JPS62250802A - Controlling method for induction motor for electromobile - Google Patents

Controlling method for induction motor for electromobile

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JPS62250802A
JPS62250802A JP61091912A JP9191286A JPS62250802A JP S62250802 A JPS62250802 A JP S62250802A JP 61091912 A JP61091912 A JP 61091912A JP 9191286 A JP9191286 A JP 9191286A JP S62250802 A JPS62250802 A JP S62250802A
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JP
Japan
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motor
magnetic flux
torque
transient
current
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Application number
JP61091912A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Morita
真 森田
Takashi Shigematsu
重松 崇
Masashi Nakamura
誠志 中村
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP61091912A priority Critical patent/JPS62250802A/en
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain necessary set torque and enable motor loss to be minimized, by regulating both motor flux and torque current, and by controlling primary current. CONSTITUTION:By a torque arithmetic-unit 12, necessary set torque T* is performed arithmetic according to the running command and running conditions off car bodies. By an efficiency optimizing circuit 14, optimum motor flux phi*for minimum motor loss to obtain the necessary set torque T* based on the set torque T* and motor frequency fm is found, and after that, with magnet izing current to obtain the optimum motor flux phit*, transient motor flux phi*to a degree that the variation delay of motor flux does not exceed a specified value is performed arithmetic step by step, and according to the transient motor fluxphit*, transient torque current Iq' is performed arithmetic. By a vector arithmetic-circuit 16, motor voltage V1 and slip frequency fs are performed arithmetic according to the transient motor flux phit* and the transient torque current Iq' and the like.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電気自動車用誘導モータのilJ a方法、特
にモータ損失を最小にしながら誘導モータに与えられる
一次電流を制御する最適制御方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ilJ a method for an induction motor for an electric vehicle, and in particular to an optimal control method for controlling the primary current applied to the induction motor while minimizing motor loss. be.

[従来の技術] 有害な排出ガスを生じない無公害自動車として電気自a
 IIが研究されており、一部に既に実用化の段階とな
っている。
[Conventional technology] Electric cars are used as pollution-free vehicles that do not produce harmful exhaust gases.
II is being researched, and some are already at the stage of practical application.

初期の電気自動車の駆動源としては制御が容易な直流モ
ータが用いられていたが、この直流モータはブラシその
他の保守が面倒であり、近年において電気自動車の駆動
源としては保守の容易なインバータ制御された誘導モー
タが用いられるようになってきた。
In the early days, easy-to-control DC motors were used as the drive source for electric vehicles, but maintenance of brushes and other parts of these DC motors was troublesome, so in recent years, easy-to-maintain inverter control has been used as the drive source for electric vehicles. Induction motors have come into use.

周知のごとく、電気自動車に用いられるモータは通常の
産業用モータと異なりトルク制御され、必要なトルク制
御を行い自動車の操縦性能を安定化させるために、ベク
トル制御あるいは滑り周波数制御等によって誘導七−タ
が制御されている。
As is well known, motors used in electric vehicles are torque-controlled, unlike ordinary industrial motors, and in order to perform the necessary torque control and stabilize the vehicle's handling performance, the motors used in electric vehicles are controlled by vector control or slip frequency control, etc. data is under control.

[発明が解決しようとする問題点] 周知のごとく、誘導モータの出力トルクはモータ磁束と
トルク電流との積に比例し、必要なトルクを得るために
は前記モータ磁束とトルク電流のいずれかを変更して必
要な一次電流を誘導モータに与えれば良い。
[Problems to be Solved by the Invention] As is well known, the output torque of an induction motor is proportional to the product of the motor magnetic flux and the torque current, and in order to obtain the necessary torque, either the motor magnetic flux or the torque current must be increased. All you have to do is change it to give the necessary primary current to the induction motor.

しかしながら、従来の装置においては、磁束−窓領域で
のutgが行われ、トルク電流を変更することによって
のみ出力トルクを食えていた。
However, in conventional devices, utg is performed in the magnetic flux-window region, and the output torque can be obtained only by changing the torque current.

このような従来の制御方法によれば、制御工程を簡素化
することができるが、一方において、広範囲に変動する
トルクに対応して常にE−71失を小さくすることがで
きないどう問題があった。
According to such conventional control methods, the control process can be simplified, but on the other hand, there is a problem in that the E-71 loss cannot always be reduced in response to torque that fluctuates over a wide range. .

ずなわら、v4導モータのモータ損失はモータ磁束によ
る磁束損失とトルク電流によるトルクff1l損失の両
者が存在し、これらの両損失はそれぞれ設定されたモー
タ磁束及びトルク電流に依存し、従来のごとくモータ磁
束を一定に保持している場合には、誘導モータの出力ト
ルクによっては損失が著しく増大してしまうという問題
があった。
Of course, the motor loss of a V4 induction motor includes both magnetic flux loss due to motor magnetic flux and torque ff1l loss due to torque current, and both of these losses depend on the set motor magnetic flux and torque current, respectively, and are When the motor magnetic flux is held constant, there is a problem in that the loss increases significantly depending on the output torque of the induction motor.

特に、モータ磁束を一定にした制御の場合、通常は、前
記一定の磁束はモータ磁束を最大値に固定した領域とし
て設定され、到底広ItiIIllの出力トルク領域に
おいて常に最適な効率を得ることは不可能である。
In particular, in the case of control in which the motor magnetic flux is kept constant, the constant magnetic flux is usually set as a region where the motor magnetic flux is fixed at the maximum value, and it is impossible to always obtain optimal efficiency in a wide output torque region. It is possible.

