JPH0951683A - モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印加電圧の高調波成分に基づきモータに発生
する鉄損による損失を低減し得て、モータを高い効率で
駆動することができるモータの駆動装置を提供する。 【解決手段】 制御回路４１は、インバータ主回路１４
の電源極性に対して逆極性を有するバッテリ２５とイン
バータ主回路１４との間に設けられた駆動用チョッパ回
路３３をオンオフ制御してインバータ主回路１４に印加
する電圧を制御し、インバータ主回路１４に与えるＰＷ
Ｍ信号のデューティ比が常に１００％となるようにして
ブラシレスモータ１１を駆動するように構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリの直流電
力をインバータ主回路により交流電力に変換してモータ
に供給するようにしたモータの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、インバータ主回路にＰＷＭ信号
を与えて電気自動車のモータを駆動制御する駆動装置の
従来例を示すものである。この様な駆動装置において
は、モータ（ブラシレスモータ）１の出力（トルクまた
は回転数）を調整するため、制御回路２は、インバータ
主回路３のスイッチング素子４Ｕ，４Ｖ及び４Ｗ並びに
４Ｘ，４Ｙ及び４Ｚのゲートに対してＰＷＭ信号を与
え、バッテリ５の直流電源電圧をスイッチングするＰＷ
Ｍ信号のデューティを変化させることにより、モータ１
に印加する電圧の制御を行う。

【０００３】モータ１は、その駆動効率が最大となる最
大出力から、適宜その出力を低下させた範囲において制
御されるものであり、従って、インバータ主回路３に与
えられるＰＷＭ信号のデューティは、スイッチングロス
が最小となって回路効率が最大となる１００％の場合か
ら、モータ１への印加電圧が等価的に低電圧となるよう
適宜小さな比率に制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、モータ１を
定常状態において比較的低出力で駆動する場合には、イ
ンバータ主回路３に与えられるＰＷＭ信号のパルス幅は
狭く、即ち、そのデューティは小さくなり、モータ１へ
の印加電圧には高調波成分が多く含まれることになる。
この高調波成分は、モータ１において鉄損を生じるた
め、定常運転時の効率を低下させていた。

【０００５】電気自動車においては、走行上、モータ１
に必要とされる最大出力が大きいのであるが、定常出力
は小さく、当然のことながら、最大出力に応じてモータ
１及びインバータ主回路３の容量並びにバッテリ５の電
圧が設定される。この場合、モータ１の低出力時にイン
バータ主回路３のＰＷＭ制御により回転数を低くするた
めには、モータ１に対する印加電圧を低くすべくＰＷＭ
のパルス幅を非常に小にする必要があり、従って、モー
タ１の印加電圧には高調波成分が多く含まれることにな
り、この高調波成分によりモータ１に主として鉄損から
なるモータ損失が発生して、定常運転時の効率が悪くな
るという問題があった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、その
目的は、印加電圧の高調波成分に基づきモータに発生す
る鉄損による損失を低減し得て、モータを高い効率で駆
動することができるモータの駆動装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のモータの駆動装置は、インバータ主
回路によってモータを駆動するものにおいて、インバー
タ主回路の電源極性に対して逆極性を有するバッテリ
と、リアクトルを有し、バッテリと前記インバータ主回
路との間に設けられた駆動用チョッパ回路と、この駆動
用チョッパ回路をオンオフ制御してインバータ主回路に
印加する電圧を制御すると共に、インバータ主回路にＰ
ＷＭ信号を与えてモータの駆動を制御する制御手段とを
具備したことを特徴とするものである。

【０００８】この場合、制御手段を、インバータ主回路
に与えるＰＷＭ信号が常に１００％デューティとなるよ
うに、駆動用チョッパ回路の電圧を制御するように構成
しても良い（請求項２）。

【０００９】また、モータが発電した電気エネルギを、
インバータ主回路を介して昇圧若しくは降圧してバッテ
リへ回生する回生用チョッパ回路を備え、制御手段を、
回生用チョッパ回路の制御をも行うように構成しても良
い（請求項３）。更に、制御手段を、回生を行う場合に
はインバータ主回路を全てオフ状態にするように構成す
ると良い（請求項４）。

