JPH09207605A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アクセル信号の信頼性を向上させることがで
き、かつ、コストが高くなるのを防止する。 【解決手段】電気モータ１５と、該電気モータ１５を収
容するモータケース１４と、前記電気モータ１５に電流
を供給するインバータ本体と、該インバータ本体を収容
するインバータケース１６と、該インバータケース１６
内に配設され、アクセルペダルの踏込量に対応させて作
動させられるアクセルセンサ７７と、該アクセルセンサ
７７を駆動するアクセルセンサ駆動部とを有する。前記
アクセルセンサ７７は、センサ出力を出力するアクセル
センサ波形出力部を備え、該アクセルセンサ波形出力部
は、前記インバータ本体の制御基板に一体に取り付けら
れる。アクセルセンサ７７がインバータケース１６内に
収容されるので、ケーブル等から電磁ノイズが発生して
も、その影響を受けることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気自動車はモータ駆動装置を有
し、該モータ駆動装置に配設された電気モータをＣＰＵ
によって制御するようになっている。そして、運転者が
アクセルペダルを踏み込むと、前記ＣＰＵは、アクセル
ペダルの踏込量に対応させて電流指令値を発生させ、該
電流指令値に従って前記電気モータを駆動する。

【０００３】そのために、電気自動車には、運転者の意
志を読み取るためにアクセルセンサが配設され、該アク
セルセンサによって前記アクセルペダルの踏込量が検出
される。そして、前記アクセルセンサは、可動部が回転
自在に配設された可変抵抗から成り、前記アクセルペダ
ルと可変抵抗の可動部とがワイヤによって接続される。

【０００４】この場合、運転者が前記アクセルペダルを
踏み込むと、前記可変抵抗の可動部に取り付けられた接
点の位置が回転させられ、抵抗値が変化する。したがっ
て、電圧の変化量を検出することによって、前記アクセ
ルペダルの踏込量を検出することができる。前記アクセ
ルセンサによって発生させられたアクセル信号がＣＰＵ
に送られると、該ＣＰＵは、前記アクセル信号に基づい
てモータトルク指令値を発生させ、該モータトルク指令
値に対応させて電気モータを駆動する。

【０００５】なお、アクセルセンサにおいて、前記抵抗
値の変化に代えて光の変化等を検出することもできる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のモータ駆動装置においては、アクセルセンサを電気
自動車に搭載すると、主電源装置と電気モータとを接続
するケーブル、電気モータコントローラと電気モータと
を接続するケーブル等から電磁ノイズが発生してアクセ
ル信号の信頼性を低下させてしまう。

【０００７】ところで、前記アクセル信号は運転者の要
求を電気モータコントローラに伝達するものであるの
で、重要度が高い。そこで、アクセル信号の信頼性を向
上させるために複数のアクセルセンサを使用したり、ア
クセル信号をＣＰＵに送るための信号線としてシールド
線を使用したりすることが考えられるが、コストがその
分高くなってしまう。

【０００８】本発明は、前記従来のモータ駆動装置の問
題点を解決して、アクセル信号の信頼性を向上させるこ
とができ、かつ、コストが高くなるのを防止することが
できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のモ
ータ駆動装置においては、電気モータと、該電気モータ
を収容するモータケースと、前記電気モータに電流を供
給するインバータ本体と、該インバータ本体を収容する
とともに、前記モータケースに固定されたインバータケ
ースと、該インバータケース内に配設され、アクセルペ
ダルの踏込量に対応させて作動させられるアクセルセン
サと、該アクセルセンサを駆動するアクセルセンサ駆動
部とを有する。

【００１０】そして、前記アクセルセンサは、センサ出
力を出力するアクセルセンサ波形出力部を備え、該アク
セルセンサ波形出力部は、前記インバータ本体の制御基
板に一体に取り付けられる。本発明の他のモータ駆動装
置においては、さらに、前記アクセルセンサ駆動部は前
記インバータケースに取り付けられる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施の形態について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態におけるモータ駆動装置の断面図である。図にお
いて、１１はモータアッセンブリ、１２は該モータアッ
センブリ１１の上に配設されたインバータアッセンブリ
である。前記モータアッセンブリ１１はモータケース１
４内に電気モータ１５を収容することによって、インバ
ータアッセンブリ１２はインバータケース１６内に図示
しないインバータ本体を収容することによってそれぞれ
構成される。

