JPS59209004A - 電気自動車の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、機械制動と回生制動とをイタ１用するＪ：
うにした電気自動車の走行制御装置に関する。

（従来技術とその問題点） 本願出願人は電気自動車の走行制御装置として実願昭５
８−１５０７８．例えば第１図に承りようなものを提案
している。

まず電力回路について説明すると、バッテリ１からの直
流出力は、ドライブアンプおよびバラトランジスタで構
成された三相ブリッジなどからなるインバータ２で三相
交流に変換された後、三相誘導モータで構成された走行
用電動機３に供給され、この走行用電動機３の回転角ｎ
Ｕは、インクリメンタル式ロークリエンコータで構成さ
れた回転検出器４で検出され、まＩＣインバータ２の各
相出力電流値はＣＴで構成された電流検出器５，６゜７
で検出される。

また、アクセルボデンショ８からは、第２図に示す如く
、アクセル踏込み量に比例したカ行トールク指令変数原
信号δが常時出力され、他方１ｈ行時回生トルク設定器
９からは、常詩一定値の回生１−ルク指令値信号６０″
　（負の値）が出力されＣいる。

そして、電流指令値演算部１０では、カ行トルク指令値
変数原信号δ１回生トルク指令値信号δｏ　Ｘａ＞よび
［−少目転角速度信号ωに基づいて、１−ランスベクト
ル制御を行ない、これにより求められたＵ相電流指令値
信号ｊｕｌＩ、Ｖ相電流指令値イ３号ｉｖ’、Ｗ′４ｆ
Ｊ電流指令値信号ｉｗ０を電流制御部１１へと出）Ｊプ
る。

電流制御部１１では、電流指令値演算部１０から出ツノ
されるＵ相電流指令値信号ｉ　ｕ　＊　、　Ｖ相電流指
令値信号ｉＶ’、Ｗ相電流指令値信号ｉＷ＊ど、電流検
出器５，６．７で検出されたＵ相電流検出値信号ｉｕ、
Ｖ相電流検出値信＠　２　Ｖ　、　Ｗ相電流検出値信号
ｉＷとに基づいて、比例および積分制御を行ない、これ
にまりＵ相１次電流最終指令値信号ｉｕ”、Ｖ相１次電
流Ｒ終指令値信号ｊＶ”、Ｗ相１次電流最終指令伯信号
ｉ　ｗ　＊　＊を出力づ−る。

点弧角制御器１２では、電流制御部１１から出ツノされ
るＵ相１次電流＠終指令値信号ｉｕ′″８゜Ｖ相１次電
流最終指令値信号ｉｖ”Ｊ相１次電流最終指令愉信号２
　Ｗ　＊　Ｘに基づい−Ｕ、ＰＷＭ制御を行ない、これ
によりインバータ２の各ダート素子を駆動するためのり
相点弧パルス列ｐｕ。

■相点弧パルス列（りｖ、Ｗ相百弧パルス列Ｉ）Ｗを出
力する。

次に、回路全体の説明は以上に留め、電流指令値演算部
１０．電流制御部１１のＥｈ作を詳細に説明する。

まず、関数発生器１３には、第３図に承り如く、時間ｔ
とカ行トルク指令変数信号δ２との関係が設定されてお
り、これによりアクセルポテンショ８から出力されたカ
行トルク指令変数原信号δに対応するカ行トルク指令変
数信号６７を出ツノし、これによりカ行トルク指令変数
原信号δとカ行トルク指令変数信号号δ８との間には所
定のＩ延時間が持たされ、いわゆる電気自動中のソフト
−スタート機能が達成される。

他方、関数発生器１４には、第４図に承り如く、回転検
出器４の出力であるモータ回転角速度イｚ号ωとカ行ト
ルク指令係数信号Ｔとの関係が予め設定されており、こ
れにより関数光ｌＡ−器１４がらは各時点のモータ回転
角速度信号ωに対応したカ行［・ルウ指令係数信号下が
出ツノされる。

