JPH10271609A - Method for controlling induction motor - Google Patents

Method for controlling induction motor

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JPH10271609A
JPH10271609A JP9073196A JP7319697A JPH10271609A JP H10271609 A JPH10271609 A JP H10271609A JP 9073196 A JP9073196 A JP 9073196A JP 7319697 A JP7319697 A JP 7319697A JP H10271609 A JPH10271609 A JP H10271609A
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induction motor
battery
motor
current
torque
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Katsuhisa Fujita
勝久 藤田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the motor efficiency of an induction motor which generates torque by the electric power supplied from a battery. SOLUTION: A controlling part 1 calculates and outputs a command value for making an induction motor 7 generate torque corresponding to the angle of a pushed accelerator 2 based on the state of a battery transmitted from a battery-state detecting part 10. This command value is used as a data for specifying the amplitude and frequency of an alternating current to be supplied to the induction motor 7. A power part 5 supplies the induction motor 7 with a motor current IM from a battery 6 based on the command value. Then, the induction motor 7 generates torque by the motor current IM.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリから電力
が供給される誘導モータの制御方式に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system for an induction motor supplied with electric power from a battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力を供給することによってトルクを発
生する電動機の1つとして誘導型のモータが知られてい
る。誘導モータは、固定子と回転子とから構成され、固
定子が発生する回転磁界によって回転子の導体(コイ
ル)に電磁誘導による起電力を発生させる。このことに
より、回転子にコイル電流が流れる。そして、このコイ
ル電流と回転磁界との間の電磁力により回転子が回転す
る。なお、回転磁界は、通常、固定子を構成する巻線に
三相交流電源を接続することにより発生させる。
2. Description of the Related Art An induction motor is known as one of electric motors that generate torque by supplying electric power. The induction motor includes a stator and a rotor, and generates an electromotive force by electromagnetic induction in a conductor (coil) of the rotor by a rotating magnetic field generated by the stator. This causes a coil current to flow through the rotor. Then, the rotor is rotated by an electromagnetic force between the coil current and the rotating magnetic field. Note that the rotating magnetic field is generally generated by connecting a three-phase AC power supply to a winding constituting the stator.

【0003】図7は、誘導モータを制御する従来の方式
の一例を示す図である。ここでは、誘導モータを電動車
両の走行用モータとして使用し、バッテリ(直流電源)
から供給される電力をインバータで交流に変換してその
交流電流で走行用モータを駆動する例を示す。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional system for controlling an induction motor. Here, an induction motor is used as a running motor of an electric vehicle, and a battery (DC power supply) is used.
An example is shown in which electric power supplied from an inverter is converted into alternating current by an inverter, and the traveling motor is driven by the alternating current.

【0004】図7において、CPU101は、アクセル
102の踏み角を検出すると、その踏み角に応じたトル
クを誘導モータ106に発生させるように誘導モータ1
06に供給する電流を制御する。誘導モータ106に供
給する電流は、バッテリ105から供給される電力をド
ライバ104で交流に変換したものである。また、メモ
リ103は、検出したアクセル踏み角に従ってその踏み
角に応じたモータトルクを発生させるための制御パラメ
ータを格納する。制御パラメータとしては、誘導モータ
106に供給するモータ電流およびすべりs等を格納す
る。そして、CPU101は、アクセル踏み角に応じて
メモリ103から取り出した制御パラメータに従って誘
導モータ106を駆動する。
In FIG. 7, when a CPU 101 detects a depression angle of an accelerator 102, an induction motor 1 generates torque corresponding to the depression angle.
06 is controlled. The current supplied to the induction motor 106 is obtained by converting the electric power supplied from the battery 105 into AC by the driver 104. Further, the memory 103 stores control parameters for generating a motor torque corresponding to the detected stepping angle according to the detected stepping angle of the accelerator. As the control parameters, a motor current to be supplied to the induction motor 106 and a slip s are stored. Then, the CPU 101 drives the induction motor 106 according to the control parameters retrieved from the memory 103 according to the accelerator pedal depression angle.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述の構成では、誘導
モータ106の電源としてバッテリ105を使用してい
るが、一般にバッテリは、図8に示すように、その放電
量が増加するにつれて出力電圧が低下する。ところが、
その一方で、コントローラ100は、バッテリ電圧が低
下した場合であっても、検出したアクセル踏み角に対し
て所定のトルクを発生させることが要求される。この要
求を満たすためには、バッテリ105の残量が減少した
場合、すなわちバッテリ電圧が低下した場合を想定し、
その低下したバッテリ電圧においても最大アクセル踏み
角に対応するトルクを発生させられるようにしなければ
ならない。
In the above-described configuration, the battery 105 is used as the power supply of the induction motor 106. In general, as shown in FIG. 8, the output voltage of the battery increases as its discharge amount increases. descend. However,
On the other hand, the controller 100 is required to generate a predetermined torque with respect to the detected accelerator depression angle even when the battery voltage decreases. In order to satisfy this demand, it is assumed that the remaining amount of the battery 105 decreases, that is, the battery voltage decreases,
It must be possible to generate a torque corresponding to the maximum accelerator pedal depression angle even at the reduced battery voltage.