【００１０】また、回生用チョッパ回路を、駆動用チョ
ッパ回路が有するリアクトルを共有して構成しても良い
（請求項５）。更に、商用交流電源を整流する整流回路
を設け、制御手段を、整流回路及び回生用チョッパ回路
を介してバッテリに充電を行うように構成しても良い
（請求項６）。

【００１１】また、制御手段を、商用交流電源からバッ
テリに充電する際に、回生用チョッパ回路によって力率
補正制御を行うように構成するのが好ましい（請求項
７）。更に、インバータ主回路の電源線に接続される太
陽電池を備え、制御手段を、太陽電池の最大出力点追従
制御を行うように構成しても良い（請求項８）。加え
て、太陽電池とインバータ主回路の電源線との間に逆流
阻止用ダイオードを接続する構成としても良い（請求項
９）。

【００１２】請求項１記載のモータの駆動装置によれ
ば、制御手段を、インバータ主回路の電源極性に対して
逆極性を有するバッテリとインバータ主回路との間に設
けられた駆動用チョッパ回路をオンオフ制御してインバ
ータ主回路に印加する電圧を制御すると共に、インバー
タ主回路にＰＷＭ信号を与えてモータの駆動を制御する
ように構成したので、モータの回転速度を定常速度から
低下させる場合でも、ＰＷＭ信号のデューティ比を極力
低下させずに制御することが可能となる。

【００１３】この場合、制御手段を、インバータ主回路
に与えるＰＷＭ信号が常に１００％デューティとなるよ
うに駆動用チョッパ回路の電圧を制御するように構成す
れば、モータの印加電圧に含まれる高調波成分を最小限
にすることが可能となる（請求項２）。

【００１４】また、モータが発電した電気エネルギを、
インバータ主回路を介して昇圧若しくは降圧してバッテ
リへ回生する回生用チョッパ回路を備え、制御手段を、
回生用チョッパ回路の制御をも行うように構成すれば、
電源効率を高めることができる（請求項３）。

【００１５】更に、制御手段を、回生を行う場合にはイ
ンバータ主回路を全てオフ状態にするように構成すれ
ば、インバータ主回路による損失を無くし得て、更に電
源効率を高めることができる（請求項４）。また、回生
用チョッパ回路を、駆動用チョッパ回路が有するリアク
トルを共有して構成すれば、回路素子数を削減すること
ができる（請求項５）。

【００１６】更に、商用交流電源を整流する整流回路を
設け、制御手段を、整流回路及び回生用チョッパ回路を
介してバッテリに充電を行うように構成すれば、バッテ
リの充電を容易に行うことができる（請求項６）。

【００１７】また、制御手段を、商用交流電源からバッ
テリに充電する際に、回生用チョッパ回路によって力率
補正制御を行うように構成すれば、効率良く充電を行う
ことができる（請求項７）。

【００１８】更に、インバータ主回路の電源線に接続さ
れる太陽電池を備え、制御手段を、太陽電池の最大出力
点追従制御を行うように構成すれば、太陽電池によるバ
ッテリの充電時に太陽電池を効率良く運転させることが
できる（請求項８）。

【００１９】加えて、太陽電池とインバータ主回路の電
源線との間に逆流阻止用ダイオードを接続した構成とす
れば、インバータ主回路側から太陽電池側への電流逆流
を防止することができる（請求項９）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電気自動車に適用
した第１実施例につき、図１乃至図３を参照しながら説
明する。全体構成を示す図１において、電気自動車に
は、走行用のモータとしてブラシレスモータ１１（以
下、単にモータと称す）が搭載されており、これは、複
数相例えば３相のステータコイル１２Ｕ，１２Ｖ及び１
２Ｗを有するステータ１２と、図示しない永久磁石形の
ロータとを備えている。