次いで、カ行トルク指令変数信号δ８とカ行１−ルク指
令係数信号−「とは演算器１５で乗算された後、切替回
路１６のＰ人カへと供給される。

ここで、切替回路１６は、カ行時にあってはＰ入力側に
、また惰行時にあってはＲ入力側に自動的に切替設定さ
れるようになっている。

従って、カ行時に４５いては、切替回路１６の出）７Ｔ
μ７の値は、（１〉式で与えられる。

丁Ｍ＊−６８・−「・・・（１） づなわら、七−夕の回転角速度が一定値以下の状態では
、トルク指令値信号Ｔμ”の値はアクセル踏込みｍに比
例して増加し、モータ回転角速度ωが一定値を越えた場
合、トルク指令値信号ＴＭ８の増加率は指数関数的に減
少づる。

また、関数発生器１７には、第５図に示す如く、尤−少
目転角速度信号ωと２次磁束指令値信号Φ２寧どの関係
が予め設定されており、これにより当該時点のモータ回
転角速度信号ωにり・ｊ応１−る２次磁束指令値信号Φ
２＊を出力し、これによりいわゆる弱め界磁制御が行な
われる。

次いで、切替回路１６　′ｂ冒ら出力されるトルク指令
値信号ＴＭ”と、関数発生器１７から出力される２次磁
束指令値信号Φ２８どは、演算器１８により除算されて
、これにより２次電流指令値信号ｉ２丁”が求められ、
この２次電流指令値信号２２Ｔ”は更に演算器１つを介
して定数１２／Ｍを乗算され、これにより（２）式に承
り如く１次トルク電流指令値信号ｉ＋ｒ’が求められる
。

７　、　Ｔ＊　＝　Ｌ２　　、工り、、、　（２）Ｍ７
　Φ２オ また、関数発生器１７から出ノ〕される２次磁束指令値
信号Φ２８は、演算器２０によって定数１／Ｍを乗算さ
れるどともに、更に演算器２１．２２を介して、Ｌ２　
／Ｒ２、ｄ　／ｄｔをそれぞれ東線され、次いで演算器
２０の出力と演算器２２の出力とが加算されることによ
って、（３）式に示づ如く１次磁束電流指令値信号ｉ１
φ′の値が求められる。

Ｊ、た、演算器１８の出ツノである２次電流指令値信号
２２Ｔ−”は演算器２３において定数Ｒ２を乗じられた
後、この演緯器２３の出力と関数発生器１７の出力であ
る２次磁束指令値信号の２１Ｂとは、乗ｎ器２４にａ５
い°Ｃ除綿され、これにより（４）式によってすべり角
速度指令値信号ωＳの値が求められる。

次いで、モータ回転自速１斐信号ωとすべり角速度指令
値信号ωＳとは加算され、こ、の結果（５）式に示す如
（、磁束回転角速度指令信号ωφの値が求められる。

ωφ；ωＳ＋ω・・・（５） このようにして、１次トルク電流指令値信号ｉＩＴ′、
１次磁束電流指令値信号ｉ１φ′、！１束回転角速度指
令信号ωφがそれぞれ求められた後、これらを用いてベ
クトル合成Ｊ３よびベクトル回転が行なわれる。

すなわら、ベクトル合成器２５では、１次トルク電流指
令値信号ｉ１Ｔ＊と１次磁束電流指令ｆ；ｎ信号ｉ＋φ
８とに基づいて、（６）式に示づ演純を行ない、これに
より１次電流ベク［−ルＥ＋’の絶対値が求められる。

ｌｉ＋＊ｌ　−乏１τ＊２＋　ｉ　１φ＊２・・・（６
）またベクトル回転器２６においては、（７）式で求め
られたθφと（６）式で求められた１次電流ベクトル０
１＊の絶対値を用いて、く８）。

（９）、（１０）を実行することにより、（）相電流指
令値信号ｊｕ＊、Ｖ相電流指令値（ｉ：ｉ号２Ｖ　Ｘ。

Ｗ相電流指令値信号ｉＷ８の値が求められる。。

θφ−ｆωφｄｔ・・・げ） ｉｕ”＝ｌｉ＋１ｓｉｎθφ・（８） ｉｖ　　＊　＝　　　ｌ　　ｉ　＋　　ｌ　　ｓｉｎ　
　　（θ　φ　＋”−ｙｒ　　）−（９）ｉｖｒ”＝　
　　ｌ　　ｉ　　＋　　　ｌ　　　ｓｉｎ　　　　（θ
　φ　−トｌ壬−π　）　　・・・　　（１０）次いで
、Ｕ相電流指令値信号ｉｕ”、Ｖ４０電流指令値信号ｉ
ｖ”、Ｗ相電流指令値信号ｉＷ＊の値は、電流検出器５
，６．７で検出されたＵ相電流検出値信号ｉｕ、Ｖ相電
流検出値信号ｊｖ、Ｗ相電流検出値信号ｉｗの値と比較
されて、その偏差が増幅器２７．２８，２９ぐ増幅され
ることによつＣ各偏差に応じた比例制御成分が求められ
る。

