JP3066622B2 - 電気自動車用同期モータ制御装置 - Google Patents

電気自動車用同期モータ制御装置

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JP3066622B2 JP4227956A JP22795692A JP3066622B2 JP 3066622 B2 JP3066622 B2 JP 3066622B2 JP 4227956 A JP4227956 A JP 4227956A JP 22795692 A JP22795692 A JP 22795692A JP 3066622 B2 JP3066622 B2 JP 3066622B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気自動車用同期モ
ータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から同期モータの回転位相に対応さ
せた位相を有するコミュテーション信号に基きＰＷＭ制
御して励磁電流を制御し駆動／回生するようにした電気
自動車用同期モータ制御装置は知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の電
気自動車用同期モータ制御装置においては駆動／回生時
にコミュテーションセンサ（回転数センサ）で検出した
コミュテーション信号と同じタイミングで出力指令を行
い（図２（ａ）〜（ｆ）参照）特別な進角／遅角制御は
行っていないので、回転速度が変化してくると励磁コイ
ルに生じる誘起逆起電力や周波数変化によるコイルリア
クタンス変化等により電流の位相変化が起り同期がくず
れ、駆動／回生はできてもその効率が低下してしまう問
題がある。ここで、図２はコミュテーション信号と相電
流のタイミングチャートである。
【０００４】したがって、車載バッテリの電力をエネル
ギー源とする電気自動車ではこの効率の低下は１回の満
充電で走行できる距離が短くなることを意味し、電気自
動車の駆動モータの制御装置として使用するには最適な
ものとはいえない。
【０００５】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的はモータの回転数に対する励
磁タイミングを最適の進角／遅角とすることで高効率な
駆動／回生を行い、バッテリの１回の満充電当たりの走
行距離の長くした、経済的な電気自動車用同期モータ制
御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る電気自動車用同期モータ制御装置は、走行
駆動源としての同期モータを車載バッテリの電力で駆動
する電気目動車において、同期モータの回転数を検出す
る回転センサと、このセンサ出力とアクセル操作量に基
づくトルク指令信号に応じて前記モータを駆動しかつ回
生する制御手段とを有し、制御手段は、モータ回転数と
トルク指令値を二つのパラメータとする、進角と遅角の
最適値が記憶されたマップを有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明に係る電気自動車用同期モータ制御装置
は、モータの駆動／回生に際し、回転数に対する進角／
遅角の最適値を記憶したマップを用い最適のタイミング
でドライバを制御する。
【０００８】
【実施例】以下、添付図面に基いて本発明の実施例を説
明する。
【０００９】図１は本発明に係る電気自動車用同期モー
タ制御装置のブロック構成図である。
【００１０】電気自動車用同期モータ制御装置１は、例
えば２００ボルトの直流電圧を出力する車載バッテリ
２、ドライバ３、同期モータ４、コントローラ５を備え
る。
【００１１】コントローラ５は実トルク算出手段６、ト
ルクマップ７、デューティ指令手段８、進角マップ９、
遅角マップ１０、回生／駆動タイミング算出手段１１、
デコーダ１２、ＰＷＭ信号生成手段１３から構成され
る。
【００１２】モータ４はドライバ３を介してバッテリ２
に接続されている。ドライバ３は６個のトランジスタＵ
Ｈ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬからなるスイッチン
グ素子から構成され、パルス幅制御される指令信号に基
いてこれらのトランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，Ｗ
Ｈ，ＷＬを順次オン、オフすることによってバッテリ２
から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して出力
している。すなわち、モータ４はバッテリ２の電力によ
り駆動される。
【００１３】バッテリ２からドライバ３に供給される電
圧および電流は電圧計１４および電流計１５で検出され
る。これらの検出結果はコントローラ５を構成する実ト
ルク算出手段６に入力され、検出した電圧と電流を乗算
して入力電力を算出する。
【００１４】ところで、トルク指令信号であるアクセル
操作量はアクセルの踏み操作にしたがって行われ、その
踏み量に基いている。実トルク算出手段６ではこのアク
セル操作量に前記算出された入力電力および後述するコ
ミュテーションセンサ（以下単に回転数センサと称す
る）１６の出力を加味して実トルクを計算する。
【００１５】この算出された実トルクはデューティ指令
手段８へ入力される。トルクマップ７は回転数およびア
