
エンコーダ逓倍パルス信号を位置情報信号としてカウン
タ（Ｐ−ＣＯＵＮＴ）８７でカウントする。例えば図６
の信号（Ｃ）に示すように（Ｂ）の信号ごとにカウント
していくものである。このカウント値は順次記憶手段
（Ｍｅ）８９のパルスレジスタに記憶される。
【００２５】一方タイマ（ＴＩＭＥＲ）８５は時間情報
として、クロック信号を連続的にカウントする。この信
号を図６、信号（Ｄ）に示す。この実施例ではクロック
信号(ＣＬＫ)として５ＭＨｚを用いているので、タイマ
８５の値は０.２μsecの分解能でカウントしていること
になる。そして記憶手段８９の時間レジスタＴはエンコ
−ダ逓倍パルス信号の発生時刻に同期してタイマの値を
順次記憶する。例えば、図６に示すようにパルスレジス
タの値Ｍ(ｉ−１)，Ｍ(ｉ）に対応してＴ(ｉ−１），Ｔ
(ｉ)などのように記憶手段８９に記憶される。
として、クロック信号を連続的にカウントする。この信
号を図６、信号（Ｄ）に示す。この実施例ではクロック
信号(ＣＬＫ)として５ＭＨｚを用いているので、タイマ
８５の値は０.２μsecの分解能でカウントしていること
になる。そして記憶手段８９の時間レジスタＴはエンコ
−ダ逓倍パルス信号の発生時刻に同期してタイマの値を
順次記憶する。例えば、図６に示すようにパルスレジス
タの値Ｍ(ｉ−１)，Ｍ(ｉ）に対応してＴ(ｉ−１），Ｔ
(ｉ)などのように記憶手段８９に記憶される。
【００２６】次にこれらのレジスタ値を利用して、回転
数の算出について説明する。記憶されている値はあらか
じめ定められたサンプリング周期Ｔss（この実施例では
２ｍsec ）毎にＭＣ６１内のデ−タ入力処理よってサン
プラSMPL９１によって入力する。
数の算出について説明する。記憶されている値はあらか
じめ定められたサンプリング周期Ｔss（この実施例では
２ｍsec ）毎にＭＣ６１内のデ−タ入力処理よってサン
プラSMPL９１によって入力する。
【００２７】図６において、いま(Ｅ)に示すｉ時点にお
ける記憶手段のサンプリング値は、パルス情報がＭ
(ｉ)、時間情報がＴ(ｉ)である。（６）式に示す回転数
演算は計算手段（ＣＡＬ）９３内に前回サンプリングし
たＭ（ｉ−１），Ｔ（ｉ−１）と今回Ｍ（ｉ），Ｔ
（ｉ）のを基に実行する。
ける記憶手段のサンプリング値は、パルス情報がＭ
(ｉ)、時間情報がＴ(ｉ)である。（６）式に示す回転数
演算は計算手段（ＣＡＬ）９３内に前回サンプリングし
たＭ（ｉ−１），Ｔ（ｉ−１）と今回Ｍ（ｉ），Ｔ
（ｉ）のを基に実行する。
【００２８】
【数６】
【００２９】図６から明らかなように、エンコーダパル
スの発生ごとに連続的に時間情報を計数記憶しているの
で、サンプリング周期は任意でよい。ただし、一サンプ
リング周期において位置情報が変化することが必要であ
る。位置情報が変化していない場合は、変化するまでｎ
回サンプリングした情報をもとに（６）式の回転数の算
出を行う。
スの発生ごとに連続的に時間情報を計数記憶しているの
で、サンプリング周期は任意でよい。ただし、一サンプ
リング周期において位置情報が変化することが必要であ
る。位置情報が変化していない場合は、変化するまでｎ
回サンプリングした情報をもとに（６）式の回転数の算
出を行う。
【００３０】いま演算されたｎMAはＡ系統の演算結果で
あるがＢ系統についても同じようにｎMBの演算が行われ
る。そこでｎMAとｎMBの偏差を異常判定手段９５で演算
し、その偏差があらかじめ定められた値よりも小さいと
き（ｎMA〜ｎMB＜ε）は回転センサ４１，４２が正常で
あると判定される。そして代表としてＡ系統の回転信号
ｎMAをｎMとして出力する。このｎM信号は図１に示すマ
イコン（ＭＣ）６１内で電動機を駆動するための情報と
して使用する。
あるがＢ系統についても同じようにｎMBの演算が行われ
る。そこでｎMAとｎMBの偏差を異常判定手段９５で演算
し、その偏差があらかじめ定められた値よりも小さいと
き（ｎMA〜ｎMB＜ε）は回転センサ４１，４２が正常で
あると判定される。そして代表としてＡ系統の回転信号
ｎMAをｎMとして出力する。このｎM信号は図１に示すマ
イコン（ＭＣ）６１内で電動機を駆動するための情報と
して使用する。
【００３１】一方前記正常判定条件式（ｎMA〜ｎMB＜
ε）を満足しない場合は回転センサ４１，４２の何れか
が異常であると判断し、アラーム信号ＡＬＭを発生して
インバ−タ（ＩＮＶ）２０を停止させると共に主スイッ
チ開閉回路６２を介して主スイッチ２１の開放を行う。
ここで、パルス情報と時間情報を用いて回転数演算する
ことにより高精度の検出が可能なことを説明する。
ε）を満足しない場合は回転センサ４１，４２の何れか
が異常であると判断し、アラーム信号ＡＬＭを発生して
インバ−タ（ＩＮＶ）２０を停止させると共に主スイッ
チ開閉回路６２を介して主スイッチ２１の開放を行う。
ここで、パルス情報と時間情報を用いて回転数演算する
ことにより高精度の検出が可能なことを説明する。
【００３２】例えばサンプリング周期Ｔss＝２ms、エン