ごれと同時に、電流検出器５，６．７で検出されたり相
電流検出値信号ｊｕ、Ｖ相電流検出値信号ｌｖ、Ｗ相電
流検出値信号ｊｗは、三相／′二相変換器３０を介して
１次トルク電流検出値信号ｉＩ　丁、１次磁束電流検出
値信号ｉ１φに変換された後、この１次１〜ルク電流検
出値信号ｉ＋　Ｔ、１次磁束電流検出値信号２１φはそ
れぞれ１次トルク電流指令伯信号２＋ｉ＊、１次磁束電
流指令値信号ｉｔφ”と比較され、その偏差は積分器３
１゜３２で積分される。次いで、その積分結果は、再び
二相、／三相変換器３３を介して三相成分に変換され、
これにより各相の偏差に対応した積分成分が求められる
。

次いで、増幅器２７，２８．２９から出力される比例成
分ど、二相／三相変換器３３を介して出力ぎれる積分成
分とは互いに加算され、これによりＵ相１次電流＠終指
令値信号ｉｕ　＊”、Ｖ相１次電流最終指令値信丹ｉＶ
”、ｗ相１次電流最終指令値信号ｉＷ′″１が求められ
る。

このようにして、カ行時にあつ−Ｃは、アクロルポテン
ショ８の出力ぐある力（１１〜ルク指令変数原信号δと
回転検出器４の出）ｊである七−タ１ｉ７Ｊ転角速度信
号ωとで定まる１ヘルクＪ１ｊ令値信Ｑ　Ｔ　Ｍｓ″の
値ににって、走行用電動（幾３の出力トルクはベクトル
制御されるねりである。

これに対して、惰行時にあっては、前）！シた如く切替
回路１６はＲ入力側に切替ｎ９定される。このＩｃめ、
切替回路１６の出力］−Ｍ８の値は、く１１〉式に示す
如く回生トルク指令値信号δｏ８で定まる一定の角の値
に固定される。すなわち、この電気自動車においては、
アクセルペダルから足を離して惰行する場合、内燃機関
ｉｉ両の」ニンジンブレーキに相当りる一定トルクの回
生制動がかかるのである。

Ｔｌｌ”−δｏ　”　・＝　（１１） しかしながら、このような従来の電気自動車の走行制御
装置にあっては、アクセルペダルｌ）ｒ　＋ら足を離し
たいわゆる惰行時にのみ回生制動をかりるような構成と
なっており、このため車両に大きな制動力をかりるべく
ブレーキペダルを踏込んだ場合には、車両の運動エネル
ギーは大部分熱エネルギーとして無駄にｄｊ費され、回
生電力を有効に利用していないという問題点が考えられ
た。

（発明の目的） この発明は、このような点に着目してなされたもので、
その目的とするところは、車両に対して機械制動をか【
プるためのブレーキ用操作子の操作に連動して、回生制
動がかかるようにし、これにより１充電当りの走行距離
数を増大させることにある。

（発明の構成） この発明は上記の目的を達成するために、車両に対して
機械制動をかけるために使用されるブレーキ用操作子の
操作量を、なんらかの検出器を介して直接または間接的
に検出し、他方前記ブレーキ用操作子の操作量と回生制
動トルク指令値との間に所定の関係が設定されていて、
前記検出される操作ｍに対応づる回生制動トルク値を出
力する手段を設け、走行用電動機の状態を前記回生制動
トルク指令値で指定される回生制動状態に制御づるよう
にしたものである。

（実施例の説明） 第６図は、本発明に係わる電気自動車のブレーキ配管系
統を示す図で、同図において、ブレーキペダル３４を踏
込み操作すると、マスクシリンダ３５が駆動されて、こ
れによる圧油はブレーキ配管３６を介して各車輪３７に
設りられＩｃブレーキ機構へと送給され、これにより各
車輪は機械的に制動される。

