JPH08322106A - モータの制御方法 - Google Patents

モータの制御方法

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JPH08322106A
JPH08322106A JP7124813A JP12481395A JPH08322106A JP H08322106 A JPH08322106 A JP H08322106A JP 7124813 A JP7124813 A JP 7124813A JP 12481395 A JP12481395 A JP 12481395A JP H08322106 A JPH08322106 A JP H08322106A
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current
inverter
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battery
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Satoshi Tamaki
悟史 玉木
Yasuhiro Kondo
康宏 近藤
Yasufumi Ichiumi
康文 一海
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    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流指令が０の時はバッテリィ電源からの電
流供給を停止し、電源効率を向上させてバッテリィの寿
命を延ばすことのできるモータの制御方法を提供する。 【構成】 バッテリィ９の電源を利用して、同期モータ
４をＰＷＭ制御するインバータ３の制御方法において、
上記モータ４への電流指令が０のとき、インバータ３の
スイッチング動作を停止することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車などバッテ
リィの電源を利用して、同期モータをＰＷＭ制御するイ
ンバータの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から同期モータなどをＰＷＭ制御の
インバータで駆動するものは、一般に基準となる三角波
とモータの電流指令とをコンパレータで比較して、電流
指令の大きさに比例したデューティのパルスを得て、そ
のパルス出力でモータに印加する電圧を制御していた。
【０００３】図３に示すＰＷＭ回路は、三角波発生回路
２１の三角波と電流指令がコンパレータ２２で比較され
て、パルス幅が徐々に変化する図５の３３で示すＰＷＭ
の出力波形を得る。なお図５の３１は基準となる三角波
を示し、３２はモータへの電流指令を示す。
【０００４】このように電流指令３２の大きさに比例し
て、ＰＷＭ出力の波形が形成されてデューティ幅が変化
していることが分かる。
【０００５】図４はモータの１つの巻線に着目してＰＷ
Ｍ制御のインバータの動作を示すもので、Ｔ１、Ｔ２、
Ｔ３、Ｔ４はスイッチング素子、Ｌはモータのコイル、
９は電源である。ここで、電源９からコイルＬに電流を
供給する場合、Ｔ１〜Ｔ４のスッチング素子のスイッチ
ングタイミングで、コイルＬに流れる電流の大きさ及び
電流方向を制御する。
【０００６】そこで例えば、電流指令が０の時は、図６
に示すタイミングでスイッチング素子がスイッチングさ
れて、ＰＷＭ出力のデューティは５０％となる。したが
って、モータのコイルＬに流れる電流、すなわち図４の
Ｘ、Ｙの方向で示す電流は、三角波のキャリア周波数
（図６のτで示す周期）に応じてＸ，Ｙ交互に流れるこ
とになる。三角波のキャリア周波数は、一般に数Ｋ〜数
１０ＫＨｚであるため、モータのコイルＬに流れる電流
は、τ＝数十μｓｅｃ間隔で交互に流れている。
【０００７】従って短時間で電流が交互に流れるために
モータのコイルＬに流れる平均電流は実質的に電流指令
通り０となる。
【０００８】すなわち同期モータなどをＰＷＭ制御のイ
ンバータで駆動する上記従来の技術においては、電流指
令が０の時は短時間で電流が交互に流れるために、高周
波電流はモータのコイルＬにはほとんど流れず、総合電
流は実質的に電流指令通り０となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては、バッテリィの電源で同期モータを駆動するものに
おいては、電流指令が０であっても電源からは非常に僅
かではあるが電流が流れてしまう。このような電流は、
保持トルクや回生制動を必要とする用途においては有効
ではあるが、例えば電気自動車などのように回生制動に
よる減速が終了して、十分に低速となった段階において
は惰走させる方が電流消費の点で有効となり、上記従来