【００１２】前記モータケース１４は鞍（くら）型の形
状を有し、有底円筒状部分１４ａ、該有底円筒状部分１
４ａの両端において上方に突出する矩（く）形部分１４
ｂ、１４ｃ、及び前記有底円筒状部分１４ａの一端を閉
鎖してモータ収容室１８を形成する蓋（ふた）部分１４
ｄから成る。一方、インバータケース１６は、図示しな
いボルトを介して前記矩形部分１４ｂ、１４ｃに固定さ
れたベース１６ａ、及びボルト２２を介して前記ベース
１６ａに固定された有底箱状部分１６ｂから成る。

【００１３】前記有底円筒状部分１４ａの外周面には複
数のフィン２４が形成され、該フィン２４は電気モータ
１５によって発生させられた熱を放出する。また、前記
ベース１６ａの下面には複数のフィン２６が下方に向け
て形成され、該フィン２６はインバータ本体によって発
生させられた熱を放出する。そして、前記有底円筒状部
分１４ａの底部の中央、及び蓋部分１４ｄの中央には穴
が形成され、該穴を貫通させてモータシャフト２７が配
設され、該モータシャフト２７はベアリング２９、３０
によって回転自在に支持される。また、前記蓋部分１４
ｄの中央の穴に隣接させて環状凸部３２が形成され、該
環状凸部３２を蓋部材３３により閉鎖することによっ
て、センサ室３４が形成される。

【００１４】さらに、前記環状凸部３２には、センサ室
３４に臨ませてレゾルバ３５が配設され、該レゾルバ３
５は、前記穴を貫通してセンサ室３４内に突出するモー
タシャフト２７の回転数及び電気モータ１５の磁極位置
を検出する。前記電気モータ１５は、前記モータシャフ
ト２７のほぼ中央に取り付けられたロータ３７、有底円
筒状部分１４ａの円筒部の内周面において前記ロータ３
７と対向させて固定されたステータ３８、及び前記イン
バータ本体において発生させられた３相（Ｕ相、Ｖ相及
びＷ相）の交流電流が供給される巻線３９から成る。

【００１５】そして、該巻線３９はＵ相巻線、Ｖ相巻線
及びＷ相巻線から成り、巻線３９の圧着端子４１はそれ
ぞれ上方に延び、モータケース１４内において連結部材
５１に接続される。一方、インバータ本体の各トランジ
スタの端子６２は、インバータケース１６内において連
結部材５１に接続される。そして、該連結部材５１はモ
ータケース１４内からインバータケース１６内に直接延
びる。したがって、外気が連結部材５１に直接触れるこ
とがない。

【００１６】該連結部材５１は、矩形部分１４ｂに配設
されたブロック５３、該ブロック５３と蓋部分１４ｄと
の間に配設されたスペーサ５４、前記ブロック５３の上
面から上方に立ち上がる３本のスリーブ５５、及び該ス
リーブ５５内を垂直に延び、上端においてインバータ本
体の各トランジスタの端子６２に接続される金属棒５６
から成る。

【００１７】ところで、前記ブロック５３、スペーサ５
４及びスリーブ５５は、いずれも絶縁材料によって形成
され、絶縁部材を構成する。前記ブロック５３は、前記
圧着端子４１を矩形部分１４ｂから電気的に絶縁するも
のであり、各圧着端子４１を収容する。そして、該各圧
着端子４１はそれぞれ前記金属棒５６の下端に接続され
る。また、前記スペーサ５４は、前記圧着端子４１を蓋
部分１４ｄから電気的に絶縁するものであり、蓋部分１
４ｄに隣接させて配設される。