このようなモータ損失の増大は電気自動車の消費電流を
増加させ、限られたバラブリ客間で走行できる距離を低
下させ、電気自動車の開発に大きな阻害要因となってい
た。
Such an increase in motor loss increases the current consumption of electric vehicles and reduces the distance that they can travel with limited dispersion, which has been a major impediment to the development of electric vehicles.

本発明は上記従来の課題に鑑み為されたものであり、そ
の目的は大きく変動する出力トルクの全範囲において常
に磁束損失とトルク電流損失の両者の総合モータ損失を
最小値にづ゛る最適制御方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to perform optimal control that always minimizes the total motor loss of both magnetic flux loss and torque current loss over the entire range of output torque that fluctuates widely. The purpose is to provide a method.

[問題点を解決するための手段j 上記目的を達成J°るために、本発明は、従来のモーラ
磁束一定制御とは異なり、モータ磁束とトルク電流の双
方を調整して一次ffi流を制御しており、まず必要な
目標トルク及びモータ回転数によって総合モータ損失が
最小となる最適モータ磁束を演算し、次に、前記−次電
流によるモータ磁束指令に対するモータ磁束の変化遅れ
が所定値を超えない過渡モータ磁束指令値を段階的に演
算し、この各段階の過渡モータ磁束とモータ回転数から
、該過渡モータ磁束の時に最もモータ損失の少なくなる
モータ出力1〜ルクである過渡トルクを通口し、該過渡
トルク及び段階的に演算される過渡モータ磁束に応じて
モータ磁束/トルク電流特性データから過渡トルク電流
を演綽し、前記最適モータ磁束を得るまでの調整過渡時
においては、前記段階的に演韓される過渡モータ磁束を
得る磁化電流と、前記過渡トルク74vlと、から得ら
れるモータ損失を最小にする一次電流指令を誘導モータ
に供給し、過渡モータ磁束が前記最適モータ磁束に達し
た後には、最適モータ磁束を1qる磁化電流と、前記目
標トルク及び最適モータ磁束に応じて前記モータ磁束/
トルク電流特性に基づいて演算失を最小にする一次電流
11を誘導モータに供給することとし、[−タ磁束及び
トルク電流の調整過渡時である過渡トルク出力時並びに
調整後の目標トルク出力時のいずれのときも常に最高効
率となる一次電流を誘導モータに供給することを特徴と
づ−る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention, unlike the conventional constant motor magnetic flux control, controls the primary ffi current by adjusting both the motor magnetic flux and the torque current. First, the optimum motor magnetic flux that minimizes the total motor loss is calculated based on the required target torque and motor rotation speed, and then the delay in change of the motor magnetic flux with respect to the motor magnetic flux command due to the secondary current exceeds a predetermined value. Calculate the transient motor magnetic flux command value step by step, and from the transient motor magnetic flux and motor rotation speed at each stage, calculate the transient torque that is the motor output 1 to lk that minimizes the motor loss at the time of the transient motor magnetic flux. Then, in accordance with the transient torque and the transient motor magnetic flux calculated in stages, a transient torque current is deduced from the motor magnetic flux/torque current characteristic data, and adjustment is performed until the optimum motor magnetic flux is obtained. A primary current command is supplied to the induction motor that minimizes the motor loss obtained from the magnetizing current that obtains the transient motor magnetic flux that is controlled by the torque, and the transient torque of 74 vol, so that the transient motor magnetic flux reaches the optimum motor magnetic flux. After that, the magnetizing current that increases the optimum motor magnetic flux by 1q, and the motor magnetic flux / according to the target torque and the optimum motor magnetic flux.
The primary current 11 that minimizes the calculation loss based on the torque current characteristics is supplied to the induction motor, and the primary current 11 is supplied to the induction motor to minimize calculation loss. The feature is that the primary current that provides the highest efficiency is always supplied to the induction motor in any case.

[作用] 従って、本発明によれば、与えられた走行指令及び走行
条件から所定の演算式にて求められる目標トルクを得る
までのモータ磁束及びI−ルク電流の調整過渡時である
過渡トルク出力時並びに調整後の目標トルク出力時のい
ずれの時も常に最高効率となる、すなわちモータ損失の
最も少なくなる一次Ti流を誘導モータに供給すること
かでき、常に全トルク領域及び周波数領域において必要
な消費電流を最小に制御する結果、電気自動車の走行距
離を著しく拡大することが可能となる。
[Operation] Therefore, according to the present invention, the transient torque output is generated during the adjustment transient of the motor magnetic flux and I-lux current until the target torque obtained from the given running command and running conditions is obtained by a predetermined calculation formula. It is possible to supply the induction motor with the primary Ti flow that always has the highest efficiency, that is, the lowest motor loss, at both the time and the target torque output after adjustment, and always provides the necessary primary Ti flow in the entire torque range and frequency range. As a result of controlling current consumption to a minimum, it becomes possible to significantly expand the traveling distance of an electric vehicle.

[実施例] 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明りる。[Example] Preferred embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第3図には誘導モータにおける理想的なベクトル図が示
されており、縦軸の磁化電流I。[J:つて誘導℃−夕
のモータ磁束Φが生じ、また横軸のトルク電流1丁によ
って前記モータ磁束ΦとともにモータにトルクTを発生
させることができる。
FIG. 3 shows an ideal vector diagram in an induction motor, where the vertical axis represents the magnetizing current I. A motor magnetic flux Φ of induction Celsius is generated, and a torque T can be generated in the motor along with the motor magnetic flux Φ by one torque current on the horizontal axis.