【0006】このため、従来の制御方式では、バッテリ
105の出力電圧が低下した場合においても最大アクセ
ル踏み角に対応するトルクを発生させられるような制御
パラメータを設定しておき、その制御パラメータに従っ
て誘導モータ106を駆動していた。すなわち、たとえ
ば、バッテリ電圧としてバッテリ105が80パーセン
ト放電した状態となったときの電圧V1 を想定し、その
状態で最大アクセル踏み角に対応するトルクを発生させ
られるようなモータ電流およびすべりsをメモリ103
に設定していた。
For this reason, in the conventional control method, a control parameter is set such that a torque corresponding to the maximum accelerator pedal depression angle can be generated even when the output voltage of the battery 105 is reduced, and the induction is performed according to the control parameter. The motor 106 was being driven. That is, for example, assuming the voltage V1 when the battery 105 is discharged by 80% as the battery voltage, the motor current and the slip s that can generate a torque corresponding to the maximum accelerator pedal depression angle in that state are stored in the memory. 103
Was set to.

【0007】ところが、バッテリ105が満充電に近い
ときには、バッテリ電圧V0 は、図8に示すように、制
御パラメータの設定の基準となった電圧(電圧V1 )よ
りも高い。このため、メモリ103に格納されている制
御パラメータに従って誘導モータ105を駆動すると、
モータ効率が悪く、消費電力が必要以上に大きくなって
いた。そして、この結果、バッテリの稼働時間が短くな
っていた。
However, when the battery 105 is almost fully charged, the battery voltage V0 is higher than the voltage (voltage V1) used as a reference for setting control parameters, as shown in FIG. Therefore, when the induction motor 105 is driven according to the control parameters stored in the memory 103,
The motor efficiency was poor, and the power consumption was unnecessarily large. As a result, the operating time of the battery is shortened.

【0008】このように、従来の制御方式では、ある1
つのバッテリ状態を基準として誘導モータを駆動するた
めの制御パラメータを設定しておき、バッテリ状態が変
化する場合であってもその制御パラメータに従って誘導
モータを駆動していたので、モータ効率が低下すること
があった。
As described above, in the conventional control method, a certain
The control parameters for driving the induction motor based on the two battery states are set, and even if the battery state changes, the induction motor is driven in accordance with the control parameters. was there.

【0009】本発明の課題は、バッテリから供給される
電力によってトルクを発生する誘導モータの効率を上げ
ることである。
An object of the present invention is to increase the efficiency of an induction motor that generates torque by electric power supplied from a battery.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリから
供給される電力によってトルクを発生する誘導モータを
制御する方式を前提とし、誘導モータに所定のトルクを
発生させるためのパラメータをバッテリの状態に従って
変化させながらそのパラメータに基づいて上記誘導モー
タを駆動する。上記パラメータは、たとえば、誘導モー
タに供給されるモータ電流および上記誘導モータのすべ
りである。また、バッテリの状態は、たとえば、バッテ
リの残量またはバッテリの出力電圧である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the premise that a system for controlling an induction motor that generates torque by electric power supplied from a battery is provided. And drives the induction motor based on the parameters. The parameters are, for example, the motor current supplied to the induction motor and the slip of the induction motor. The state of the battery is, for example, the remaining amount of the battery or the output voltage of the battery.

【0011】モータ効率は、上記パラメータの設定に依
存する。上記本発明の構成では、モータ効率が高くなる
ようにバッテリ状態に応じて上記パラメータを制御す
る。本発明は、以下の各手段を有する構成としてもよ
い。トルク指示検出手段は、誘導モータに発生させるト
ルクを指示するトルク指示信号を検出する。バッテリ状
態検出手段は、バッテリの状態を検出する。制御手段
は、トルク指示検出手段によって検出されたトルク指示
信号およびバッテリ状態検出手段によって検出されたバ
ッテリ状態に基づいて上記誘導モータに上記トルク指示
信号が指示するトルクを発生させるための制御信号を生
成する。駆動手段は、制御手段によって生成される制御
信号に従って上記誘導モータを駆動する。回転数検出手
段は、誘導モータの回転数を検出する。
[0011] The motor efficiency depends on the setting of the above parameters. In the configuration of the present invention, the parameters are controlled according to the battery state so that the motor efficiency is increased. The present invention may be configured to include the following units. The torque instruction detecting means detects a torque instruction signal for instructing a torque generated by the induction motor. The battery state detecting means detects a state of the battery. The control means generates a control signal for causing the induction motor to generate the torque indicated by the torque instruction signal based on the torque instruction signal detected by the torque instruction detection means and the battery state detected by the battery state detection means. I do. The drive unit drives the induction motor according to a control signal generated by the control unit. The rotation speed detecting means detects the rotation speed of the induction motor.

