專利名稱：車輛的滑移控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制向與車輪的驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸傳遞動力的電動機的滑移控制
直O(jiān)
背景技術(shù)：
通常在車輛行駛中，在急加速時、低摩擦力路面行駛時等，有時驅(qū)動輪會滑移。這 樣的驅(qū)動輪的滑移有損車輛行駛的安全性，因此，正在進行判斷驅(qū)動輪的滑移而限制驅(qū)動 轉(zhuǎn)矩的牽引控制的開發(fā)。例如日本特開2004-112973號公報提及了下述牽引控制在向驅(qū) 動輪傳遞動力的驅(qū)動軸的角加速度超過規(guī)定閾值時判斷為產(chǎn)生了滑移，并限制驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。 該公報中還提及了下述事項即使在驅(qū)動軸的角加速度超過了規(guī)定閾值的情況下，在車輛 的運轉(zhuǎn)狀態(tài)不依賴于滑移而被判斷為處于驅(qū)動軸的角加速度發(fā)生變動的狀態(tài)時，也禁止進 行驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的限制。專利文獻1 (日本)特開2004-112973號公報但是，在通過從電動機輸出的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動驅(qū)動軸的車輛中，當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速 達到高轉(zhuǎn)速區(qū)域時，有時控制用于向電動機供給交流電力的變換器的PWM(Pulse Wide Modulation:脈沖寬度調(diào)制)信號和檢測電動機的轉(zhuǎn)子位置(角速度)的旋轉(zhuǎn)變壓器 (resolver)的拾波周期共振，旋轉(zhuǎn)變壓器檢測信號中產(chǎn)生不穩(wěn)。這樣的旋轉(zhuǎn)變壓器檢測信 號的不穩(wěn)可能被誤判斷為意味著電動機的角加速度上升(發(fā)生滑移)的情況，與在滑移行 駛中無關(guān)，成為引起限制驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的不能預(yù)期的誤動作的要因。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種避免電動機的高轉(zhuǎn)速區(qū)域的滑移誤判斷的車 輛的滑移控制裝置。本發(fā)明的車輛的滑移控制裝置，控制向與車輪的驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸傳遞動力的 電動機，其中，具備轉(zhuǎn)速檢測裝置，檢測電動機的轉(zhuǎn)速；角加速度檢測裝置，檢測驅(qū)動軸的 角加速度；滑移判斷裝置，根據(jù)由角加速度檢測裝置檢測出的角加速度來判斷驅(qū)動輪是否 發(fā)生了滑移；以及滑移判斷執(zhí)行條件判斷裝置，在由轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測出的轉(zhuǎn)速低于規(guī)定 閾值的情況下，允許滑移判斷裝置進行滑移判斷，另一方面，在由轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測出的轉(zhuǎn) 速為所述規(guī)定閾值以上的情況下，禁止滑移判斷裝置進行滑移判斷。在電動機的轉(zhuǎn)速為規(guī)定閾值以上的情況下，禁止滑移判斷裝置的滑移判斷，由此， 可避免電動機的高轉(zhuǎn)速區(qū)域的滑移誤判斷。優(yōu)選的是，規(guī)定閾值是滑移判斷裝置因角速度檢測裝置的檢測誤差而作出滑移誤 判斷時的電動機轉(zhuǎn)速區(qū)域中的最小轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明，可避免電動機的高轉(zhuǎn)速區(qū)域的滑移誤判斷。


圖1是本實施方式的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示本實施方式的滑移判斷執(zhí)行條件判斷流程的圖。標(biāo)號說明10 控制單元；20蓄電池；30DC/DC轉(zhuǎn)換器；40燃料電池組；50輔機類；60牽引變換 器；61牽引電動機；64角速度檢測傳感器；65驅(qū)動軸；100燃料電池系統(tǒng)。
