JP4692137B2 - Control device for electric vehicle motor - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車、電動スクーターなどの電動車両のモータをスロットル操作に応じて制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device that controls a motor of an electric vehicle such as an electric vehicle or an electric scooter according to a throttle operation.
従来の電動車両用モータの制御装置は、例えば図12に示したように構成されている。同図において、1はモータ、2は電動車両の駆動輪3にモータ1の回転を伝達するモータ駆動力伝達機構、4はバッテリである。また5は車両の走行速度を調整するために操作されるスロットル、6はスロットル5の開度(スロットル開度)を検出して、検出したスロットル開度に比例した電気信号を出力するスロットルセンサ、7′はスロットル5の操作に応じてモータ1を制御するモータ制御部である。モータ制御部7′は、スロットルセンサ6が出力する電気信号からスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段8と、スロットル開度検出手段8が検出したスロットル開度に対してデューティ比を演算するデューティ比演算手段9′と、デューティ比演算手段9′が演算したデューティ比で断続する駆動電流をモータ1に供給するモータ駆動部10′とにより構成されている。
A conventional control device for an electric vehicle motor is configured as shown in FIG. 12, for example. In the figure, 1 is a motor, 2 is a motor driving force transmission mechanism that transmits the rotation of the motor 1 to the drive wheels 3 of the electric vehicle, and 4 is a battery. 5 is a throttle operated to adjust the traveling speed of the vehicle, 6 is a throttle sensor that detects the opening of the throttle 5 (throttle opening) and outputs an electrical signal proportional to the detected throttle opening; A
モータ駆動部10′は、モータ1に供給する駆動電流のデューティ比の情報を含む駆動信号Vdを生成するモータ駆動信号生成手段11′と、モータ1を所定の方向に回転させるために必要な駆動電流を駆動信号Vdにより与えられるデューティ比DFでPWM変調してモータ1に供給するモータドライブ回路12とからなっている。
The
モータドライブ回路12は、インバータ回路などと同様に、ブリッジの各辺をMOSFETなどのスイッチ素子により構成したブリッジ形のスイッチ回路からなっていて、バッテリ4からオン状態にあるスイッチ素子を通してモータ1に駆動電流を供給する。
Like the inverter circuit, the
モータ駆動信号生成手段11′は、モータドライブ回路のスイッチ素子の内、モータ1を所定の方向に回転させるためにオン状態にする必要があるスイッチ素子に、デューティ比演算手段9´により演算されたデューティ比DFで断続する波形の駆動信号を与えることにより、モータドライブ回路のスイッチ素子を断続させて、モータ1に与えられる駆動電流をPWM変調された波形とする。 The motor drive signal generation means 11 ′ is calculated by the duty ratio calculation means 9 ′ to switch elements that need to be turned on in order to rotate the motor 1 in a predetermined direction among the switch elements of the motor drive circuit. By supplying a drive signal having an intermittent waveform with the duty ratio DF, the switch element of the motor drive circuit is intermittently formed, and the drive current applied to the motor 1 is converted into a PWM-modulated waveform.
なお駆動電流のデューティ比DFは、PWM制御の周期をT、駆動電流が流れる時間をTon、駆動電流が流れない時間をToffとしたときに、DF=Ton/T=Ton/(Ton+Toff)で与えられる。 The duty ratio DF of the drive current is given by DF = Ton / T = Ton / (Ton + Toff) where T is the PWM control cycle, Ton is the time during which the drive current flows, and Toff is the time during which the drive current does not flow. It is done.
図12に示した制御装置においては、デューティ比演算手段9´により、スロットル5の開度に見合ったデューティ比が演算され、バッテリ4からモータドライブ回路12を通してモータ1に供給される駆動電流が、演算されデューティ比で断続するようにPWM制御されることにより、モータの回転速度がスロットル5の開度に見合った大きさに調整される。この種のモータ制御装置は、例えば、特許文献1や特許文献2に記載されている。
一般にバッテリを電源として動作する電気自動車等の電動車両においては、モータ1としてDCモータが用いられる。DCモータにおいては、図13に示したモータ駆動電流I対回転速度N特性に見られるように、低速回転時に大きな駆動電流が流れる。そのため、登坂走行時等に、スロットルの開度を大きくして、比較的低い速度で走行した場合に、モータに大きな駆動電流が流れて、モータドライブ回路12やモータの電機子コイルで多くの発熱が生じ、この状態で長時間運転した場合に、モータドライブ回路のスイッチ素子や、モータの電機子コイルが熱破壊するおそれがある。
Generally, in an electric vehicle such as an electric vehicle that operates using a battery as a power source, a DC motor is used as the motor 1. In the DC motor, a large drive current flows during low-speed rotation, as can be seen from the motor drive current I versus rotational speed N characteristics shown in FIG. For this reason, when traveling at a relatively low speed by increasing the throttle opening, for example, when traveling uphill, a large drive current flows through the motor, and a large amount of heat is generated by the
そこで、特許文献2に示された制御装置では、モータの過負荷状態が検出されたときに直ちにモータ駆動電流のデューティ比を小さい値に制限する制御を行なわせることにより、モータドライブ回路の構成部品やモータの電機子コイルが熱破壊するのを防ぐようにしている。 Therefore, in the control device disclosed in Patent Document 2, when the motor overload state is detected, control is performed to limit the duty ratio of the motor drive current to a small value immediately, so that the components of the motor drive circuit And the armature coil of the motor is prevented from being thermally destroyed.
しかしながら、特許文献2に示されたように、モータの過負荷状態が検出されたときに直ちにモータの駆動電流のデューティ比を制限する制御を行なわせると、モータの出力トルクが制限されるため、所望の登坂性能が得られなくなるという問題が生じる。 However, as shown in Patent Document 2, if the control for limiting the duty ratio of the drive current of the motor is performed immediately when the overload state of the motor is detected, the output torque of the motor is limited. There arises a problem that the desired climbing performance cannot be obtained.
本発明の目的は、モータが過負荷状態になる運転状態でもモータの性能を可能な限り引き出しながら運転を行なわせることができるようにして、車両の運転性能を大きく犠牲にすることなく、モータドライブ回路の構成部品やモータの電機子コイルの保護を図ることができるようにした電動車両用モータの制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable a motor drive without greatly sacrificing the driving performance of the vehicle by enabling the driving to be performed while pulling out the performance of the motor as much as possible even in the driving state in which the motor is overloaded. An object of the present invention is to provide an electric vehicle motor control apparatus capable of protecting circuit components and motor armature coils.