【0012】制御手段は、上記誘導モータに供給するモ
ータ電流およびその誘導モータのすべりをパラメータと
して上記制御信号を生成する構成であり、回転数検出手
段によって検出された上記誘導モータの回転数および上
記パラメータとしてのすべりから上記誘導モータに供給
する交流電流の周波数を決定し、上記パラメータとして
のモータ電流から上記交流電流の振幅を決定する。
The control means generates the control signal using the motor current supplied to the induction motor and the slip of the induction motor as parameters. The control means generates the control signal based on the rotation speed of the induction motor detected by the rotation speed detection means. The frequency of the alternating current supplied to the induction motor is determined from the slip as a parameter, and the amplitude of the alternating current is determined from the motor current as the parameter.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面を
参照しながら説明する。以下では、誘導モータを電動車
両の走行用モータとして使用し、バッテリ(直流電源)
から供給される電力をインバータで交流に変換してその
交流電流で走行用モータを駆動する例を示す。また、一
実施形態としてベクトル制御方式で誘導モータを制御す
る構成を示す。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, an induction motor is used as a drive motor for an electric vehicle, and a battery (DC power supply) is used.
An example is shown in which electric power supplied from an inverter is converted into alternating current by an inverter, and the traveling motor is driven by the alternating current. Also, a configuration for controlling an induction motor by a vector control method will be described as an embodiment.

【0014】図1は、本実施形態のシステムの構成図で
ある。同図に示すシステムでは、トルク指示検出手段お
よび制御手段としての制御部1が、トルク指示信号とし
てのアクセル2の踏み角に応じたトルクを誘導モータ7
に発生させるための指令値を求めて出力し、パワー部5
がその指令値に基づいた電流をバッテリ6から誘導モー
タ7に供給することにより、誘導モータ7を駆動する。
上記モータ駆動制御において、制御部1は、バッテリ状
態検出部10から通知されるバッテリ状態に基づいて上
記指令値を求める。以下、各ブロックの説明をする。
FIG. 1 is a configuration diagram of a system according to the present embodiment. In the system shown in the figure, the control unit 1 as a torque instruction detecting unit and a control unit transmits a torque corresponding to a stepping angle of the accelerator 2 as a torque instruction signal to the induction motor 7.
A command value to be generated in the power unit 5 is obtained and output, and the power unit 5
Supplies the current based on the command value from the battery 6 to the induction motor 7, thereby driving the induction motor 7.
In the motor drive control, the control unit 1 obtains the command value based on the battery state notified from the battery state detection unit 10. Hereinafter, each block will be described.

【0015】制御部1は、アクセル2の踏み角を検出す
るとともに、回転センサ9の出力に基づいて誘導モータ
7の回転数を検出する。そして、これらの検出値に基づ
いてアクセル2の踏み角に応じたトルクを誘導モータ7
に発生させるためのトルク指示信号としての電流指令値
を求めて電流制御回路3に出力する。電流指令値は、誘
導モータ7に供給する交流電流(モータ電流IM )の周
波数と振幅を指示する信号である。なお、制御部1は、
バッテリ状態検出部10によって検出されるバッテリ6
の状態(たとえば、バッテリ電圧、バッテリ残量など)
に基づいて上記電流指令値を求める。電流指令値の求め
方については後述する。
The control unit 1 detects the stepping angle of the accelerator 2 and detects the rotation speed of the induction motor 7 based on the output of the rotation sensor 9. Then, based on these detected values, a torque corresponding to the depression angle of the accelerator 2 is supplied to the induction motor 7.
A current command value as a torque command signal to be generated is calculated and output to the current control circuit 3. The current command value is a signal that indicates the frequency and amplitude of an alternating current (motor current IM) supplied to the induction motor 7. Note that the control unit 1
Battery 6 detected by battery state detection unit 10
Status (for example, battery voltage, battery level, etc.)
The current command value is obtained based on the above. The method of obtaining the current command value will be described later.

【0016】アクセル2は、運転者の指示、すなわち誘
導モータ7に要求するトルクを制御部1に入力する。ア
クセル2は、例えばその踏み角に応じて抵抗値が変化す
る可変抵抗器を含んだセンサを備え、制御部1は、その
センサの出力を受信する。
The accelerator 2 inputs a driver's instruction, that is, a torque required for the induction motor 7 to the control unit 1. The accelerator 2 includes, for example, a sensor including a variable resistor whose resistance value changes according to the step angle, and the control unit 1 receives an output of the sensor.

【0017】電流制御回路3は、電流センサ8の出力を
フィードバック信号として受信し、誘導モータ7に供給
するモータ電流IM を制御部1から受信した電流指令値
によって指示される電流に一致させるようなパルス指令
信号を出力する。PWM(パルス幅変調)信号発生回路
4は、パルス指令信号に基づいてパルス信号を出力す
る。
The current control circuit 3 receives the output of the current sensor 8 as a feedback signal, and adjusts the motor current IM supplied to the induction motor 7 to the current indicated by the current command value received from the control unit 1. Outputs pulse command signal. The PWM (pulse width modulation) signal generation circuit 4 outputs a pulse signal based on a pulse command signal.