コーダ４１，４２のパルス数をPPR（パルス／回転）、
エンコーダのパルス周期がＴss＝２msの場合（７）式に
示すように６０rpm となる。
コーダ４１，４２のパルス数をPPR（パルス／回転）、
エンコーダのパルス周期がＴss＝２msの場合（７）式に
示すように６０rpm となる。
【００３３】計算手段（ＣＡＬ）９３は（８），（９）
式の演算を行う。
式の演算を行う。
【００３４】
【数７】
【００３５】
【数８】
【００３６】
【数９】
【００３７】ただし、カウンタ８５のクロック（ＣＬ
Ｋ）は５ＭＨｚである。
Ｋ）は５ＭＨｚである。
【００３８】従って（９）式の分母が２０００１の場
合、ｎMA＝５９.９９７rpmで、０.３％程度の精度で検
出が可能である。
合、ｎMA＝５９.９９７rpmで、０.３％程度の精度で検
出が可能である。
【００３９】一方、Ｔss＝２ms内のパルスＭ(ｉ)のみで
回転数を算出する方式は、Ｍ＝１の場合６０rpm、Ｍ＝
２で１２０rpmとなり回転数検出精度が悪化する。
回転数を算出する方式は、Ｍ＝１の場合６０rpm、Ｍ＝
２で１２０rpmとなり回転数検出精度が悪化する。
【００４０】従って、パルスＭ(ｉ)のみで回転数を検出
する方法では、演算判定手段９５はＡ，Ｂ両系統のエン
コーダのパルス差を例えば５パルスと考えると
する方法では、演算判定手段９５はＡ，Ｂ両系統のエン
コーダのパルス差を例えば５パルスと考えると
【００４１】
【数１０】 ｜ｎMA−ｎMB｜＜６０rpm×５＝３００rpm …（１０） （１０）式のように表され３００rpmの回転数差があっ
たときはじめてエンコーダの異常を判定することにな
る。
たときはじめてエンコーダの異常を判定することにな
る。
【００４２】しかし前記（９）式のように本発明では５
rpm の差があればエンコーダの異常を検出することがで
きる。（（１１）式参照）
rpm の差があればエンコーダの異常を検出することがで
きる。（（１１）式参照）
【００４３】
【数１１】 ｜ｎMA−ｎMB｜＜０.５rpm×１０≒５rpm …（１１） ただし、マイコン（ＭＣ）６１内の回転数分解能は０、
５rpm／bitで、１０分解能差とした。
５rpm／bitで、１０分解能差とした。
【００４４】以上のことから小さな回転数差（例えば５
rpm ）があればエンコーダの異常を検出することができ
る。このことは電気自動車の制御装置としての移動走行
距離が極めて短い時点で異常検出ができる。次にマイコ
ン（ＭＣ）６１で実行する図２の運転状態判定手段１１
３について述べる。
rpm ）があればエンコーダの異常を検出することができ
る。このことは電気自動車の制御装置としての移動走行
距離が極めて短い時点で異常検出ができる。次にマイコ
ン（ＭＣ）６１で実行する図２の運転状態判定手段１１
３について述べる。
【００４５】マイコン６１は運転指令信号５，インタ−
フェイス手段６０を介して得た運転指令信号，回転数信
号，トルク演算部７１の出力である推定トルク或いはト
ルク指令信号ＴMMを基に運転状態判別処理を実行する。
ここで回転数信号（正逆転判別符号を含む）と、トルク
演算部７１の出力τあるいはトルク指令信号ＴMMとの関
係に注目すると図７，図８に示す４象限で表される駆動
状態を定義することが出来る。
フェイス手段６０を介して得た運転指令信号，回転数信
号，トルク演算部７１の出力である推定トルク或いはト
ルク指令信号ＴMMを基に運転状態判別処理を実行する。
ここで回転数信号（正逆転判別符号を含む）と、トルク
演算部７１の出力τあるいはトルク指令信号ＴMMとの関
係に注目すると図７，図８に示す４象限で表される駆動
状態を定義することが出来る。
【００４６】例えば図７はドライブ（Ｄ）レンジの場合
で、正回転，正トルクの第１象限のときは走行状態，逆
回転で正トルク領域すなわち第２象限ではいわばロール
バックの領域，第３象限では逆回転，負トルク領域，第
４象限は回生制動領域などにわけることができる。ここ
で最も注意しなければならないのはＤレンジでありなが
ら第３象限運転の場合である（その要因として考えられ
るのは、回転数センサの故障あるいはノイズが重畳され
たためによる回転数の誤検出にある。）。
で、正回転，正トルクの第１象限のときは走行状態，逆
回転で正トルク領域すなわち第２象限ではいわばロール
バックの領域，第３象限では逆回転，負トルク領域，第
４象限は回生制動領域などにわけることができる。ここ
で最も注意しなければならないのはＤレンジでありなが
ら第３象限運転の場合である（その要因として考えられ
るのは、回転数センサの故障あるいはノイズが重畳され
たためによる回転数の誤検出にある。）。
【００４７】従って本発明では回転数センサを２重系構
成にして高信頼化を図ると共に、回転数の検出精度を高
めたことに特徴がある。たとえ回転数の誤検出があった
にしても、高精度で第３象限の運転かどうかを判定する
ことが出来る。例えば従来は逆回転３００rpm の状態で
しか第３象限運転が判定出来なかったが、本発明によれ
ば５rpm 程度の回転数で第３象限に入る場合であって