具體實施例方式下面，參照各圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1表示作為燃料電池車輛的車載電源系統(tǒng)起作用的燃料電池系統(tǒng)100的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。燃料電池組40是串聯(lián)層疊多個單電池而成的固體高分子電解質(zhì)型單電池組。燃 料電池組40具備膜-電極接合體(MEA) 44，該膜-電極接合體44為通過絲網(wǎng)印刷等在高分 子電解質(zhì)膜41的兩面上形成陽極42和陰極43而構(gòu)成，所述高分子電解質(zhì)膜41由通過氟 樹脂等形成的質(zhì)子傳導(dǎo)性的粒子交換膜等構(gòu)成。膜-電極接合體44的兩面由未圖示的帶 肋的隔板夾持，在該隔板和陽極42及陰極43之間分別形成槽狀的陽極氣體通道及陰極氣 體通道。在燃料電池組40中，在陽極上發(fā)生(1)式的氧化反應(yīng)，在陰極上發(fā)生(2)式的還 原反應(yīng)。作為燃料電池組40整體，發(fā)生(3)式的起電反應(yīng)。H2 — 2H++2e-…(1)(1/2) 02+2H++2e" — H2O... (2)H2+(1/2) O2 — H2O... (3)在燃料電池組40中，安裝有用于檢測燃料電池組40的輸出電壓的電壓傳感器91 和用于檢測輸出電流的電流傳感器92。燃料氣體供給源70例如由高壓氫罐、儲氫合金等構(gòu)成，貯存高壓(例如35MPa至 70MPa)的氫氣。氫氣的供給壓力通過調(diào)壓閥71調(diào)節(jié)。氧化氣體供給源80例如是將從大氣 取入的空氣加壓而供給加壓空氣(氧化氣體)的空氣壓縮機。加壓空氣的供給壓力由調(diào)壓 閥81調(diào)節(jié)。燃料電池系統(tǒng)100作為將DC/DC轉(zhuǎn)換器30和牽引變換器60并聯(lián)連接于燃料電池 組40的并聯(lián)混合動力系統(tǒng)構(gòu)成。DC/DC轉(zhuǎn)換器30具有將從蓄電池20供給的直流電壓升壓 并向牽引變換器60輸出的功能、和將燃料電池組40發(fā)電的直流電力或牽引電動機61通過 再生制動回收的再生電力降壓并對蓄電池20進行充電的功能。通過DC/DC轉(zhuǎn)換器30的這 些功能來控制蓄電池20的充放電。另外，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器30的電壓轉(zhuǎn)換控制，來控制燃 料電池組40的運轉(zhuǎn)點(輸出電壓、輸出電流)。蓄電池20作為剩余電力的貯存源、再生制動時的再生能量貯存源、伴隨燃料電池 車輛的加速或減速的負荷變動時的能量緩沖器起作用。作為蓄電池20，例如適合的是鎳/ 鎘蓄電池、鎳/氫蓄電池、鋰二次電池等二次電池。蓄電池20中安裝有用于檢測S0C(State of charge 充電狀態(tài))的SOC傳感器21。牽引變換器60例如是以脈寬調(diào)制方式被驅(qū)動的PWM變換器，根據(jù)來自控制單元10 的控制指令將從燃料電池組40或蓄電池20輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓，控制牽 引電動機61的轉(zhuǎn)矩。牽引電動機61例如是三相交流電動機，構(gòu)成燃料電池車輛的動力源。驅(qū)動軸65將從牽引電動機61輸出的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩經(jīng)由減速齒輪62傳遞給驅(qū)動輪63L、63R。在 驅(qū)動軸65上安裝有檢測驅(qū)動軸65的角速度的角速度檢測傳感器64。作為角速度傳感器 64，適合的是檢測牽引電動機61的轉(zhuǎn)子位置的旋轉(zhuǎn)變壓器(可變磁阻式角度檢測裝置)。 驅(qū)動軸65的角速度與電動機轉(zhuǎn)速成正比。輔機類50是配置于燃料電池系統(tǒng)100內(nèi)的各部分的各電動機(例如泵類等的動 力源)及用于驅(qū)動這些電動機的變換器類、以及各種車載輔機類(例如空氣壓縮機、噴射 器、冷卻水循環(huán)泵、散熱器等)的總稱?？刂茊卧?0接收來自各傳感器類(例如電壓傳感器91、電流傳感器92、S0C傳感 器21、及角速度檢測傳感器64等)的輸出信號，控制燃料電池系統(tǒng)100的各部分。例如，控 制單元10接收到從點火開關(guān)輸出的起動信號IG后，開始燃料電池系統(tǒng)100的運轉(zhuǎn)，并基于 從油門傳感器輸出的油門開度信號ACC、從車速傳感器輸出的車速信號VC等計算車輛行駛 電力、輔機消耗電力。在此，輔機電力中包含由車載輔機類(加濕器、空氣壓縮機、氫泵、及冷卻水循環(huán) 泵等)消耗的電力、由車輛行駛所需的裝置(變速器、車輪控制裝置、轉(zhuǎn)向裝置及懸架裝置 等)消耗的電力、由配置于乘員空間內(nèi)的裝置(空調(diào)裝置、照明器件、及收音機等)消耗的 電力等。而且，控制單元10確定燃料電池組40和蓄電池20的各自的輸出電力的分配，控 制來自燃料電池供給源70及氧化氣體供給源80的反應(yīng)氣體供給以使燃料電池組40的發(fā) 電量與目標(biāo)電力一致，并同時控制DC/DC轉(zhuǎn)換器30，通過調(diào)整燃料電池組40的輸出電壓，控 制燃料電池組40的運轉(zhuǎn)點(輸出電壓、輸出電流)。