【0018】パワー部5は、PWM信号発生回路4から
受信したパルス信号に基づいてバッテリ6から誘導モー
タ7にモータ電流IM を供給する。モータ電流IM は、
たとえば、三相交流である。バッテリ6は、繰り返し充
電可能な二次電池であり、例えば、鉛系、ニッケル水素
系、あるいはリチウム系の蓄電池である。バッテリ状態
検出部10は、バッテリ6の出力電圧、または電池残量
などのバッテリ状態を検出して制御部1に知らせる。電
池残量を検出する方法は、公知の技術であり、たとえば
バッテリ電圧から推測する手法や、放出された電流を積
分して求める手法などが知られている。あるいは、既存
の容量計を用いてもよい。
The power section 5 supplies a motor current IM from the battery 6 to the induction motor 7 based on the pulse signal received from the PWM signal generation circuit 4. The motor current IM is
For example, three-phase alternating current. The battery 6 is a secondary battery that can be repeatedly charged, and is, for example, a lead-based, nickel-metal hydride-based, or lithium-based storage battery. The battery state detection unit 10 detects a battery state such as an output voltage of the battery 6 or a remaining battery level and notifies the control unit 1 of the detected state. The method of detecting the remaining battery level is a known technique, for example, a method of estimating from the battery voltage, a method of integrating the discharged current, and the like. Alternatively, an existing capacity meter may be used.

【0019】誘導モータ7は、ここでは走行用モータと
して使われており、モータ電流IMによって駆動されて
トルクを発生する。電流センサ8は、直接的あるいは間
接的にモータ電流IM を検出してその検出値を電流制御
回路3に出力する。回転数検出手段としての回転センサ
9は、誘導モータ7の回転数を検出して制御部1に出力
する。
The induction motor 7 is used here as a running motor, and is driven by a motor current IM to generate a torque. The current sensor 8 directly or indirectly detects the motor current IM and outputs the detected value to the current control circuit 3. A rotation sensor 9 as a rotation speed detecting means detects the rotation speed of the induction motor 7 and outputs the rotation speed to the control unit 1.

【0020】図2(a) は、誘導モータの等価回路であ
る。また、図2(b) は、誘導モータのベクトル図であ
る。誘導モータを駆動する際には、モータ電流IM (一
次電流)を供給する。モータ電流IM を供給すると、固
定子側に励磁電流If が流れるとともに、回転子には電
磁誘導によってトルク電流It が流れる。すなわち、モ
ータ電流IM は、励磁電流If とトルク電流It とに分
配される。励磁電流If とトルク電流It との分配比
は、誘導モータのすべりsによって決まる。すべりs
は、回転磁界の回転速度をN0 、回転子の回転速度をN
とすると、 s=(N0 −N)/N0 で表される。なお、図1のシステムにおいては、回転磁
界の回転速度N0 は、電流指令値で指定される周波数の
逆数であり、回転子の回転速度Nは、回転センサ9によ
って検出される誘導モータ7の実際の回転数である。
FIG. 2A is an equivalent circuit of the induction motor. FIG. 2B is a vector diagram of the induction motor. When the induction motor is driven, a motor current IM (primary current) is supplied. When the motor current IM is supplied, the exciting current If flows to the stator side, and the torque current It flows to the rotor by electromagnetic induction. That is, the motor current IM is distributed to the exciting current If and the torque current It. The distribution ratio between the exciting current If and the torque current It is determined by the slip s of the induction motor. Slip s
Means that the rotation speed of the rotating magnetic field is N0 and the rotation speed of the rotor is N
Then, s = (N0 -N) / N0. In the system shown in FIG. 1, the rotation speed N0 of the rotating magnetic field is the reciprocal of the frequency specified by the current command value, and the rotation speed N of the rotor is the actual speed of the induction motor 7 detected by the rotation sensor 9. Is the number of rotations.

【0021】ところで、誘導モータのトルクは、発生す
る磁束とトルク電流It との積に比例するが、この磁束
は励磁電流If に比例する。したがって、誘導モータの
トルクは、励磁電流If とトルク電流It との積に比例
する。すなわち、誘導モータのトルクは、図2(b) に示
す長方形の面積に比例する。
The torque of the induction motor is proportional to the product of the generated magnetic flux and the torque current It, and the magnetic flux is proportional to the exciting current If. Therefore, the torque of the induction motor is proportional to the product of the exciting current If and the torque current It. That is, the torque of the induction motor is proportional to the area of the rectangle shown in FIG.

【0022】長方形の面積は、その対角線の長さ(モー
タ電流IM の大きさ)と長方形を構成する2つの辺の長
さの比(励磁電流If とトルク電流It との分配比)を
用いて定義できる。ここで、長方形を構成する2つの辺
の長さの比、すなわち励磁電流If とトルク電流It と
の分配比は、上述したように、すべりsを変えることに
より制御できる。したがって、モータ電流IM およびす
べりsを決めれば、図2(b) に示す長方形の面積が決ま
る。すなわち、モータ電流IM およびすべりsをパラメ
ータとして誘導モータのトルクを制御することができ
る。
The area of the rectangle is determined using the ratio of the length of the diagonal line (the magnitude of the motor current IM) to the length of the two sides constituting the rectangle (the distribution ratio of the excitation current If and the torque current It). Can be defined. Here, the ratio of the lengths of the two sides constituting the rectangle, that is, the distribution ratio between the exciting current If and the torque current It can be controlled by changing the slip s as described above. Therefore, if the motor current IM and the slip s are determined, the rectangular area shown in FIG. 2B is determined. That is, the torque of the induction motor can be controlled using the motor current IM and the slip s as parameters.