も、充分に判定を行うことが出来る。運転者の意図によ
る運転指令信号５からの運転指令信号に対して、トルク
指令信号あるいは実トルク信号と、実回転信号との関係
を高精度でチェック出来ることが大きな特徴である。
成にして高信頼化を図ると共に、回転数の検出精度を高
めたことに特徴がある。たとえ回転数の誤検出があった
にしても、高精度で第３象限の運転かどうかを判定する
ことが出来る。例えば従来は逆回転３００rpm の状態で
しか第３象限運転が判定出来なかったが、本発明によれ
ば５rpm 程度の回転数で第３象限に入る場合であって
も、充分に判定を行うことが出来る。運転者の意図によ
る運転指令信号５からの運転指令信号に対して、トルク
指令信号あるいは実トルク信号と、実回転信号との関係
を高精度でチェック出来ることが大きな特徴である。
【００４８】ここでトルクセンサ４１，４２の構成を図
１１に示すが、該センサは発光素子と受光素子とから構
成されてなり、誘導電動機の出力軸の軸方向の同位置に
配置され、その間に通光孔を有する回転板４１０を介在
させている。一方回転板410は前記通光孔の目詰りを考
慮するならば図１２に示すように回転板４１１，412を
軸方向に分離して２重にしそれにセンサを対応させた方
がより信頼性が高いものとなる。
１１に示すが、該センサは発光素子と受光素子とから構
成されてなり、誘導電動機の出力軸の軸方向の同位置に
配置され、その間に通光孔を有する回転板４１０を介在
させている。一方回転板410は前記通光孔の目詰りを考
慮するならば図１２に示すように回転板４１１，412を
軸方向に分離して２重にしそれにセンサを対応させた方
がより信頼性が高いものとなる。
【００４９】以上述べたように、本発明では運転者の意
志と異なる駆動方向という運転状態の異常を早期にかつ
確実に検出することができる。そのために図９に示すよ
うにＡ，Ｂ両系統の回転数ｎMA，ｎMBの差からエンコー
ダの異常を早期に検出し、さらにＭＣ６１内で回転数ｎ
MAと演算で求めた推定トルクτ或いはトルク指令ＴMHか
ら誘導電動機の４象限駆動状態のどの状態にあるかを判
断する。特に運転モードがＤレンジ，Ｒレンジにおいて
異常運転象限をいち早く確実に検出できる。
志と異なる駆動方向という運転状態の異常を早期にかつ
確実に検出することができる。そのために図９に示すよ
うにＡ，Ｂ両系統の回転数ｎMA，ｎMBの差からエンコー
ダの異常を早期に検出し、さらにＭＣ６１内で回転数ｎ
MAと演算で求めた推定トルクτ或いはトルク指令ＴMHか
ら誘導電動機の４象限駆動状態のどの状態にあるかを判
断する。特に運転モードがＤレンジ，Ｒレンジにおいて
異常運転象限をいち早く確実に検出できる。
【００５０】なお、図２に示すトルク演算部７１がない
駆動システムではトルク指令ＴMHを用いて運転状態を指
定判定してもよい。
駆動システムではトルク指令ＴMHを用いて運転状態を指
定判定してもよい。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、電動機の出力回転方向
と発生トルクによる４象限運転に着目し、現在の運転状
態がどの象限で運転されているかを判定出来るようにし
たので、運転者の意志と異なる運転状態を早期にしかも
確実に検知することが出来、より信頼性の高い電気自動
車の制御装置の運転制御が可能となる。
と発生トルクによる４象限運転に着目し、現在の運転状
態がどの象限で運転されているかを判定出来るようにし
たので、運転者の意志と異なる運転状態を早期にしかも
確実に検知することが出来、より信頼性の高い電気自動
車の制御装置の運転制御が可能となる。
【図１】本発明の実施例における電気自動車の制御装置
の回路概略図。
の回路概略図。
【図２】図１における制御部の機能ブロック図。
【図３】本発明の実施例における一次電流のベクトル
図。
図。
【図４】本発明の実施例におけるモータ発生トルクに対
するスリップ角速度の関係図。
するスリップ角速度の関係図。
【図５】図１におけるパルス計測部の機能ブロック構成
図。
図。
【図６】図５における各部の信号のタイムチャート。
【図７】Ｄレンジにおける４象限運転の説明図。
【図８】Ｒレンジにおける４象限運転の説明図。
【図９】異常判定のための要因図。
【図１０】本発明に用いられる回転センサの概略構成
図。
図。
【図１１】同回転センサの側面図。
【図１２】同他の実施例における回転センサの側面図。
１…主電源のバッテリ、２…電力変換機、３…誘導電動
機、４…トルク検出手段、５…運転状態信号、６…制御
部、２１…主スイッチ、４１，４２…回転数センサ、６
０…マイコンのインタフェイス、６１…マイコン、７１
…トルク演算手段、７３…ベクトル演算部、８３…波形
整形回路Ｆ−ＣＫＴ、８５…時間カウンタＴ−ＣＯＵＮ
Ｔ、８７…パルスカウンタＰ−ＣＯＵＮＴ、８９…記憶
手段、９１…サンプラＳＭＰＬ、９５…判定手段、１１
１…トルク指令演算手段。
機、４…トルク検出手段、５…運転状態信号、６…制御
