JPH04183204A - 電気自動車の駆動装置 - Google Patents
電気自動車の駆動装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
造を変更するとともに制御内容を変更して、装置重量の
軽量化及び旋回性能の確保を実現する装置に関する。
動車であり、その動力源としてはモータが採用されてい
る。モータに交流誘導電動機を用いる場合、バッテリか
らの直流電圧を交番する交流電圧に変換して誘導電動槽
に供給するインバー夕が用いられる。
構成か示されている。この従来例は、例えば特開昭63
−203430号公報に開示されている装置と同様の構
成である。
等のバッテリ10を備えている。バッチ1J10は、イ
ンバータ12を介して三相誘導電動機であるモータ14
に接続されており、インバータ12にはECU16が接
続されている。
圧を三相電圧に変換する。インバータ12は、一般にモ
ータ14の各相に対応するスイッチング素子を有してお
り、ECU16は、このスイッチング素子のオン/オフ
により、モータ14に供給される交流電圧の周波数及び
実効電圧値を制御する。ECU16の制御は、操縦者に
よって操作されるアクセルの開度及びブレーキ踏力に応
じて実行される。すなわち、ECU16は、アクセル及
びブレーキに応じてモータ14の回転数及びトルクを決
定し、決定した回転数及びトルクを実現すべく、インバ
ータ12に回転数指令及び電圧指令を発して動作を制御
する。
ァレンシャルギア(デフ)20を介して左右の車輪22
−R及び22−Lに連結されている。従って、インバー
タ12からモータ14に交流電圧が供給されこれに応じ
てモータ14が回転すると、この回転力が車輪22−R
及び22−Lに伝達され、電気自動車が走行する。
に左右の車輪22−Rと22−Lの回転数の差を吸収す
る装置である。−船釣には、かさ歯車と数個の作動小歯
車から構成されている。この装置により、電気自動車の
旋回時における良好なすべり走行が確保される。
構成が示されている。この図に示される装置は、例えば
特開昭63−195033号公報に開示されている装置
と同様の構成である。
ぞれ駆動する2系統の駆動手段を備えている。すなわち
、左右の車輪22−R及び22−りに対応して、インバ
ータ12、ECU16、モータ14がL及びRの2個づ
つ設けられている。
、それぞれ別のモータ14−L及び14−Rにより駆動
される。また、モータ14−L及び14−Rの動作は、
ECU16−L及び16−Rの制御動作により決定され
る。従りて、この従来例においては、デフ20を用いて
いないにもかかわらず、電気自動車の旋回時の良好なす
べり走行を確保できる。さらには、第1従来例に比ベモ
ータ14か小型化するため、車輪22内部にモータ14
を組み込むことができ、電気自動車室内のレイアウト等
の自由度が向上する。
貰保するためデフ20が用いられている。
重量を有する部材である。デフ20は、例えば5kg程
度の重量を有している。従って、第1従来例のような構
成では装置重量が増大してしまう。
生じないものの、駆動手段、特にインバータ12を2個
用いることにより、やはり重量化が生じ得る。具体的に
は、第1従来例のインバータ12に比べ、第2従来例の
インバータ12は2個合わせて1.5倍程度の重量とな
る。
行を確保するために装置重量が増大してしまうという問
題点があった。
てなされたものであり、旋回性能を確保しつつ装置重量
を軽量化することを目的とする。
機が、左右の車輪−にそれぞれトルクを与える少なくと
も2個の回転子を有し、インバータを制御する制御手段
が、電気自動車の旋回時に各回転子の回転数に基づき内
輪に係る回転子のトルクか外輪に係る回転子のトルクよ
り小となるよう各回転子のすべりを選択する手段と、選
択された各回転子のすべりに基づきトルク−すべり曲線
を選択し同期速度及び電圧値を求める手段と、求められ
た同期速度及び電圧値により、回転数指令及び電圧指令
を行う手段と、を有することを特徴とする。
子を有している。インバータからの交流電圧が固定子の
一次巻線に印加されると、各回転子が回転し、対応する
左右の車輪にトルクが与えられる。直進時においては、
左右の車輪に与えるべきトルクの値は互いに等しく、制
御手段がこの求められるトルクに応じてインバータに回
転数及び電圧指令を発することにより、誘導電動機の回
転子から左右の車輪に必要な駆動力が供給される。
電動機の各回転子の回転数に基づきすべりが選択される
。この選択は、内輪に係る回転子のトルクか外輪に係る
回転子のトルクより小となるよう実行される。
転数は外輪の回転数より小さくなる。誘導電動機は、ト
ルク−すベリ曲線においてすべりか小さい領域で、すな
わち回転数ガ・同期速度に近く (すなわち大きく)、
すべりに対してトルクか単調増加の領域で、駆動される