【0023】このように、モータ電流IM およびすべり
s(周波数および位相)を制御することにより、モータ
電流IM を誘導モータの内部で設定値どおりの励磁電流
Ifとトルク電流It とに分配して所望のトルクを得る
ようにしている。
As described above, by controlling the motor current IM and the slip s (frequency and phase), the motor current IM is distributed inside the induction motor to the exciting current If and the torque current It according to the set values, and the desired value. To get the torque.

【0024】図3は、制御部1の構成図である。制御部
1は、CPU11およびメモリ12から構成される。メ
モリ12は、RAM領域およびROM領域を含み、制御
ソフト13およびテーブル14を格納している。制御ソ
フト13は、本実施形態の制御処理を記述したソフトウ
ェアプログラムであり、CPU11によって実行され
る。テーブル14は、バッテリ6が満充電状態であった
ときに高いモータ効率が得られる制御パラメータ、およ
びバッテリ6が80パーセント放電状態であったときに
高いモータ効率が得られる制御パラメータを格納してい
る。各バッテリ状態ごとに格納するデータは、アクセル
踏み角に対応するトルクを発生させる際にモータ効率
(モータに入力する電力に対するモータの機械的出力の
割合)が出来るだけ高くなるように選んだモータ電流I
M およびすべりsである。これらの値は、例えば、実験
あるいはシミュレーション等により求める。また、モー
タ電流IM およびすべりsは、アクセル踏み角をキーと
して格納されており、CPU11は、アクセル踏み角を
キーとしてテーブル14にアクセスしてモータ電流IM
およびすべりsを取り出す。
FIG. 3 is a block diagram of the control unit 1. The control unit 1 includes a CPU 11 and a memory 12. The memory 12 includes a RAM area and a ROM area, and stores control software 13 and a table 14. The control software 13 is a software program describing the control processing of the present embodiment, and is executed by the CPU 11. Table 14 stores control parameters for obtaining high motor efficiency when battery 6 is fully charged, and control parameters for obtaining high motor efficiency when battery 6 is 80% discharged. . The data stored for each battery state is the motor current selected so that the motor efficiency (the ratio of the mechanical output of the motor to the power input to the motor) is as high as possible when generating the torque corresponding to the accelerator pedal depression angle. I
M and slip s. These values are obtained, for example, by experiment or simulation. The motor current IM and the slip s are stored using the accelerator pedal depression angle as a key, and the CPU 11 accesses the table 14 using the accelerator pedal depression angle as a key to access the motor current IM.
And the slip s are taken out.

【0025】図4は、テーブル14に格納されているデ
ータに従ってモータを駆動したときの動作例を示す図で
ある。同図は、バッテリ状態が異なると、最適なモータ
効率を得るための動作状態が異なることを示している。
FIG. 4 is a diagram showing an operation example when the motor is driven according to the data stored in the table 14. This figure shows that the operation state for obtaining the optimum motor efficiency is different when the battery state is different.

【0026】図5は、制御部1の処理を説明するフロー
チャートである。このフローチャートの各機能は、制御
ソフト13としてメモリ12に格納されるソフトウェア
プログラムに記述されており、CPU11がそのプログ
ラムを実行する。また、このフローチャートの処理は、
所定間隔(たとえば、10ms)毎に実行される。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing of the control unit 1. Each function of this flowchart is described in a software program stored in the memory 12 as the control software 13, and the CPU 11 executes the program. The processing of this flowchart is
It is executed at predetermined intervals (for example, every 10 ms).

【0027】ステップS1では、アクセル2の踏み角を
検出する。ステップS2では、バッテリ状態検出部10
の出力によりバッテリ状態を検出する。ここでは、バッ
テリ残量を検出する。ステップS3では、ステップS1
で検出したアクセル踏み角をキーとしてテーブル14に
アクセスして制御パラメータを取り出す。すなわち、検
出したアクセル踏み角に対応するモータ電流IM および
すべりsを取り出す。このとき、満充電時のデータと8
0パーセント放電時のデータを両方とも取り出す。
In step S1, the depression angle of the accelerator 2 is detected. In step S2, the battery state detection unit 10
To detect the battery state. Here, the remaining battery level is detected. In step S3, step S1
The table 14 is accessed by using the accelerator pedal depression angle detected in step 4 as a key to take out control parameters. That is, the motor current IM and the slip s corresponding to the detected accelerator depression angle are extracted. At this time, the data at full charge and 8
Both data at 0% discharge are taken out.

