JPH099411A - 電気自動車の走行用モータ制御装置 - Google Patents
電気自動車の走行用モータ制御装置Info
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- JPH099411A JPH099411A JP7153623A JP15362395A JPH099411A JP H099411 A JPH099411 A JP H099411A JP 7153623 A JP7153623 A JP 7153623A JP 15362395 A JP15362395 A JP 15362395A JP H099411 A JPH099411 A JP H099411A
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Abstract
なる事態を未然に回避するとともに、バッテリの恒久的
劣化をも避ける。 【構成】 給電線3A、3Bによりバッテリ1に接続さ
れた走行用モータ2と、給電線を流れる電流を検出する
電流検出センサ4と、アクセル開度センサ51等の操作
に応じて給電線3A、3Bに流す電流量を指令するCP
U71と、CPU71からの指令電流量に従って給電線
3A、3Bの電流を制御するインバータ6とを有する。
CPU71は、電流検出センサ4により検出される電流
が所定値を越えた時に、インバータ6に対する上記指令
電流量を制限する。
Description
タ制御装置に関し、特にバッテリからの過度な電流出
力、あるいはバッテリへの過度な電流入力を未然に防止
できる走行用モータ制御装置に関する。
量等を表示することにより乗員に走行可能限界を知らせ
ているが、実際の走行では急激なアクセル踏み込みによ
ってバッテリから走行用モータへ過度な電流供給が要求
されることがある。この場合、バッテリの放電がある程
度進んでいると、要求された電流に対してバッテリ電圧
が急速に放電終止電圧まで低下して、バッテリからの電
流取り出しが不可能になり、走行不能に陥ることがあ
る。
公報では、バッテリ出力電圧を検出してバッテリの充電
状態を凡そ予想し、このバッテリ出力電圧が所定値を下
回った時には、バッテリからモータへの電流供給指令値
に制限を加えることにより放電終止電圧への低下を防止
して、走行不能を未然に回避するものが提案されてい
る。
電圧は、バッテリ満充電からの総出力電流量や、単位時
間当たりのバッテリからの出力電流量、あるいは雰囲気
温度等の多くの要因によって変動する。特にNi−MH
バッテリでは、残存容量に対する出力電圧の変化が小さ
いため顕著である。また、車両発進時等のバッテリから
の大電流の持ち出しがあると、バッテリの出力電圧が急
激に低下するため、バッテリ出力電圧に基づいてモータ
への電流供給指令値を制限する前記公報に記載の装置で
は、バッテリ残存容量が、放電終止電圧に至るまでに未
だ十分な余裕がある場合にも往々にして電流供給が制限
されて、車両の加速性能が損なわれるという問題があ
る。
流出力(放電)が、バッテリの種類や容量等で決定され
る能力より過大になると、バッテリの放電特性が恒久的
に劣化してしまうことが知られている。本発明はこのよ
うな課題を解決するもので、バッテリから走行用モータ
への電流供給を適正に行い、加速性能を大きく損なうこ
となく走行不能となる事態を未然に回避できるととも
に、バッテリの恒久的劣化をも避けることが可能な電気
自動車の走行用モータ制御装置を提供することを目的と
する。
するため、請求項1に記載の発明においては、給電線
(3A、3B)によりバッテリ(1)と接続された走行
用モータ(2)を制御する電気自動車の走行用モータ制
御装置において、前記給電線を流れる電流を検出する電
流検出手段(4)と、運転操作手段(51、52)の操
作に応じて前記給電線に流す電流量を指令する電流指令
手段(71)と、前記電流指令手段からの指令電流量に
従って前記給電線の電流を制御する電流制御手段(6)
と、前記電流検出手段により検出される電流が所定値を
越えた時に、前記電流指令手段からの指令電流量を制限
する電流制限手段(102、103、104)とを備え
たことを特徴とする。
(3A、3B)によりバッテリ(1)と接続された走行
用モータ(2)を制御する電気自動車の走行用モータ制
御装置において、前記給電線の線間電圧を検出する電圧
検出手段(8)と、運転操作手段の操作に応じて前記給
電線に流す電流量を指令する電流指令手段(71)と、
前記電流指令手段からの指令電流量に従って前記給電線
の電流を制御する電流制御手段(6)と、前記電圧検出
手段によって検出される前記線間電圧の変化量を算出
し、当該電圧変化量が所定値を越えた時に、前記電流指
令手段からの指令電流量を制限する電流制限手段(20
2、203、204)とを備えたことを特徴とする。
(3A、3B)によりバッテリ(1)と接続された走行
用の交流モータ(2)を制御する電気自動車の走行用モ