従って、誘導モータには前記磁化電流1゜とトルク電流
11とのベクトル和である一次電流11が供給されるこ
ととなる。
Therefore, the induction motor is supplied with a primary current 11 which is the vector sum of the magnetizing current 1° and the torque current 11.

従って、本発明において、従来と異なり、モータ磁束Φ
を変化した場合においても、これに見合うトルク電流1
1を設定することによって、必要な目標トルクTIを得
ることが可能となる。
Therefore, in the present invention, unlike the conventional case, the motor magnetic flux Φ
Even when changing the torque current 1 corresponding to this change,
By setting 1, it is possible to obtain the necessary target torque TI.

これにより、前記モータ磁束Φとトルク電流I□のそれ
ぞれによって定まる別個の損失の総合損失が最小となる
ような一次電流■1を任意に選択可能であることが理解
される。
From this, it is understood that it is possible to arbitrarily select the primary current ■1 that minimizes the total loss of the separate losses determined by the motor magnetic flux Φ and the torque current I□.

また、第3図において、定トルク線はモータコイルの抵
抗成分、インダクタンス成分による位相のずれを無視し
た理想的なトルク一定の特性を示しているが、実際には
、これら成分により、モータ磁束Φはトルク電流に対し
変化遅れを生じる。
In addition, in Figure 3, the constant torque line shows the ideal characteristic of constant torque, ignoring the phase shift due to the resistance component and inductance component of the motor coil, but in reality, due to these components, the motor magnetic flux Φ causes a change delay with respect to the torque current.

従って、このモータ磁束が最適モータ磁束となるまでの
過渡時においては、モータ出力トルクは1TIJIAト
ルクT8に達しておらず、総合モータ損失を最小とする
こともできない。
Therefore, during the transition period until the motor magnetic flux reaches the optimum motor magnetic flux, the motor output torque does not reach 1TIJIA torque T8, and the total motor loss cannot be minimized.

本発明においては、このような原理に基づぎ、まず必要
な目標トルクT8を得るために最小のモータ損失とlz
る最適モータ磁束Φ1を求め、次に、前記最適モータ磁
束Φ1を得る磁化電流にてモータ磁束を調整する際に生
じるモータ磁束の変化遅れを考慮し、変化遅れが所定値
を超えない程度の過渡モータ磁束指令値を段階的に演算
し、この各段階の過渡モータ磁束Φ8tの時の最もモー
タ損失の少なくなる過渡トルクT、を透口し、該過渡ト
ルクTt及び段階的に演算されるモータ磁束Φ“ に応
じて過渡トルク電流I ′を演口し、i       
             T前記最適モータ磁束を得
るまでの調整過渡時においては、前記過渡モータ磁束Φ
*、を得るための磁化電流と前記過渡トルク?!! F
t I 7−の両者から決定される一次電流■1を誘導
モータに供給し、調整後退波モータ磁束Φ*、が最適モ
ータ磁束Φ1に達した摂は、最適モータ磁束Φ1を得る
ための磁化電流と目標トルクTI及び最適モータ磁束Φ
 に対応する最適トルク電流11*の雨音から決定され
る一次電流11を誘導モータに供給することを特徴とす
る。
In the present invention, based on such a principle, first, in order to obtain the necessary target torque T8, the minimum motor loss and lz
Find the optimum motor magnetic flux Φ1 to obtain the optimum motor magnetic flux Φ1, and then consider the change delay in the motor magnetic flux that occurs when adjusting the motor magnetic flux with the magnetizing current to obtain the optimum motor magnetic flux Φ1, and calculate the transient value so that the change delay does not exceed a predetermined value. The motor magnetic flux command value is calculated step by step, and the transient torque T at which the motor loss is minimized when the transient motor magnetic flux Φ8t is calculated at each step is determined, and the transient torque Tt and the motor magnetic flux calculated step by step are The transient torque current I′ is expressed according to Φ“, and i
T During the adjustment transient until the optimum motor magnetic flux is obtained, the transient motor magnetic flux Φ
*, the magnetizing current and the transient torque to obtain? ! ! F
The primary current ■1 determined from both t I and 7- is supplied to the induction motor, and when the adjusted backward wave motor magnetic flux Φ* reaches the optimal motor magnetic flux Φ1, the magnetizing current to obtain the optimal motor magnetic flux Φ1 is and target torque TI and optimal motor magnetic flux Φ
The present invention is characterized in that the primary current 11 determined from the rain sound with the optimum torque current 11* corresponding to the current is supplied to the induction motor.

第4図は誘導モータの総合的な最小モータ損失を求める
ための磁束/損失特性であり、横軸にはし−9磁束のそ
して縦軸にはモータ磁束と1〜ルク電流の両者によって
生じる総合的なモータ損失ηが示されている。
Figure 4 shows the magnetic flux/loss characteristics for determining the overall minimum motor loss of an induction motor. The motor loss η is shown.

第4図において、誘導モータの回転数は一定に保持され
、3本の特性はそれぞれモータの出力トルクをパラメー
タどし、図のごとくモータ出力トルクの人、中、及び小
の特性が図示されている。
In Fig. 4, the rotational speed of the induction motor is held constant, and the three characteristics are set using the output torque of the motor as a parameter, and the characteristics of the motor output torque of large, medium, and small are illustrated as shown in the figure. There is.

