JP2006014404A - 駆動輪の空転検知装置およびトラクション制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 インバータから電流を一定に制御して駆動電力をモータに供給し、このモータで駆動輪を回転させている車両では、駆動輪が空転を始めるとインバータへの電圧指令値Vが急増する。そこで本発明では、電圧指令値Vの時間変化率ΔVが所定値Aに達したら、判定ステップS2で空転が始まっていると判定し、低減制御サブルーチンS4でインバータからモータへ供給する駆動電力を低減してトラクション制御を行うことにより、トラクション制御の応答時間を短縮する。
【選択図】 図3
Description
(第1手段の構成)
本発明の第1手段は、駆動輪を回転させるモータとこのモータに駆動電力を供給する電力供給手段とを有する車両に搭載され、これらの駆動輪のうち少なくとも一つが空転していることを検知する「駆動輪の空転検知装置」である。本手段の特徴は、前記駆動輪の空転に伴う前記駆動電力の特性変動に基づいてその駆動輪が空転していることを判定する判定手段をもつことである。
さて、一般的にいって、車両の駆動時に駆動輪のうち一部(ないし全部)に空転現象が生じると、車両の走行速度のあるべき変化とはかけ離れて、空転している駆動輪の回転数が跳ね上がる(すなわち急激に回転数が増える)。すると、その駆動輪を回転駆動しているモータの回転数も跳ね上がるわけであるから、そのモータのトルクおよび回転数のうち後者は跳ね上がり、そのモータの軸出力にも変化が生じる。ここで、モータの軸出力はそのトルクと回転数との積であり、モータの効率を介して軸出力と消費電力とが関係していることから考えて、モータの消費電力(すなわち駆動電力)の特性にも何らかの変化が生じているはずである。
したがって、本手段の「駆動輪の空転検知装置」によれば、背景技術の項で説明したようにパルス式の車速センサで回転数を観測して駆動輪の空転を検出する装置に比べ、格段に短い検出時間で駆動輪の空転を検出することができるという効果がある。
本発明の第2手段は、前述の第1手段において、前記駆動電力の前記特性変動とは、前記電力供給手段の入力電圧および出力電圧のうち少なくとも一方の時間変動であることを特徴とする「駆動輪の空転検知装置」である。当然のことながら、ここでいう電圧とは、交流の場合には電圧の振幅を指すものとする。
本発明の第3手段は、前述の第2手段において、前記モータは交流モータであり、前記電力供給手段はインバータをもつ、「駆動輪の空転検知装置」である。本手段の特徴は、前記出力電圧は、このインバータに与えられる出力電圧の振幅指令値と、前記駆動電力の電圧振幅の実測値とのうち少なくとも一方であることである。
本発明の第4手段は、前述の第1手段において、前記モータは交流モータであり、前記電力供給手段は昇圧コンバータおよびインバータをもつ、「駆動輪の空転検知装置」である。本手段の特徴は、前記駆動電力の特性変動とは、この昇圧コンバータの入力電圧と、この昇圧コンバータの出力電圧と、このインバータの出力電圧振幅の指令値と、このインバータの出力電圧振幅の実測値とのうち、少なくとも一つの時間変動であることである。
(第5手段)
本発明の第5手段は、前述の第1手段〜第4手段のうちいずれかに記載された駆動輪の空転検知装置と、この空転検知装置が前記駆動輪の空転を検知した場合にはその駆動輪の回転を抑制する回転抑制装置とを有することを特徴とする「トラクション制御装置」である。
本発明の第6手段は、前述の第5手段において、前記回転抑制装置は、前記駆動電力を抑制する装置であることを特徴とする「トラクション制御装置」である。
(第7手段)
本発明の第7手段は、駆動輪を回転させるモータとこのモータに駆動電力を供給する電力供給手段とを有する車両にあって、これらの駆動輪のうち少なくとも一つが空転していることを検知する「駆動輪の空転検知方法」である。本手段の特徴は、前記駆動輪の空転に伴う前記駆動電力の特性変動に基づいて、その駆動輪が空転していることを判定することである。
(第8手段)