【００２１】さて、バッテリ充電装置兼用のモータ１１
の駆動装置１３の具体的構成につき、述べる。駆動回路
としてのインバータ主回路１４は、電源線たる直流母線
２２，２３間に６個のスイッチング素子たるＮＰＮ形の
トランジスタ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ及び１６Ｕ，１６
Ｖ，１６Ｗを３相ブリッジ接続して構成されたもので、
夫々のコレクタ，エミッタ端子間には、フライホイール
ダイオード１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗ及び１８Ｕ，１８
Ｖ，１８Ｗが接続され、以て、３つのアーム１９Ｕ，１
９Ｖ及び１９Ｗを有する。そして、このインバータ主回
路１４の入力端子２０ａ，２０ｂには、コンデンサ２１
が接続され、出力端子２４Ｕ，２４Ｖ及び２４Ｗは、モ
ータ１１のステータコイル１２Ｕ，１２Ｖ及び１２Ｗの
各一端子に接続されている。尚、ステータコイル１２
Ｕ，１２Ｖ及び１２Ｗの各他端子は共通に接続されてい
る。

【００２２】ニッケル系電池からなる充電可能なバッテ
リ２５の負端子は、トランジスタ２６のエミッタ及びコ
レクタ端子を介して入力端子２０ａに接続されて、バッ
テリ１３の正端子は、トランジスタ２７のコレクタ及び
エミッタ端子を介して入力端子２０ｂに接続されてい
る。また、トランジスタ２６のエミッタ及びコレクタ端
子間には、フライホイールダイオード２８が接続され、
トランジスタ２７のコレクタ及びエミッタ端子間には、
フライホイールダイオード２９が接続されている。そし
て、トランジスタ２７のエミッタ端子と直流母線２３と
の間には、リアクトル３０が接続されており、バッテリ
２５と並列にバッテリ電圧検出器３１が接続されてい
る。また、充電電流検出器３２は、バッテリ２５の正端
子とトランジスタ２７のコレクタ端子との間に設けられ
ており、バッテリ２５の充電電流Ｉｂを検出するように
なっている。

【００２３】尚、トランジスタ２７，フライホイールダ
イオード２８及びリアクトル３０は、駆動用チョッパ回
路３３を構成しており、また、トランジスタ２６，フラ
イホイールダイオード２９及びリアクトル３０は、回生
用チョッパ回路３４を構成している。

【００２４】一方、直流母線２２，２３には、整流回路
たるダイオードブリッジ３５の直流出力端子が接続され
ており、そのダイオードブリッジ３５の交流入力端子
は、一方側に交流側リアクトル３６を挿入した交流電源
線３７及び３８を介して差込みプラグ３９に接続されて
いる。そして、交流電圧検出器４０は、交流電源線３７
及び３８に配設されていて、交流電源電圧を検出するよ
うになっている。

【００２５】さて、制御手段たる制御回路４１は、マイ
クロコンピュータを主体として構成されたもので、その
各入力ポートは、バッテリ電圧検出器３１，充電電流検
出器３２及び交流電圧検出器４０の出力端子に接続さ
れ、各出力ポートは、インバータ主回路１４のトランジ
スタ１５Ｕ乃至１５Ｗ，１６Ｕ乃至１６Ｗ及びトランジ
スタ２６，２７のベース（ゲート）端子に夫々接続され
ており、ベース信号を夫々に与えるようになっている。

【００２６】次に、本実施例の作用につき、図２乃至図
５をも参照して説明する。 （１）モータ１１の駆動 先ず、電気自動車の走行時の動作を述べる。即ち、モー
タ１１には、周知のように、ロータの回転位置を検出す
るホール素子等からなる３個の位置検出素子が設けられ
ており、制御回路４１は、これらの位置検出素子からの
位置検出信号を論理演算することによりインバータ主回
路１４のトランジスタ１５Ｕ乃至１５Ｗ及び１６Ｕ乃至
１６Ｗに対する通電タイミング信号を作成し、その通電
タイミング信号に応じてトランジスタ１５Ｕ乃至１５Ｗ
及び１６Ｕ乃至１６Ｗにベース信号（ゲート信号）を所
定の順序で与えて、そのトランジスタ１５Ｕ乃至１５Ｗ
及び１６Ｕ乃至１６Ｗをオンオフ制御する。これによ
り、インバータ主回路１４は、駆動用チョッパ回路３３
から供給される直流電圧から交流電圧を作成してモータ
１１に与えるようになり、モータ１１が回転し、電気自
動車が走行する。

