JP3397354B2 - 電動車両のモータ制御装置 - Google Patents

電動車両のモータ制御装置

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JP3397354B2 JP01532493A JP1532493A JP3397354B2 JP 3397354 B2 JP3397354 B2 JP 3397354B2 JP 01532493 A JP01532493 A JP 01532493A JP 1532493 A JP1532493 A JP 1532493A JP 3397354 B2 JP3397354 B2 JP 3397354B2
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induction
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motor control
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哲夫 福田
將英 小西
宣英 瀬尾
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  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車等、電動機
を駆動源とする走行車において複数の電動機を有し、こ
れらの電動機にて駆動される各駆動輪間に電気式差動駆
動機能を備えた電動車両のモータ制御装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の駆動方式として、従来のエ
ンジンの代わりに電動機を搭載するだけに止まらず、機
械式の変速機の代わりに、例えば、チョッパ型あるいは
インバータ型の電力制御装置を用いて電動機の出力を広
範囲かつ俊敏に引き出す方式や、機械式の差動駆動装置
の代わりに電動機を２輪、もしくは４輪に装架し、それ
ぞれの電動機を個別に制御する方式に移行しつつある。
【０００３】また、簡素な電気式差動駆動装置として、
例えば、特公昭５２−４８０５号公報に開示された「電
気車の駆動方式」がある。この方式では、電気的に直列
接続された２個以上の誘導電動機に電圧を印加した場
合、各誘導電動機の分担する電圧が負荷に応じて変化す
ることを利用して、各誘導電動機間、すなわち、電気車
の各車輪間に電気式差動駆動機能を持たせている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気自動車の駆動方式では、各車輪対応に装架した
電動機ごとに高価な電力制御装置を要するうえ、これら
の電力制御装置を統括制御する機構が新たに必要になる
など、電気自動車の構成上、必須条件となる簡素化、軽
量化の方向に必ずしも合致せず、機能の増加がコスト増
につながるという問題がある。
【０００５】また、誘導電動機においてトルクは電流と
相関があるため、電気自動車の駆動力、すなわち、負荷
トルクに対応した制御因子は電流であるため、電気自動
車の様々な負荷変動に応じて電動機の出力を広範囲かつ
俊敏に引き出すには、電流を制御の基軸とした誘導電動
機の駆動方式が必要となる。さらに、温度に左右される
電動機の電気特性変化による実効トルクの値の増減を補
正するうえでも、電流を制御基準とするのが望ましい。
これに対して、上記の「電気車の駆動方式」では、制御
基準である制御因子が電圧であるため、これらの要求に
応じることができないという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、簡素かつ軽量という、電
気自動車を構成するうえでの必須の条件に沿い、負荷ト
ルクに対応した制御因子である電流を制御の基軸とした
電動車両のモータ制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、複数の誘導電動機を駆動源として電動車
両を制御する電動車両のモータ制御装置において、相互
に電気的に並列接続された各誘導電動機の固定子巻線へ
の供給電流の総和を制御するインバータを備え、前記各
誘導電動機の負荷の不平衡状態に応じて該各誘導電動機
に分配される巻線電流の変動と、誘導電動機が有するト
ルク−速度特性とに基づく電気的な差動駆動機能を利用
して電動車両の運転を行なう。
【０００８】
【作用】以上の構成において、電動車両が負荷トルクに
対応した電流を制御因子として駆動輪を差動駆動するよ
う機能する。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る好適
な実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に
係る電気自動車の車輪駆動部の構成を示す図である。同
図に示すように、本電気自動車において、左駆動車輪１
及び右駆動車輪２各々が、相互に同一特性を有する誘導
電動機３，４にて駆動されている。なお、ここでは、左
駆動車輪１及び右駆動車輪２と直接連結される誘導電動
機３，４の回転子の図示を省略している。
【００１０】誘導電動機３，４の固定巻線５，６は、そ
の各相の巻線（不図示）が相互に並列接続され、インバ
ータ７に接続されている。このインバータ７は、電流制
御型、あるいは電流フィードバック制御機構を有し、固
定巻線５，６の電流を制御している。図２は、上述のよ
うな同一特性を有する誘導電動機の固定巻線について、
各相の巻線どうしを並列に接続した場合の１相分の等価
回路を簡易的に示す図である。同図において、Ｒ１は１
次抵抗、Ｌ１は１次リアクタンス、Ｌｍは励磁リアクタ
ンス、Ｒ２は２次抵抗、Ｓ３，Ｓ４は、それぞれ誘導電
動機３，４のすべり、Ｉｍは誘導電動機３，４の励磁電
流、Ｉ３，Ｉ４は、それぞれ誘導電動機３，４のトルク
電流、そして、Ｉ0 は、インバータ７が誘導電動機３，