本発明の第8手段は、前述の第7手段に記載された空転検知方法によって前記駆動輪の空転を検知した場合に、その駆動輪の回転を抑制することを特徴とする「トラクション制御方法」である。
本発明の実施例1としての「トラクション制御装置」は、やはり本発明の実施例にあたる「駆動輪の空転検知装置」と、この空転検知装置が駆動輪の空転を検知した場合にはその駆動輪の回転を抑制する回転抑制装置とを有する車載システムである。すなわち、本実施例の「トラクション制御装置」は、図1に示すように、モータECU3であり、左右一対の駆動輪を回転させるモータ7と、モータ7に駆動電力を供給する電力供給手段としてのインバータ6とを有する車両(図略)に搭載されている。
以上では、本実施例を装置発明として扱い、図1中に示すモータECU3として説明したが、その機能ないし作用に着目して本実施例を方法発明として扱うこともできる。すなわち、方法発明としての本実施例は「トラクション制御方法」である。そして、「トラクション制御方法」は、やはり本発明の実施例である「駆動輪の空転検知方法」を実施する検知段階と、この検知段階で駆動輪の空転が検知された場合にその駆動輪の回転を抑制する抑制段階との二段階からなる。
本実施例の「トラクション制御装置」および「トラクション制御方法」は、以上のように構成されているので、以下のような手順に沿って作用する。すなわち、装置発明としての本実施例「トラクション制御装置」は、図1中のモータECU3であり、方法発明としての本実施例「トラクション制御方法」は、モータECU3の作用によって実施される。そこで、以下では数枚のフローチャートを参照して、モータECU3で行われるトラクション制御の処理手順を説明する。
したがって、本実施例の「トラクション制御装置」および「トラクション制御方法」によれば、以下のように幾つもの効果が得られる。
本実施例の変形態様1として、回転抑制段階のサブルーチン(図2中のS4に相当)が、実施例1のそれ(図5参照)とは異なるトラクション制御装置の実施が可能である。本変形態様では、モータECU3が、空転している駆動輪の回転を抑制するためにインバータ6を制御してモータ7のトルクを低減するにあたり、dq座標系のモータ電流Id,Iqを低減させる。
本実施例の変形態様2として、やはり抑制段階のサブルーチン(図1中のS4に相当)が実施例1のそれ(図5参照)とは異なるトラクション制御装置および同方法を実施することができる。
本実施例の変形態様3として、もう一つ、やはり回転抑制段階のサブルーチン(図1中のS4に相当)が、実施例1のそれ(図5参照)とは異なるトラクション制御装置および同方法を実施することができる。
本実施例の変形態様4として、バッテリ電圧(バッテリ4の出力電圧の実測値)Vbに基づいて間接的に駆動電力の特性変動を観測して駆動輪の空転検知を行い、トラクション制御を行うこともできる。
本実施例の変形態様5として、インバータ6からモータ7に供給される三相交流の電圧振幅を二つないし三つの電圧センサで実測し、モータ7に供給される駆動電力の特性変動を直裁に観測して、駆動輪の空転検知を行うようにすることもできる。
以上のように、本実施例のトラクション制御装置および同方法を実施するにあたって、駆動輪の空転を検知する段階(検知段階)では、たとえば実施例1およびその変形態様4〜変形態様6に記載されたヴェリエーションがある。また、空転が検知されて駆動輪の回転を抑制する段階(抑制段階)では、たとえば実施例1およびその変形態様1〜変形態様3に記載されたヴァリエーションがある。それゆえ、検知段階のヴァリエーションと抑制段階のヴァリエーションとを任意に組み合わせて、その他の変形態様を構成することができる。そして、そのような変形態様でも、その検知段階に特有の効果とその抑制段階に特有の効果との両方が発揮される。
本発明の実施例2としての「トラクション制御装置」は、図9に示すように、ハイブリッドカー(図略)に搭載されたモータECU3であり、このハイブリッドカーには、電力供給手段としてインバータ6に加えて昇圧コンバータ5が装備されている。ここで、昇圧コンバータ5には、その入力電圧を計測する電流センサ41に加えて、その出力電圧を計測する電流センサ51が付設されている。これらの電圧センサ41,51から、実施例1とほぼ同様のバッテリ電圧Vbだけではなく、昇圧コンバータ5からインバータ6への電圧Viが、モータECU3に提供される。