本発明は、バッテリと、車両の駆動輪を駆動するモータと、車両の走行速度を調節するために操作されるスロットルとを備えた電動車両のモータをスロットルの操作に応じて制御する電動車両用モータの制御装置に係わるもので、本発明においては、モータに供給する駆動電流のデューティ比の情報を含む駆動信号を生成するモータ駆動信号生成手段と、駆動信号により与えられるデューティ比で断続するようにPWM変調された駆動電流をバッテリからモータに供給するモータドライブ回路と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、モータドライブ回路の温度を検出する温度検出手段と、スロットルの開度をスロットル開度として検出するスロットル開度検出手段と、スロットル開度の増大に伴って値が大きくなっていく第1のデューティ比をスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度に対して演算する第1のデューティ比演算手段と、車速検出手段により検出された車速が設定値よりも低いときに温度検出手段により検出された温度の上昇に伴って値が小さくなっていく傾向を示すとともに、検出された車速が低い場合ほど各温度における値が小さい値を示し、かつ検出された温度が制限値に達したときには検出された車速の如何に関わりなく0となる第2のデューティ比を前記温度検出手段により検出された温度と車速検出手段により検出された車速とに対して演算する第2のデューティ比演算手段とが設けられる。モータ駆動信号生成手段は、第1のデューティ比及び第2のデューティ比のうちの小さい方のデューティ比の情報を含む信号を駆動信号として生成するように構成される。 The present invention relates to an electric vehicle that controls a motor of an electric vehicle including a battery, a motor that drives a driving wheel of the vehicle, and a throttle that is operated to adjust a traveling speed of the vehicle in accordance with an operation of the throttle. The present invention relates to a motor control device. In the present invention, motor drive signal generation means for generating a drive signal including information on the duty ratio of the drive current supplied to the motor and the duty ratio given by the drive signal are intermittent. A motor drive circuit for supplying a PWM-modulated drive current from the battery to the motor, a vehicle speed detection means for detecting the running speed of the vehicle, a temperature detection means for detecting the temperature of the motor drive circuit, and a throttle opening degree Throttle opening detection means for detecting the opening, and a first duty that increases as the throttle opening increases. A first duty ratio calculating means for calculating the tee ratio with respect to the throttle opening detected by the throttle opening detecting means, and a temperature detecting means when the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is lower than a set value. As the detected temperature rises, the value tends to decrease. The lower the detected vehicle speed, the smaller the value at each temperature, and the detected temperature reaches the limit value. Second duty ratio calculating means for calculating a second duty ratio that is 0 regardless of the vehicle speed that has been detected, with respect to the temperature detected by the temperature detecting means and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. Provided. The motor drive signal generation means is configured to generate a signal including information on the smaller duty ratio of the first duty ratio and the second duty ratio as a drive signal.
上記のように構成すると、車速が設定値よりも低い状態でモータドライブ回路の温度が上昇していった場合に、モータ駆動電流のデューティ比が制限されるので、登坂走行時等にモータが一時的に過負荷状態になっても、モータドライブ回路の温度が低ければ、第2のデューティ比が第1のデューティ比を下回ることはないため、直ちにモータの駆動電流が制限されることはなく、車両の走行に必要な駆動電流がモータに供給される。車速が低い状態で長時間スロットルの開度が大きい状態に維持されてモータドライブ回路の温度が上昇していった場合には、やがて第2のデューティ比が第1のデューティ比よりも小さくなるため、モータ駆動電流が制限され、モータドライブ回路の構成部品やモータの電機子コイルが熱破壊するのが防止される。 With the above configuration, when the temperature of the motor drive circuit rises while the vehicle speed is lower than the set value, the duty ratio of the motor drive current is limited. Even if an overload condition occurs, if the temperature of the motor drive circuit is low, the second duty ratio does not fall below the first duty ratio, so the motor drive current is not immediately limited, A driving current necessary for traveling of the vehicle is supplied to the motor. When the temperature of the motor drive circuit rises while the throttle opening is kept large for a long time at a low vehicle speed, the second duty ratio will eventually become smaller than the first duty ratio. The motor drive current is limited, and the components of the motor drive circuit and the armature coil of the motor are prevented from being thermally destroyed.
本発明の他の好ましい態様では、上記と同様に構成されたモータ駆動信号生成手段、モータドライブ回路、車速検出手段、温度検出手段と、スロットル開度検出手段、スロットル操作量検出手段、第1のデューティ比演算手段及び第2のデューティ比演算手段の他に更に、スロットルが開かれる方向に操作されているときにはスロットル操作量検出手段により検出されたスロットルの単位時間当たりの操作量に見合った割合で値が増加する傾向を示し、スロットルが閉じられる方向に操作されているときにはスロットル操作量検出手段により検出されたスロットルの単位時間当たりの操作量に見合った割合で値が減少する傾向を示し、スロットルの操作が行なわれていないときには時間の経過に伴って値が0に向かって減少していく第3のデューティ比を、その制限値を定めて演算する第3のデューティ比演算手段と、第2のデューティ比に第3のデューティ比を加算して第4のデューティ比を演算する第4のデューティ比演算手段とが設けられる。この場合、モータ駆動信号生成手段は、第1のデューティ比及び第4のデューティ比のうちの小さい方のデューティ比の情報を含む信号を駆動信号として生成するように構成される。 In another preferred aspect of the present invention, a motor drive signal generation means, a motor drive circuit, a vehicle speed detection means, a temperature detection means, a throttle opening detection means, a throttle operation amount detection means, a first configuration configured as described above. In addition to the duty ratio calculating means and the second duty ratio calculating means, at a rate commensurate with the operation amount per unit time of the throttle detected by the throttle operation amount detecting means when the throttle is operated in the opening direction. The value tends to increase, and when the throttle is operated in the closing direction, the value tends to decrease at a rate commensurate with the throttle operation amount per unit time detected by the throttle operation amount detection means. When the operation is not performed, the third value decreases toward zero as time elapses. A third duty ratio calculating means for calculating the duty ratio by determining the limit value, and a fourth duty ratio calculating for calculating the fourth duty ratio by adding the third duty ratio to the second duty ratio. Means. In this case, the motor drive signal generation means is configured to generate a signal including information on the smaller duty ratio of the first duty ratio and the fourth duty ratio as a drive signal.
上記第3のデューティ比演算手段は、スロットルの単位時間当たりの操作量の増減に応じて所定の割合で増減する補正デューティ比を微小時間間隔で演算する補正デューティ比演算手段と、スロットル開度検出手段により検出されるスロットル開度の変化からスロットルが開く方向に操作されていることが検出されているときに補正デューティ比演算手段が新たに演算した補正デューティ比を前回演算した補正デューティ比に加算し、スロットル開度検出手段により検出されるスロットル開度の変化からスロットルが閉じる方向に操作されていることが検出されているときには補正デューティ比演算手段が新たに演算した補正デューティ比を前回演算した補正デューティ比から減算する演算を行なう補正デューティ比累積手段と、一定時間が経過する毎に補正デューティ比累積手段による演算結果から一定値を減算するデューティ比減算手段と、デューティ比減算手段による演算結果が設定された制限値以下のとき及び負のときにはデューティ比減算手段による演算結果を第3のデューティ比として出力し、デューティ比減算手段による演算結果が制限値を超えているときには該制限値を第3のデューティ比として出力する第3のデューティ比出力手段とにより構成することができる。 The third duty ratio calculation means includes a correction duty ratio calculation means for calculating a correction duty ratio that increases / decreases at a predetermined rate in accordance with an increase / decrease in the operation amount per unit time of the throttle at a minute time interval, and throttle opening detection The corrected duty ratio newly calculated by the correction duty ratio calculation means when the operation of the throttle opening direction is detected from the change in the throttle opening detected by the means is added to the previously calculated correction duty ratio. When it is detected from the change in the throttle opening detected by the throttle opening detection means that the throttle is operated in the closing direction, the correction duty ratio calculation means newly calculated the correction duty ratio previously calculated. Correction duty ratio accumulating means for performing a subtraction operation from the correction duty ratio, and a fixed time Duty ratio subtracting means for subtracting a constant value from the calculation result by the correction duty ratio accumulating means every time it passes, and calculation by the duty ratio subtracting means when the calculation result by the duty ratio subtracting means is less than or equal to the set limit value The result is output as a third duty ratio, and when the calculation result by the duty ratio subtracting means exceeds the limit value, the third duty ratio output means is configured to output the limit value as the third duty ratio. Can do.
上記のように構成すると、車速が低く、モータドライブ回路の温度が高いために、モータの駆動電流を制限する必要がある状態が生じているときでも、車両を加速するためにスロットルが大きく操作されたときには、第3のデューティ比を増加させて、モータの駆動電流を一時的に増加させることができるため、車両の加速性能を犠牲にすることなくモータドライブ回路及びモータの電機子コイルの熱破壊を防止することができる。 With the above configuration, the throttle is greatly operated to accelerate the vehicle even when there is a need to limit the motor drive current because the vehicle speed is low and the temperature of the motor drive circuit is high. In this case, the third duty ratio can be increased to temporarily increase the motor drive current, so that the motor drive circuit and the armature coil of the motor are thermally destroyed without sacrificing the acceleration performance of the vehicle. Can be prevented.