従って、第4図から、各特性の底値となる領域を結べば
、図の斜線を施したモータ損失最小領域を知ることが可
能となる。本図から、モータ出力トルクが小さくなるに
従い、モータ磁束が少ないところでモータ損失が最小に
なる傾向にあることが理解される。もちろん、第4図は
任意に定めた一定回転数における特性であり、電気自動
中に必要な全てのモータ回転数に対してこのような特性
を得ることが可能である。
Therefore, from FIG. 4, by connecting the regions where the bottom values of each characteristic occur, it is possible to find the minimum motor loss region indicated by diagonal lines in the diagram. From this figure, it is understood that as the motor output torque decreases, the motor loss tends to be minimized where the motor magnetic flux is low. Of course, FIG. 4 shows the characteristics at an arbitrarily determined constant rotation speed, and it is possible to obtain such characteristics for all motor rotation speeds required for electric automation.

第5図は前記第4図で説明した磁束/損失特性をモータ
回転数Nの各変化に応じて総合的なモータ損失が最小と
なるデータをマツプ上に示した図であり、モータ出力ト
ルクTを得るために現在のモータ回転数Nによれば損失
最小のモータ磁束Φをどの値に定めればよいかが明らか
となる。
FIG. 5 is a map showing the magnetic flux/loss characteristics explained in FIG. According to the current motor rotational speed N, it becomes clear to which value the motor magnetic flux Φ with minimum loss should be determined in order to obtain the following.

このような磁束/損失特性データはもちろん各誘導モー
タあるいは実装される電気自動車によって責なり、これ
らのデータは予め特定機種の電気自動車に対して実験又
は計算のいずれかによって決定することができ、このマ
ツプデータをモータ制御用の回路にROMその他の記憶
情報として任意に読出し可能に組込むことができる。
Such magnetic flux/loss characteristic data are of course responsible for each induction motor or electric vehicle to be implemented, and these data can be determined in advance either by experiment or calculation for a particular model of electric vehicle, and this The map data can be readably incorporated into the motor control circuit as ROM or other stored information.

そして、以上のJ:うにして最適モータ磁束Φ9が決定
されれば、前述した第3図の定トルク特性に球づいて最
適1〜ルク電IIT”を求めることが可能となり、この
トルク電流IT*の決定も予め定めたデータから容易に
導き出すことができ、このようなデータも回路のROM
上に記録することができる。
Then, if the optimum motor magnetic flux Φ9 is determined in the above J: manner, it becomes possible to obtain the optimum 1~Rukuden IIT'' based on the above-mentioned constant torque characteristic shown in Fig. 3, and this torque current IT * can be easily derived from predetermined data, and such data can also be stored in the circuit's ROM.
can be recorded on.

第6図は一定のトルク電流■1を求めるためのマツプの
一例を示し、モータ回転数Nとモータ出力トルクTに応
じて求められるモータトルクlFi流■1が図示のごと
きマツプ上に表示され、このようなモータトルクTi流
データも前述したごとく回路のROM上に任意に読出し
可能に記録可能である。
FIG. 6 shows an example of a map for determining a constant torque current ■1, and the motor torque IFi flow ■1 determined according to the motor rotation speed N and motor output torque T is displayed on the map as shown, Such motor torque Ti flow data can also be recorded on the ROM of the circuit in a readable manner as described above.

第1図には前述した本発明に係る制御方法を実際の電気
自動車用誘導モータ制御に用いた場合の70−ヂヤート
を示し、更に第1図の70−チャーhを実行するための
1.If御回路が第2図に示されている。
FIG. 1 shows 70-days when the control method according to the present invention described above is used for actual control of an induction motor for an electric vehicle, and further shows 1. The If control circuit is shown in FIG.

第2図において、電気自動車の駆動源である誘導モータ
10はインバータ制御されており、また前記インバータ
制御を行うために、ベクトルtiIItIDが用いられ
ている。
In FIG. 2, an induction motor 10, which is a drive source of an electric vehicle, is controlled by an inverter, and a vector tiIItID is used to perform the inverter control.

トルク演t3装v112は車両の走行指令及び走行条件
に応じて必要な目標トルクT1を出力し、この目標トル
クは効率最適化回路14に送られ、本発明の特徴的なモ
ータ磁束及びトルク電流の両者の演算が行われる。そし
て、このようにして求められた最適モータ磁束Φ と−
[−夕磁束の調整過渡時にJ3ける変化特性に応じて過
渡トルク電流Iビから調整後の最適トルク電流Iビまで
変化するトルク電itqがベクトル制御のためにベクト
ル演算回路16に供給され、その出力がPWM制御回路
18によってインバータ主回路20に供給され、前記誘
導モータ10の一次電流がυ制御される。
The torque generator T3 device V112 outputs the necessary target torque T1 according to the vehicle running command and running conditions, and this target torque is sent to the efficiency optimization circuit 14, which calculates the characteristic motor magnetic flux and torque current of the present invention. Both calculations are performed. Then, the optimal motor magnetic flux Φ obtained in this way and −
[- Adjustment of evening magnetic flux Torque electric itq which changes from the transient torque current Ibi to the adjusted optimal torque current Ibi according to the change characteristics in J3 during transient is supplied to the vector calculation circuit 16 for vector control, The output is supplied to the inverter main circuit 20 by the PWM control circuit 18, and the primary current of the induction motor 10 is υ controlled.