【００１８】さらに、前記３本のスリーブ５５は、モー
タケース１４からインバータケース１６までの間におい
て前記金属棒５６をモータケース１４及びインバータケ
ース１６から電気的に絶縁する。なお、矩形部分１４ｂ
に形成された段部Ｐに前記ブロック５３を係止し、該ブ
ロック５３及びスペーサ５４を押し付けるようにして前
記蓋部分１４ｄを有底円筒状部分１４ａの端面に固定す
ることによって、ブロック５３を固定することができ
る。

【００１９】このように、電気モータ１５とインバータ
本体とを連結する連結部材５１はモータケース１４内及
びインバータケース１６内に配設されるので、前記スリ
ーブ５５を極めて短くすることができる。したがって、
電磁ノイズが発生するのを十分に抑制することができ
る。また、前記インバータケース１６は容易に雨水等が
かからないような環境のよい位置に搭載され、インバー
タケース１６の適宜箇所、本実施例においては、ベース
１６ａに、内外間における気圧差をなくすためのブリー
ザ７１が形成され、該ブリーザ７１を介して空気が自由
に移動することができるようになっている。

【００２０】一方、モータケース１４にはブリーザは形
成されず、密閉性を高くしてある。そして、前記スリー
ブ５５と金属棒５６との間にはモータケース１４内とイ
ンバータケース１６内との気圧差をなくすための連通路
としてクリアランス６９が形成され、該クリアランス６
９を介して空気が自由に移動することができるようにな
っている。

【００２１】前記電気モータ１５を駆動すると、熱が発
生してモータケース１４内の空気が膨張し、その後、電
気モータ１５を停止させると、熱が発生しなくなりモー
タケース１４内の空気が収縮する。このとき、空気の収
縮によってモータケース１４内の圧力が低下しようとす
るが、前記クリアランス６９及びブリーザ７１を介して
モータケース１４内とインバータケース１６内との間、
及びインバータケース１６の内外間における気圧差がな
くなるので、モータケース１４の微細な隙間から水が侵
入するのを防止することができる。

【００２２】ところで、前記電気モータ１５は図示しな
いＣＰＵによって制御されるようになっていて、運転者
が図示しないアクセルペダルを踏み込むと、前記ＣＰＵ
は、アクセルペダルの踏込量に対応させて電流指令値を
発生させ、該電流指令値に従って前記電気モータ１５を
駆動するようになっている。そのために、前記インバー
タケース１６内に、運転者の意志を読み取るためのアク
セルセンサ７７が配設され、ベース１６ａに取り付けら
れる。そして、前記アクセルセンサ７７は、前記アクセ
ルペダルの踏込量を検出し、該踏込量に対応するアクセ
ル信号を発生させ、前記ＣＰＵに送る。

【００２３】また、前記インバータケース１６外には、
前記アクセルセンサ７７を駆動するセンサ駆動部７２が
配設され、前記ベース１６ａに取り付けられる。そし
て、前記センサ駆動部７２と前記アクセルペダルとの間
がワイヤ７５によって連結される。したがって、運転者
が前記アクセルペダルを踏み込むとワイヤ７５が引か
れ、前記センサ駆動部７２によってアクセルセンサ７７
が駆動される。

【００２４】次に、前記アクセルセンサ７７及びセンサ
駆動部７２について説明する。図２は本発明の第１の実
施の形態におけるセンサ駆動部の取付状態図、図３は本
発明の第１の実施の形態におけるセンサ駆動部とアクセ
ルセンサとの連結状態を示す図、図４は本発明の第１の
実施の形態におけるアクセルセンサの平面図である。

【００２５】図において、１６はインバータケース、１
６ａはベース、７２は該ベース１６ａに取り付けられた
センサ駆動部である。該センサ駆動部７２は、ボルト８
１ａによって前記ベース１６ａに固定された支持ブロッ
ク８１、該支持ブロック８１に対して回転自在に支持さ
れたシャフト８２、該シャフト８２の先端に固定され、
シャフト８２と共に回動させられる作動板８３及びスプ
リング８４から成る。該スプリング８４は、一端が前記
作動板８３に、他端が支持ブロック８１に固定され、前
記作動板８３を基準位置に向けて回転方向に付勢する。