本実施例においても、前述の実施例1とほぼ同様に各種の変形態様を実施することができ、その変形態様に特有の作用効果が得られる。
本発明の実施例3としての「トラクション制御装置」は、図11に示すように、二組のインバータ6,8およびモータ7,9が並列に装備された車両に搭載され、各インバータ6,8を制御するモータECU3である。ここで、二つのモータ7,9は、左右一対の駆動輪をそれぞれ駆動するようになっていても、あるいは前後の両輪をそれぞれ駆動する四輪駆動形式であってもよい。本実施例のモータECU3は、二つのインバータ6を別個に制御するようになっている。
本実施例においても、前述の実施例1とほぼ同様に各種の変形態様を実施することができ、その変形態様に特有の作用効果が得られる。
本発明の実施例4としての「トラクション制御装置」は、図12に示すように、前述の実施例3での車両構成に対し、昇圧コンバータ5と電圧センサ51とが増設され、インバータ6,8およびモータ7,9がより高い電圧で駆動される構成の車両に搭載されている。すなわち、本実施例での車両構成は、実施例1に対する実施例2と同様に、実施例3の車両構成が改変されたものである。
本実施例においても、前述の実施例3とほぼ同様に各種の変形態様を実施することができ、その変形態様に特有の作用効果が得られる。
2:HV−ECU(モータECUと図略のエンジンECUとを統合的に制御)
3:モータECU(駆動輪の空転検知装置およびトラクション制御装置として)
4:バッテリ(電源として) 41:バッテリ電圧センサ
5:昇圧コンバータ(電力供給手段の一部として) 51:インバータ電圧センサ
6:インバータ(電力供給手段として) 61,62:電流センサ
7:交流モータ 71:ロータ回転位置検出器
8:インバータ(電力供給手段として) 81,82:電流センサ
9:交流モータ 91:ロータ回転位置検出器
Thv*:トルク指令(この符号に限らず*は全て上付き半角文字)
Vb:バッテリ電圧=バッテリから電力供給手段への電圧(計測値)
Vi:インバータ電圧=昇圧コンバータからインバータへの電圧(計測値)
V:インバータに与えられる出力電圧の振幅指令値
ΔV:その時間微分値(dV/dt)に相当する差分値(電圧指令変化率)
A,C,E:空転の判定基準となる所定値
Claims (6)
- 駆動輪を回転させるモータとこのモータに駆動電力を供給する電力供給手段とを有する車両に搭載され、これらの駆動輪のうち少なくとも一つが空転していることを検知する駆動輪の空転検知装置において、
前記駆動輪の空転に伴う前記駆動電力の特性変動に基づいてその駆動輪が空転していることを判定する判定手段をもつことを特徴とする、
駆動輪の空転検知装置。 - 前記駆動電力の前記特性変動とは、前記電力供給手段の入力電圧および出力電圧のうち少なくとも一方の時間変動である、
請求項1に記載された駆動輪の空転検知装置。 - 前記モータは交流モータであり、前記電力供給手段はインバータをもち、
前記出力電圧は、このインバータに与えられる出力電圧の振幅指令値と、前記駆動電力の電圧振幅の実測値とのうち少なくとも一方である、
請求項2に記載された駆動輪の空転検知装置。 - 前記モータは、交流モータであり、
前記電力供給手段は、昇圧コンバータおよびインバータをもち、
前記駆動電力の特性変動とは、この昇圧コンバータの入力電圧と、この昇圧コンバータの出力電圧と、このインバータの出力電圧振幅の指令値と、このインバータの出力電圧振幅の実測値とのうち、少なくとも一つの時間変動である、
請求項1に記載された駆動輪の空転検知装置。 - 請求項1〜請求項4のうちいずれかに記載された駆動輪の空転検知装置と、
この空転検知装置が前記駆動輪の空転を検知した場合にはその駆動輪の回転を抑制する回転抑制装置と、
を有することを特徴とする、
トラクション制御装置。 - 前記回転抑制装置は、前記駆動電力を抑制する装置である、
請求項5記載のトラクション制御装置。
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