以上のように、本発明によれば、モータの過負荷状態が生じたときに直ちに駆動電流を制限するのではなく、車速が設定値よりも低い状態でモータドライブ回路の温度が上昇した場合にモータの駆動電流を制限するようにしたので、登坂走行時等にモータが一時的に過負荷状態になったときに、モータの駆動電流が直ちに制限されて車両の走行性能が低下するのを防ぐことができ、車両の運転性能を大きく犠牲にすることなく、モータドライブ回路の構成部品やモータの電機子コイルの保護を図ることができる。 As described above, according to the present invention, when the overload state of the motor occurs, the drive current is not limited immediately, but when the temperature of the motor drive circuit rises when the vehicle speed is lower than the set value. Since the motor drive current is limited, when the motor is temporarily overloaded during climbing, etc., the motor drive current is immediately limited to prevent the vehicle's running performance from deteriorating. Therefore, the components of the motor drive circuit and the armature coil of the motor can be protected without greatly sacrificing the driving performance of the vehicle.
また請求項2に記載された発明によれば、車速が低く、モータドライブ回路の温度が高いために、モータの駆動電流を制限する必要がある状態が生じているときであっても、車両を加速するためにスロットルが大きく操作されたときには、モータの駆動電流を一時的に増加させることができるため、車両の加速性能を犠牲にすることなくモータドライブ回路及びモータの電機子コイルの熱破壊を防止することができるという利点が得られる。 According to the second aspect of the present invention, even when the vehicle speed is low and the temperature of the motor drive circuit is high, it is necessary to limit the drive current of the motor. When the throttle is greatly operated for acceleration, the motor drive current can be temporarily increased, so that the motor drive circuit and the armature coil of the motor are destroyed without sacrificing the acceleration performance of the vehicle. The advantage is that it can be prevented.
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図1は本発明の第1の実施形態の構成を示したもので、同図において、図12に示した制御装置の各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。図1において、1はモータ、2は電動車両の駆動輪3にモータ1の回転を伝達するモータ駆動力伝達機構、4はバッテリ、5は車両の走行速度を調整するために操作されるスロットル、6はスロットル5の開度(スロットル開度)を検出して、検出したスロットル開度に比例した電気信号を出力するスロットルセンサである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, parts that are the same as the parts of the control device shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a motor, 2 is a motor driving force transmission mechanism that transmits the rotation of the motor 1 to driving wheels 3 of an electric vehicle, 4 is a battery, 5 is a throttle that is operated to adjust the traveling speed of the vehicle, A throttle sensor 6 detects the opening degree of the throttle 5 (throttle opening degree) and outputs an electric signal proportional to the detected throttle opening degree.
また8は、スロットルセンサ6が出力する電気信号からスロットルの開度を検出するスロットル開度検出手段、9は図3に示したように、スロットル開度の増大に伴って値が大きくなっていく第1のデューティ比DF1をスロットル検出手段8により検出されたスロットル開度に対して演算する第1のデューティ比演算手段である。なおスロットルの開度とは、車速を調節するために操作される部材であるスロットル(アクセルグリップ、アクセルペダル、アクセルレバーなど)の変位量を意味する。
第1のデューティ比演算手段が演算する第1のデューティ比は、従来の制御装置のデューティ比演算手段9′が演算していたデューティ比と同様のものである。10は、第1のデューティ比演算手段9が演算したデューティ比で断続する駆動電流をモータ1に供給するモータ駆動部で、モータ駆動部10は、モータ1に供給する駆動電流のデューティ比の情報を含む駆動信号Vdを生成するモータ駆動信号生成手段11と、モータ1を所定の方向に回転させるために必要な駆動電流を駆動信号Vdにより与えられるデューティ比DFでPWM変調してモータ1に供給するモータドライブ回路12とからなっている。
The first duty ratio calculated by the first duty ratio calculating means is the same as the duty ratio calculated by the duty ratio calculating means 9 'of the conventional control device.
モータドライブ回路12は、通常インバータ回路などと同様に、ブリッジの各辺をMOSFETやIGBTなどのオンオフ制御が自在なスイッチ素子により構成したブリッジ形のスイッチ回路からなっていて、バッテリ4からオン状態にあるスイッチ素子を通してモータ1に駆動電流を供給する。
The
モータ駆動信号生成手段11は、モータドライブ回路のスイッチ素子の内、モータ1に駆動電流を流す際にオン状態にする必要があるスイッチ素子に与える駆動信号を生成する。モータドライブ回路12がブリッジ形のスイッチ回路からなっている場合、モータ駆動信号生成手段11は、スイッチ回路のブリッジの上辺を構成する複数のスイッチ素子から選択した一つのスイッチ素子をオン状態にするための駆動信号と、ブリッジの下辺を構成する複数のスイッチ素子から選択した他のスイッチ素子をオン状態にするための駆動信号とからなる一対の駆動信号を生成し、これら一対の駆動信号の少なくとも一方を、デューティ比演算手段9により演算されたデューティ比DFで断続する波形とする。これにより、デューティ比演算手段9により演算されたデューティ比DFで断続する波形の駆動電流を、バッテリ4からモータドライブ回路12を通してモータ1に流す。
The motor drive signal generation means 11 generates a drive signal to be given to a switch element that needs to be turned on when a drive current is supplied to the motor 1 among the switch elements of the motor drive circuit. When the
以上の各部のうち、モータ駆動信号生成手段11以外の部分は、従来の制御装置と同様に構成されている。本発明においては、従来の構成に加えて更に、モータ1の回転軸が微小角度回転する毎にパルスを発生するロータリエンコーダ20と、ロータリエンコーダ20の出力から車速(車両の走行速度)を検出する車速検出手段21と、モータドライブ回路12の温度を検出する温度検出手段22と、車速検出手段21により検出された車速と温度検出手段22により検出されたモータドライブ回路の温度とに対して第2のデューティ比DF2を演算する第2のデューティ比演算手段23とが設けられ、第2のデューティ比DF2が第1のデューティ比DF1とともにモータ駆動信号生成手段11に入力されている。
Of the above components, the portions other than the motor drive signal generating means 11 are configured in the same manner as in the conventional control device. In the present invention, in addition to the conventional configuration, a
図1に示した実施形態では、スロットル開度検出手段8と、第1のデューティ比演算手段9と、モータ駆動信号生成手段11及びモータドライブ回路12からなるモータ駆動部10と、車速検出手段21と、温度検出手段22と、第2のデューティ比演算手段23とによりモータ制御部7が構成されている。
In the embodiment shown in FIG. 1, a throttle opening degree detection means 8, a first duty ratio calculation means 9, a
車速検出手段21は、ロータリエンコーダ20がパルスを発生する間隔と、モータ駆動力伝達機構2の減速比とから車速を演算する。モータ駆動力伝達機構2に変速比が可変の変速機が設けられている場合には、該変速機の変速比を検出するセンサの出力信号が車速検出手段21に与えられる。
The vehicle speed detection means 21 calculates the vehicle speed from the interval at which the
温度検出手段22は、モータドライブ回路12のスイッチ素子の温度の情報を取得する手段で、この温度検出手段22は、例えば、モータドライブ回路12を構成するスイッチ素子が取り付けられたヒートシンクの温度を検出する温度センサと、該温度センサの出力をデジタル信号に変換するA/D変換器とにより構成される。
The temperature detection means 22 is means for acquiring information on the temperature of the switch element of the
第2のデューティ比演算手段23は、車速検出手段により検出された車速が設定値よりも低いときに温度検出手段22により検出された温度の上昇に伴って値が小さくなっていく傾向を示すとともに、検出された車速が低い場合ほど各温度における値が小さい値を示し、かつ検出された温度が制限値に達したときには検出された車速の如何に関わりなく0となる第2のデューティ比DF2を温度検出手段22により検出された温度と車速検出手段21により検出された車速とに対して演算する。 The second duty ratio calculation means 23 shows a tendency that the value decreases as the temperature detected by the temperature detection means 22 increases when the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means is lower than the set value. The lower the detected vehicle speed, the smaller the value at each temperature, and when the detected temperature reaches the limit value, the second duty ratio DF2 is 0 regardless of the detected vehicle speed. Calculation is performed on the temperature detected by the temperature detection means 22 and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 21.