【００２７】ここで、モータ１１としては、電気自動車
の走行性能に応じて、例えば、定常時（頻繁に使用する
回転数及びトルク）は１６０（Ｖ），１０（ＫＷ）、即
ち、５０００（ｒｐｍ），２０（Ｎ・ｍ）となり（図２
参照）、最大出力時は３２０（Ｖ），４０（ＫＷ）即ち
１００００（ｒｐｍ），４０（Ｎ・ｍ）となる（図３参
照）定格のものを準備し、バッテリ２５として−１６０
（Ｖ）（インバータ主回路１４に印加される電位の極性
を正方向の基準とする）のものを選定する。

【００２８】而して、電気自動車の走行時には、駆動用
チョッパ回路３３は以下のようにして動作する。制御回
路４１は、駆動用チョッパ回路３３のトランジスタ２７
をオンさせる。すると、バッテリ２５の正端子，トラン
ジスタ２７，リアクトル３０，及びバッテリ２５の負端
子の経路でリアクトル３０に直流電流が流れて、そのリ
アクトル３０には電磁エネルギが蓄積される。そして、
制御回路４１は、必要な直流電圧の電位に応じたデュー
ティ比に基づく時間だけトランジスタ２７のオン状態を
持続させた後、トランジスタ２７をオフさせる。する
と、リアクトル３０に蓄積された電磁エネルギがダイオ
ード２８を介して電流として流れ、コンデンサ２１が充
電される。

【００２９】従って、モータ１１を定常時たる５０００
（ｒｐｍ）で回転させる場合には、制御回路４１がトラ
ンジスタ２７をオンオフさせるデューティ比を制御する
ことにより、コンデンサ２１の端子間電圧が１６０
（Ｖ）になるように充電され、これがインバータ主回路
１４に印加される。この時、バッテリ電圧に対する駆動
用チョッパ回路３３の出力電圧の比（以降、昇圧率）は
「−１」である。そして、制御回路４１は、トランジス
タ１５Ｕ乃至１５Ｗ及び１６Ｕ乃至１６Ｗをオンオフ制
御するが、このときのＰＷＭデューティは１００（％）
に設定されて、モータ１１に印加される電圧は１６０
（Ｖ）になる。

【００３０】尚、この場合、バッテリ２５は、トランジ
スタ２６がオフ状態になっていると共に、コンデンサ２
１への充電時には、トランジスタ２７がオフ状態となる
ためインバータ主回路１４から切離されており、その電
圧はインバータ主回路１４に対して印加されることがな
い。

【００３１】更に、モータ１１を５０００（ｒｐｍ）よ
りも高い回転数で回転させる場合、例えば１００００
（ｒｐｍ）で回転させるには、制御回路４１は、上記と
同様な動作において、トランジスタ２７をオンオフさせ
るデューティ比を制御することにより、駆動用チョッパ
回路３３の昇圧率を「−２」として、コンデンサ２１の
端子間電圧が３２０（Ｖ）になるように制御し、また、
モータ１１を７５００（ｒｐｍ）で回転させるには、コ
ンデンサ２１の端子間電圧が２４０（Ｖ）となるように
昇圧率を「−１．５」となるように制御する。そして、
何れの場合も、インバータ回路１４へのＰＷＭ信号のデ
ューティ比は１００％となるようにする。

【００３２】また、モータ１１を５０００（ｒｐｍ）よ
りも低い回転数で回転させる場合には、制御回路４１
は、駆動用チョッパ回路３３の昇圧率を「−１」未満と
なるように制御して、インバータ回路１４へのＰＷＭ信
号のデューティ比は、やはり１００％となるようにす
る。

【００３３】（２）モータ１１の回生制動 モータ１１が高出力（高回転数）から低出力（低回転
数）に移行する場合には、モータ１１は回生制動とな
る。即ち、制御回路４１は、回生用チョッパ回路３４の
トランジスタ２６をオンオフ制御する。従って、モータ
１１からの回生電流は、トランジスタ２６をオンするこ
とにより、インバータ主回路１４のフライホイールダイ
オード１７Ｕ乃至１７Ｗ，トランジスタ２６，リアクト
ル３０及びフライホイールダイオード１８Ｕ乃至１８Ｗ
を介して流れ、リアクトル３０には電磁エネルギが蓄積
される。

【００３４】そして、トランジスタ２６をオフすると、
リアクトル３０に蓄積された電磁エネルギが充電電流Ｉ
ｂとしてフライホイールダイオード２９を介してバッテ
リ２５に流れる。