前記誘導モータ10の電流はバッテリ22から前記イン
バータ主回路20を介して供給されている。
Current for the induction motor 10 is supplied from a battery 22 via the inverter main circuit 20 .

更に、前記バッテリ22の電圧は電圧検出回路24によ
り検出されまたインバータ主回路20から誘導モータ1
0に供給される電流が電流検出回路26により検出され
、更に誘導モータ10の回転数はパルスジェネレータ2
8により検出され、これら各検出信号がそれぞれ所望の
演算装訂及びa、II m @路に供給されている。
Furthermore, the voltage of the battery 22 is detected by a voltage detection circuit 24 and is also connected to the induction motor 1 from the inverter main circuit 20.
0 is detected by the current detection circuit 26, and the rotation speed of the induction motor 10 is detected by the pulse generator 2.
8, and each of these detection signals is supplied to a desired arithmetic unit and a, II m @ path, respectively.

第1図において&IJtl11回路の初期化が行われる
と、本発明によるモータυ制御が実行され、ステップ1
01において各種データの読込みが行われる。
In FIG. 1, when the &IJtl11 circuit is initialized, motor υ control according to the present invention is executed, and step 1
At step 01, various data are read.

前記読込みデータは前後進スイッチ、アクセルセンサ、
アクレルスイッチ、ブレーキセンサ及びブレーキスイッ
チからそれぞれ与えられる走行指令とモータ温度、イン
バータ温度、モータ回転数、バッテリ[1、バッテリ電
圧を含む走行条件の両者を含み、トルク演算¥装置12
はこれらの走行指令及び走行条件に基づき必要な目標ト
ルクT*を調停する(ステップ102.103>。
The read data is a forward/reverse switch, an accelerator sensor,
Torque calculation unit 12 includes both driving commands given from the accelerator switch, brake sensor, and brake switch, and driving conditions including motor temperature, inverter temperature, motor rotation speed, and battery voltage.
arbitrates the necessary target torque T* based on these travel commands and travel conditions (steps 102 and 103>).

実施例においてステップ103はバラブリ温度あるいは
インバータ温度による補正作用をを示し、温度上界時に
通常の場合ステップ102で求めた必要トルクを所定分
減算して目標トルクT8を定める。
In the embodiment, step 103 shows a correction effect based on the fluctuation temperature or inverter temperature, and when the temperature reaches the upper limit, the required torque normally obtained in step 102 is subtracted by a predetermined amount to determine the target torque T8.

前記モータ走行指令及び走行条件にお【プる目標1〜ル
クの設定は従来と同様に各電気自vJ車に定められた特
性データから演算され、第7図はこのような特性データ
の一例を示す。
As in the past, the settings of the motor running command and the target values 1 to 1 to 1 to 1, which are applied to the running conditions, are calculated from the characteristic data set for each electric VJ vehicle, and FIG. 7 shows an example of such characteristic data. show.

第7図において、横軸はモータ回転数Nを示し、正領域
は正転、そして負領域は逆転を示している。
In FIG. 7, the horizontal axis indicates the motor rotation speed N, a positive region indicates normal rotation, and a negative region indicates reverse rotation.

また、縦軸はモータ出力トルクTを示す。Further, the vertical axis indicates the motor output torque T.

今電気自動車が停止している状態では符号aで示した位
置にあり、この状態で前進する場合にはアクヒルが開か
れ、アクセル100%の特性までモータ出力トルクがb
に向って急激に増加する。
When the electric vehicle is currently stopped, it is in the position indicated by the symbol a, and when moving forward in this state, the axle is opened and the motor output torque is increased to the characteristic of 100% accelerator.
It increases rapidly towards .

このモータ出力トルク発生にて電気自動車は発進し、太
い実線で示されるごとく、し−9回転数Nは順次増加し
、一定のモータ回転数すなわち0位とにおいてモータ出
力トルクも順次dに向って減少する。dからアクセルを
戻すと一定のモータ回転数Nを保らながらモータ出力ト
ルクTもeまで減少し、更にこのアクセル開度において
モータ回転数Nは1“に向って増加する。
The electric vehicle starts with the generation of this motor output torque, and as shown by the thick solid line, the rotation speed N increases sequentially, and at a constant motor rotation speed, that is, the 0 position, the motor output torque also gradually increases toward d. Decrease. When the accelerator is released from d, the motor output torque T also decreases to e while maintaining a constant motor rotation speed N, and furthermore, at this accelerator opening degree, the motor rotation speed N increases toward 1''.

fから自動車を停止する場合アクセルの戻しとブレーキ
の踏込みが行われ、モータ出力トルクTは負領域に移行
し、ブレーキの踏込み状態で定まる9にモータ出力!−
ルクTが保持され、この状態は回生状態を示し“Cいる
。ブレーキの踏込みに応じ、モータ回転数Nは順次減少
し、hにて自動車は停止し、再び元の位置aまで戻る。
When stopping the car from f, the accelerator is released and the brake is depressed, the motor output torque T shifts to the negative region, and the motor output reaches 9, which is determined by the brake depression state! −
The torque T is maintained, and this state indicates a regenerative state. As the brake is depressed, the motor rotational speed N gradually decreases, and at h, the vehicle stops and returns to the original position a.

このような第7図に示した特性は予め各電気自動車の磯
種に応じて定められ、この特性データは第2図に示した
トルク演算装置12のROM等に1込まれており、前記
走行指令及び走行条件に応じて適宜この目標トルクT*
が脱出される。
The characteristics shown in FIG. 7 are determined in advance according to the rock type of each electric vehicle, and this characteristic data is stored in the ROM etc. of the torque calculation device 12 shown in FIG. This target torque T* is adjusted as appropriate according to the command and driving conditions.
is escaped.