ータ制御装置において、運転操作手段(51、52)の
操作に応じて前記給電線に流す電流量を指令する電流指
令手段(71)と、前記給電線中に設けられて直流−交
流の変換を行うとともに前記電流指令手段からの指令に
従って交流側給電線(3B)の電流を制御するインバー
タ手段(6)と、直流側給電線の線間電圧を検出する第
1の電圧検出手段(8)と、前記交流側給電線の線間電
圧を検出する第2の電圧検出手段(9A)と、前記交流
側給電線を流れる電流を検出する電流検出手段(9B)
と、前記交流モータの回転数を検出する回転数検出手段
(10)と、前記第1の電圧検出手段と第2の電圧検出
手段で検出された各電圧、前記電流検出手段で検出され
た電流、および前記回転数検出手段で検出された回転数
から、前記インバータ手段の変換効率を考慮して前記直
流側給電線を流れる電流を算出し、算出された電流が所
定値を越えた時に前記電流指令手段からの指令電流量を
制限する電流制限手段(308、309、310、31
1)とを備えたことを特徴とする。
し3のいずれか1つに記載の電気自動車の走行用モータ
制御装置において、前記電流制限手段は、前記算出され
た電流が前記所定値を越えた程度に応じて決定される、
1より小さい指令制限係数を前記電流指令手段からの指
令電流量に乗じることにより当該指令電流量を制限する
ものであることを特徴とする。
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
電線を流れる電流が所定値を越えると、これ以後、電流
指令手段からの指令電流量が制限されて前記給電線電流
の急増が抑えられる。この結果、残存容量が少なくなっ
た状態でバッテリの出力電圧が放電終止電圧にまで低下
して、その後の走行が不能となる事態が回避される。
り、バッテリからの過度な電流流出による放電特性の恒
久的劣化が防止され、あるいはバッテリへの過度な電流
流入による過充電も防止される。本発明は、指令電流量
を制限する基準を給電線電流としているから、従来のよ
うな総出力電流量や雰囲気温度等の影響を受けて過度に
電流制限を行うことはなく、車両の加速性能を大きく損
なうという不具合は生じない。
流はバッテリ出力電圧の電圧変化量にほぼ対応している
から、この電圧変化量が所定値を越えた時に指令電流量
を制限することにより、請求項1に記載の発明と同様に
給電線電流の急増が抑えられる。本請求項に記載の発明
は、従来の走行用モータ制御装置に設置されている電圧
検出センサを利用して簡易かつ安価に実現される。
タを駆動する際の給電線電流が正確に算出され、これに
基づいて指令電流量が制限されて給電線電流の急増が抑
えられる。本請求項に記載の発明は、従来の走行用モー
タ制御装置に設置されている直流側および交流側の各電
圧検出センサと、交流側の電流検出センサとを利用して
簡易かつ安価に実現される。
する。 (第1実施例)図1において、バッテリ1には直流側給
電線3Aが接続され、バッテリ1の直流電源が上記給電
線3Aによりインバータ6へ供給されて、ここで交流電
源に変換され、交流側給電線3Bを経て走行用モータ2
へ供給される。
3Aが設けられ、その出力信号がモータ制御装置7の入
力処理回路72を経てCPU71へ入力している。ま
た、運転者のアクセルペダル操作量を検出するアクセル
開度センサ51と、シフトノブを操作したシフト位置を
検出するシフトポジションセンサ52からの出力信号も
それぞれ入力処理回路72を経てCPU71へ入力して
いる。
モータ2への指令電流量を決定して、出力処理回路73
を経て上記インバータ6へ出力する。インバータ6は指
令電流量に基づいて走行用モータ2への供給電流を制御
する。すなわち、CPU71は、アクセル開度センサ5
1により検出した運転者のアクセル操作量やシフトポジ
ションセンサ52により検出した運転者が決定したシフ
ト位置等により、当該電気自動車を駆動するのに必要な
走行用モータ2の要求出力トルクを決定し、この要求出
力トルクを実現するように走行用モータ2への入力電流
指令値を決定する。そして、この入力電流指令値を後述
の手順で適宜制限して出力処理回路73を介してインバ
ータ6へ出力する。
チャートにより以下に説明する。最初にステップ101
でバッテリ1の出力電流を検出し、この検出値をIBに
ストアする。ステップ102では、出力電流IBが、バ
ッテリ1の放電特性が劣化しない、バッテリの種類や残
存容量等で予め決められた上限値K4を越えていない場
合は、上記アクセル開度センサ51等の検出結果に基づ
き決定された、走行用モータ2の要求出力トルクを満足
する入力電流指令値を指令電流量Iとして(ステップ1
05)そのままインバータ6(図1)へ出力し、当該処
理を終了する。
Bが上限値K4を越えた場合は、ステップ103で、バ
ッテリ1の出力電流がK4よりどの程度越えたかで、図
3に示す関係で予めマップ等に記憶した指令制限係数α
6を決定する。ステップ104では、ステップ103で