【００３５】この場合、モータ１１の発電電圧は、モー
タ１１の回転数に比例するので、制御回路４１は、充電
電流検出器３２によりバッテリ２５に対する充電電流
（回生電流）Ｉｂを検出して、これが所定値を超えると
きには（モータ１１の回転数が高いときには）、駆動用
チョッパ回路３３のトランジスタ２６をオンオフするデ
ューティ比が小さくなるように降圧制御し、逆に、充電
電流Ｉｂが所定値以下のときには（モータ１１の回転数
が低いときには）、デューティ比が大きくなるように昇
圧制御する。また、この時制御回路４１は、インバータ
主回路１４のトランジスタ１５Ｕ乃至１５Ｗ及び１６Ｕ
乃至１６Ｗは全てオフ状態となるように制御して、回生
効率をより高めるようにする。

【００３６】（３）バッテリ２５の充電 バッテリ２５がある程度放電すると、モータ１１を駆動
するのに必要な電力が得られなくなるので、この場合
は、バッテリ２５に外部の交流電源から充電を行う。即
ち、差込みプラグ３９を外部の交流電源としての１００
（Ｖ）の商用交流電源たる電源コンセント（図示せず）
に差込み接続すると、制御回路４１は、自動的に充電モ
ードに切換わる。この充電モードでは、回生用チョッパ
回路３４を用いる。

【００３７】即ち、差込みプラグ３９が電源コンセント
に差込み接続されると、交流電圧は、ダイオードブリッ
ジ３５によって全波整流され、インバータ主回路１４の
入力端子２０ａ，２０ｂに印加される。また、交流電圧
検出器４０によってその交流電圧の電位が検出される
と、制御回路４１は、充電開始であると判断し、前記
（２）の回生制動の場合と同様に、回生用チョッパ回路
３４のトランジスタ２６をオンオフ制御してバッテリ２
５を充電する。この場合、インバータ主回路１４のトラ
ンジスタ１５Ｕ乃至１５Ｗ及び１６Ｕ乃至１６Ｗは全て
オフにされる。

【００３８】この時、制御回路４１は、実効値１００
（Ｖ）の交流電源電圧の振幅値が例えばピーク値の１４
１（Ｖ）を示す場合は、回生用チョッパ回路３４の昇圧
率（交流電源電圧の振幅値に対する回生用チョッパ回路
３４の出力電圧の比）が「−１．１３」となるように設
定し、また、振幅値が１０（Ｖ）である場合は、昇圧率
が「−１６」となるように設定して、交流電源電圧の変
化に対してバッテリ２５の充電電圧が常に−１６０
（Ｖ）となるように制御する。即ち、以上の動作は力率
補正制御に相当するものである。

【００３９】そして、制御回路４１は、バッテリ２５の
端子間電圧を検出するバッテリ電圧検出器３１の検出電
圧が規定値に達すると、充電完了と判断して、トランジ
スタ２６をオフさせ、図示しない報知器に充電完了の旨
の報知動作を行わせる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、制御回路
４１を、インバータ主回路１４の電源極性に対して逆極
性を有するバッテリ２５とインバータ主回路１４との間
に設けられた駆動用チョッパ回路３３をオンオフ制御し
てインバータ主回路１４に印加する電圧を制御すると共
に、インバータ主回路１４に与えるＰＷＭ信号のデュー
ティ比が常に１００％となるように制御してモータ１１
を駆動するように構成した。

【００４１】従って、モータ１１の印加電圧に含まれる
高調波成分を抑制することができ、モータ１１に発生す
る鉄損による損失及び発熱を低減することができるの
で、モータ１１を広い負荷範囲において高い効率で駆動
することが可能となる。また、モータ１１に電圧を印加
する場合に、バッテリ２５の電圧は重畳されることはな
いので、バッテリ２５の電圧に影響されること無くモー
タ１１を駆動することができる。

