JPS62107607A - Output controller for electric motor vehicle - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は電気自動車の出力制御装置、待にモータ回転
故に応じてモータ出力トルクを制御し高効率運転を図り
得る電気自動車の出力制御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an output control device for an electric vehicle, and more particularly to an output control device for an electric vehicle that can control motor output torque according to motor rotation and achieve highly efficient operation. .

［従来の技術１従来の電気自動車の制御は、一般に乗り心地、効率の面
から電動機か直流電動機の場合にあってはチョッパ制御
が、また交流電動機の場合にあってはインバータ制御か
行われている。その理由はこれらの制御によると、抵抗
値制御に比ペモータ回転数とモータ出）１１”ルクとの
特性における動作点を連続して変化さけることか可能で
あり、効率が良いためである。[Prior art 1] Conventional electric vehicles are generally controlled by chopper control in the case of electric motors or DC motors, and inverter control in the case of AC motors, in terms of ride comfort and efficiency. There is. The reason for this is that, according to these controls, it is possible to continuously change the operating point in the characteristics of the motor rotation speed and the motor output (11" torque) for resistance value control, which is efficient.

特に、アクセルスイッチのオン・オフ信号を用いて電気
自動車の制御を行う場合には、運転者にとって官能が良
いとされている一定加速度制御か一般的に行われてｄ５
す、充分にその乗り心地を満足している。In particular, when controlling an electric vehicle using the on/off signal of the accelerator switch, constant acceleration control, which is considered to be more sensuous to the driver, or d5 control is generally used.
I am completely satisfied with the ride quality.

すなわち、従来の電気自動車の走行制御【よ、第５図の
回転数−１〜ルク特性に示されるように、アクセルスイ
ッチ信号（車両駆動の信号）のΔン作動と共に電気自動
車を駆動開始して目標車速に至るまで一定トルクで加速
し、目標車速に達したら負荷曲線ｄと釣り合うポイント
ｅにて走行するように制御を行っていた。このときの動
作点の軌跡がＣで示されている。In other words, in the conventional electric vehicle driving control system, as shown in the rotation speed -1 to torque characteristics in Figure 5, the electric vehicle is started to be driven when the accelerator switch signal (vehicle drive signal) is activated. Control is performed so that the vehicle accelerates with a constant torque until the target vehicle speed is reached, and when the target vehicle speed is reached, the vehicle travels at a point e that is balanced with the load curve d. The locus of the operating point at this time is shown by C.

この制御方式は、電気自動車を一定加速度で加速する方
式でおり、前）ホしたように一般には運転者にとって官
能が良いとされ、乗り心地の点では最適な制御というこ
とができる。This control method accelerates the electric vehicle at a constant acceleration, and as mentioned above, it is generally considered to be sensuous to the driver, and can be said to be the optimal control in terms of ride comfort.

［発明が解決しようとする問題点］従来の問題点しかしながら、一定トルクモードの動作点軌跡Ｃに沿い
一定加速度制御を行うこととすると、第５図で明らかな
ように、始動時から目標車速に達するまでにシステム効
率を徐々に上げていく理想的制御とはかけ離れており、
システム効率の良くない領域を使用していることとなっ
て、−充電走行距離を長くするという観点からは必ずし
もその効果を充分に発揮しているとはいえなかった。[Problems to be Solved by the Invention] Conventional Problems However, if constant acceleration control is performed along the operating point locus C in constant torque mode, as is clear from FIG. This is far from ideal control, which gradually increases system efficiency until reaching
This results in the use of an area in which the system efficiency is poor, and it cannot necessarily be said that the effect is fully exhibited from the viewpoint of increasing the charging travel distance.

発明の目的この発明は係る問題点を解決するために為されたもので
、電気自動車の加速時においてシステム効率の良い加速
パターンに沿って加速制御を行うことにより、−充電走
行距離を長くし得る電気自動車の出力制御装置の提供を
目的とする。Purpose of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by performing acceleration control according to an acceleration pattern with high system efficiency when accelerating an electric vehicle, the charging distance can be extended. The purpose is to provide an output control device for electric vehicles.