。従って、回転数の大きい外輪に係る回転子は、回転数
の小さい内輪に係る回転子に比へ、トルクか小さくなっ
てしまう。このようなトルクは、電気自動車の操縦者の
意思に反し、旋回すべき方向とは逆向きに電気自動車を
旋回させる力を与えてしまう。本発明においては、この
ようなトルクの発生を防止すべく、旋回時にすべりを選
択し、トルク−すべり曲線において直進時よりも回転数
か小さい領域で誘導電動機を駆動する。
りを維持しつつ、トルク−すべり曲線が選択される。さ
らに、選択されたトルク−すベリ曲線に基づき、同期速
度及び電圧値が求められ、これらの値に基づきインバー
タに回転数指令及び電圧指令が発せられる。
の誘導電動機によって、左右両輪の駆動制御が実行され
るため、装置重量が軽減される。
する。なお、第8図及び第9図に示される従来例と同様
の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
動装置の構成が示されている。この図は、本実施例にお
けるモータ14の構造を概略図示する断面図であり、ま
たモータ14の駆動及び制御に係る構成がブロックで付
記されている。
の固定子及び2個の回転子を有する構造である。すなわ
ち、1次巻線28かスロット中に捲回された固定子24
が外郭に配置され、内部には2個の回転子26か並列配
置されている。各回転子26−L及び26−Rはそれぞ
れ籠型回転子てあり、ベアリングを介して互いに独立し
て回転可能に設けられている。
−L及び30−Rに連結されている。■内軸30−L及
び30−Rは、左右の車輪22−り及び22−Rにそれ
ぞれ連結されている。対応する回転子26−L及び26
−Rの回転により、左右の車輪22−L及び22−Rが
回転して電気自動車が駆動する。
L及び26−Rの回転数01及びn2を検出する回転数
センサ32−L及び32−Rが設けられている。検出さ
れる回転数n 及びn2は、アクセル開度θ及びハンド
ル切れ角δと共に、ECU16に供給される。ECU1
6は、これらの情報に基づきインバーター2に回転数指
令及び電圧指令を発し、インバータ12から1次巻線2
8に供給される励磁電流及びトルク電流を制御する。
の流れか示されている。
ル切れ角δ、回転数01及びn2の読み込みか実行され
る(100)。次に、すベリs1電圧V及びトルクTが
求められる(102)。
れているマツプまたは計算式により決定される。マツプ
または計算式として扱われる関係は、例えば第3図乃至
第5図に図示され、式として次のように表される関係で
ある。
度θ及び回転数nとほぼ比例している。
より決定される。トルクTは、すべりSに対してピーク
を有する特性である。言い換えれば、すべり一トルク曲
線上において、すベリSが小さい領域ではトルクTが単
調増加であり、大きい領域では単調減少である。
み込まれたアクセル開度θに従いすべりSか決定される
。また、同様にステップ102において読み込まれた回
転数n 及びn2の平均値に従い電圧Vか決定される。
択され、決定されたすベリSにより、選択されたすベリ
ートルク曲線上においてトルクTか決定される。
−n/(1−s) の回転数nに回転数n 及びn2の平均値が代入され、
同期速度n が求められる。
電気自動車が直進しようとする場合、すなわち回転子2
6−Lと26−Rが等しい回転数・トルクで駆動しよう
とする場合(回転数nニーnつの場合)にそのままイン
バーター2に対する指令値として用いることができる。
であるが否かの判定106か実行され、n 1 ””
(12である場合には同期速度n 及び電圧■による回
転数及び電圧指令が発せられる(108)。これにより
、直進時にはアクセル開度θに従い駆動制御が行われる
。
場合、概ね電気自動車が旋回しようとしている状態であ
ると見なすことができる。しかし、実際には路面の穴、
段差等により、旋回時以外でもnl−n2とならない場
合がある。従って、このような状態を旋回と誤認するこ
とを避けるべく、判定110が実行され、ハンドル切れ
角δが0でない場合にのみ、次のステップ112に移る
。これ以外の場合、ステップ108に移行する。
−RのすベリS 及びs2か求められる。
−Rの回転数01及びn2に基づき演算される。すなわ
ち、 s 1− (n s−n 1) /n sS 2 ”
(n 、’ n 2) / n Sである。
26−L及び26−RのトルクT1及びT2が求められ
る(114)。すなわち、T 1−g (S 1 、
V ) T2−g (s2.V) としてトルクT 及びT2か求められ、判定116に供
される。
、ステップ102において求められているトルクTとが
比較される≦ ここで、ステップ102において求められているトルク
Tは、電気自動車が直進しているfA合に発生させるべ
きトルクである。トルクT1及びT2の平均値がこれと
等しい場合というのは、ステップ102及び104にお