決定した指令制限係数α6を、上記アクセル開度センサ
等の検出結果に基づき決定された、走行用モータの要求
出力トルクを満足する入力電流指令値に乗じて指令電流
量Iとし、これをインバータへ出力する。上記指令制限
係数α6は、図3に示すように、上限値K4を越えると
1より小さい値となるから、走行用モータ2への入力電
流は制限される。
以下に説明する。電気自動車のバッテリ1の出力電流
は、主に走行用モータ2で消費される。そのため、車両
発進時には急激にバッテリ1から電流が出力される。特
に走行用モータ2がインダクションモータの場合、始動
時には定常時に比べ同一のトルク出力でも数倍から数十
倍の電流が消費される。
で消費される電流を含めて、バッテリ1が単位時間当た
りに出力可能な電流を越えることがあり、これにより、
放電特性の恒久的劣化を生じる。また、バッテリ1の残
存容量が比較的小さくなっていると、バッテリ電圧が放
電終止電圧まで急激に低下することがある(図4の破
線)。
り、バッテリ1の出力電流が予め設定された上限値K4
を越えた場合には、走行用モータ2の入力電流(バッテ
リ出力電流)を制限する(図4の線y)ことで、バッテ
リ1の劣化を回避するとともに、その出力電圧が放電終
止電圧まで低下して放電不能となることを防止する(図
4の線x)。
走行用モータ2の出力トルクは滑らかに変化させられる
から、運転者に違和感がない車両加速を確保することが
できる。本実施例によれば、従来のバッテリ電圧に基づ
いて走行用モータ2への電流供給を制限するのに比べ
て、バッテリの残存容量、放電特性、放電履歴あるいは
バッテリ間のバラツキ等によって影響されることなく常
に適正なモータ電流の制限を行うことができる。したが
って、従来のように走行用モータ2に対して過度な電流
制限を行って車両の加速性能を大きく損なうという問題
は生じない。
流モータを使用したが、直流モータを使用することもで
きる。また、図3に示した指令制限係数α6は一例であ
り、バッテリ出力電流がK4より大きい時にα6<1と
なるように最適に決定されれば、この限りでない。 (第2実施例)図2は本発明の第2の実施例を示す装置
のブロック構成図で、第1実施例と同一機器には同一符
号を付してある。本実施例では第1実施例の電流検出セ
ンサに代えて、直流側給電線の線間電圧(バッテリ電
圧)を検出する電圧検出センサ8を設けている。なお、
電圧検出センサ8は、走行用モータ制御装置に一般的に
設けられているものであり、本発明を実施するために特
に設置する必要はない。
タ制御装置7の入力処理回路72を経てCPU71に入
力している。CPU71における処理手順を図6のフロ
ーチャートにより以下に説明する。ステップ201で、
検出されたバッテリ出力電圧をVB(n)に記憶する。
ステップ202では、先回記憶したバッテリ出力電圧V
B(n−1)と今回のバッテリ出力電圧VB(n)との
差をとり、バッテリ出力電圧の変化量ΔVBとして記憶
する。
が、バッテリ1の放電特性が劣化しない、バッテリの種
類や残存容量等で予め決められた上限値K7を越えてい
ないか判定し、越えていない場合には、アクセル開度セ
ンサ等の検出結果に基づき決定された、走行用モータの
要求出力トルクを満足する入力電流指令値を指令電流量
Iとして(ステップ205)そのままインバータ6(図
5)へ出力し、当該処理を終了する。
量ΔVBが上記上限値K7を越ている場合には、この電
圧変化量ΔVBが上限値K7よりどの程度越えたかで、
図7に示す関係で予めマップ等に記憶した指令制限係数
α9を決定する。次に、ステップ204では、上記指令
制限係数α9を入力電流指令値に乗じて指令電流量Iと
し、これをインバータ6へ出力する。指令制限係数α9
は、図5に示すように、上限値K7を越えると1より小
さい値となるから、走行用モータ2への入力電流は制限
される。
第1実施例と同様の効果がある。すなわち、本実施例で
は、バッテリの過渡的な出力電流の変化を、この出力電
流の変化と電極劣化をする前の、バッテリの種類や残存
容量で決定されるバッテリの内部抵抗との積で表される
バッテリ電圧の変化量で推定して、このバッテリ電圧変
化量が予め設定された上限値を越えた場合に、走行用モ
ータの入力電流制限を行っている。
し、放電特性の恒久的劣化を防止するとともに、例えば
図8に示すように、車両発進時の電圧の急降下(図の破
線)を防止して、バッテリ電圧を適正に維持し(図の実
線)、車両が走行不能に陥ることを未然に回避できる。
本実施例では、従来より設けられている電圧検出センサ
を利用することができるから、ソフトウエアにおける演
算は要するものの、装置全体を簡易かつ安価に実現でき
る。
例であり、バッテリの出力電圧変化量がK7より大きい
時にα9<1となるように最適に設定されれば、この限
りでない。 (第3実施例)図9には本発明の第3実施例における装
置のブロック構成図を示す。本実施例では、第2実施例