【００４２】また、本実施例によれば、回生用チョッパ
回路３４を、駆動用チョッパ回路３３が有するリアクト
ル３０を共有して構成したので、駆動装置１３を小形に
構成することができ、しかも、制御回路４１によってこ
の回生用チョッパ回路３４の制御を行うことにより、モ
ータ１１が発電した電気エネルギを、インバータ主回路
１４を介して昇圧若しくは降圧してバッテリ２５へ回生
し、加えて、この時インバータ主回路１４を全てオフ状
態にするように構成したので、高い効率で回生動作を行
うことによって電源効率を高めることができ、バッテリ
２５による電気自動車の走行時間（モータ１１の駆動時
間）を長くすることができ、また、適正なブレーキ力を
得ることもできる。

【００４３】更に、本実施例によれば、制御回路４１
を、商用交流電源を整流するダイオードブリッジ３５及
び回生用チョッパ回路３４を介して力率補正制御を行っ
てバッテリ２５に充電するように構成したので、バッテ
リ２５の充電を効率良く容易に行うことができる。

【００４４】また、インバータ主回路１４と差込みプラ
グ３９との間にはダイオードブリッジ３５が介在されて
いるので、バッテリ２５への充電時にインバータ主回路
１４の直流電源たるコンデンサ２１から差込みプラグ３
９側に電流が流れることは阻止され、従って、差込みプ
ラグ３９を電源コンセントに対して安全に抜き差しする
ことができる。

【００４５】図４及び図５は本発明の第２実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分のみ説明する。電気的
構成を示す図４においては、第１実施例の構成からダイ
オードブリッジ３５，交流側リアクトル３６，交流電源
線３７及び３８，差込みプラグ３９並びに交流電圧検出
器４０が取除かれている。そして、例えば１６０（Ｖ）
の太陽電池４２の正端子は、直流電流検出器４３及び逆
流阻止用ダイオード４４を介して直流母線２２に接続さ
れており、太陽電池４２の負端子は、直流母線２３に接
続されている。また、直流電圧検出器４５は、太陽電池
４２に並列に接続されており、その出力端子は、制御回
路４１の入力端子に接続されている。尚、以上がバッテ
リ充電装置兼用のモータ１１の駆動装置４６を構成して
いる。

【００４６】次に、第２実施例の作用を説明する。バッ
テリ２５に充電を行う場合、制御回路４１は、第１実施
例と同様に、回生用チョッパ回路３４のトランジスタ２
６をオンオフして制御し、以て、太陽電池４２が出力す
る電力に対して最大電力点追従制御を行う。

【００４７】図５は、最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御
処理を示すフローチャートである。制御回路４１は、ま
ず、直流電圧検出器４５が検出した電圧と直流電流検出
器４３が検出した電流とから電力を演算してこれを制御
回路４１内部の図示しないメモリに記憶させる。制御回
路４１は、次に「電力増？」の判断ステップＳ１とな
り、ここでは、今回演算した電力が前回演算してメモリ
に記憶されている電力よりも増えているか否かを判断す
るもので、「ＹＥＳ」（増）と判断したときには「前回
電圧指令値増？」の判断ステップＳ２に移行する。

【００４８】制御回路４１は、この判断ステップＳ２で
は、前回においてバッテリ２５に対する充電電圧指令値
を増加したか否かを判断するもので、「ＹＥＳ」（増）
と判断したときには「電圧指令値増」の処理ステップＳ
３に移行する。そして、制御回路４１は、この処理ステ
ップＳ３では、充電電圧指令値を一定電圧分だけ上昇す
るように増加させるようになり、これにより、トランジ
スタ２６のオンオフデューティを一定の割合だけ大にし
てバッテリ２５に対する充電電圧を一定電圧だけ上昇さ
せる。

【００４９】一方、制御回路４１は、「電力増？」の判
断ステップＳ１で「ＮＯ」（減）と判断したときには、
「前回電圧指令値増？」の判断ステップＳ４に移行し、
ここでは前記判断ステップＳ２と同様の判断を行う。制
御回路４１は、この判断ステップＳ４で「ＹＥＳ」
（増）と判断した時には「電圧指令値減」の処理ステッ
プＳ５に移行し、ここでは充電電圧指令値を一定電圧分
だけ降下するように減少させるようになる。これによ
り、制御回路４１は、トランジスタ２６のオンオフデュ
ーティを一定の割合だけ小にしてバッテリ２５に対する
充電電圧を一定電圧だけ減少させる。