上記車速の設定値は、スロットルの開度を大きくした状態でも、通常はモータの過負荷状態を生じることなく走行し得る回転速度領域の下限値を与える値で、例えば15km/hに設定する。すなわち、車速が設定値以上である場合には、スロットルの開度を大きくして運転しても通常はモータが過負荷状態(そのまま放置するとやがてモータドライブ回路のスイッチ素子の温度及び電機子コイルの温度が許容値を超える状態)にならないが、車速が設定値を下回る状態では、スロットルの開度を大きくして運転するとモータが過負荷状態になって、やがてモータドライブ回路のスイッチ素子の温度及び電機子コイルの温度が許容値を超えてしまう。 The set value of the vehicle speed is a value that gives a lower limit value of a rotational speed region that can normally travel without causing an overload condition of the motor even when the throttle opening is increased, and is set to 15 km / h, for example. In other words, when the vehicle speed is equal to or higher than the set value, the motor is normally overloaded even when the throttle is opened at a large value (if left as it is, the temperature of the switch element of the motor drive circuit and the armature coil When the vehicle speed is lower than the set value, the motor becomes overloaded when the throttle is opened and the temperature of the switch element of the motor drive circuit and The temperature of the armature coil exceeds the allowable value.
通常、モータドライブ回路12を構成するスイッチ素子としては、モータの駆動電流の定格値に見合った電流容量を有するものを用いるので、モータの駆動電流が定格値を超えてモータが過負荷状態になり、電機子コイルの温度が許容値を超える状態では、モータドライブ回路のスイッチ素子の温度も許容限界値を超える。従って、モータドライブ回路12を構成するスイッチ素子の温度を検出することにより、電機子コイルの温度が許容値を超えているか否かの情報をも得ることができる。
Normally, as the switch element constituting the
第2のデューティ比DF2は、温度検出手段22が検出した温度と、車速検出手段21が検出した車速とに対してマップを検索して、補間演算を行うことにより求められる。第2のデューティ比DF2を演算するマップは、モータドライブ回路12の温度と車速と第2のデューティ比DF2との間の関係をテーブルの形にまとめたもので、このマップは、車速が設定値未満の低い状態でスロットルが増速側に大きく操作された状態で運転されたときに、モータドライブ回路12のスイッチ素子及びモータ1の電機子コイルが熱破壊するおそれがない値まで駆動電流を制限することができるデューティ比の値を、車速及びモータドライブ回路の温度に対して演算することができるように作成される。
The second duty ratio DF2 is obtained by searching a map for the temperature detected by the temperature detection means 22 and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 21 and performing an interpolation calculation. The map for calculating the second duty ratio DF2 is a table in which the relationship among the temperature of the
本実施形態で用いる第2のデューティ比演算用マップの構成例を図5に示した。図5に示した例では、車速の設定値が15km/hに設定され、モータドライブ回路12のスイッチ素子の制限値が80℃に設定されている。この例では、例えば、車速が5km/hでモータドライブ回路の温度が60℃の場合、第2のデューティ比DF2の値は46%となる。
A configuration example of the second duty ratio calculation map used in this embodiment is shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, the set value of the vehicle speed is set to 15 km / h, and the limit value of the switch element of the
モータ駆動信号生成手段11は、第1のデューティ比DF1及び第2のデューティ比DF2のうちの小さい方のデューティ比の情報を含む信号を駆動信号Vdとして生成するように構成されている。本実施例では、モータ駆動信号生成手段11が、第1のデューティ比DF1及び第2のデューティ比DF2のうちの小さい方のデューティ比で断続する波形の駆動信号(スイッチ素子をオン状態にするための信号)をモータドライブ回路12の各スイッチ素子の制御端子に与える。
The motor drive signal generation means 11 is configured to generate a signal including information on the smaller duty ratio of the first duty ratio DF1 and the second duty ratio DF2 as the drive signal Vd. In the present embodiment, the motor drive signal generation means 11 has a waveform drive signal (in order to turn on the switch element) that is intermittent at the smaller duty ratio of the first duty ratio DF1 and the second duty ratio DF2. Is provided to the control terminal of each switch element of the
図1に示した車速検出手段21、温度検出手段22、第1のデューティ比演算手段9、第2のデューティ比演算手段23及びモータ駆動信号生成手段11は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成される。 The vehicle speed detection means 21, temperature detection means 22, first duty ratio calculation means 9, second duty ratio calculation means 23, and motor drive signal generation means 11 shown in FIG. 1 cause the microprocessor to execute a predetermined program. It is constituted by.
マイクロプロセッサは、スロットル開度に対して第1のデューティ比DF1を演算する処理を微小時間間隔で実行して第1のデューティ比演算手段9を構成する。図2は、第1のデューティ比演算手段9を構成するためにマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムを示したもので、この処理においては、先ずステップS001で、スロットルセンサの出力をデジタル値に変換しているA/D変換器の出力を読み込んでスロットル開度を検出し、ステップS002で、スロットル開度に対して図3のように変化する第1のデューティ比DF1を演算する。この第1のデューティ比の演算はマップ演算によってもよく、演算式によってもよい。 The microprocessor configures the first duty ratio calculation means 9 by executing processing for calculating the first duty ratio DF1 with respect to the throttle opening at a minute time interval. FIG. 2 shows an algorithm of processing executed by the microprocessor to constitute the first duty ratio calculating means 9. In this processing, first, in step S001, the output of the throttle sensor is converted into a digital value. The output of the A / D converter is read to detect the throttle opening, and in step S002, the first duty ratio DF1 that changes as shown in FIG. 3 with respect to the throttle opening is calculated. The calculation of the first duty ratio may be a map calculation or an arithmetic expression.