一方、ブレーキ配管３６には、ブレーキ配管内の油圧を
検出する油圧センサ３８が設けられでいる。そして油圧
セン９３８からは、第８図に示づ如く、ブレーキ油圧Ｐ
に比例した回生１〜ルク指令変数信号δａｌｌが出力さ
れる。

また、走行用電動器３の出力は、減速器３９を介して駆
動輪へ伝達され、これにより電気自動車の走行が行なわ
れる。

次に、第７図において、判別器４０は、アクセルボデン
ショ８から出力されるカ行トルク指令変数原信号δと油
圧センサ３８から出力される回生トルク指令変数（、′
ｉ号δＢ＊とに基づいて、電気自動中がカ行状態か、制
動状態かあるいは空転状態かを判定づる。

この判定【は、第１表に示づ如く、カ行トルク指令変数
原信号δおＪ：び回生１ヘルク指令変数信号δ８８の値
を所定の基準レベルと比較してオン、オフ２値化し、こ
れら２値信号の組合せによって判定される。、そし゛Ｃ
１判定された走行状態を表ねづ走行状態信号Ｓを出ツノ
ｎる。

他方、関数発生器４１には、第９図に示で如く、し−タ
回転角速度信号ωと回生１−ルク指令係数信シ３１′ど
の関係が予め設定されており、当該時点のモータ回転角
速度信号ωに対応づる回生ｉ−ルク指令係数信号−「′
（負の値）を出ツノする。

そして、関数発生器４１から出力される回生１ヘルク指
令係数信号Ｔ′と油圧セン１す３８から出力される回生
トルク指令変数信号δＢ８と（Ｊ１演Ｇｌ器４２におい
て豆いに乗算され、これによりく１２）式に承り如く回
生トルク指令値信＠　Ｔ　Ｍ”　＊の値が求められ、こ
の回生トルク指令値信号「材−８は切替回路１６のＲ入
力へと供給される。

−「悶゛８−δ８本。−「−・・・〈１２）ここで、切
替回路１６は、走行状態信号Ｓの内容が制動状態である
場合にはＲ入力側に切替設定され、使方ツク行あるいは
空転状態では２人ツノ側へ自動的に切替設定される。

他方、関数発生器４３には、第１０図に示づ如く、モー
タ回転角速度信号ωと回生時２次磁束指令値信号Φ２′
８との関係が予め設定されてｄ３す、当該時点のモータ
回転角速度信号ωに対応する１１ｊｌ生時２次磁束指令
値信号Φ２″を出力づる。そして、この回生時２次磁束
指令値信号Φ２一本′は切替間ｖ８／Ｉ４の８人ツノへ
と供給される。

ここで゛、切替回路４４は、走行状態信号Ｓの内容が制
動状態を示す場合、Ｒ入力側に１，７Ｊ替設定され、他
り力行および空転状態ぐはＰ入力側へ切替設定される。

このため、制動状態にａ５いては、切替回路４／Ｉから
は回生時２次磁束指令値信号Φ２−”が出力される。

このため制動状態のときには、演算器１８の出力である
２次電流指令値信号ｉ２ｒ”の値は、（１３）式に示す
如く、回生トルク指令値信号１″Ｍ−１ｉと回生時２次
磁束指令値信号Φ２′７とを除綽したものどなる。

以後、前記従来例で説明したように、この２次電流指令
値信号ｉ２丁＊の値に基づいて１次トルク電流指令値信
号ｉ＋ｒ”、１次磁束電流指令値信号２１φ”、磁束回
転角速度指令信号ωφがそれぞれ求められ、これらの値
に基づいて最終的に（Ｊ相電流指令値信号ｊｕ”、ｖ相
電流指令値信号ｉｖ”、Ｗ相電流指令値信号ｉｗ１が決
定される。

つまり、この実施例装置によれば、アクセルペダルを踏
込み操作している場合には、従来例と同様にアクセルペ
ダルの踏込み量に応じたカ行トルクを以て、走行用電動
機３はベクトル制御されるのに対し、ブレーキペダル３
１が踏込み操作された場合には、そのブレーキペダルの
踏込み最に応じた回生トルクを以て、走行用電動機３は
回生制動され、同時に油圧配管系を介して機械制動もか
かることによって、比較的軽い踏込み操作によって車両
に充分大きな制動力をかりることができる。