部、２１…主スイッチ、４１，４２…回転数センサ、６
０…マイコンのインタフェイス、６１…マイコン、７１
…トルク演算手段、７３…ベクトル演算部、８３…波形
整形回路Ｆ−ＣＫＴ、８５…時間カウンタＴ−ＣＯＵＮ
Ｔ、８７…パルスカウンタＰ−ＣＯＵＮＴ、８９…記憶
手段、９１…サンプラＳＭＰＬ、９５…判定手段、１１
１…トルク指令演算手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼原 重之 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 山田 博之 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 松平 信紀 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 三浦 清 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 自 動車機器技術研究組合内
Claims (10)
- 【請求項１】バッテリを主電源としてインバータを介し
て誘導電動機を駆動制御する電気自動車の制御装置にお
いて、 前記誘導電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記誘導電動機の発生トルクを少なくとも前記誘導電動
機の一次電流を用いて推定するトルク推定手段と、前記
検出された誘導電動機の回転数と前記推定した誘導電動
機のトルクとから定まる前記誘導電動機の複数の運転状
態のうち、どの象限の運転状態にあるかを判定する運転
状態判定手段とを備えてなることを特徴とする電気自動
車の制御装置。 - 【請求項２】請求項１記載において、前記誘導電動機の
回転数検出手段を前記誘導電動機の同一軸に少なくとも
２個設け、前記それぞれのセンサの出力信号を用いて回
転数を検出することを特徴とする電気自動車の制御装
置。 - 【請求項３】請求項１記載において、前記誘導電動機の
回転数検出手段と、前記誘導電動機の推定発生トルクと
前記検出された回転数とから決まる２次元平面上で表さ
れる４象限運転領域のうち、検出された運転状態がどの
運転領域にあるかを判定する運転状態判定手段を設けた
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 【請求項４】請求項３記載において、運転領域がドライ
ブレンジにあって、検出された誘導電動機の回転数検出
信号と推定した発生トルク信号の両者がいずれも負の領
域にあるとき、自動車の運転状態が異常であると判定す
ることを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 【請求項５】請求項３記載において、４象限運転領域判
定手段は前記電気自動車の制御装置の運転領域がリアレ
ンジにあって、検出された回転数信号と推定した前記誘
導電動機の発生トルクの両者がいずれも正の領域にある
とき、自動車の制御装置の運転状態が異常であると判定
することを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 【請求項６】請求項１記載において、前記誘導電動機の
回転数検出手段は、センサの出力パルスをカウントする
パルスカウンタと、該パルスカウンタの値を順次記憶す
るパルスレジスタと、クロックパルスをカウントし、前
記センサのパルス発生時刻に同期して前記パルス発生時
刻情報をタイマから順次記憶するための時間レジスタと
を備え、前記パルスレジスタ値と時間レジタ値とから前
記誘導電動機の回転数を検出することを特徴とする電気
自動車の制御装置。 - 【請求項７】請求項１記載において、回転数検出手段の
２重系のそれぞれについて、センサの出力パルスをカウ
ントするカウンタと、該パルスカウンタの値を順次記憶
するパルスレジスタと、クロックパルスをカウントする
カウンタと、前記センサのパルス発生時刻に同期して前
記パルス発生時刻情報をタイマから順次記憶するための
時間レジスタとを備えていることを特徴とする電気自動
車の制御装置。 - 【請求項８】請求項７記載において、前記２重系のそれ
ぞれによって検出された回転数の偏差があらかじめ定め
られた偏差よりも小さいときに回転数信号として出力す
る判定出力手段を備えたことを特徴とする電気自動車の
制御装置。 - 【請求項９】請求項８記載において、前記２重系のそれ
ぞれによって検出された回転数の偏差があらかじめ定め
られた偏差よりも小さいとき、あらかじめ定めた一方の
回転数信号を前記誘導電動機の回転数信号として出力す
る論理手段を備えたことを特徴とする電気自動車の制御
装置。 - 【請求項１０】請求項７記載において、前記２重系のそ
れぞれによって検出された回転数の偏差があらかじめ定
められた偏差よりも大きいとき、前記誘導電動機の回転
数センサが異常であると判定する異常判定手段とを備え