マイクロプロセッサはまた、微小時間間隔でロータリエンコーダ20の出力パルスの発生間隔または周波数から車両の走行速度を演算し、車両の走行速度を演算する毎に、第2のデューティ比演算手段23を構成するための処理を行う。図4は第2のデューティ比を演算するために微小時間間隔でマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムを示したもので、この処理では先ずステップS101で車速を検出し、ステップS102でモータドライブ回路の温度を検出している温度センサの出力をデジタル値に変換しているA/D変換器の出力を読み込んでモータドライブ回路の温度を検出する。そしてステップS103で、図5のように作成されてマイクロプロセッサのROMに記憶された第2のデューティ比演算用マップを車速とモータドライブ回路の温度とに対して検索して、検索した値に補間演算を施すことにより、第2のデューティ比DF2を演算する。例えば、車速が5km/hで、モータドライブ回路12の温度が60℃の場合、第2のデューティ比DF2の演算結果は46%となる。
The microprocessor also calculates the vehicle travel speed from the output pulse generation interval or frequency of the
マイクロプロセッサはまた、微小時間間隔で図6に示す処理を実行して、モータ駆動信号生成手段11を構成する。この処理においては、ステップS201において第1のデューティ比DF1と第2のデューティ比DF2とを比較し、第1のデューティ比DF1が第2のデューティ比DF2よりも小さいときにはステップS202に進んで第1のデューティ比DF1で断続する波形の駆動信号をモータドライブ回路12の所定のスイッチ素子の制御端子に与える。また第1のデューティ比DF1と第2のデューティ比DF2とを比較した結果、第2のデューティ比DF2が第1のデューティ比DF1以下であると判定されたときには、ステップS203に進んで第2のデューティ比DF2で断続する波形の駆動信号をモータドライブ回路12の所定のスイッチ素子に与える。
The microprocessor also executes the processing shown in FIG. 6 at a minute time interval to constitute the motor drive signal generation means 11. In this process, the first duty ratio DF1 and the second duty ratio DF2 are compared in step S201, and when the first duty ratio DF1 is smaller than the second duty ratio DF2, the process proceeds to step S202 and the first duty ratio DF1 is increased. A drive signal having an intermittent waveform with a duty ratio DF1 is applied to the control terminal of a predetermined switch element of the
例えば、第1のデューティ比DF1の演算結果が50%で、第2のデューティ比DF2の演算結果が46%の場合、モータ駆動信号生成手段11は、第2のデューティ比DF2(=46%)で断続する波形の駆動信号をモータドライブ回路の所定のスイッチ素子に与える。
For example, when the calculation result of the first duty ratio DF1 is 50% and the calculation result of the second duty ratio DF2 is 46%, the motor drive
モータドライブ回路12は、モータ駆動信号生成手段11から与えられる駆動信号に応じて所定のスイッチ素子をオンオフさせることによりバッテリ4からモータ1の電機子コイルに供給する駆動電流をPWM変調された波形として、スロットルの開度に見合った大きさの平均値を有する駆動電流をモータ1の電機子コイルに供給する。
The
上記のように構成すると、登坂走行時にモータの回転速度が低下したときに、モータの駆動電流を制限してモータドライブ回路の構成部品やモータの電機子コイルが熱破壊するのを防ぐことができる。またモータの過負荷状態が生じたときに直ちに駆動電流が制限されることはなく、車速が設定値よりも低い状態でスロットルが大きく開かれて、モータドライブ回路の温度が上昇した場合にモータの駆動電流が制限されるため、登坂走行時等にモータが一時的に過負荷状態になったときに、モータの駆動電流が直ちに制限されて車両の走行性能が低下するといった不具合が生じるのを防ぐことができ、車両の運転性能を大きく犠牲にすることなく、モータドライブ回路の構成部品やモータの電機子コイルを熱破壊から保護することができる。 If comprised as mentioned above, when the rotational speed of a motor falls at the time of hill-climbing driving, the drive current of a motor can be restrict | limited and it can prevent that the component of a motor drive circuit and the armature coil of a motor are thermally destroyed. . Also, when the motor overload condition occurs, the drive current is not immediately limited, and when the vehicle speed is lower than the set value and the throttle is opened widely, the motor drive circuit temperature rises. Since the drive current is limited, when the motor is temporarily overloaded during climbing, etc., it prevents the motor drive current from being immediately limited to reduce the vehicle running performance. Therefore, the components of the motor drive circuit and the armature coil of the motor can be protected from thermal destruction without greatly sacrificing the driving performance of the vehicle.
上記の実施形態では、登坂走行時だけでなく、平地を走行している状態でも、モータの駆動電流に制限がかかるため、車両の加速性能が低下するおそれがある。図7はこのような問題が生じるのを防ぐことができる本発明の第2の実施形態の構成を示したものである。この実施形態においては、図1に示した実施形態の構成に加えて更に、スロットルの単位時間当たりの操作量を検出するスロットル操作量検出手段25と、運転者により加速操作が行われたときに第2のデューティ比を修正して、車両の加速性能が低下するのを抑制するため、スロットルの単位時間当たりの操作量に対して第3のデューティ比DF3を演算する第3のデューティ比演算手段26と、第2のデューティ比DF2に第3のデューティ比DF3を加算して第4のデューティ比DF4を演算する第4のデューティ比演算手段27とが設けられている。 In the above embodiment, not only when traveling on an uphill, but also when traveling on flat ground, the motor drive current is limited, so the acceleration performance of the vehicle may be reduced. FIG. 7 shows the configuration of the second embodiment of the present invention that can prevent the occurrence of such a problem. In this embodiment, in addition to the configuration of the embodiment shown in FIG. 1, the throttle operation amount detection means 25 for detecting the operation amount per unit time of the throttle, and when the acceleration operation is performed by the driver Third duty ratio calculating means for calculating the third duty ratio DF3 with respect to the operation amount per unit time of the throttle in order to correct the second duty ratio and suppress the deterioration of the acceleration performance of the vehicle. 26 and fourth duty ratio calculating means 27 for calculating the fourth duty ratio DF4 by adding the third duty ratio DF3 to the second duty ratio DF2.
第3のデューティ比演算手段26が演算する第3のデューティ比DF3は、スロットルが開方向に操作されているときと、閉方向に操作されているときとで異なる値を示す。本実施形態で演算される第3のデューティ比DF3は、スロットルが開方向に操作されているときにはスロットル操作量検出手段により検出されたスロットルの単位時間当たりの操作量に見合った割合で値が増加する傾向を示し、スロットルが閉方向に操作されているときにはスロットル操作量検出手段により検出されたスロットルの単位時間当たりの操作量に見合った割合で値が減少する傾向を示す。またスロットルの操作が行なわれていないときには時間の経過に伴って値が0に向かって減少していく傾向を示す。この第3のデューティ比は、スロットルが開方向に操作され続けたときに過大な値になるのを防ぐため、設定された制限値を超えないよう演算される。 The third duty ratio DF3 calculated by the third duty ratio calculating means 26 shows different values when the throttle is operated in the opening direction and when the throttle is operated in the closing direction. The third duty ratio DF3 calculated in the present embodiment increases at a rate commensurate with the operation amount per unit time of the throttle detected by the throttle operation amount detection means when the throttle is operated in the opening direction. When the throttle is operated in the closing direction, the value tends to decrease at a rate commensurate with the throttle operation amount per unit time detected by the throttle operation amount detection means. Further, when the throttle is not operated, the value tends to decrease toward 0 with the passage of time. The third duty ratio is calculated so as not to exceed a set limit value in order to prevent an excessive value when the throttle is continuously operated in the opening direction.
図示の例では、第3のデューティ比演算手段26が、スロットルの単位時間当たりの操作量の増減に応じて所定の割合で図8に示すように増減する補正デューティ比を微小時間間隔で演算する補正デューティ比演算手段28と、スロットル開度検出手段8により検出されるスロットル開度の変化からスロットルが開く方向に操作されていることが検出されているときに補正デューティ比演算手段28が新たに演算した補正デューティ比を前回演算した補正デューティ比に加算し、スロットル開度検出手段8により検出されるスロットル開度の変化からスロットルが閉じる方向に操作されていることが検出されているときには補正デューティ比演算手段28が新たに演算した補正デューティ比を前回演算した補正デューティ比から減算する演算を行なう補正デューティ比累積手段29と、一定時間が経過する毎に補正デューティ比累積手段29による演算結果から一定値を減算するデューティ比減算手段30と、デューティ比減算手段による演算結果が設定された制限値以下のとき及び負のときにはデューティ比減算手段による演算結果を第3のデューティ比DF3として出力し、デューティ比減算手段による演算結果が制限値を超えているときには該制限値を第3のデューティ比DF3として出力する第3のデューティ比出力手段31とにより構成されている。 In the example shown in the figure, the third duty ratio calculating means 26 calculates a correction duty ratio that increases or decreases at a predetermined rate according to increase or decrease of the operation amount per unit time of the throttle as shown in FIG. When it is detected from the change in the throttle opening detected by the correction duty ratio calculation means 28 and the throttle opening detection means 8 that the throttle is opened, the correction duty ratio calculation means 28 is newly added. The calculated correction duty ratio is added to the previously calculated correction duty ratio, and when it is detected from the change in the throttle opening detected by the throttle opening detection means 8 that the throttle is closed, the correction duty ratio is corrected. Calculation for subtracting the corrected duty ratio newly calculated by the ratio calculating means 28 from the previously calculated corrected duty ratio The correction duty ratio accumulating means 29 to be performed, the duty ratio subtracting means 30 for subtracting a constant value from the calculation result by the correction duty ratio accumulating means 29 every time a fixed time elapses, and the limit in which the calculation result by the duty ratio subtraction means is set When the value is less than or equal to the value and when negative, the calculation result by the duty ratio subtraction means is output as the third duty ratio DF3, and when the calculation result by the duty ratio subtraction means exceeds the limit value, the limit value is output as the third duty ratio. It is comprised with the 3rd duty ratio output means 31 output as DF3.