【００５０】また、制御回路４１は、「前回電圧指令値
増？」の判断ステップＳ２で「ＮＯ」（減）と判断した
ときには「電圧指令値減」の処理ステップＳ５に移行
し、また、「前回電圧指令値増？」の判断ステップＳ４
で「ＮＯ」（減）と判断したときには「電圧指令値増」
の処理ステップＳ３に移行する。

【００５１】以上のように制御回路４１は、ソフトウエ
ア処理によって太陽電池４２を最大電力点で運転するよ
うに制御するものであり、その後、バッテリ２５の端子
間電圧を検出するバッテリ電圧検出器３１の検出電圧が
規定値に達すると、第１実施例と同様に充電完了と判断
してトランジスタ２６をオフさせ、図示しない報知器に
充電完了の旨の報知動作を行わせる。尚、モータ１１の
駆動及び回生制御動作については、第１実施例と同様に
行われるものである。

【００５２】以上のように第２実施例によれば、制御回
路４１は、ソフトウエア処理によって太陽電池４２の最
大電力点追従制御を行うようにしてバッテリ２５を充電
するようにしたしたので、太陽電池４２を効率良く運転
させることができる。また、インバータ主回路１４の直
流母線２２と太陽電池４２との間に逆流防止用ダイオー
ド４４を設けるようにしたので、モータ１１の駆動時に
コンデンサ２１から太陽電池４２側に電流が流れること
が防止されるようになり、従って、太陽電池４２を直流
母線２２，２３に接続した状態にしても何等支障がな
い。

【００５３】本発明は上記しかつ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形，拡張
が可能である。モータ１１の駆動時には、駆動用チョッ
パ回路３３によりバッテリ２５の電圧を昇圧若しくは降
圧してインバータ主回路１４に与えると共に、そのイン
バータ主回路１４へのＰＷＭ信号を１００％デューティ
とするようにしたが、駆動用チョッパ回路３３の昇圧率
をＰＷＭ信号が１００％未満のデューティとなるように
しても良く、この場合でも、駆動用チョッパ回路３３に
よる昇圧若しくは降圧の分だけＰＷＭ信号のデューティ
を極力低下させずに済むことになる。

【００５４】モータ１１としてブラシレスモータ１１を
用いるようにしたが、代わりに、インダクションモー
タ，２相モータ，ブラシ付き直流モータ，或いはリラク
タンスモータを用いても良い。尚、インダクションモー
タを用いた場合には、１００％デューティとは、正弦波
運転パターン可能な最大ＰＷＭデューティを示すものと
する。

【００５５】回生用チョッパ回路３４は必要に応じて設
ければ良く、必要がない場合には、リアクトル３０と入
力端子２０ｂとの間にダイオード２９と同極性のダイオ
ードを介在させると良い。また、電気自動車に限らずバ
ッテリを電源としてモータを駆動するモータ駆動装置を
必要とする装置全般に適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載のモータの駆動装置
によれば、制御手段は、インバータ主回路の電源極性に
対して逆極性を有するバッテリとインバータ主回路との
間に設けられた駆動用チョッパ回路をオンオフ制御して
インバータ主回路に印加する電圧を制御すると共に、イ
ンバータ主回路にＰＷＭ信号を与えてモータの駆動を制
御するようにしたので、モータの回転速度を定常速度か
ら低下させる場合でも、ＰＷＭ信号のデューティ比を極
力低下させずに制御することが可能となり、モータの印
加電圧に含まれる高調波成分を抑制してモータに発生す
る鉄損及び発熱を低減させることができ、また、バッテ
リの電圧に依存すること無くモータに電圧を印加して駆
動することができる。

【００５７】請求項２記載のモータの駆動装置によれ
ば、制御手段は、インバータ主回路に与えるＰＷＭ信号
が常に１００％デューティとなるように、駆動用チョッ
パ回路の電圧を制御するので、モータに発生する鉄損及
び発熱をより低減させることができる。

【００５８】請求項３記載のモータの駆動装置によれ
ば、モータが発電した電気エネルギは、回生用チョッパ
回路を介して昇圧若しくは降圧されてバッテリへ回生さ
れるので、バッテリの電源効率を高め、モータの駆動時
間を長くすることが可能となる。

【００５９】請求項４記載のモータの駆動装置によれ
ば、制御手段は、回生を行う場合にはインバータ主回路
を全てオフ状態にするので、インバータ主回路による損
失を無くし得て、更にバッテリの電源効率を高めること
ができる。