いて求められあるいは後述のステップ118において更
新された同期速度n 及び電圧Vにより回転数及び電圧
指令を行えば、旋回時においても旋回すべき方向とは逆
方向の旋回力か発生せず、かつ直進時と同等のアクセル
フィーリングを実現しうろことを意味している。モータ
ー4の特性に即していえば、現在使用しているトルク−
すべり曲線を引き続き使用しかつすべりを維持すること
が可能であることを意味している。
場合には、判定107の後ステップ108に移行して同
期速度口 及び電圧Vによる回転数及び電圧指令が発せ
られる。これ以外の場合、現在求められている回転数(
従ってすべり)を維持することか出来ず、また電圧■(
従ってトルク−すベリ曲線)を維持することが出来ない
。このため、ステップ118か実行される。
いずれかかf菌たされているかとうかか判定される。
、負の場合には左旋回を表わすものとする。
たされている場合には、ステップ〕08に移行する。こ
れ以外の場合、すなわち条件1及び条件2のどちらも満
たされていないと判定された場合にはステップ118に
移る。
所定のステップで更新される。すなわち、n n 十Δ
n S S S V ← ■−ΔV のように、同期速度n か増加方向に(すなわちすべり
を減少方向に)、電圧■か減少す向に(すなわちトルク
−すベリ曲線か第5図のより下に位置する曲線に)変更
され、前述の判定]10から動作か繰り返される。なお
、このΔn 及びΔVは、電気自動車及びモーター4の
サイズ、ECU16の演算速度、必要とされるアクセル
フィーリンク、モーター4の特性に応じて設定される。
意味を説明する。第6図には、本実施例に係る駆動装置
を搭載した電気自動車の旋回動作か示されている。
すると、内輪であるところの左側の車輪22−Lが、外
輪であるところの右側の車輪22−Rよりも回転数小と
なる。すなわち、本実施例においては回転子を26−L
と26−Rの2個設けたため、左右の車輪22−L及び
22−Rか個別に回転でき、この結果、左旋回時には、
n 1 < n 2 の関係が成り立つ。
T2に関し、次のような関係を与えるものである。
小の領域で駆動され、二の領域においてはすへりに対し
てトルクか単調増加である。例えば、第5図に示される
ように、電圧■かV工に設定されている状態で通常の駆
動か行ね1′lているときに電気自動車が旋回すると、
各回転子26−L及び26−Rのすべりsl及びs2は
sl゛及びS 2−となり、これに対応するトルクT1
−及びT2−には、図に明瞭に示されるように、前述の
大小関係か成立する。
えなくなってしまう。すなわち、内輪に係る回転子26
−LのトルクT1か外輪に係る回転子26−Rのトルク
T2より大きいと、ハンドル操作とは逆方向の旋回力か
生し、良好に旋回できない。
期速度n 及び電圧Vを更新し、内輪にS 係る回転子26のトルクが外輪に係る回転子26のトル
クより大きくなることを防止している。
方向の更新である。前述のように、すべりSが同期速度
n 及び回転数nから決定されることからすれば、同期
速度n の増大は、すべりSの減少である。言い換えれ
ば、本実施例においでは、同期速度n の更新によって
すベリSをより大きな値に更新設定しているといえる。
るトルク−すべり曲線上で各回転子26−L及び26−
Rの駆動点を左方向に移動させることに相当する。
いる曲線であり、従って、前述のような更新を繰り返す
ことによりある時点でトルクT□とT2の大小関係が反
転する。すなわち、左右の車輪22−L及び22−Rそ
れぞれに係る回転子26−L及び26−RのすベリS
及びs2がすべり小の領域に属していると、T1〉T2
の関係となるが、ピークを越えるとこの関係が反転し、
T1くT2となる。この関係は、T1〉T2の場合に生
ずる問題点(旋回時に/Xンドル操作を妨げる旋回力が
発生しうる点)を引き起こさない。従って、このような
すべり更新によって、良好な旋回性能を確保できる。
すベリ曲線を選択することに相当する。
ク−すベリ曲線から、電圧V3に係るトルク−すベリ曲
線に移行することに相当する。
左右の回転子26−L及び26−Rに係るトルクT 及
びT2の平均値を、通常の動作(直進時の動作)におけ
るトルクTの値と一致させることに相当する。すなわち
、ステップ102において求められる直進時のトルクT
を維持しないと、直進時と旋回時とでアクセルフィーリ
ングが変化する等の支障が生じる。□そこで、本実施例
ては、ステップ118において電圧Vを更新し、判定1
16で平均トルクが直進時のトルクTと一致するか否か
を判定して、一致が実現した際のトルク−すべり曲線に
従い回転数及び電圧指令を実行することとしている。
条件1及び条件2のいずれかが満たされている場合の判
定が実行される。この判定117を実行するのは、トル
クT1とT2の平均値が偶然にトルクTに一致すること
、すなわち判定116における条件が満たされることに