【0028】ステップS4では、ステップS2で検出し
たバッテリ状態に対応したモータ電流IM およびすべり
sを算出する。ここでは、ステップS3で取り出した2
つのバッテリ状態における各モータ電流IM およびすべ
りsに基づいて現在のバッテリ残量における最適なモー
タ電流IM およびすべりsを算出する。たとえば、バッ
テリ残量の変化に対して最適なモータ電流IM およびす
べりsが直線的に変化するものとして近似する。この場
合、たとえば、バッテリ6が40パーセント放電状態で
あれば、満充電状態のモータ電流IM およびすべりsと
80パーセント放電状態のモータ電流IM およびすべり
sとの平均値を算出することになる。
In step S4, the motor current IM and slip s corresponding to the battery state detected in step S2 are calculated. Here, the 2 extracted in step S3
The optimum motor current IM and slip s at the current remaining battery level are calculated based on each motor current IM and slip s in one battery state. For example, it is approximated that the optimum motor current IM and the slip s linearly change with respect to the change in the remaining battery level. In this case, for example, if the battery 6 is in the 40% discharged state, the average value of the motor current IM and the slip s in the fully charged state and the motor current IM and the slip s in the 80% discharged state are calculated.

【0029】ステップS5では、回転センサ9の出力か
ら誘導モータ7の回転速度Nを検出する。続いて、ステ
ップS6では、ステップS4で算出したすべりsおよび
ステップS5で検出した回転速度Nから回転磁界の回転
速度N0 を算出する。すなわち、すべりsの定義が、 s=(N0 −N)/N0 なので、回転磁界の回転速度N0 は、 N0 =N/(1−s) を算出することにより求める。
In step S5, the rotation speed N of the induction motor 7 is detected from the output of the rotation sensor 9. Subsequently, in step S6, the rotation speed N0 of the rotating magnetic field is calculated from the slip s calculated in step S4 and the rotation speed N detected in step S5. That is, since the definition of the slip s is s = (N0 -N) / N0, the rotation speed N0 of the rotating magnetic field is obtained by calculating N0 = N / (1-s).

【0030】ステップS7では、誘導モータ7に供給す
る交流電流を指定する電流指令値を出力する。すなわ
ち、ステップS4で算出したモータ電流IM に相当する
振幅を表す信号、およびステップS6で算出した回転磁
界の回転速度N0 に相当する周波数を表す信号を出力す
る。
In step S7, a current command value for designating an alternating current to be supplied to the induction motor 7 is output. That is, a signal representing the amplitude corresponding to the motor current IM calculated in step S4 and a signal representing the frequency corresponding to the rotation speed N0 of the rotating magnetic field calculated in step S6 are output.

【0031】上記ステップS1〜S7により、アクセル
踏み角に応じたトルクを発生させるための電流指令値を
その瞬間のバッテリ状態に応じてモータ効率が最適にな
るように補正して出力される。
In steps S1 to S7, the current command value for generating the torque corresponding to the accelerator pedal depression angle is corrected and output so as to optimize the motor efficiency according to the battery state at that moment.

【0032】図6は、本実施形態の方式による誘導モー
タ制御のベクトル図の一例である。(a) 〜(c) は、バッ
テリ6が満充電のときのベクトル図であり、(d) 〜(f)
は、バッテリ6が80パーセント放電状態のときのベク
トル図である。また、(a) および(d) は、アクセル踏み
角が30パーセントのときのベクトル図、(b) および
(e) は、アクセル踏み角が60パーセントのときのベク
トル図、(c) および(f)は、アクセル踏み角が最大のと
きのベクトル図である。
FIG. 6 is an example of a vector diagram of the induction motor control according to the method of the present embodiment. (a) to (c) are vector diagrams when the battery 6 is fully charged, and (d) to (f)
Is a vector diagram when the battery 6 is in the 80% discharged state. (A) and (d) are vector diagrams when the accelerator pedal depression angle is 30%, (b) and (d)
(e) is a vector diagram when the accelerator pedal angle is 60%, and (c) and (f) are vector diagrams when the accelerator pedal angle is the maximum.

【0033】ところで、電動車両の運転操作性を考える
と、バッテリ6の残量の変化に伴ってアクセル踏み角と
モータトルクとの関係が変化することは望ましくない。
すなわち、電動車両は、バッテリ6の残量が変化したと
しても、ある所定のアクセル踏み角に対して常に同じモ
ータトルクを出力するように設計すべきである。したが
って、本実施形態では、上記条件を満たすために、(a)
と(d) 、(b) と(e) 、および(c) と(f) の各長方形の面
積がそれぞれ互いに等しくなるようにモータ電流IM お
よびすべりsを決定する。
By the way, considering the driving operability of the electric vehicle, it is not desirable that the relationship between the accelerator pedal depression angle and the motor torque changes with the change in the remaining amount of the battery 6.
That is, the electric vehicle should be designed to always output the same motor torque for a given accelerator pedal depression angle even when the remaining amount of the battery 6 changes. Therefore, in the present embodiment, in order to satisfy the above conditions, (a)
And (d), (b) and (e), and (c) and (f) determine the motor current IM and the slip s such that the areas of the respective rectangles are equal to each other.

【0034】なお、あるバッテリ状態においてアクセル
踏み角が変化すると、(a) 〜(c) または(d) 〜(f) に示
すように、励磁電流If を固定したままトルク電流It
を変化させることにより長方形の面積、すなわち誘導モ
ータ7のトルクを変化させている。
When the accelerator pedal angle changes in a certain battery state, as shown in (a) to (c) or (d) to (f), the torque current It is fixed while the exciting current If is fixed.
Is changed, the torque of the induction motor 7 is changed.