この場合、モータ駆動信号生成手段11は、第1のデューティ比及び第4のデューティ比のうちの小さい方のデューティ比の情報を含む信号を駆動信号として生成するように構成される。
In this case, the motor drive
上記第3のデューティ比DF3を演算するために微小時間が経過する毎にマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムを図9に示した。このアルゴリズムによる場合には、先ずステップS301において、スロットルセンサの出力をA/D変換しているA/D変換器からの入力信号(スロットル開度)を読み込んで、今回読み込んだスロットル開度と前回読み込んだスロットル開度との差から単位時間当たりのスロットル操作量を検出する。次いでステップS302において、図8に示したような補正デューティ比と単位時間当たりのスロットル操作量との間を関係を与えるマップを用いて、単位時間当たりのスロットル操作量に対して補正デューティ比を演算する。図8に示したマップを用いる場合、単位時間当たりのスロットル操作量が40%であるときに、補正デューティ比は10%となる。 FIG. 9 shows an algorithm of processing that is executed by the microprocessor every time a minute time elapses in order to calculate the third duty ratio DF3. In the case of this algorithm, first, in step S301, an input signal (throttle opening) from an A / D converter that performs A / D conversion on the output of the throttle sensor is read, and the throttle opening read this time and the previous time are read. The throttle operation amount per unit time is detected from the difference from the read throttle opening. Next, in step S302, the correction duty ratio is calculated with respect to the throttle operation amount per unit time using a map that gives a relationship between the correction duty ratio and the throttle operation amount per unit time as shown in FIG. To do. When the map shown in FIG. 8 is used, when the throttle operation amount per unit time is 40%, the correction duty ratio is 10%.
次いで、ステップS303において、スロットルが開く方向(増速側)に操作されているか閉じる方向に操作されているかを判定する。その結果、スロットルが開く方向に操作されていると判定されたときには、ステップS304に進んで前回の第3のデューティ比の演算結果(初期値は0)に、ステップS302で演算された補正デューティ比を加算する。またステップS303において、スロットルが閉じる方向に操作されていると判定されたときには、ステップS305に進んで前回の第3のデューティ比の演算結果(初期値は0)からステップS302で演算された補正デューティ比を減算する。次いでステップS306において、単位時間が経過する毎にステップS304またはS305での演算結果から一定間の時間を減算する。スロットルが操作されなくなったときには、ステップS306において行われる減算により、第3のデューティ比DF3が減少していって、やがて0%になる。 Next, in step S303, it is determined whether the throttle is operated in the opening direction (accelerating side) or in the closing direction. As a result, when it is determined that the throttle is operated in the opening direction, the process proceeds to step S304, and the corrected duty ratio calculated in step S302 is added to the previous third duty ratio calculation result (initial value is 0). Is added. If it is determined in step S303 that the throttle is operated in the closing direction, the process proceeds to step S305, and the corrected duty calculated in step S302 from the previous third duty ratio calculation result (initial value is 0). Subtract the ratio. Next, in step S306, every time the unit time elapses, a certain period of time is subtracted from the calculation result in step S304 or S305. When the throttle is no longer operated, the third duty ratio DF3 is decreased by the subtraction performed in step S306 and eventually becomes 0%.
第3のデューティ比が過大な値になるのを防ぐため、次いで、ステップS307において、ステップS306での演算結果と予め設定しておいた第3のデューティ比の制限値とを比較し、ステップ306での演算結果が制限値よりも大きいときにはステップS308に進んで制限値を第3のデューティ比DF3として出力した後、ステップS309で今回出力した第3のデューティ比を前回の第3のデューティ比としてこの処理を終了する。 In order to prevent the third duty ratio from becoming an excessive value, in step S307, the calculation result in step S306 is compared with a preset limit value of the third duty ratio. When the calculation result in step S308 is larger than the limit value, the process proceeds to step S308, where the limit value is output as the third duty ratio DF3, and then the third duty ratio output this time in step S309 is set as the previous third duty ratio. This process ends.
ステップS307において、ステップS306での演算結果が制限値以下であると判定されたときには、ステップS310に進んでステップS306での演算結果が負であるか否かを判定し、ステップS306での演算結果が負であると判定されたときにはステップS311において第3のデューティ比DF3を0とした後ステップS309に進んで今回出力した第3のデューティ比を前回の第3のデューティ比とする。またステップS310において、ステップS306での演算結果が正であると判定されたときにはステップS312に進んで、ステップS306での演算結果を第3のデューティ比DF3として出力し、ステップS309に進んで今回出力した第3のデューティ比を前回の第3のデューティ比とした後、この処理を終了する。 In step S307, when it is determined that the calculation result in step S306 is equal to or less than the limit value, the process proceeds to step S310, where it is determined whether the calculation result in step S306 is negative, and the calculation result in step S306. Is determined to be negative, the third duty ratio DF3 is set to 0 in step S311, and then the process proceeds to step S309 to set the third duty ratio output this time as the previous third duty ratio. In step S310, when it is determined that the calculation result in step S306 is positive, the process proceeds to step S312 and the calculation result in step S306 is output as the third duty ratio DF3, and the process proceeds to step S309 and is output this time. After the third duty ratio is set to the previous third duty ratio, this process is terminated.