［問題点を解決するための手段及び作用］この発明に係
る電気自動車の出力制御装置は、モータの回転速度を検
出する速度検出回路と、所定回転数に対し最も効率の良
いトルク指令値を出力する第１の記憶回路と、アクセル
スイッチのオン作動と共に作動開始するタイマと、該タ
イマからの出力に対応して最低限満足すべき車速指令値
を出力する第２の記憶回路と、該第２の記憶回路からの
速度指令値と実際のモータ回転速度山ノＪとを比較する
比較回路と、この比較回路からの出力に応じたトルク指
令値を前記第１の記憶回路からの出力に加算する加算回
路と、モータ制御回路とを備えたものである。[Means and effects for solving the problem] The output control device for an electric vehicle according to the present invention includes a speed detection circuit that detects the rotational speed of a motor, and outputs the most efficient torque command value for a predetermined rotational speed. a timer that starts operating when the accelerator switch is turned on; a second memory circuit that outputs a minimum satisfactory vehicle speed command value in response to the output from the timer; a comparison circuit that compares the speed command value from the storage circuit with the actual motor rotational speed, and a torque command value corresponding to the output from the comparison circuit, which is added to the output from the first storage circuit. It is equipped with an addition circuit and a motor control circuit.

すなわち、前記第１の記憶回路ではモータの実際の回転
速度に対し最もシステム効率の良いトルク指令を出力し
、この指令値に基づきモータ制御回路においてモータを
駆動する。That is, the first storage circuit outputs a torque command with the highest system efficiency for the actual rotational speed of the motor, and the motor control circuit drives the motor based on this command value.

一方、アクセルスイッチのオン作動と共に作動開始する
タイマ出力に対応して、前記第２の記憶回路では最低限
満足すべきモータ回転速度を設定し、また前記比較回路
ではこの設定速度と実車速との偏差値を算出し、加算回
路においてこの偏差値を前記第１の記憶回路で指定され
たトルク指令値に加算することにより、加算後の出力に
基づきモータ制御回路においてモータを駆動する。On the other hand, in response to the timer output that starts operating when the accelerator switch is turned on, the second memory circuit sets a minimum satisfactory motor rotation speed, and the comparison circuit sets the set speed and the actual vehicle speed. A deviation value is calculated, and the addition circuit adds this deviation value to the torque command value designated by the first storage circuit, so that the motor control circuit drives the motor based on the output after the addition.

以上により、−充電走行距離が長く高効率な電気自動車
の制御が可能となる。As described above, it is possible to control an electric vehicle with a long charging mileage and high efficiency.

［実施例］以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。[Example]Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第２図にはモータ回転数と出力トルク特性との関係が示
されている。FIG. 2 shows the relationship between motor rotation speed and output torque characteristics.

同図において、入力と出力との比か一定なポイントを結
んだ等効率曲線すと、出力トルクと回転数との積が一定
のポイントを結んだ等パワー曲線ｆとの接するポイント
を結んだ曲線が等効率曲線ｑとして示されている。この
曲線ｑはモータ出力を一定としたときに一充電走行距離
が長くなる動作点の軌跡であり、本発明においては、こ
の走行曲線ｑに沿い車両の各制御が行われ、−充電走行
距離が長くなるようにすることを特徴としている。In the same figure, an iso-efficiency curve connecting points where the ratio of input and output is constant is a curve connecting points that are in contact with an iso-power curve f connecting points where the product of output torque and rotation speed is constant. is shown as the isoefficiency curve q. This curve q is the locus of the operating point at which the traveling distance per charge becomes longer when the motor output is constant.In the present invention, each control of the vehicle is performed along this traveling curve q, and the -charging traveling distance is It is characterized by making it longer.

しかし、実際には負荷曲線ｄに対し前記ｑモードで加速
を行う場合、始動時及び登板時のトルクが不足すること
が考えられる。このとき、最低限満足すべき車速を設定
し、満足されない場合はトルクを増加させる制御を行う
。However, in reality, when accelerating in the q mode with respect to the load curve d, it is conceivable that the torque at the time of starting and at the time of climbing is insufficient. At this time, a minimum vehicle speed that should be satisfied is set, and if the vehicle speed is not satisfied, control is performed to increase the torque.

すなわち、始動時トルクが不足した場合には、図におい
てトルクを増加するｈモードにて加速を行い、なおかつ
トルクが不足した場合には、更にトルクを増加させてｉ
モードにて加速を行うこととする。ただし、ｈモード、
ｉモードのトルク値は不足分に応じて変化することがで
きるものとする。In other words, if the starting torque is insufficient, acceleration is performed in the h mode that increases the torque as shown in the figure, and if the torque is insufficient, the torque is further increased and the
Acceleration will be performed in mode. However, h mode,
It is assumed that the i-mode torque value can be changed depending on the shortage.