【0035】図6を参照しながら本実施形態と従来方式
とを比較する。本実施形態では、制御パラメータ(モー
タ電流IM およびすべりs)をバッテリ状態に応じて変
化させているのに対し、従来方式では、ある1つのバッ
テリ状態において設定した制御パラメータを全バッテリ
状態に渡って使っていた。
Referring to FIG. 6, the present embodiment will be compared with the conventional method. In the present embodiment, the control parameters (motor current IM and slip s) are changed according to the battery state, whereas in the conventional method, the control parameters set in one battery state are changed over all battery states. I was using it.

【0036】従来方式では、例えば上述したように、バ
ッテリが80パーセント放電した状態となったときのバ
ッテリ電圧を想定し、その状態で最大アクセル踏み角に
対応するトルクを発生させられるような制御パラメータ
を設定していた。すなわち、従来方式では、バッテリ状
態に係わらず、常に図6(d) 〜(f) の状態で誘導モータ
が駆動されていた。このため、バッテリが満充電に近い
状態では、80パーセント放電時における電圧(図8の
V1 )よりも高い電圧(図8のV0 )が出力されるにも
係わらず、その高い電圧を有効に利用できておらず、電
力を無駄にしていた。
In the conventional system, for example, as described above, a battery voltage at the time when the battery is discharged by 80% is assumed, and a control parameter that can generate a torque corresponding to the maximum accelerator pedal depression angle in that state is assumed. Was set. That is, in the conventional method, the induction motor is always driven in the state shown in FIGS. 6D to 6F regardless of the battery state. Therefore, when the battery is almost fully charged, the voltage (V0 in FIG. 8) higher than the voltage at the time of 80% discharge (V1 in FIG. 8) is output, but the high voltage is effectively used. It wasn't done and wasting power.

【0037】これに対して、本実施形態では、バッテリ
残量が高いときには励磁電流If を大きくしてモータ効
率を向上させている。ここで、モータ効率は、誘導モー
タ7への入力電力に対する誘導モータ7の機械的出力
(トルク)の割合であるので、図6に示すベクトル図で
は、同じ面積の長方形を形成する際にその対角線の長さ
に対応するモータ電流IM を小さくできればモータ効率
が高くなる。たとえば、図6においてアクセル踏み角が
最大のときを比較すると、(c) および(f) に示す各長方
形の面積は互いに同じであるが、(c) におけるモータ電
流IM は、(f) におけるモータ電流IM よりも小さくな
っていることがわかる。このため、誘導モータの消費電
力が低下し、バッテリの可動時間が長くなる。
On the other hand, in the present embodiment, when the remaining battery power is high, the exciting current If is increased to improve the motor efficiency. Here, the motor efficiency is a ratio of the mechanical output (torque) of the induction motor 7 to the input power to the induction motor 7, and therefore, in the vector diagram shown in FIG. If the motor current IM corresponding to the length can be reduced, the motor efficiency increases. For example, comparing the case where the accelerator pedal depression angle is maximum in FIG. 6, the areas of the rectangles shown in (c) and (f) are the same, but the motor current IM in (c) is the same as the motor current in (f). It can be seen that the current is smaller than the current IM. For this reason, the power consumption of the induction motor decreases and the operating time of the battery increases.

【0038】なお、上述した実施形態では、2つのバッ
テリ状態において制御パラメータを設定しておき、それ
らのパラメータから任意のバッテリ状態におけるパラメ
ータを算出する方式を示したが、本発明はこの構成に限
定されるものではない。すなわち、たとえば、多数のバ
ッテリ状態のそれぞれに対して最適な制御パラメータを
設定しておき、上記多数のバッテリ状態の中から現在の
バッテリ状態に近いものを選択し、その選択された状態
に対して設定された制御パラメータ使って誘導モータを
駆動するようにしてもよい。また、上記実施例では、回
転数検出手段として回転センサを用いているが、回転数
検出手段はこれに限定はされず、例えばセンサを用いず
に電圧等の他のパラメータから回転数を推定して検出す
る構成であってもよい。
In the above-described embodiment, a method has been described in which control parameters are set in two battery states and a parameter in an arbitrary battery state is calculated from those parameters. However, the present invention is limited to this configuration. It is not something to be done. That is, for example, an optimal control parameter is set for each of a large number of battery states, a battery state close to the current battery state is selected from the large number of battery states, and the selected state is determined. The induction motor may be driven using the set control parameters. Further, in the above embodiment, the rotation sensor is used as the rotation number detecting means. However, the rotation number detecting means is not limited to this. For example, the rotation number is estimated from other parameters such as voltage without using the sensor. Alternatively, the configuration may be such that detection is performed.

【0039】また、本発明は、誘導モータを電動車両の
走行モータとして使用する場合に限定されず、誘導モー
タに発生させるトルクを指示するトルク指示信号に基づ
いて誘導モータを駆動するすべての構成に適用される。
Further, the present invention is not limited to the case where the induction motor is used as a traveling motor of an electric vehicle, but may be applied to all configurations for driving the induction motor based on a torque instruction signal for instructing a torque generated by the induction motor. Applied.