伴う不具合を防止するためである。
切った場合、当初の回転数の関係は、n 1 > n
2 となる。
ップ112→ステップ114→判定116となるJこの
ときに、偶然に判定116の条件が満たされていると、
外輪のほうがトルクが太きいにもかかわらずステップ1
18以降の動作が行われなくなってしまう。これらを防
止するために、判定117を判定116の後に設け、ス
テップ108に先立ちハンドル切れ角δの方向とトルク
の関係か一致するようにしている。
なるように、左旋回の場合には内輪に係るトルクT2が
より大となるように調整される。
く、また他系統の駆動手段を用いること無く、左右の車
輪22−L及び22−Rの回転数差を吸収して良好なす
べり走行を行うことが可能になる。このとき、ハンドル
操作とは逆方向の旋回力、すなわち必要な方向への旋回
に逆らう運動が発生せず、電気自動車も軽量化する。さ
らには、直進時と旋回時とでアクセルフィーリングの変
化も生じない。
回転子26を備え−る構造)は、泥地からの脱出の際に
有効である。従来のデフを備えた電気自動車では、片方
の車輪のみか泥地に捕らえられ片側スリップの状態に陥
ったときに、泥地に捕らえられた車輪か空転するのみで
、泥地に捕らえられていない車輪にトルクが伝達されな
い。しかし、本実施例においては、左右独立の駆動によ
り泥地に捕らえられていない車輪にトルクを伝達するこ
とかでき、泥地からの脱出を迅速かつ簡単に行える。
動装置の構成が示されている。この実施例においては、
2個の回転子26−L及び26−Rが並列配置されるの
ではなく、同心状に配置されている。
様の制御動作により、モータ14の駆動を行えば、この
実施例においても第1実施例と同様の効果を得ることが
できる。ただし、この実施例では2個の回転子26−t
、及び26−Rが同一形状・寸法ではないため、それぞ
れのトルク−すベリ曲線か異なることに留意して制御を
行う必要がある。
有する誘導電動機を用いかつすべりが大きな領域で駆動
するようにしたため、旋回性能を維持しつつ装置が軽量
化する。また、泥地からの脱出を簡単化できる。
装置の構成を示す概略断面図、第2図は、この実施例に
おけるECUの動作の流れを示すフローチャート図、 第3図は、この実施例におけるすべりとアクセル開度の
関係を示す図、 第4図は、この実施例における電圧と回転数の関係を示
す図、 第5図は、この実施例におけるモータのトルク−すベリ
曲線を示す図、 第6図は、この実施例における旋回時の左右の回転子の
回転数及びトルクの関係を示す図、第7図は、本発明の
第2実施例に係る電気自動車の駆動装置の構成を示す概
略断面図、第8図は、第1従来例に係る電気自動車の駆
動装置の構成を示すブロック図、 第9図は、第2従来例に係る電気自動車の駆動装置の構
成を示すブロック図である。 10 ・・・ バッテリ 12 ・・・ インバータ 14 ・・・ モータ 16 ・・・ ECU 22−L、22−R・・・ 車輪 24 ・・・ 固定子 26−L、26−R・・・ 回転子 28 ・・・ 1次巻線 32−L、32−R・・・ 回転数センサn r 11
、 n 2 ・・・ 回転数θ ・・・ アクセル
開度 n −7・ 同期速度 V ・・・ 電圧
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 所定の直流電圧を出力するバッテリと、バッテリからの
直流電圧を所定周波数で交番する所定相数、所定値の交
流電圧に変換するインバータと、インバータからの交流
電圧が固定子の一次巻線に印加されることにより回転子
が回転駆動し電気自動車の駆動トルクを発生させる誘導
電動機と、トルクがすべりに対し単調増加の領域となる
ようインバータに対し回転数及び電圧指令を行い誘導電
動機のトルクを制御する制御手段と、を有する電気自動
車の駆動装置において、 誘導電動機が、左右の車輪にそれぞれトルクを与える少
なくとも2個の回転子を有し、 制御手段が、 電気自動車の旋回時に各回転子の回転数に基づき内輪に
係る回転子のトルクが外輪に係る回転子のトルクより小
となるよう各回転子のすべりを選択する手段と、 選択された各回転子のすべりに基づきトルク−すべり曲
線を選択し同期速度及び電圧値を求める手段と、 求められた同期速度及び電圧値により、回転数指令及び
電圧指令を行う手段と、 を有することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
Priority Applications (1)
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ID=17999006
Family Applications (1)
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