ここで、具体例として、スロットルが開動作を行っているとし、前回の第3のデューティ比(初期値0%)を0%、補正デューティ比を10%、単位時間当たりに第3のデューティ比の演算値から減算する値を0.1%、第3のデューティ比の制限値を30%として、第3のデューティ比の演算を10msec毎に行うものとすると、第3のデューティ比の演算結果は、0%+10%−0.1%=9.9%となる。10msec後にはこの値が前回の第3のデューティ比となる。10msec後の補正デューティ比の演算結果を15%とすると、10msec後の第3のデューティ比の演算結果は、9.9%+15%−0.1%=24.8%となり、20msec後にはこの値が前回の第3のデューティ比の値になる。20msec後の補正デューティ比の演算結果を8%とすると、20msec後の第3のデューティ比の演算結果は、24.8%+8%−0.1%=32.7%となる。この値は制限値30%を超えるため、第3のデューティ比の演算結果は30%となる。30msec後にはこの値が前回の第3のデューティ比となる。以下同様の演算が繰り返される。
Here, as a specific example, assuming that the throttle is opening, the previous third duty ratio (
スロットルが閉動作を行っているときには、前回の第3のデューティ比から補正デューティ比を減算し、その後単位時間毎に一定値を減算した値を第3のデューティ比とする。第3のデューティ比の演算結果が負になったときには、第3のデューティ比を0とする。例えば、前回の第3のデューティ比を20%、補正デューティ比を8%、単位時間毎に減算する値を0.1%と、第3のデューティ比の演算を10msec毎に行うものとすると、第3のデューティ比の演算結果は、20%−8%−0.1%=11.9%となる。10msec後にはこの値が前回の第3のデューティ比となる。10msec後の補正デューティ比の演算結果を12%とすると、10msec後の第3のデューティ比の演算結果は、11.9%−12%−0.1%=−0.2%となる。この値は負であるため、第3のデューティ比の演算結果は0%となる。20msecにはこの値を前回の第3のデューティ比の値として同様の演算を繰り返す。 When the throttle is closing, the correction duty ratio is subtracted from the previous third duty ratio, and then a value obtained by subtracting a constant value for each unit time is set as the third duty ratio. When the calculation result of the third duty ratio becomes negative, the third duty ratio is set to zero. For example, assuming that the previous third duty ratio is 20%, the correction duty ratio is 8%, the value to be subtracted every unit time is 0.1%, and the third duty ratio is calculated every 10 msec. The calculation result of the third duty ratio is 20% -8% -0.1% = 11.9%. After 10 msec, this value becomes the previous third duty ratio. If the calculation result of the correction duty ratio after 10 msec is 12%, the calculation result of the third duty ratio after 10 msec is 11.9% −12% −0.1% = − 0.2%. Since this value is negative, the calculation result of the third duty ratio is 0%. In 20 msec, the same calculation is repeated with this value as the value of the previous third duty ratio.
図9に示したアルゴリズムによる場合には、ステップS301によりスロットル操作量検出手段25が構成され、ステップS302により補正デューティ比演算手段が構成される。またステップS303ないしS305により、補正デューティ比累積手段29が構成され、ステップS306により、デューティ比減算手段30が構成される。更にステップS307ないしS312により、第3のデューティ比出力手段31が構成される。
In the case of the algorithm shown in FIG. 9, the throttle operation amount detection means 25 is configured by step S301, and the corrected duty ratio calculation means is configured by step S302. In addition, the corrected duty
図10は、第4のデューティ比演算手段27を構成するために、第3のデューティ比が出力される毎にマイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムを示したもので、この処理においては、第2のデューティ比に第3のデューティ比を加算して第4のデューティ比DF4を演算する。例えば、第2のデューティ比の演算結果を46%、第3のデューティ比の演算結果を19.9%とすると、第4のデューティ比の演算結果は46%+19.9%=65.9%となる。 FIG. 10 shows an algorithm of processing to be executed by the microprocessor every time the third duty ratio is output in order to configure the fourth duty ratio calculation means 27. In this processing, The fourth duty ratio DF4 is calculated by adding the third duty ratio to the duty ratio. For example, if the calculation result of the second duty ratio is 46% and the calculation result of the third duty ratio is 19.9%, the calculation result of the fourth duty ratio is 46% + 19.9% = 65.9%. It becomes.
また図11は、モータ駆動信号生成手段11を構成するために微小時間毎にマイクロプロセッサに実行させる処理を示したもので、この処理においては、ステップS501において第1のデューティ比DF1と第4のデューティ比DF4とを比較し、第1のデューティ比DF1が第4のデューティ比DF4よりも小さいときにはステップS502に進んで第1のデューティ比DF1で断続する波形の駆動信号をモータドライブ回路12の所定のスイッチ素子の制御端子に与える。また第1のデューティ比DF1と第4のデューティ比DF4とを比較した結果、第4のデューティ比DF4が第1のデューティ比DF1以下であると判定されたときには、ステップS503に進んで第4のデューティ比DF4で断続する波形の駆動信号をモータドライブ回路12の所定のスイッチ素子に与える。
FIG. 11 shows a process executed by the microprocessor every minute time in order to configure the motor drive signal generating means 11. In this process, the first duty ratio DF1 and the fourth duty ratio are changed in step S501. The duty ratio DF4 is compared. When the first duty ratio DF1 is smaller than the fourth duty ratio DF4, the process proceeds to step S502, and a drive signal having a waveform intermittent at the first duty ratio DF1 is given to the
例えば、第1のデューティ比の演算結果が80%、第4のデューティ比の演算結果が65.9%である場合、第4のデューティ比の演算結果を駆動電流のデューティ比として、このデューティ比65.9%で断続する波形の駆動信号を出力する。 For example, when the calculation result of the first duty ratio is 80% and the calculation result of the fourth duty ratio is 65.9%, the calculation result of the fourth duty ratio is set as the duty ratio of the drive current, and this duty ratio is calculated. A drive signal having an intermittent waveform at 65.9% is output.
上記のような制御を行うと、スロットルが開かれたときに第4のデューティ比が増加し、出力されるモータの駆動電流が増加するため、平地を走行している通常走行において、モータドライブ回路の温度が上昇している状態で車速が設定値以下になったときに、駆動電流が制限されて加速性能が低下するのを防ぐことができる。また一定の時間が経過した後は第3のデューティ比が0%となって、第4のデューティ比が第2のデューティ比に等しくなるため、モータの駆動電流に制限がかかって、モータドライブ回路12やモータ1が熱破壊するのが防止される。
When the control as described above is performed, the fourth duty ratio is increased when the throttle is opened, and the motor drive current that is output is increased. It is possible to prevent the acceleration performance from being reduced due to the drive current being limited when the vehicle speed becomes equal to or lower than the set value while the temperature of the engine is rising. In addition, after the fixed time has elapsed, the third duty ratio becomes 0% and the fourth duty ratio becomes equal to the second duty ratio, so that the motor drive current is limited, and the
1 モータ
2 モータ駆動力伝達機構
3 駆動輪
4 バッテリ
5 スロットル
6 スロットルセンサ
7 モータ制御部
8 スロットル開度検出手段
9 第1のデューティ比演算手段
10 モータ駆動部
11 モータ駆動信号生成手段
12 モータドライブ回路
20 ロータリエンコーダ
21 車速検出手段
22 温度検出手段
23 第2のデューティ比演算手段
25 スロットル操作量検出手段
26 第3のデューティ比演算手段
27 第4のデューティ比演算手段
28 補正デューティ比演算手段
29 補正デューティ比累積手段
30 デューティ比減算手段
31 第3のデューティ比出力手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Motor drive force transmission mechanism 3 Drive wheel 4 Battery 5 Throttle 6
Claims (3)
前記モータに供給する駆動電流のデューティ比の情報を含む駆動信号を生成するモータ駆動信号生成手段と、
前記駆動信号により与えられるデューティ比で断続するようにPWM変調された駆動電流を前記バッテリから前記モータに供給するモータドライブ回路と、
前記車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
前記モータドライブ回路の温度を検出する温度検出手段と、
前記スロットルの開度をスロットル開度として検出するスロットル開度検出手段と、
前記スロットル開度の増大に伴って値が大きくなっていく第1のデューティ比を前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度に対して演算する第1のデューティ比演算手段と、
前記車速検出手段により検出された車速が設定値よりも低いときに前記温度検出手段により検出された温度の上昇に伴って値が小さくなっていく傾向を示すとともに、検出された車速が低い場合ほど各温度における値が小さい値を示し、かつ検出された温度が制限値に達したときには検出された車速の如何に関わりなく0となる第2のデューティ比を前記温度検出手段により検出された温度と前記車速検出手段により検出された車速とに対して演算する第2のデューティ比演算手段と、
を具備し、
前記モータ駆動信号生成手段は、前記第1のデューティ比及び第2のデューティ比のうちの小さい方のデューティ比の情報を含む信号を前記駆動信号として生成するように構成されていること、
を特徴とする電動車両用モータの制御装置。 An electric vehicle motor for controlling the motor of an electric vehicle according to the operation of the throttle, comprising: a battery; a motor for driving a driving wheel of the vehicle; and a throttle operated to adjust a traveling speed of the vehicle. A control device of
Motor drive signal generating means for generating a drive signal including information on a duty ratio of a drive current supplied to the motor;
A motor drive circuit for supplying a drive current modulated by PWM so as to be intermittent at a duty ratio given by the drive signal from the battery to the motor;
Vehicle speed detection means for detecting the traveling speed of the vehicle;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the motor drive circuit;
Throttle opening detection means for detecting the throttle opening as the throttle opening;
First duty ratio calculating means for calculating a first duty ratio that increases as the throttle opening increases with respect to the throttle opening detected by the throttle opening detecting means;
When the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means is lower than a set value, the value tends to decrease as the temperature detected by the temperature detection means increases, and as the detected vehicle speed is lower When the detected temperature reaches a limit value and the detected temperature reaches a limit value, the second duty ratio that becomes 0 regardless of the detected vehicle speed is the temperature detected by the temperature detecting means. Second duty ratio calculating means for calculating the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means;
Comprising
The motor drive signal generation means is configured to generate a signal including information on a smaller duty ratio of the first duty ratio and the second duty ratio as the drive signal;
A control apparatus for an electric vehicle motor.