【００２６】前記作動板８３の設定箇所には、ワイヤ７
５の一端が固定され、該ワイヤ７５の他端が図示しない
アクセルペダルに固定される。そして、前記ワイヤ７５
は、外チューブ８６によって保持され、該外チューブ８
６内を摺（しゅう）動させられるようになっている。ま
た、前記外チューブ８６は、ブラケット８５によって前
記ベース１６ａに固定される。

【００２７】そして、前記シャフト８２は、前記ベース
１６ａを貫通して上方に延び、先端に前記アクセルセン
サ７７が配設される。該アクセルセンサ７７は、前記シ
ャフト８２の先端に固定された回転円板８７、該回転円
板８７に固定されたリング磁石８８、及び制御基板９０
上における前記リング磁石８８と対向する設定位置に取
り付けられたアクセルセンサ波形出力部としてのホール
素子８９から成る。前記リング磁石８８は正弦波の波形
で着磁され、前記ホール素子８９は前記波形に基づいて
前記作動板８３の絶対位置を検出する。なお、前記作動
板８３の回転角度は１８０〔°〕より小さくされ、図４
のＲ−Ｒ領域内に収まるように規制される。

【００２８】次に、前記構成のモータ駆動装置の制御回
路について説明する。図５は本発明の第１の実施の形態
におけるモータ駆動装置の制御回路図である。図におい
て、１５は電気モータ、７４は車速、図示しないアクセ
ルペダルの踏込量等に基づいてモータトルク指令値を発
生させるＣＰＵ、７３は該ＣＰＵ７４が発生させたモー
タトルク指令値に基づいてパルス幅変調信号を電気モー
タ１５のインバータに送り、電気モータ１５を駆動する
電気モータコントローラ、７５は電気自動車の車速を検
出する車速センサ、７６は図示しないブレーキペダルの
踏込量を検出するブレーキセンサ、７７はアクセルセン
サである。

【００２９】そして、該アクセルセンサ７７がアクセル
ペダルの踏込量を検出してアクセル信号を発生させる
と、該アクセル信号はＣＰＵ７４に送られる。該ＣＰＵ
７４は、車速センサ７５から送られた車速、及びアクセ
ルセンサ７７から送られたアクセルペダルの踏込量に基
づいてモータトルク指令値を発生させ、該モータトルク
指令値を電気モータコントローラ７３に送る。該電気モ
ータコントローラ７３は、モータトルク指令値を受けて
パルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変調信号に基
づいて、電気モータ１５のインバータをオン・オフさ
せ、各巻線３９（図１）に相電流を送る。

【００３０】次に、ホール素子８９（図３）のセンサ波
形出力回路について説明する。図６は本発明の第１の実
施の形態におけるセンサ波形出力回路図、図７は本発明
の第１の実施の形態における増幅回路の特性図である。
なお、図７において、横軸に図示しないアクセルペダル
の踏込量を、縦軸にホール素子８９のセンサ出力を採っ
てある。

【００３１】図において、８９はホール素子、９９は該
ホール素子８９に作動電圧を印加するための定電圧回
路、９１は増幅回路、Ｃはコンデンサである。前記ホー
ル素子８９のセンサ出力は、アクセルペダルの踏込量が
０であるときに−５〔Ｖ〕、アクセルペダルの踏込量が
５０〔％〕であるときに０〔Ｖ〕、アクセルペダルの踏
込量が１００〔％〕であるときに＋５〔Ｖ〕になるよう
に設定される。

【００３２】このように、アクセルセンサ７７（図５）
がインバータケース１６（図１）内に収容されているの
で、図示しない主電源装置と電気モータ１５とを接続す
るケーブル、電気モータコントローラ７３と電気モータ
１５とを接続するケーブル等から電磁ノイズが発生して
も、その影響を受けることはない。したがって、アクセ
ル信号の信頼性を向上させることができる。しかも、複
数のアクセルセンサ７７を使用する必要がないので、コ
ストが高くなるのを防止することができる。