【0040】[0040]

【発明の効果】バッテリから電力が供給される誘導モー
タの駆動制御において、そのバッテリの状態に応じて誘
導モータの制御パラメータを変化させるので、常に効率
良くモータを駆動でき、消費電力が低下する。この結
果、バッテリの稼働時間を長くすることができる。
In the drive control of the induction motor to which the electric power is supplied from the battery, the control parameters of the induction motor are changed according to the state of the battery, so that the motor can be always driven efficiently and the power consumption is reduced. As a result, the operating time of the battery can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態のシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a system according to an embodiment.

【図2】(a) は、誘導モータの等価回路を示す図であ
り、(b) は、そのベクトル図である。
2A is a diagram showing an equivalent circuit of an induction motor, and FIG. 2B is a vector diagram thereof.

【図3】制御部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a control unit.

【図4】テーブルに格納されているデータに従ってモー
タを駆動したときの動作を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation when a motor is driven according to data stored in a table.

【図5】制御部の処理を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart illustrating processing of a control unit.

【図6】本実施形態の方式による誘導モータ制御のベク
トル図の一例である。
FIG. 6 is an example of a vector diagram of induction motor control according to the method of the present embodiment.

【図7】誘導モータを制御する従来の方式の一例を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional method for controlling an induction motor.

【図8】バッテリ放電量とバッテリ電圧の関係を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a battery discharge amount and a battery voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御部 2 アクセル 3 電流制御回路 4 PWM信号発生回路 5 パワー部 6 バッテリ 7 誘導モータ(走行用モータ) 8 電流センサ 9 回転センサ 10 バッテリ状態検出部 11 CPU 12 メモリ 13 制御ソフト 14 テーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 2 Accelerator 3 Current control circuit 4 PWM signal generation circuit 5 Power part 6 Battery 7 Induction motor (running motor) 8 Current sensor 9 Rotation sensor 10 Battery state detection part 11 CPU 12 Memory 13 Control software 14 Table

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バッテリから供給される電力によってト
ルクを発生する誘導モータを制御する方式であって、 上記誘導モータに所定のトルクを発生させるためのパラ
メータを上記バッテリの状態に従って変化させながらそ
のパラメータに基づいて上記誘導モータを駆動する誘導
モータの制御方式。
1. A method for controlling an induction motor that generates torque by electric power supplied from a battery, wherein the parameter is changed while changing a parameter for generating a predetermined torque in the induction motor according to a state of the battery. The control method of the induction motor that drives the induction motor based on the control.
【請求項2】 上記パラメータは、上記誘導モータに供
給されるモータ電流および上記誘導モータのすべりであ
る請求項1記載の誘導モータの制御方式。
2. The control system for an induction motor according to claim 1, wherein the parameters are a motor current supplied to the induction motor and a slip of the induction motor.
【請求項3】 上記バッテリの状態は、上記バッテリの
残量または上記バッテリの出力電圧である請求項1記載
の誘導モータの制御方式。
3. The induction motor control method according to claim 1, wherein the state of the battery is a remaining amount of the battery or an output voltage of the battery.
【請求項4】 バッテリから供給される電力によってト
ルクを発生する誘導モータを制御する方式であって、 上記誘導モータに発生させるトルクを指示するトルク指
示信号を検出するトルク指示検出手段と、 上記バッテリの状態を検出するバッテリ状態検出手段
と、 上記トルク指示検出手段によって検出されたトルク指示
信号および上記バッテリ状態検出手段によって検出され
たバッテリ状態に基づいて上記誘導モータに上記トルク
指示信号が指示するトルクを発生させるための制御信号
を生成する制御手段と、 該制御手段によって生成される制御信号に従って上記誘
導モータを駆動する駆動手段と、 を有する誘導モータの制御方式。
4. A method for controlling an induction motor that generates torque by electric power supplied from a battery, comprising: a torque instruction detection unit that detects a torque instruction signal that indicates a torque to be generated by the induction motor; And a torque indicated by the torque instruction signal to the induction motor based on the torque instruction signal detected by the torque instruction detection means and the battery state detected by the battery state detection means. Control means for generating a control signal for generating the control signal; and driving means for driving the induction motor in accordance with the control signal generated by the control means.
【請求項5】 上記誘導モータの回転数を検出する回転
数検出手段をさらに有し、 上記制御手段は、上記誘導モータに供給するモータ電流
および上記誘導モータのすべりをパラメータとして上記
制御信号を生成する構成であり、上記回転数検出手段に
よって検出された上記誘導モータの回転数および上記パ
ラメータとしてのすべりから上記誘導モータに供給する
交流電流の周波数を決定し、上記パラメータとしてのモ
ータ電流から上記交流電流の振幅を決定する請求項4に
記載の誘導モータの制御方式。
5. The motor control apparatus according to claim 1, further comprising: a rotation speed detection unit configured to detect a rotation speed of the induction motor, wherein the control unit generates the control signal using a motor current supplied to the induction motor and a slip of the induction motor as parameters. The frequency of the AC current supplied to the induction motor is determined from the rotation speed of the induction motor detected by the rotation speed detection means and the slip as the parameter, and the AC current is determined from the motor current as the parameter. 5. The control method of an induction motor according to claim 4, wherein the amplitude of the current is determined.
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