前記目標トルクTIはパルスジェネレータ28から出力
されるモータ回転数、実施例においては、モータ周波数
fmとともに効率最適化回路14において総合的なモー
タ損失を常に最小としつつ、モータ磁束を最適モータ磁
束Φ8までスデップ状に増加させるための過渡モータ磁
束指令Φ1.及びこの過渡モータ磁束に対応した最高効
率となるトルク電流■、に変換される。この演算は第1
図のステップ104〜107において行われる。まず、
ステップ104では目標トルクTIとモータ回転数N 
(fm)から前述した第4あるいは第5図で示した磁束
/損失特性データに基づき全体的なモータ損失を最小と
する最適モータ磁束Φ8が求められる。
The target torque TI is the motor rotation speed output from the pulse generator 28, and in the embodiment, together with the motor frequency fm, the efficiency optimization circuit 14 adjusts the motor magnetic flux to the optimum motor magnetic flux Φ8 while always minimizing the overall motor loss. Transient motor magnetic flux command Φ1 to increase stepwise. and is converted into a torque current (2) that corresponds to this transient motor magnetic flux and has the highest efficiency. This operation is the first
This is performed in steps 104 to 107 in the figure. first,
In step 104, target torque TI and motor rotation speed N
(fm), the optimum motor magnetic flux Φ8 that minimizes the overall motor loss is determined based on the magnetic flux/loss characteristic data shown in FIG. 4 or 5 described above.

そして、ステップ105において、前記求められた最適
モータ磁束Φ を得るための磁化電流を供給した場合に
生じるモータ磁束の変化遅れを考慮して、モータ磁束指
令に対しての実際のモータ磁束の変化遅れが所定値を超
えない程度の過渡り一タ磁束指令値Φを段階的に演nす
る。
Then, in step 105, an actual motor magnetic flux change delay with respect to the motor magnetic flux command is taken into account, which occurs when a magnetizing current is supplied to obtain the obtained optimum motor magnetic flux Φ. The transient magnetic flux command value Φ is calculated step by step to such an extent that Φ does not exceed a predetermined value.

前記過渡モータ磁束Φ9.は、最適モータ磁束Φ1と現
在のモータ磁束Φ“  どの差に応じた所定の演算式、
例えば (1)’ 、 −〇”   +K (O”−cD*)−
(1)t−1t−1 にて導かれる。
The transient motor magnetic flux Φ9. is the predetermined calculation formula according to the difference between the optimal motor magnetic flux Φ1 and the current motor magnetic flux Φ“,
For example, (1)', -〇" +K (O"-cD*)-
(1) Derived at t-1t-1.

上記過渡モータ磁束Φ□を求めるための過渡項定数には
、誘導モータの回路時定数から定められ、主としてコイ
ルの抵抗成分とインダクト成分とから決定される。
The transient term constant for determining the transient motor magnetic flux Φ□ is determined from the circuit time constant of the induction motor, and is mainly determined from the resistance component and the inductance component of the coil.

従って、誘導モータの時定数が小さい、すなわちモータ
磁束の上昇に際して過渡的遅れが少ない場合は、定数K
を大ぎく設定し、また誘導モータの時定数が大きく、す
徴わら磁束立上がり遅れが大きいモータに対しては、前
記定数径を小さく設定して過渡的なモータ磁束の上昇を
ゆっくりと制御する。またステップ105においては、
最適モータ磁束Φ1と現在のモータ磁束Φ1  との差
が所定値以下となったときには、式(1)による演算を
止め、最適モータ磁束Φ′を指令するように制御されて
いる。
Therefore, if the time constant of the induction motor is small, that is, there is little transient delay when the motor magnetic flux increases, then the constant K
For motors where the induction motor has a large time constant and a large magnetic flux rise delay, the constant diameter is set small to slowly control the transient rise in motor magnetic flux. Also, in step 105,
When the difference between the optimum motor magnetic flux Φ1 and the current motor magnetic flux Φ1 becomes less than a predetermined value, the calculation according to equation (1) is stopped and the optimum motor magnetic flux Φ' is controlled.

次にステップ106において、過渡上−タ磁束Φ8.及
びモータ回転数Nから第5図に示したマツプに基づき、
各段階の過渡モータ磁束Φ1tにおける最も効率の良い
モータ出力トルク(過渡トルクT、)を求める。
Next, in step 106, the transient upper magnetic flux Φ8. Based on the map shown in Fig. 5 from the motor rotation speed N,
The most efficient motor output torque (transient torque T,) at each stage of the transient motor magnetic flux Φ1t is determined.

そして、ステップ107においては、求められた過I 
トルクTt及び過渡モータ磁束Φ*、からモータ回転数
Nを考慮し、更に前述した第3図あるいは第6図のデー
タに基づいて各段階の過渡モータ磁束Φ8.に応じたト
ルク5FIlt、が求められる。
Then, in step 107, the obtained excess I
Considering the motor rotation speed N from the torque Tt and the transient motor magnetic flux Φ*, and further based on the data shown in FIG. 3 or 6 described above, the transient motor magnetic flux Φ8. A torque 5FIlt corresponding to is determined.