たことを特徴とする電気自動車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7006930A JPH08205303A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電気自動車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7006930A JPH08205303A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電気自動車の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08205303A true JPH08205303A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11651972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7006930A Pending JPH08205303A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電気自動車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08205303A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014107700A1 (de) | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Denso Corporation | Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge |
| JP2018504870A (ja) * | 2014-12-02 | 2018-02-15 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 電気車両移動方向検出 |
| CN108039838A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-15 | 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 | 电动汽车电机双编码器控制系统及其控制方法、电动汽车 |
| CN113169701A (zh) * | 2018-11-26 | 2021-07-23 | Keb自动化两合公司 | 一种用于故障安全转速监控过程的方法和装置 |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP7006930A patent/JPH08205303A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014107700A1 (de) | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Denso Corporation | Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge |
| US9294027B2 (en) | 2013-06-21 | 2016-03-22 | Denso Corporation | Rotating electric machine for vehicles |
| DE102014107700B4 (de) | 2013-06-21 | 2022-01-20 | Denso Corporation | Drehende elektrische Maschine für Fahrzeuge |
| JP2018504870A (ja) * | 2014-12-02 | 2018-02-15 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 電気車両移動方向検出 |
| CN108039838A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-15 | 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 | 电动汽车电机双编码器控制系统及其控制方法、电动汽车 |
| CN113169701A (zh) * | 2018-11-26 | 2021-07-23 | Keb自动化两合公司 | 一种用于故障安全转速监控过程的方法和装置 |
| US11784606B2 (en) | 2018-11-26 | 2023-10-10 | Keb Automation Kg | Method and device for a failsafe rotational speed monitoring process |
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