ここで本発明の特徴的なことは、モータの回転速度を検
出する速度検出回路と、所定回転数に対し最し効率の良
いトルク指令値を出力する第１の記憶回路と、アクセル
スイッチのオン作動と共に作動開始するタイマと、該タ
イマからの出力に対応して最低限満足すべき車速指令値
を出力する第２の記憶回路と、該第２の記憶回路からの
速度指令値と実際のモータ回転速度出力とを比較する比
較回路と、該比較回路からの出力に応じたトルク指令値
を前記第１の記憶回路からの出力に加算する加算回路と
、モータ制御回路とを含んでいることである。Here, the characteristics of the present invention include a speed detection circuit that detects the rotational speed of the motor, a first memory circuit that outputs the most efficient torque command value for a predetermined rotational speed, and an accelerator switch that turns on the accelerator switch. A timer that starts operating when the timer is activated, a second memory circuit that outputs a minimum satisfactory vehicle speed command value in response to the output from the timer, and a speed command value from the second memory circuit and the actual motor. The present invention includes a comparison circuit for comparing the rotation speed output with the rotation speed output, an addition circuit for adding a torque command value corresponding to the output from the comparison circuit to the output from the first storage circuit, and a motor control circuit. be.

すなわら、第１図において、速度検出回路１０は検出セ
ンサ１２とシュミット回路１４とカウンター回路１６及
びＤ／Ａコンバータ１８とを含んでおり、前記検出セン
サ１２は、モータの回転に比例して回転する歯車２０の
歯数から車速を検出する。That is, in FIG. 1, the speed detection circuit 10 includes a detection sensor 12, a Schmitt circuit 14, a counter circuit 16, and a D/A converter 18. The vehicle speed is detected from the number of teeth of the rotating gear 20.

この検出信号はシュミット回路１４によって波形整形さ
れ、カウンター回路１６によりコード出力に変換される
。そして、この］−ド出力は、ＲＯＭによって構成され
る第１の記゛臣回路２２に入力され、該記憶回路２２で
はモータの所定回転数に対して最も効率の良いトルク指
令値、すなわら、前記高効率曲線９に沿う指令値を出力
する。This detection signal is waveform-shaped by the Schmitt circuit 14 and converted into a code output by the counter circuit 16. The output from this] is inputted to a first storage circuit 22 constituted by a ROM, and the storage circuit 22 calculates the most efficient torque command value for a predetermined number of rotations of the motor. , outputs a command value along the high efficiency curve 9.

゛この第１の記憶回路２２の出力は、Ｄ／Ａコンバータ
２４によりアナログ値に変換され、そのアナログ信号が
加算回路２６に入力される。そして、この加算回路２６
に他の信号入力かない場合には、モータの最大出力トル
ク値を越えないよう制限するリミット回路２８を介して
前記アナログ信号かモータ制御回路３０に入力され、モ
ータの制御が行われる。``The output of the first storage circuit 22 is converted into an analog value by the D/A converter 24, and the analog signal is input to the adder circuit 26. This addition circuit 26
If there is no other signal input, the analog signal is inputted to the motor control circuit 30 via the limit circuit 28 which limits the output torque so as not to exceed the maximum output torque value of the motor, and the motor is controlled.

一方、前記Ｄ／Ａコンバータ１８には［−タ回転数がデ
ジタル値として人力され、該Ｄ／Ａコンバータ１８から
は車速に相当するアナログ値か出力される。そして、こ
の出力値と速度設定器３２で設定された目標車速に相当
するアナログ値とが比較器３４にて比較され、その偏差
値が差動増幅器３６を介してバッファ３８へ入力される
。On the other hand, the D/A converter 18 is manually inputted with the rotation speed as a digital value, and the D/A converter 18 outputs an analog value corresponding to the vehicle speed. Then, this output value and an analog value corresponding to the target vehicle speed set by the speed setter 32 are compared by the comparator 34, and the deviation value is inputted to the buffer 38 via the differential amplifier 36.

このとき、比較器３４により車速か目標車速以上になっ
たことが判断され、バッファ３８からはその偏差値に比
例したアナログ値が出力されて加算回路２６に入力され
る。この加算回路２６にて先に！へたＤ／Ａコンバータ
２４の出力から前記バッファ３８の出力が減算され、目
標車速にて安定する制御が行われる。At this time, the comparator 34 determines that the vehicle speed has exceeded the target vehicle speed, and the buffer 38 outputs an analog value proportional to the deviation value, which is input to the addition circuit 26. This addition circuit 26 first! The output of the buffer 38 is subtracted from the output of the fixed D/A converter 24, and control is performed to stabilize the vehicle at the target vehicle speed.