而且，控制單元10例如將U相、V相、 及W相的各交流電壓指令值作為開關(guān)指令輸出到牽引變換器60，控制牽引電動機61的輸出 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以得到對應(yīng)于油門開度的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。圖2表示本實施方式的滑移判斷執(zhí)行條件判斷流程。該滑移判斷執(zhí)行條件判斷流程在每個規(guī)定的運算周期中重復(fù)執(zhí)行。控制單元10通過讀取從角速度檢測傳感器64輸出的角速度檢測信號，檢測電 動機轉(zhuǎn)速(步驟201)，判斷牽引電動機61的轉(zhuǎn)速是否為規(guī)定的閾值Nm[rpm]以上(步驟 202)。作為閾值Nm，與燃料電池車輛進行滑移行駛無關(guān)，優(yōu)選的是控制牽引變換器60的PWM 信號和角速度檢測傳感器64的拾波周期共振而在角速度檢測傳感器64的角速度檢測信號 中產(chǎn)生不穩(wěn)的轉(zhuǎn)速區(qū)域(容易誤判斷為滑移的轉(zhuǎn)速區(qū)域)的最小轉(zhuǎn)速。牽引電動機61的轉(zhuǎn) 速為閾值Nm以上的情況下(步驟202 :YES，是)，角速度檢測信號中產(chǎn)生不穩(wěn)，有可能誤判 斷為意味著牽引電動機61的角加速度的上升(產(chǎn)生滑移)，因此，控制單元10禁止滑移判 斷(步驟203)。另一方面，牽引電動機61的轉(zhuǎn)速不足規(guī)定的閾值Nm的情況下(步驟202 N0，否)，控制單元10允許滑移判斷(步驟204)。允許滑移判斷時，控制單元10基于從角速度檢測傳感器64輸出的角速度檢測信 號計算驅(qū)動軸65的角加速度α，判斷角加速度α是否超過規(guī)定的閾值α th，在角加速度 α超過閾值ath時，判斷為驅(qū)動軸63L、63R上產(chǎn)生滑移，限制牽引電動61的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，抑 制滑移行駛時的蓄電池20的過放電，以使驅(qū)動輪63L、63R的滑移量與目標(biāo)滑移量一致。這樣，在電動機轉(zhuǎn)速為閾值Nm以上的情 況下，禁止滑移判斷，由此，可避免在Nm以 上的高轉(zhuǎn)速區(qū)域中的滑移誤判斷。通常，電動機轉(zhuǎn)速越高，電動機轉(zhuǎn)矩越小，因此，考慮到滑移產(chǎn)生時的電力誤差隨著轉(zhuǎn)速越高而變得越小時，即使在Nm以上的高轉(zhuǎn)速區(qū)域禁止滑移 判斷，在實用上也不會產(chǎn)生問題。另外，作出滑移誤判斷的電動機轉(zhuǎn)速區(qū)域限于高轉(zhuǎn)速區(qū) 域，因此，在低轉(zhuǎn)速 區(qū)域不會作出滑移誤判斷。
權(quán)利要求
一種車輛的滑移控制裝置，控制向與車輪的驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸傳遞動力的電動機，其中，具備轉(zhuǎn)速檢測裝置，檢測所述電動機的轉(zhuǎn)速；角加速度檢測裝置，檢測所述驅(qū)動軸的角加速度；滑移判斷裝置，根據(jù)由所述角加速度檢測裝置檢測出的角加速度來判斷所述驅(qū)動輪是否發(fā)生了滑移；以及滑移判斷執(zhí)行條件判斷裝置，在由所述轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測出的轉(zhuǎn)速低于規(guī)定閾值的情況下，允許所述滑移判斷裝置進行滑移判斷，另一方面，在由所述轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測出的轉(zhuǎn)速為所述規(guī)定閾值以上的情況下，禁止所述滑移判斷裝置進行滑移判斷。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛的滑移控制裝置，其中，所述規(guī)定閾值是所述滑移判斷裝置因所述角速度檢測裝置的檢測誤差而作出滑移誤 判斷時的電動機轉(zhuǎn)速區(qū)域中的最小轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種避免電動機的高轉(zhuǎn)速區(qū)域中的滑移誤判斷的車輛的滑移控制裝置。車輛的滑移控制裝置檢測電動機轉(zhuǎn)速(步驟201)，在電動機轉(zhuǎn)速為規(guī)定閾值Nm以上的情況下(步驟202是)，禁止滑移判斷(步驟203)，在電動機轉(zhuǎn)速不足規(guī)定閾值Nm的情況下(步驟202否)，允許滑移判斷(步驟204)。在電動機轉(zhuǎn)速為閾值Nm以上的情況下，能夠通過禁止滑移判斷來避免Nm以上的高轉(zhuǎn)速區(qū)域中的滑移誤判斷。
文檔編號B60L11/18GK101868370SQ20088011711
公開日2010年10月20日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者吉田道雄, 西田知之, 馬屋原健司 申請人:豐田自動車株式會社