４に供給する総電流である。
【００１１】次に、本実施例に係る電気自動車での、車
両の走行状態と車輪駆動部における誘導電動機の制御方
法との関係について説明する。今、電気自動車が直進状
態にあり、左右の駆動車輪１，２を介して誘導電動機
３，４に加わる負荷トルクが同一であるとすれば、誘導
電動機３，４の回転速度が互いに等しくなり、結果とし
て、誘導電動機それぞれにて発生するすべりＳ３，Ｓ４
が等しくなる。つまり、図２に示す２次抵抗とすべりと
の関係において、 Ｒ２／Ｓ３＝Ｒ２／Ｓ４ …（１） が成立する。従って、インバータ７が誘導電動機３，４
に供給する総電流Ｉ0 の１／２が、それぞれの誘導電動
機に等しく分配されることになる。
【００１２】次に、インバータ７が、上述のように誘導
電動機３，４に供給する総電流Ｉ0を一定値に制御して
いるときに、電気自動車が駆動車輪１側に進行方向を変
更した結果、誘導電動機３に加わる負荷トルクのみが増
加したとする。この場合、誘導電動機３の回転速度が低
下してすべりＳ３が大きくなるため、トルク電流Ｉ３が
増加する。
【００１３】一方、インバータ７から誘導電動機に供給
される総電流Ｉ0 は一定値に制御されており、本実施例
では、誘導電動機３，４が並列接続され、相互に一方の
トルク変化が他方の動作に影響を与える構成となってい
るため、トルク電流Ｉ３の増加により、誘導電動機３の
励磁電流Ｉｍ、誘導電動機４のトルク電流Ｉ４は減少す
る。そして、誘導電動機３においては、励磁電流Ｉｍの
減少によりその磁束が弱まるため、すべりＳ３が大きく
なってトルク電流Ｉ３が増加する。このため、励磁電流
Ｉｍの減少によって、すべりＳ３はさらに大きくなり、
誘導電動機３の回転速度はさらに低下する。
【００１４】なお、ここでは、総電流Ｉ0 は、電気自動
車の運転者の加減速要求、例えば、アクセルペダルの踏
み込み量等に基づいて決める。他方、誘導電動機４にお
いては、トルク電流Ｉ４の減少により、発生するすべり
Ｓ４が小さくなり、誘導電動機４の回転速度は上昇する
ことになる。このように、電気自動車が方向変換をする
際、車輪抵抗に基づく負荷トルクが上昇することで、回
転速度が低下した駆動輪の速度がさらに低下し、他の駆
動輪の回転速度は上昇する。そこで、これらの駆動輪を
誘導電動機に連結して駆動し、駆動輪に、負荷トルクの
差に応じて自動的に速度差が生じる差動駆動機能を電気
的に実現することで、電気自動車は容易にその進行方向
を変えることができる。
【００１５】以上説明したように、本実施例によれば、
２個の誘導電動機を並列に接続して、単一のインバータ
を介してこれらの電動機に一定電流が供給されるように
制御し、電流を制御因子として誘導電動機におけるトル
クと負荷電流との相関関係を巧みに利用して、２個の誘
導電動機が相互に引き合う差動動作をするように構成す
ることで、誘導電動機を使用した簡単な構成にて電気式
の差動駆動機能の実現が可能となる。
【００１６】なお、駆動輪に連結される誘導電動機の数
は２個に限定されず、前後左右、計４個の駆動車輪それ
ぞれに誘導電動機を連結し、それらへの電流供給の制御
を単一のインバータにて行なうよう構成してもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電動車両の駆動力である負荷トルクに対応した制御因子
として電流を制御の基軸とすることで、簡単な構成で電
気的な差動駆動機能を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電気自動車の車輪駆動部
の構成を示す図である。
【図２】誘導電動機の固定巻線の各相の巻線どうしを並
列に接続した場合の１相分の等価回路を簡易的に示す図
である。
【符号の説明】
１ 左駆動車輪 ２ 右駆動車輪 ３，４ 誘導電動機 ５，６ 固定巻線 ７ インバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−153904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−97216（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−26332（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 9/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の誘導電動機を駆動源として電動車
    両を制御する電動車両のモータ制御装置において、 相互に電気的に並列接続された各誘導電動機の固定子巻
    線への供給電流の総和を制御するインバータを備え、 前記各誘導電動機の負荷の不平衡状態に応じて該各誘導
    電動機に分配される巻線電流の変動と、誘導電動機が有
    するトルク−速度特性とに基づく電気的な差動駆動機能
    を利用して電動車両の運転を行なうことを特徴とする電
    動車両のモータ制御装置。
  2. 【請求項２】 前記インバータは、前記差動駆動機能を実現すべく、 前記各誘導電動機の固
    定子巻線へ供給する電流の総和が、前記電動車両の加減
    速要求に基づいて決定される一定値となるよう制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両のモータ制
    御装置。
  3. 【請求項３】 前記各誘導電動機が、電動車両の左右各
    々の駆動輪に連結されていることを特徴とする請求項１
    または請求項２に記載の電動車両のモータ制御装置。
  4. 【請求項４】 前記各誘導電動機が、電動車両の前後左
    右各々の駆動輪に連結されていることを特徴とする請求
    項１または請求項２に記載の電動車両のモータ制御装
    置。
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