【００６０】請求項５記載のモータの駆動装置によれ
ば、回生用チョッパ回路は、駆動用チョッパ回路が有す
るリアクトルを共有するので、回路素子数を削減するこ
とができ、小形化を図ることができる。

【００６１】請求項６記載のモータの駆動装置によれ
ば、制御手段は、商用交流電源を整流する整流回路及び
回生用チョッパ回路を介してバッテリに充電を行うの
で、バッテリの充電が容易である。

【００６２】請求項７記載のモータの駆動装置によれ
ば、制御手段は、商用交流電源からバッテリに充電する
際に、回生用チョッパ回路によって力率補正制御を行う
ので、効率良く充電を行うことができる。

【００６３】請求項８記載のモータの駆動装置によれ
ば、制御手段は、太陽電池の最大出力点追従制御を行う
ようにしてバッテリを充電するので、太陽電池を効率良
く運転させることができる。

【００６４】請求項９記載のモータの駆動装置によれ
ば、太陽電池とインバータ主回路の電源線との間に逆流
阻止用ダイオードを接続したので、モータの駆動時にイ
ンバータ主回路から太陽電池側に電流が逆流することを
阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成図

【図２】モータの特性図（その１）

【図３】モータの特性図（その２）

【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図５】最大電力点追従制御のフローチャート

【図６】従来技術を示す図１相当図

【符号の説明】

１１はブラシレスモータ（モータ）、１３は駆動装置、
１４はインバータ主回路、２２，２３は直流母線（電源
線）、２５はバッテリ、３０はリアクトル、３３は駆動
用チョッパ回路、３４は回生用チョッパ回路、３５はダ
イオードブリッジ（整流回路）、４１は制御回路（制御
手段）、４２は太陽電池、４４は逆流阻止用ダイオー
ド、４６は駆動装置を示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータ主回路によってモータを駆動
   するモータの駆動装置において、 前記インバータ主回路の電源極性に対して逆極性を有す
   るバッテリと、 リアクトルを有し、前記バッテリと前記インバータ主回
   路との間に設けられた駆動用チョッパ回路と、 この駆動用チョッパ回路をオンオフ制御して前記インバ
   ータ主回路に印加する電圧を制御すると共に、前記イン
   バータ主回路にＰＷＭ信号を与えて前記モータの駆動を
   制御する制御手段とを具備したことを特徴とするモータ
   の駆動装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、インバータ主回路に与える
   ＰＷＭ信号が常に１００％デューティとなるように、前
   記駆動用チョッパ回路の電圧を制御することを特徴とす
   る請求項１記載のモータの駆動装置。
3. 【請求項３】 モータが発電した電気エネルギを、イン
   バータ主回路を介して昇圧若しくは降圧してバッテリへ
   回生する回生用チョッパ回路を備え、 制御手段は、前記回生用チョッパ回路の制御をも行うこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のモータの駆動装
   置。
4. 【請求項４】 制御手段は、回生を行う場合にはインバ
   ータ主回路を全てオフ状態にすることを特徴とする請求
   項３記載のモータの駆動装置。
5. 【請求項５】 回生用チョッパ回路は、駆動用チョッパ
   回路が有するリアクトルを共有して構成されていること
   を特徴とする請求項３または４記載のモータの駆動装
   置。
6. 【請求項６】 商用交流電源を整流する整流回路を設
   け、 制御手段は、前記整流回路及び回生用チョッパ回路を介
   してバッテリに充電を行うことを特徴とする請求項３乃
   至５の何れかに記載のモータの駆動装置。
7. 【請求項７】 制御手段は、商用交流電源からバッテリ
   に充電する際に、回生用チョッパ回路によって力率補正
   制御を行うことを特徴とする請求項６記載のモータの駆
   動装置。
8. 【請求項８】 インバータ主回路の電源線に接続される
   太陽電池を備え、 制御手段は、前記太陽電池の最大出力点追従制御を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のモー
   タの駆動装置。
9. 【請求項９】 太陽電池とインバータ主回路の電源線と
   の間に逆流阻止用ダイオードを接続したことを特徴とす
   る請求項８記載のモータの駆動装置。