の電圧検出センサに加えて、交流側給電線3Bの電流
(モータ電流)および線間電圧(モータ電圧)を検出す
る電流検出センサ9Bおよび電圧検出センサ9Aを設け
るとともに、走行用モータ2にモータ回転検出センサ1
0を設けている。これら電圧検出センサ9A、電流検出
センサ9B、およびモータ回転検出センサ10の出力信
号は入力処理回路72を経てCPU71へ入力してい
る。
センサ9B、およびモータ回転検出センサ10は従来の
走行用モータ制御装置においても、モータ回転制御の必
要のために通常設けられているものである。CPU71
における処理手順を図10のフローチャートにより以下
に説明する。
タ電流を検出してIMにストアするとともに、ステップ
302では、モータ電圧を検出してVMにストアする。
さらに、ステップ303でモータ回転数を検出してNE
にストアする。ステップ304では、上記モータ電流I
Mとモータ電圧VMの位相差ψを検出し、続いて、位相
差ψ、モータ電流IM、およびモータ電圧VMを用いて
走行用モータ2への入力電力PMを算出する(ステップ
305)。
検出してVBにストアする。ステップ307では、モー
タ回転数NEとモータ入力電力Pをパラメータとして、
マップに予め記憶された図11に示すインバータの変換
効率ηを決定する。ステップ308では、上記入力電力
PM、バッテリ電圧VB、および変換効率ηとでバッテ
リ1の出力電流IBを算出する。
出力電流IBが、バッテリ1の放電特性が劣化しない、
バッテリの種類や残存容量等で予め決められた上限値K
10を越えていないか判定する。越えていない場合には
ステップ312へ進み、アクセル開度センサ等の検出結
果に基づき決定された、走行用モータ2の要求出力トル
クを満足する入力電流指令値を指令電流量Iとして、そ
のままインバータ6(図9)へ出力し、当該処理を終了
する。
力電流IBが上限値K10を越えた場合には、ステップ
310において、バッテリ出力電流IBが上限値K10
よりどの程度越えたかで、図12に示す関係で予めマッ
プ等に記憶された指令制限係数α12を決定する。ステ
ップ311では、ステップ310で決定した指令制限係
数α12を、上記入力電流指令値に乗じて指令電流量I
とし、これをインバータ6へ出力する。上記指令制限係
数α12は、図12に示すように、上限値K4を越える
と1より小さい値となるから、走行用モータへの入力電
流は制限される。
から、第2実施例に比べて電流制限をより精度良く行う
ことができるとともに、電圧検出センサ8、9Aおよび
電流検出センサ9Bは、従来より設けられているものを
使用できるから、第1実施例に比して簡易かつ安価に実
現できる。なお、図11に示すインバータ14の変換効
率ηは実際には、バッテリの出力電圧によっても変化す
るので、バッテリ出力電圧毎に異なる変換効率マップを
持つようにしても良い。
Iと、電流検出センサ9Bで検出されたモータ電流との
偏差にPI制御の演算を施して、モータ電圧指令値とし
てインバータ6へ与える場合には、電圧検出センサ9A
を省いて上記モータ電圧指令値をモータ電圧VMとして
使用することができる。図10では、ステップ305で
走行用モータの入力電力PMを算出し、ステップ306
でバッテリ電圧VBを検出しているが、逆にバッテリ電
圧VBの検出を先に行い、走行用モータへの入力電力P
Mの算出を後で行っても良い。
は一例であり、バッテリ出力電流がK10より大きい時
にα12<1となるように最適に設定されれば、この限
りでない。なお、上記各実施例では、運転者のアクセル
操作量等に応じて決定されるモータ入力電流指令値に、
バッテリ出力電流に応じて決定される指令制限係数を乗
じることにより、インバータに与える指令電流量を小さ
くして走行用モータへの入力電流を制限したが、これに
代えて、バッテリ出力電流に応じて走行用モータの出力
トルク指令値を制限しても良い。
当たりの変化量を、バッテリの出力電流に応じて制限す
ることにより、走行用モータの入力電流の制限を行って
も良い。また、走行モータの入力電流制限の代わり、も
しくは併用して、エアコンデショナ(A/C)の一時停
止等の、バッテリから補機への出力電流の供給停止を行
ってもよい。
が力行制御される時について説明したが、バッテリが満
充電に近い場合の回生制御時についても本発明は適用可
能であり、回生制御時において、バッテリへの入力電流
が予め設定された値以上になった時には回生電流量を制
限することにより、バッテリの過充電を防止することが
できる。
ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハードロジ
ック構成により実現するようにしてもよい。
装置のブロック構成図である。
ーチャートである。
に応じた指令制限係数の変化を示すグラフである。
および出力電流の経時変化を示すグラフである。
装置のブロック構成図である。
ーチャートである。
変化量に応じた指令制限係数の変化を示すグラフであ
る。