以上において、始動時又は登板時において出力トルクか
不足した場合について説明すると、まず、タイマ４０は
アクセルスイッチ４２のオン作動と共に作動を開始し、
該タイマ４０の出力がＡ／Ｄコンバータ４４に入力され
、その経過時間がコード出力に変換される。このコード
出力は第２の記憶回路４６に入力され、時間経過に応じ
最低限満足すべき急車速が出力として得られる。また、
この時の車速信号はＤ／Ａコンバータ４８によってアナ
ログ値に変換され、更に、差動増幅器５０によって実車
速との差が出力されてバッファ５２に入力される。ここ
で、実車速かＤ／Ａコンバータ出力４８の設定車速より
低い場合は比較器５４からハイレベルの信号か出力され
、バッファ５２を介して加算回路２６に入力される。In the above, to explain the case where the output torque is insufficient at the time of starting or climbing, first, the timer 40 starts operating when the accelerator switch 42 is turned on.
The output of the timer 40 is input to an A/D converter 44, and the elapsed time is converted into a code output. This code output is input to the second memory circuit 46, and the minimum satisfactory rapid vehicle speed is obtained as an output as time passes. Also,
The vehicle speed signal at this time is converted into an analog value by the D/A converter 48, and the difference from the actual vehicle speed is outputted by the differential amplifier 50 and input to the buffer 52. Here, if the actual vehicle speed is lower than the vehicle speed set by the D/A converter output 48, a high level signal is output from the comparator 54 and input to the adder circuit 26 via the buffer 52.

加口回路２６においては、前記ｑモー１〜のトルク指令
にバッファ５２の出力か加算され、不足分のトルクを加
えたトルク指令かモータ制御回路３４に与えられる。In the addition circuit 26, the output of the buffer 52 is added to the torque commands of the q motors 1 to 1, and a torque command to which the missing torque is added is given to the motor control circuit 34.

第３図には高効率加速制御となるトルクの演算方法の実
施例が示されている。FIG. 3 shows an embodiment of a torque calculation method for highly efficient acceleration control.

この実施例においては前述の高効率曲線ｑに代えこれを
直線近似したモードｑ−が設定される。In this embodiment, instead of the above-mentioned high efficiency curve q, a mode q-, which is a linear approximation of the high efficiency curve q, is set.

このモードは、変曲点としてモータの回転数かＮＩＩ、
、Ｎ　　２の２点が設定されており、その間を直線近似
したものである。このときの演埠式の一例が同図の下部
に示されている。In this mode, the inflection point is the motor rotation speed or NII,
, N2 are set, and a straight line approximation is performed between them. An example of the docking ceremony at this time is shown at the bottom of the figure.

次に、第４図には本実施例における制御フローチャー１
〜が示されてあり、これは前記第１図の構成に対応して
いる。Next, FIG. 4 shows the control flowchart 1 in this embodiment.
. . . , which corresponds to the configuration shown in FIG. 1 above.

すなわち、ステップ１００において初期設定が行われ、
ステップ１１０に（ｂいて経過口）間かタイマ４０によ
って読み込まれ、また速度設定器３２には目標車速Ｎ。That is, initial settings are performed in step 100,
In step 110 (at the progress point), the timer 40 reads the target vehicle speed N, and the speed setter 32 stores the target vehicle speed N.

が設定され、速度検出回路１０にはモータ回転数のデー
タが入力される。ステップ１２０ではアクセルスイッチ
４２がオンかオフかが判断され、オンのときステップ１
３０におい″て、第１の記憶回路２２に高効率加速とな
るトルクＴ。パターンが出力され、ステップ１４０へ進
む。また、アクセルスイッチ４２がオフのときステップ
１６０においてトルク指令値Ｔ。がＯに設定される。is set, and data on the motor rotation speed is input to the speed detection circuit 10. In step 120, it is determined whether the accelerator switch 42 is on or off, and if it is on, step 1
At step 30'', the torque command value T that results in highly efficient acceleration is output to the first memory circuit 22, and the process proceeds to step 140.Furthermore, when the accelerator switch 42 is off, the torque command value T is set to O at step 160. Set.

ステップ１４０においてはモータ回転数Ｎｌｌ１が目標
車速Ｎ。と比較され、Ｎｌｌ１≦Ｎｏのときステップ１
５０へ進み、Ｎｍ≧Ｎｏのとぎステップ１７０において
Ｔ１−に１　（Ｎｍ−Ｎｏ）に設定されてステップ１８
０へ進む。In step 140, the motor rotation speed Nll1 is the target vehicle speed N. and when Nll1≦No, step 1
50, and when Nm≧No, in step 170, T1- is set to 1 (Nm-No), and step 18
Go to 0.