前記モータに供給する駆動電流のデューティ比の情報を含む駆動信号を生成するモータ駆動信号生成手段と、
前記駆動信号により与えられるデューティ比で断続するようにPWM変調された駆動電流を前記バッテリから前記モータに供給するモータドライブ回路と、
前記車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
前記モータドライブ回路の温度を検出する温度検出手段と、
前記スロットルの開度をスロットル開度として検出するスロットル開度検出手段と、
前記スロットルの単位時間当たりの操作量を検出するスロットル操作量検出手段と、
前記スロットル開度の増大に伴って値が大きくなっていく第1のデューティ比を前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度に対して演算する第1のデューティ比演算手段と、
前記車速検出手段により検出された車速が設定値よりも低いときに前記温度検出手段により検出された温度の上昇に伴って値が小さくなっていく傾向を示すとともに、検出された車速が低い場合ほど各温度における値が小さい値を示し、かつ検出された温度が制限値に達したときには検出された車速の如何に関わりなく0となる第2のデューティ比を前記温度検出手段により検出された温度と前記車速検出手段により検出された車速とに対して演算する第2のデューティ比演算手段と、
前記スロットルが開かれる方向に操作されているときには前記スロットル操作量検出手段により検出されたスロットルの単位時間当たりの操作量に見合った割合で値が増加する傾向を示し、前記スロットルが閉じられる方向に操作されているときには前記スロットル操作量検出手段により検出されたスロットルの単位時間当たりの操作量に見合った割合で値が減少する傾向を示し、前記スロットルの操作が行なわれていないときには時間の経過に伴って値が0に向かって減少していく第3のデューティ比を、その制限値を定めて演算する第3のデューティ比演算手段と、
前記第2のデューティ比に第3のデューティ比を加算して第4のデューティ比を演算する第4のデューティ比演算手段と、
を具備し、
前記モータ駆動信号生成手段は、前記第1のデューティ比及び第4のデューティ比のうちの小さい方のデューティ比の情報を含む信号を前記駆動信号として生成するように構成されていること、
を特徴とする電動車両用モータの制御装置。 An electric vehicle motor for controlling the motor of an electric vehicle according to the operation of the throttle, comprising: a battery; a motor for driving a driving wheel of the vehicle; and a throttle operated to adjust a traveling speed of the vehicle. A control device of
Motor drive signal generating means for generating a drive signal including information on a duty ratio of a drive current supplied to the motor;
A motor drive circuit for supplying a drive current modulated by PWM so as to be intermittent at a duty ratio given by the drive signal from the battery to the motor;
Vehicle speed detection means for detecting the traveling speed of the vehicle;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the motor drive circuit;
Throttle opening detection means for detecting the throttle opening as the throttle opening;
Throttle operation amount detection means for detecting an operation amount per unit time of the throttle;
First duty ratio calculating means for calculating a first duty ratio that increases as the throttle opening increases with respect to the throttle opening detected by the throttle opening detecting means;
When the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means is lower than a set value, the value tends to decrease as the temperature detected by the temperature detection means increases, and as the detected vehicle speed is lower When the detected temperature reaches a limit value and the detected temperature reaches a limit value, the second duty ratio that becomes 0 regardless of the detected vehicle speed is the temperature detected by the temperature detecting means. Second duty ratio calculating means for calculating the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means;
When the throttle is operated in the opening direction, the value tends to increase at a rate commensurate with the throttle operation amount per unit time detected by the throttle operation amount detection means, and the throttle is closed. When operated, the value tends to decrease at a rate commensurate with the throttle operation amount per unit time detected by the throttle operation amount detection means. When the throttle operation is not performed, the time elapses. A third duty ratio calculating means for calculating a third duty ratio, the value of which decreases as the value decreases toward zero, by determining the limit value;
A fourth duty ratio calculating means for calculating a fourth duty ratio by adding a third duty ratio to the second duty ratio;
Comprising
The motor drive signal generating means is configured to generate a signal including information on a smaller duty ratio of the first duty ratio and the fourth duty ratio as the drive signal;
A control apparatus for an electric vehicle motor.
前記スロットルの単位時間当たりの操作量の増減に応じて所定の割合で増減する補正デューティ比を微小時間間隔で演算する補正デューティ比演算手段と、
前記スロットル開度検出手段により検出されるスロットル開度の変化から前記スロットルが開く方向に操作されていることが検出されているときに前記補正デューティ比演算手段が新たに演算した補正デューティ比を前回演算した補正デューティ比に加算し、前記スロットル開度検出手段により検出されるスロットル開度の変化から前記スロットルが閉じる方向に操作されていることが検出されているときには前記補正デューティ比演算手段が新たに演算した補正デューティ比を前回演算した補正デューティ比から減算する演算を行なう補正デューティ比累積手段と、
一定時間が経過する毎に前記前記補正デューティ比累積手段による演算結果から一定値を減算するデューティ比減算手段と、
前記デューティ比減算手段による演算結果が設定された制限値以下のとき及び負のときには前記デューティ比減算手段による演算結果を第3のデューティ比として出力し、前記デューティ比減算手段による演算結果が前記制限値を超えているときには該制限値を第3のデューティ比として出力する第3のデューティ比出力手段と、
からなっていることを特徴とする請求項2に記載の電動車両用モータの制御装置。
The third duty ratio calculating means includes:
Correction duty ratio calculating means for calculating a correction duty ratio that increases or decreases at a predetermined rate according to increase or decrease of the operation amount per unit time of the throttle at a minute time interval;
The correction duty ratio newly calculated by the correction duty ratio calculation means when the operation of the throttle in the opening direction is detected from the change in the throttle opening detected by the throttle opening detection means. The correction duty ratio calculation means is newly added when it is detected that the throttle is operated in the closing direction from the change in the throttle opening detected by the throttle opening detection means. Correction duty ratio accumulating means for performing a calculation for subtracting the correction duty ratio calculated in the above from the correction duty ratio calculated last time;
Duty ratio subtracting means for subtracting a constant value from the calculation result by the correction duty ratio accumulating means each time a fixed time elapses;
When the calculation result by the duty ratio subtraction means is less than or equal to a set limit value and when it is negative, the calculation result by the duty ratio subtraction means is output as a third duty ratio, and the calculation result by the duty ratio subtraction means is the limit value. A third duty ratio output means for outputting the limit value as a third duty ratio when exceeding the value;
The control apparatus for an electric vehicle motor according to claim 2, comprising:
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