また、従来例のように機械制動のみによって制動する際
には、その制動力は摩擦熱となって無駄に消費されるの
に対し、機械制動と同時に回生制動を併用することによ
って、その制動ツノを回生電力として回収しこれでバラ
ブリを充電することによって、−充電当りの走行距離数
を増大させることができる。

なお、前記実施例では、アクセルペダルから足を離して
惰行中にある場合には、−切回化制動をか【）ずにモー
タを空転させたが、これについては従来例のように１ｆ
Ｊ行中にも回生制動をか（プるようにしても良い。

づなわち、第１２図に承り如く、油圧センサ３８から曲
締器／Ｉ２へ至る信号ラインに切替回路４６を介１Φす
るとともに、この切替回路４６を第２表に示７Ｊ如く、
走行状態信号Ｓの内容に応じて、８人ツノまたはＥ入力
に自動的に切替え、がっＥ入力側には第１１図に示すご
とき関数特性を有する関ｒ／ｌ光生器４５を設け、１ｂ
行時にＪ５いては関数光つ１．器／＋５の出力である回
生トルク指令変数信号δｅ　″にＪζって回生ｉ〜シル
ク令値信号ＴＭ−”の値を決定覆れば良い。

（発明の効果） この発明によれば、車両に機械制動をか（プるためのブ
レーキ用操作子の操作に連動して、自動的に回生制動が
かかるようにしたため、ブレーキ用操作子を軽く操作し
ただりで大公な制動力を発生させることができるどどし
に、イの際の回生電力ニヨっ−Ｕバッデリを充電づるこ
とによっ−（、−充電当りの走行距離数を増大さぜるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御装置の電気回路図、第２図はアクセ
ルポテンショ８の特性を示づグラフ、第３図は関数発生
器１３の特性を示づグラフ、第４図は関数発生器１４の
特性を示すグラフ、第５図は関数発生器１７の特性を示
づグラフ、第６図は本発明に係わる電気自動車のブレー
キ用配管系統を示づ図、第７図は本発明に係わる制御装
置の電気回路図、第９図は関数発生器４１の特性を示す
グラフ、第１０図は関数発生器４３の特性を示づグラフ
、第１１図は関数発生器７１Ｉ５の特性を示づグラフ、
第１２図は本発明の他の実施例を示す要部の電気回路図
である。 １・・・バッテリ ２・・・・・・・・・・・・・・・インバータ３３・・
・・・・・・・・・・・・・走行用電動機４・・・・・
・・・・・・・・・・回転検出器５、ｅ、７・・・電流
検出器 ８・・・・・・・・・・・・・・・アクＣルボテンショ
１０・・・・・・・・・・・・電流指令値演算部１１・
・・・・・・・・・・・電流制御部１２・・・・・・・
・・・・・点弧角制御器３／Ｉ・・・・・・・・・・・
・ブレーキペダル３８・・・・・・・・・・・・油圧セ
ンサ特許出願人 日産自動車株式会社 手続補正歯 昭和５９年５月１７日 特ｒ（庁長官若杉和夫殿 １、事イ９の表示 、　　特願昭５８−８２１１０号 ２、発明の名称 電気自動車の走行制御装置 ３、補正をリ−る省 事件どの関係　　特許出願人 住　所　　神奈川県横浜市神奈用区宝町２番地名　称　
　（３９９）日産自動車株式会社代表者　石　原　　俊 １、代理人〒１０１ （Ｊ　　所　　東京都千代田区内神田１丁目１５番１６
号！５．補正命令の日ｆ」　　　（自発）７、補正の内
容 （１）明細書第１３真の第１表を次のように訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両に対して機械制動をか（プるために使用され
   るブレーキ用操作子と； 前記ブレーキ用操作子の操作ｍを直接または間接に検出
   する手段と： 前記ブレーキ用操作子の操作量と回生制動トルク指令値
   どの間に所定の関係が設定されていて、前記検出される
   操作子に３ｉＪ応プる回生制動トルク指令値を出ツノｊ
   る手段と； 走行用電動機の状態を、前記回生制動］ヘルク指令値で
   指定される回生制動状態に制御する手段と；を具備りる
   ことを特徴とづる電気自動車の走行制御′ＪＡ置。