の構成では逆にバッテリィの電源の寿命を損なうことに
なるという問題があった。そして電源電圧が高いとたと
え電流指令が０であっても、数百Ｗ程度の損失を発生す
る欠点を有していた。
【００１０】そこで、電気自動車などバッテリィの電源
で同期モータを制御するものにおいては、電流指令が０
の時は電流の供給を停止するような制御方法が望まれて
いた。
【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するた
め、電流指令が０の時はバッテリィ電源からの電流供給
を停止するものであると共に、電源効率を向上させてバ
ッテリィの寿命を延ばすことのできるモータの制御方法
を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来例の問
題点を解決するため、バッテリィの電源を利用して、同
期モータをＰＷＭ制御するインバータの制御方法におい
て、上記モータへの電流指令が０のとき、インバータの
スイッチング動作を停止することを特徴とする。
【００１３】また、モータへの電流指令が０で、かつモ
ータの回転数が基準値以下であるか、或はモータへの電
流指令が０で、かつモータの回転数が基準値以下の状態
が一定時間継続したときの何れかでインバータのスイッ
チング動作を停止することが好適である。
【００１４】
【作用】本発明は上記方法によって、次のような作用を
営むことができる。すなわち、上記モータへの電流指令
が０のとき、インバータのスイッチング動作を停止する
ことで、バッテリィなどの電源からモータへの電流の供
給を停止することができ、電源効率を向上することがで
きる。
【００１５】また、モータへの電流指令が０で、かつモ
ータの回転数が基準値以下であるか、或はモータへの電
流指令が０で、かつモータの回転数が基準値以下の状態
が一定時間継続したときの何れかでインバータのスイッ
チング動作を停止すれば、所定速度までの減速時は回生
制動による充電電流を蓄積することができる一方、所定
速度以下の状態では、モータへの電流の供給を停止する
ことができ、バッテリィを有効に利用することができ
る。また電源寿命の伸びが、例えば電気自動車などの走
行距離を大幅に延ばすことになる。
【００１６】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１及び図２に示す実施例は、
本発明を電気自動車に適応したもので、シフト位置を設
定するシフト装置１と、シフト位置とアクセル２の踏み
込み量とブレーキ６の信号または検出器５や電流センサ
１１の各状態を検出してモータ４を制御する制御装置７
と、制御装置７に電源を供給する制御用バッテリィ８
と、制御装置７の指令を受けて駆動用バッテリィ９の電
源を利用してモータ４を駆動するインバータ３と、モー
タの回転方向及びその速度を検出する検出器５を有しイ
ンバータ３の駆動出力を受けて車輪１０を回転させる同
期式のモータ４とを備えている。
【００１７】以上のように構成された制御装置７は、ア
クセル２の踏み込み量やブレーキ６の信号及び、検出器
５による速度フィードバックと電流センサ１１による電
流フィードバックの状態に応じて出力電流やその周波数
の指令をインバータ３に与えている。
【００１８】そこでインバータ３は、上記指令を受けて
スイッチング動作を行い、バッテリィ９の電源を利用し
て、モータ４に駆動出力を与えている。電気自動車は、
モータ４の回転に伴い自動車後方の車輪１０を回転させ
て走行をおこなっている。
【００１９】図２に示す制御ブロックは、ＣＰＵ７ａを
有しアクセル２の踏み込み量やブレーキ６の信号による
指令や検出器５の速度信号、電流センサ１１の電流信号
に従ってモータ４を制御する制御装置７と、制御装置７
からの電流指令やインバータＯＮ／ＯＦＦ信号を受けて
駆動用バッテリィ９の電流を利用してモータ４を駆動す
るインバータ３と、検出器５を備えたモータ４とで構成
されている。
【００２０】制御装置７のＣＰＵ７ａは、アクセル２の
踏み込み量で与えられる速度指令と、モータ４に備えら
れたモータの回転速度を検出する検出器５からの速度フ
ィードバック信号の両者を比較して速度偏差を求める。
この速度偏差はＰＩ制御などが施されて電流信号として
電流制御部７ｂへ入力される。
【００２１】電流制御部７ｂでは上記電流信号と、イン
バータ３の出力電流を検出する電流センサ１１による電
流フィードバック信号とが比較されて電流偏差を得る。
【００２２】この電流偏差は比例制御が施されて、アク
セル２の踏み込み量に応じた電流をインバータ３が出力
するように、インバータ３に設けられたサーボ制御部３
ｂに入力されて、ＰＷＭ波作成の際に電流指令として利
用される。
【００２３】例えば、この電流指令が大きければＰＷＭ
波の波高値は大きくなり、大きな電流が出力される一