【００３３】また、ホール素子８９が制御基板９０（図
３）に取り付けられているので、アクセル信号を制御基
板９０上のＣＰＵ７４に直接送ることができる。その結
果、ホール素子８９とＣＰＵ７４との間に信号線を配設
する必要がなくなるので、断線等が発生することがな
く、センサ波形出力回路の信頼性を向上させることがで
きる。また、アクセル信号をＣＰＵ７４に送るための信
号線としてシールド線を使用する必要がないので、コス
トが高くなるのを防止することができる。

【００３４】さらに、アクセルセンサ７７がインバータ
ケース１６内に配設されるので、防滴を図ることができ
る。次に、本発明の第２の実施の形態について説明す
る。図８は本発明の第２の実施の形態におけるアクセル
センサの平面図である。図において、９３はアクセルセ
ンサ、８７は回転円板、９４はリング磁石、９５は原点
位置を検出するための磁石である。

【００３５】この場合、リング磁石９４の極数が多くさ
れ、各磁極に対応する図示しないホール素子が配設され
る。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、モータ駆動装置においては、電気モータと、該電
気モータを収容するモータケースと、前記電気モータに
電流を供給するインバータ本体と、該インバータ本体を
収容するとともに、前記モータケースに固定されたイン
バータケースと、該インバータケース内に配設され、ア
クセルペダルの踏込量に対応させて作動させられるアク
セルセンサと、該アクセルセンサを駆動するアクセルセ
ンサ駆動部とを有する。

【００３７】そして、前記アクセルセンサは、センサ出
力を出力するアクセルセンサ波形出力部を備え、該アク
セルセンサ波形出力部は、前記インバータ本体の制御基
板に一体に取り付けられる。この場合、アクセルセンサ
がインバータケース内に収容されるので、主電源装置と
電気モータとを接続するケーブル、電気モータコントロ
ーラと電気モータとを接続するケーブル等から電磁ノイ
ズが発生しても、その影響を受けることはない。

【００３８】したがって、アクセル信号の信頼性を向上
させることができる。しかも、複数のアクセルセンサを
使用する必要がないので、コストが高くなるのを防止す
ることができる。さらに、アクセルセンサがインバータ
ケース内に収容されるので、防滴を図ることができる。

【００３９】また、アクセル信号を制御基板上のＣＰＵ
に直接送ることができるので、信号線を配設する必要が
なくなる。したがって、断線等が発生することがなく、
センサ波形出力回路の信頼性を向上させることができ
る。そして、アクセル信号をＣＰＵに送るための信号線
としてシールド線を使用する必要がないので、コストが
高くなるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動
装置の断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるセンサ駆動
部の取付状態図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるセンサ駆動
部とアクセルセンサとの連結状態を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるアクセルセ
ンサの平面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動
装置の制御回路図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるセンサ波形
出力回路図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態における増幅回路の
特性図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態におけるアクセルセ
ンサの平面図である。

【符号の説明】

１４ モータケース １５ 電気モータ １６ インバータケース ７７、９３ アクセルセンサ ８９ ホール素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気モータと、該電気モータを収容する
   モータケースと、前記電気モータに電流を供給するイン
   バータ本体と、該インバータ本体を収容するとともに、
   前記モータケースに固定されたインバータケースと、該
   インバータケース内に配設され、アクセルペダルの踏込
   量に対応させて作動させられるアクセルセンサと、該ア
   クセルセンサを駆動するアクセルセンサ駆動部とを有す
   るとともに、前記アクセルセンサは、センサ出力を出力
   するアクセルセンサ波形出力部を備え、該アクセルセン
   サ波形出力部は、前記インバータ本体の制御基板に一体
   に取り付けられることを特徴とするモータ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記アクセルセンサ駆動部は前記インバ
   ータケースに取り付けられる請求項１に記載のモータ駆
   動装置。