の経時変化を示すグラフである。
装置のブロック構成図である。
ローチャートである。
効率のモータ入力電力とモータ回転数に対する依存性を
示すグラフである。
流に応じた指令制限係数の変化を示すグラフである。
線、4…電流検出センサ、51…アクセル開度センサ、
52…シフトポジションセンサ、6…インバータ、71
…CPU、8…電圧検出センサ、9A…電圧検出セン
サ、9B…電流検出センサ、10…モータ回転検出セン
サ。
Claims (4)
- 【請求項1】 給電線によりバッテリと接続された走行
用モータを制御する電気自動車の走行用モータ制御装置
において、 前記給電線を流れる電流を検出する電流検出手段と、 運転操作手段の操作に応じて前記給電線に流す電流量を
指令する電流指令手段と、 前記電流指令手段からの指令電流量に従って前記給電線
の電流を制御する電流制御手段と、 前記電流検出手段により検出される電流が所定値を越え
た時に、前記電流指令手段からの指令電流量を制限する
電流制限手段とを備えたことを特徴とする電気自動車の
走行用モータ制御装置。 - 【請求項2】 給電線によりバッテリと接続された走行
用モータを制御する電気自動車の走行用モータ制御装置
において、 前記給電線の線間電圧を検出する電圧検出手段と、 運転操作手段の操作に応じて前記給電線に流す電流量を
指令する電流指令手段と、 前記電流指令手段からの指令に従って前記給電線の電流
を制御する電流制御手段と、 前記電圧検出手段によって検出される電圧の変化量を算
出し、当該変化量が所定値を越えた時に、前記電流指令
手段からの指令電流量を制限する電流制限手段とを備え
たことを特徴とする電気自動車の走行用モータ制御装
置。 - 【請求項3】 給電線によりバッテリと接続された走行
用の交流モータを制御する電気自動車の走行用モータ制
御装置において、 運転操作手段の操作に応じて前記給電線に流す電流量を
指令する電流指令手段と、 前記給電線中に設けられて直流−交流の変換を行うとと
もに前記電流指令手段からの指令に従って交流側給電線
の電流を制御するインバータ手段と、 直流側給電線の線間電圧を検出する第1の電圧検出手段
と、 前記交流側給電線の線間電圧を検出する第2の電圧検出
手段と、 前記交流側給電線を流れる電流を検出する電流検出手段
と、 前記交流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記第1の電圧検出手段と第2の電圧検出手段で検出さ
れた各電圧、前記電流検出手段で検出された電流、およ
び前記回転数検出手段で検出された回転数から、前記イ
ンバータ手段の変換効率を考慮して前記直流側給電線を
流れる電流を算出し、算出された電流が所定値を越えた
時に前記電流指令手段からの指令電流量を制限する電流
制限手段とを備えたことを特徴とする電気自動車の走行
用モータ制御装置。 - 【請求項4】 前記電流制限手段は、前記算出された電
流が前記所定値を越えた程度に応じて決定される、1よ
り小さい指令制限係数を前記電流指令手段からの指令電
流量に乗じることにより当該指令電流量を制限するもの
であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1
つに記載の電気自動車の走行用モータ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15362395A JP3582153B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 電気自動車の走行用モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15362395A JP3582153B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 電気自動車の走行用モータ制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH099411A true JPH099411A (ja) | 1997-01-10 |
JP3582153B2 JP3582153B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=15566547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15362395A Expired - Fee Related JP3582153B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 電気自動車の走行用モータ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3582153B2 (ja) |
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