クセル操作量（トルク指令信号）をパラメータとするも
のであり、例えば、予めトルクおよびアクセル操作量に
対応してバッテリ２の出力電流を最小となるデューティ
指令値が求めておく。
【００１６】デューティ指令手段８ではトルクマップ７
に基いて実トルクに対応するデューティ指令信号を求
め、これを出力する。このデューティ指令値はＰＷＭ信
号生成手段１３に入力される。
【００１７】また、モータ４はＡ，Ｂ，Ｃからなる３つ
のセンサを有する回転数センサ１６を備え、モータ４の
三相を表すＵ，Ｖ，Ｗ相の磁束を検出する。すなわち、
センサによって回転子の位置を検知しモータの回転数が
検出される。また、センサＡ，Ｂ，Ｃで検出された磁束
信号は実トルク算出手段６およびコントローラ５を構成
する回生／駆動タイミング算出手段１１に供給される。
【００１８】この回生／駆動タイミング算出手段１１は
前記磁束信号と進角マップ９または遅角マップ１０より
入力される進角または遅角情報に基いてＰＷＭ信号発生
のタイミングを計算する。
【００１９】各マップは最大効率となる進角または遅角
をモータ回転数とトルク指令値を入力パラメータとして
実験によって求めた進角あるいは遅角量に対応した値
を、例えばＲＯＭ等のメモリに記憶したものである。そ
して、或るモータ回転数とトルク指令値とが入力された
とき、それらのパラメータに基くサーチや補間計算によ
って該当する最適な進角または遅角を出力する（図２
（ｇ）〜（ｌ）参照）。すなわち、駆動時にはコミュテ
ーションセンサで検出したコミュテーション信号に対し
てモータの出力指令を早める進角制御を行う（図２
（ｇ）〜（ｉ）参照）。また、回生時にはコミュテーシ
ョンセンサで検出したコミュテーション信号に対して出
力指令を遅らせた遅角制御を行う（図２（ｉ）〜（ｌ）
参照）。
【００２０】デコーダ１２は回生／駆動タイミング算出
手段１１から得られるデータを復号してタイミング指令
信号として出力する。このタイミング指令信号はＰＷＭ
信号生成手段１３へ入力される。
【００２１】ＰＷＭ信号生成手段１３ではデューティ指
令値とタイミング指令信号に基いてパルス幅変調信号を
生成する。このパルス幅変調された信号はドライバ３の
スイッチング素子をオン、オフして同期モータを駆動
し、これによりアクセル操作量に対応して出力が最大効
率となる最適の進角または遅角となるようフィードバッ
ク制御が行われることになる。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係る電気自動車用同期モータ制
御装置は、モータの駆動／回生に際し、回転数に対する
進角／遅角の最適値を記憶したマップを用い最適のタイ
ミングでドライバを制御するようにしたので、モータの
回転数に対する励磁タイミングを最適の進角／遅角とし
て高効率な駆動／回生を行うことができ、したがってバ
ッテリの１回の満充電当たりの走行距離を長くでき、経
済的に優れたものとなる。
【００２３】また、最大出力を得るために少ない電流で
駆動できるので、装置を構成する素子の負担を軽減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気自動車用同期モータ制御装置
のブロック構成図
【図２】コミュテーション信号と相電流のタイミングチ
ャート
【符号の説明】
１…同期モータ制御装置、２…バッテリ、３…ドライ
バ、４…同期モータ、５…コントローラ、６…実トルク
算出手段、７…トルクマップ、８…デューティ指令手
段、９…進角マップ、１０…遅角マップ、１１…回生／
駆動タイミング算出手段、１２…デコーダ、１３…ＰＷ
Ｍ信号生成手段、１４…電圧計、１５…電流計、１６…
回転数センサ、ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬ…
トランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 靖司 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 竹内 明城 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 斉藤 祐司 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平４−185205（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−22891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−78388（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行駆動源としての同期モータを車載バ
    ッテリの電力で駆動する電気自動車において、 同期モータの回転数を検出する回転センサと、 このセンサ出力とアクセル操作量に基づくトルク指令信
    号に応じて前記モータを駆動しかつ回生する制御手段と
    を有し、前記制御手段は、モータ回転数とトルク指令値
    を二つのパラメータとする、進角と遅角の最適値が記憶
    されたマップを有することを特徴とする電気自動車用同
    期モータ制御装置。
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