方、電流指令が小さければＰＷＭ波の波高値は小さくな
り、出力される電流量が抑制される。
【００２４】このようにサーボ制御部３ｂは、図３に示
すコンパレータ出力で図５の３３で示す電流指令に応じ
たＰＷＭ波を作成すると共に、制御装置７から入力され
るインバータＯＮ／ＯＦＦ信号に従って、上記ＰＷＭの
スイッイチングタイミングを有効（＝ＯＮ）／無効（＝
ＯＦＦ）を決定する。
【００２５】ここで、制御装置７から入力されるインバ
ータＯＮ／ＯＦＦ信号とは、モータ４への電流指令が０
で、かつモータ４の回転数が基準値以下である時に出力
されて、サーボ制御部３ｂのスイッチングタイミング出
力をインヒビットしてインバータ３の出力動作を停止す
るものである。
【００２６】ゲート回路部３ｃでは、サーボ制御部３ｂ
のＰＷＭ信号タイミングに応じて、出力段部３ｄに配さ
れた図４のＴ１〜Ｔ４で示す出力トランジスタのスイッ
チングタイミング信号を他相についても同様に作成して
いる。なおここで、制御装置７からのインバータＯＮ／
ＯＦＦ信号がＯＦＦであれば、図６で示すようなトラン
ジスタのスイッチングタイミング信号はすべてＯＦＦと
なる。
【００２７】このようにゲート回路部３ｃで得られたス
イッチングタイミング信号は出力段部３ｄに出力され
る。出力段部３ｄでは、パワートランジスタを内臓した
トランジスタモジュールで出力段を形成して、駆動バッ
テリィ９の電流を利用して、上記スイッチングタイミン
グで各トランジスタベース電流がコントロールされてス
イッチング動作を行う。
【００２８】このスイッチング動作で得られる３相のＰ
ＷＭ波の駆動出力が、モータ４に供給されて、モータ４
を回転駆動させている。
【００２９】以上のように本実施例に示す制御ブロック
は、上記図１に示す電気自動車などで利用されて例え
ば、所定速度までの減速時は回生制動による充電電流を
蓄積することができる一方、所定速度以下の状態では、
モータ４への電流の供給を停止することができ、駆動用
バッテリィ９を有効に利用することができる。また電源
寿命の伸びが、電気自動車の走行距離を大幅に延ばすこ
とになる。
【００３０】なお、本実施例においては図２に示す電流
制御部７ｂは制御装置７内に設けたが、インバータ３側
に設けてもかまわない。また制御装置７とインバータ３
は個別の装置として扱ったが両者の機能を兼ねる１つの
装置であってもかまわない。さらに上記実施例において
は、制御装置７から出力されるインバータＯＮ／ＯＦＦ
信号は、モータ４への電流指令が０で、かつモータ４の
回転数が基準値以下である場合について説明したが、モ
ータ４への電流指令が０の時、またはモータ４への電流
指令が０で、かつモータ４の回転数が基準値以下の状態
が一定時間継続した時の何れかの場合に出力されて、サ
ーボ制御部３ｂのスイッチングタイミング出力をインヒ
ビットしてインバータ３の出力動作を停止するものであ
ってもかまわない。すなわち本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、電流指令が０の時はバ
ッテリィ電源からの電流供給を停止し、電源効率を向上
させてバッテリィの寿命を延ばすことのできるモータの
制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す構成図。
【図２】その制御原理を示すブロック図。
【図３】ＰＷＭ波の作成原理を示す回路図。
【図４】出力段部を示す説明図。
【図５】ＰＷＭ波を示すタイミング図。
【図６】従来例を示すタイミング図。
【符号の説明】
２ アクセル ３ インバータ ４ 同期モータ（モータ） ５ 検出器 ７ 制御装置 ９ 駆動用バッテリィ １１ 電流センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリィの電源を利用して、同期モー
    タをＰＷＭ制御するインバータの制御方法において、 上記モータへの電流指令が０のとき、インバータのスイ
    ッチング動作を停止することを特徴としたモータの制御
    方法。
  2. 【請求項２】 モータへの電流指令が０で、かつモータ
    の回転数が基準値以下のとき、インバータのスイッチン
    グ動作を停止することを特徴とした請求項１記載のモー
    タの制御方法。
  3. 【請求項３】 モータへの電流指令が０で、かつモータ
    の回転数が基準値以下の状態が一定時間継続したとき、
    インバータのスイッチング動作を停止することを特徴と
    する請求項１記載のモータの制御方法。
JP7124813A 1995-05-24 1995-05-24 モータの制御方法 Pending JPH08322106A (ja)

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