以上のステップ104〜107までの演算は効率最適回
路14にて、例えば数m5ecごとに常時繰り返し行わ
れており、従って、モータ磁束が最適モータ磁束Φ に
達するまでの過渡時においてもモータ磁束指令値に追従
した変化遅れのない実際のモータ磁束が得られている。
The above calculations from steps 104 to 107 are constantly repeated in the efficiency optimization circuit 14, for example, every few m5ec. Therefore, even during the transient period until the motor magnetic flux reaches the optimum motor magnetic flux Φ The actual motor magnetic flux that follows the change without any delay is obtained.

従って効率最適化回路14からは最適モータ磁束Φ1ま
でステップ状に増加する過渡モータ磁束Φ□に対応して
定まるモータ損失を最小とするトルク電流I、が常に出
力される。従って、トルクfH!if、もステップ状に
変化している。
Therefore, the efficiency optimization circuit 14 always outputs a torque current I that minimizes the motor loss determined in response to the transient motor magnetic flux Φ□ that increases stepwise up to the optimum motor magnetic flux Φ1. Therefore, torque fH! if also changes in a stepwise manner.

以上のようにして、過渡モータ磁束Φ8tとトルク電流
!、が定まると、次に本実施例においては、ベクトル演
算御によってモータ電圧V1とモーター次周波数f1と
の演算をベクトルvJtiX回路16にJ:って行う(
ステップ108)。
As described above, transient motor magnetic flux Φ8t and torque current! , is determined, in this embodiment, the motor voltage V1 and the motor next frequency f1 are calculated by the vector calculation control in the vector vJtiX circuit 16 (J:).
Step 108).

前記ベクトル演算回路16にはパルスジェネレータ28
から与えられるモータ周波数fm、電流検出回路26か
ら検出されたモータ電流11そして、電圧検出回路24
から検出されたバッテリ電圧V0が入力されてJ3す、
これらの検出信号と前記与えられた過渡モータ磁束の8
を及びトルク電11、によって所望のベクトル演算が行
われる。
The vector calculation circuit 16 includes a pulse generator 28.
motor frequency fm given by, motor current 11 detected from current detection circuit 26, and voltage detection circuit 24.
The battery voltage V0 detected from J3 is input,
8 of these detection signals and the given transient motor flux.
A desired vector calculation is performed by the and the torque generator 11.

ベクトル演算の結果はモータ電圧V1としてPwM a
Ill i11回路18に供給され、また滑り周波数F
sが前記を一夕周波数fmと加算されてモーター次周波
数f1としてP W M DI 11回路18に供給さ
れる。
The result of vector calculation is PwM a as motor voltage V1
Ill i11 circuit 18 and also has a slip frequency F
s is added to the above frequency fm and supplied to the PWM DI 11 circuit 18 as the motor next frequency f1.

前記PWMMI11回路18は供給されたモータ電圧v
1とモーター次周波数f1とからインバータ制御信号で
あるパルス信号Pをインバータ主回路20に供給しくス
テップ109)、インバータ主回路20はこの与えられ
たパルス信号Pに基づいてバッテリ22の直流電力を必
要な交流電力に変換し誘導モータ16に所望の一次電流
を供給する。
The PWMMI11 circuit 18 receives the supplied motor voltage v
1 and motor frequency f1 to supply the inverter main circuit 20 with a pulse signal P, which is an inverter control signal (step 109), and the inverter main circuit 20 requires DC power from the battery 22 based on this supplied pulse signal P. The AC power is converted into AC power and the desired primary current is supplied to the induction motor 16.

すなわち、段階的に最適値まで増加される過渡モータ磁
束Φ*1を得る磁化電流と、各段階のモータ磁束に対応
してモータの総合損失を最小とするトルク電流■。とか
ら定まる一次電流が指令される。
That is, a magnetizing current that obtains a transient motor magnetic flux Φ*1 that is increased step by step to the optimum value, and a torque current ■ that minimizes the total loss of the motor corresponding to each step of the motor magnetic flux. The primary current determined by is commanded.

従って、目標トルクT1を得るための以上の一次電流制
御により、モータ磁束を変化遅れなく、モータ磁束指令
に追従させて、最適モータ磁束Φ8まで増加させること
ができ、広範囲に変動する目標トルク領域及びモータ回
転数領域において、常に最小の総合的モータ損失にて駆
動されることとなり、この結果、バッテリ22の消耗を
著しく軽減することが可能となる。
Therefore, through the above primary current control to obtain the target torque T1, the motor magnetic flux can be increased to the optimum motor magnetic flux Φ8 without any delay in following the motor magnetic flux command, and the target torque range that fluctuates over a wide range and In the motor rotation speed range, the motor is always driven with the minimum total motor loss, and as a result, it is possible to significantly reduce the consumption of the battery 22.

[発明の効果] 以上のごとく、本発明によれば、誘導モータは定常時だ
けでなくモータ磁束の調整過渡時においても常に最も効
率良< i、II御された一次電流にて駆動され、この
結果、バラアリ充電走行距離を茗しく延長させ、電気自
動車の行動範囲を拡大することが可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the induction motor is always driven with the most efficient < i, II controlled primary current not only in steady state but also during transient adjustment of the motor magnetic flux. As a result, it becomes possible to dramatically extend the range of electric vehicles on a separate charge and expand the range of action of electric vehicles.

前記走行距離の延長はバッテリの充電回数を減少させ、
メンテナンスの煩雑さを減すことから電気自動車の実用
化に極めて有用である。
Extending the mileage reduces the number of times the battery needs to be charged,
It is extremely useful for the practical application of electric vehicles because it reduces the complexity of maintenance.