ステップ１５０ではトルク指令値Ｔ１がＯに設定され、
更にステップ１８０において経過時間ｔに対づる最低必
要車速Ｎ　ｍｉｎのパターンが出力され、ステップ１９
０へ進む。In step 150, the torque command value T1 is set to O,
Further, in step 180, a pattern of the minimum required vehicle speed N min with respect to the elapsed time t is output, and in step 19
Go to 0.

ステップ１９０では最低必要車速Ｎ　ｍｉｎと車速Ｎ　
とが比較され、Ｎｍ１ｎ≦Ｎｍのとぎステップ２００に
おいて１〜ルク指令値Ｔ２−Ｏが設定され、またＮｍ１
ｎ＞Ｎ　のときステップ２１０にてＴ２＝　Ｋ２　　（
Ｎ＋ｒ＋＋ｎ　　Ｎ　Ｎ　）が設定され、ステップ２２
０へ進む。In step 190, the minimum required vehicle speed N min and the vehicle speed N
are compared, and in a step 200 where Nm1n≦Nm, 1 to torque command value T2-O is set, and Nm1
When n>N, in step 210 T2=K2 (
N+r++n N N ) is set, and step 22
Go to 0.

ステップ２２０ではＴ＝Ｔ□　　ＴＩ　＋Ｔ２に設定さ
れ、ステップ２３０においてトルク指令値がモータ最人
出力トルクを越えないように出力がリミットされてステ
ップ２４０でトルクＴが出力される。In step 220, T=T□TI+T2 is set, in step 230 the output is limited so that the torque command value does not exceed the motor maximum output torque, and in step 240, torque T is output.

［発明の効果１この発明は以上説明したとおり、電気自動車の加速制御
において始動時から目標車速に達するまでの走行パター
ンを、システム効率の良い加速パターンと一致するよう
制御することにより一充電走行距離を長くすることがで
き、極めて効率の良い運転が可能となる。[Effect of the Invention 1] As explained above, the present invention reduces the distance traveled on one charge by controlling the driving pattern from the time of starting to reaching the target vehicle speed in the acceleration control of an electric vehicle to match an acceleration pattern with high system efficiency. This allows for extremely efficient operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明装置の回路構成を示す説明図、第２図は
モータ回転速度と出力トルク特性を示す図、第３図は高効率加速制御をするためのモータ回転速度と
出力特性を示す実施例説明図、第４図は本発明の実施例
における制御フローチャート説明図、第５図は従来における加速制御時のモータ回転速度と出
力特性を示す説明図である。１０　・・・　速度検出回路１２　・・・　検出センサ２２　・・・　第１の記′臣回路２６　・・・　加鈴回路３０　・・・　モータ制御回路３４．５４　　・・・　比較器４０　・・・　タイマ４２　・・・　アクセルスイッチ４６　・・・　第２の記憶回路。Figure 1 is an explanatory diagram showing the circuit configuration of the device of the present invention, Figure 2 is a diagram showing motor rotation speed and output torque characteristics, and Figure 3 is a diagram showing motor rotation speed and output characteristics for high-efficiency acceleration control. FIG. 4 is an explanatory diagram of a control flowchart in an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing motor rotational speed and output characteristics during conventional acceleration control. 10... Speed detection circuit 12... Detection sensor 22... First recorder circuit 26... Calculating circuit 30... Motor control circuit 34.54... Comparator 40... Timer 42...Accelerator switch 46...Second memory circuit.

Claims (1)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]（１）モータの回転速度を検出する速度検出回路と、所
定回転数に対し最も効率の良いトルク指令値を出力する
第１の記憶回路と、アクセルスイッチのオン作動と共に
作動開始するタイマと、該タイマからの出力に対応して
最低限満足すべき車速指令値を出力する第２の記憶回路
と、該第２の記憶回路からの速度指令値と実際のモータ
回転速度出力とを比較する比較回路と、該比較回路から
の出力に応じたトルク指令値を前記第１の記憶回路から
の出力に加算する加算回路と、モータ制御回路とを備え
たことを特徴とする電気自動車の出力制御装置。(1) A speed detection circuit that detects the rotational speed of the motor, a first memory circuit that outputs the most efficient torque command value for a predetermined rotational speed, and a timer that starts operating when the accelerator switch is turned on; A second storage circuit that outputs a minimum satisfactory vehicle speed command value in response to the output from the timer, and a comparison circuit that compares the speed command value from the second storage circuit with the actual motor rotational speed output. An output control device for an electric vehicle, comprising: an adder circuit that adds a torque command value corresponding to an output from the comparison circuit to an output from the first storage circuit; and a motor control circuit.