もちろん、走行距離の延長は必要な走行距離を短く設定
することによってバッテリ自体の小型化及び自動車f!
歪の減少をもたらすことができ、更にバッテリの小型化
は自動車のデザインの自由度を増大させる効果を生じる
Of course, the mileage can be extended by making the battery itself smaller and by setting the required mileage shorter.
This can lead to a reduction in distortion, and the miniaturization of the battery also has the effect of increasing the degree of freedom in the design of automobiles.

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

第1図は本発明に係る制御方法の好適な実施例を承りフ
ローチャート図、 第2図は第1図のフローチャートを実行するためのu制
御回路図、 第3図は誘導モータにおけるモータ磁束ΦとトルクIf
流■、との関係を示す特性図、第4図は回転数を一定と
したとさ・にモータ出力トルクをパラメータとしたモー
タ磁束/損失特性図、 第5図及び第6図はそれぞれ本発明に用いられる−し−
夕磁束及びモータトルク電流のデータマツプ図、 第7図は本発明を用いた自動車走行状(ぶを示す特性図
である。 10 ・・・ 誘導上−タ 12 ・・・ トルク演算装置 14 ・・・ 効率最適化回路 16 ・・・ ベクトル演算回路 18 ・・・ PWM制御回路 20 ・・・ インバータ主回路 22 ・・・ バラブリ。
Fig. 1 is a flowchart of a preferred embodiment of the control method according to the present invention, Fig. 2 is a u control circuit diagram for executing the flowchart of Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing motor magnetic flux Φ in an induction motor. Torque If
Fig. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the current and current, Fig. 4 is a motor magnetic flux/loss characteristic diagram with the motor output torque as a parameter when the rotation speed is constant, and Figs. used for -shi-
A data map diagram of the evening magnetic flux and motor torque current, and FIG. 7 are characteristic diagrams showing the driving state of a vehicle using the present invention. Efficiency optimization circuit 16... Vector calculation circuit 18... PWM control circuit 20... Inverter main circuit 22... Dispersion.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)走行指令及び走行条件に基づいて誘導モータに必
要な目標トルクを求め、前記目標トルクが出力されるよ
うに誘導モータに所望の一次電流を供給する電気自動車
用誘導モータの制御方法において、 予め定められている磁束/損失特性データから前記目標
トルクとモータ回転数に応じてモータ損失が最小となる
最適モータ磁束を演算し、 次に、前記一次電流によるモータ磁束指令に対するモー
タ磁束の変化遅れが所定値を超えない過度モータ磁束指
令値を段階的に演算し、 この各段階の過渡モータ磁束とモータ回転数から、該過
渡モータ磁束の時に最もモータ損失の少なくなるモータ
出力トルクである過渡トルクを逆算し、 該過渡トルク及び段階的に演算される過渡モータ磁束に
応じてモータ磁束/トルク電流特性データから過渡トル
ク電流を演算し、 前記最適モータ磁束を得るまでの調整過渡時においては
、前記段階的に演算される過渡モータ磁束を得る磁化電
流と、前記過渡トルク電流と、から得られるモータ損失
を最小にする一次電流指令を誘導モータに供給し、 過渡モータ磁束が前記最適モータ磁束に達した後には、
最適モータ磁束を得る磁化電流と、前記目標トルク及び
最適モータ磁束に応じて前記モータ磁束/トルク電流特
性に基づいて演算された最適トルク電流と、から得られ
るモータ損失を最小にする一次電流指令を誘導モータに
供給することとし、 モータ磁束及びトルク電流の調整過渡時である過渡トル
ク出力時並びに調整後の目標トルク出力時のいずれのと
きも常に最高効率となる一次電流を誘導モータに供給す
ることを特徴とする電気自動車用誘導モータの制御方法
(1) A method for controlling an induction motor for an electric vehicle, in which a target torque required for the induction motor is determined based on a travel command and travel conditions, and a desired primary current is supplied to the induction motor so that the target torque is output. The optimum motor magnetic flux that minimizes the motor loss is calculated according to the target torque and motor rotation speed from predetermined magnetic flux/loss characteristic data, and then the delay in motor magnetic flux change relative to the motor magnetic flux command due to the primary current is calculated. A transient motor magnetic flux command value that does not exceed a predetermined value is calculated in stages, and from the transient motor magnetic flux and motor rotation speed at each stage, the transient torque is the motor output torque that causes the least motor loss at the time of the transient motor magnetic flux. and calculate the transient torque current from the motor magnetic flux/torque current characteristic data according to the transient torque and the stepwise calculated transient motor magnetic flux, and during the adjustment period until the optimum motor magnetic flux is obtained, the above-mentioned Supplying the induction motor with a primary current command that minimizes the motor loss obtained from the magnetizing current that obtains the transient motor magnetic flux that is calculated in stages and the transient torque current, so that the transient motor magnetic flux reaches the optimum motor magnetic flux. After that,
A primary current command that minimizes motor loss obtained from a magnetizing current that obtains an optimal motor magnetic flux, and an optimal torque current that is calculated based on the motor magnetic flux/torque current characteristics according to the target torque and the optimal motor magnetic flux. The primary current must be supplied to the induction motor so that the primary current always has the highest efficiency, both during transient torque output during adjustment of motor magnetic flux and torque current, and during target torque output after adjustment. A method for controlling an induction motor for an electric vehicle, characterized by:
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