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JP2009159789A - Vehicle and drive torque control device thereof - Google Patents

Vehicle and drive torque control device thereof Download PDF

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JP2009159789A
JP2009159789A JP2007337830A JP2007337830A JP2009159789A JP 2009159789 A JP2009159789 A JP 2009159789A JP 2007337830 A JP2007337830 A JP 2007337830A JP 2007337830 A JP2007337830 A JP 2007337830A JP 2009159789 A JP2009159789 A JP 2009159789A
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JP
Japan
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torque
vehicle
accelerator
value
traction control
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Pending
Application number
JP2007337830A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Mayahara
健司 馬屋原
Tomoyuki Nishida
知之 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】トラクション制御中のアクセルオフにより燃料電池システムが車両走行電力を超えて余剰に発電することを抑制する。
【解決手段】HV−EUC12は、駆動輪のスリップ量を目標スリップ量に一致させるためのトラクション制御指令トルク111になまし処理を施すTRCトルクなまし処理部112と、アクセル開度と車速とにより求まるアクセルトルク121になまし処理を施すアクセルトルクなまし処理部123と、なまし処理後のTRC指令トルク111及びなまし処理後のアクセルトルク121に上限処理を施してトルク最終指令値133を得るTRCトルク処理部と、を備える。
【選択図】図2
An object of the present invention is to prevent a fuel cell system from generating excessive power beyond vehicle running power due to an accelerator off during traction control.
An HV-EUC 12 includes a TRC torque smoothing processing unit 112 that performs a smoothing process on a traction control command torque 111 for matching a slip amount of a driving wheel with a target slip amount, an accelerator opening degree, and a vehicle speed. An accelerator torque smoothing processing unit 123 that performs a smoothing process on the accelerator torque 121 to be obtained, a TRC command torque 111 after the smoothing process, and an accelerator torque 121 after the smoothing process are subjected to an upper limit process to obtain a torque final command value 133. A TRC torque processing unit.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は燃料電池を電力源として搭載する車両及びその駆動トルク制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle equipped with a fuel cell as a power source and a drive torque control device thereof.

燃料電池は、燃料ガス及び酸化ガスを膜−電極接合体に供給することにより電気化学反応を起こし、化学エネルギーを電気エネルギーに変換するためのエネルギー変換システムである。特に、固体高分子膜を電解質として用いる固体高分子電解質型燃料電池は、低コストでコンパクト化が容易であり、しかも高い出力密度を有することから、車載電源としての用途が期待されている。燃料電池を車載電源として搭載した車両のトラクション制御について言及した特許文献として、例えば、特開2001−204107号公報が知られている。   A fuel cell is an energy conversion system for causing an electrochemical reaction by supplying a fuel gas and an oxidizing gas to a membrane-electrode assembly and converting chemical energy into electric energy. In particular, a solid polymer electrolyte fuel cell using a solid polymer membrane as an electrolyte is expected to be used as an in-vehicle power source because it is low-cost and easy to downsize and has a high output density. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-204107 is known as a patent document that refers to traction control of a vehicle equipped with a fuel cell as an in-vehicle power source.

図5は従来の燃料電池車両に搭載されている制御ユニット15の機能ブロック図を示している。制御ユニット15は、トラクション制御を行うECB−ECU(電子制御式ブレーキシステム制御ユニット)13と、ハイブリッドシステム(燃料電池と蓄電装置とから成る電源システム)の制御を行うHV−ECU(ハイブリッド制御ユニット)14とを備えている。ECB−ECU13は、駆動輪速と従動輪速との差分、又は左右駆動輪速の差分が所定の閾値を超えた場合に、トラクション制御を実施し、駆動輪のスリップ量が目標スリップ量に一致するようにTRC(トラクション制御)指令トルク131を算出するとともに、TRC指令フラグ132をオンにし、トラクション制御中であることをHV−ECU14に通知する。   FIG. 5 shows a functional block diagram of a control unit 15 mounted on a conventional fuel cell vehicle. The control unit 15 includes an ECB-ECU (electronically controlled brake system control unit) 13 that performs traction control and an HV-ECU (hybrid control unit) that controls a hybrid system (a power supply system including a fuel cell and a power storage device). 14. The ECB-ECU 13 performs traction control when the difference between the drive wheel speed and the driven wheel speed, or the difference between the left and right drive wheel speeds exceeds a predetermined threshold, and the slip amount of the drive wheel matches the target slip amount. Thus, the TRC (traction control) command torque 131 is calculated and the TRC command flag 132 is turned on to notify the HV-ECU 14 that the traction control is being performed.

TRC制御トルク演算部142は、TRC指令トルク131(車輪軸トルク)をモータ軸トルクに変換する処理などを実施する。HV−ECU14は、アクセル開度と車速とに基づいてアクセルトルク141を演算する。ここで、図6を参照しながら、TRCトルク処理部143による上限処理、及びトルクなまし処理部144によるトルクなまし処理について説明を加える。図6は、グリップ走行している燃料電池車両が時刻T5でトラクション制御を開始する場合を想定しており、ここでは、説明の便宜上、TRC指令トルク131は、時刻T5で上限トルク値(力行トルク最大値)Trq9からトルク値Trq7に下がる一方で、アクセルトルク141は、ある一定のトルク値Trq8を維持している場合を考察する。TRCトルク処理部143は、TRC指令トルク131とアクセルトルク141とに上限処理を施し、トルク指令値272を得る。上限処理とは、複数のトルク指令値のうち何れか小さい方の値をトルク値とする処理をいう。アクセルトルク141<TRC指令トルク131となる時刻T5以前では、トルク指令値272の値は、アクセルトルク141の値と同じであり、TRC指令トルク131<アクセルトルク141となる時刻T0以降では、トルク指令値272の値は、TRC指令トルク131の値と同じである。   The TRC control torque calculation unit 142 performs processing for converting the TRC command torque 131 (wheel shaft torque) into motor shaft torque, and the like. The HV-ECU 14 calculates the accelerator torque 141 based on the accelerator opening and the vehicle speed. Here, an upper limit process by the TRC torque processing unit 143 and a torque smoothing process by the torque smoothing processing unit 144 will be described with reference to FIG. FIG. 6 assumes a case where the fuel cell vehicle in gripping starts traction control at time T5. Here, for convenience of explanation, the TRC command torque 131 is an upper limit torque value (power running torque at time T5). Consider the case where the accelerator torque 141 maintains a certain torque value Trq8 while the torque value Trq9 decreases from the maximum value Trq9. The TRC torque processing unit 143 performs upper limit processing on the TRC command torque 131 and the accelerator torque 141 to obtain a torque command value 272. The upper limit process is a process in which the smaller value of the plurality of torque command values is used as the torque value. Before time T5 when accelerator torque 141 <TRC command torque 131 is satisfied, the value of torque command value 272 is the same as the value of accelerator torque 141. After time T0 when TRC command torque 131 <accelerator torque 141 is satisfied, torque command value 272 is the same. The value 272 is the same as the TRC command torque 131 value.

トルクなまし処理部144は、トルク指令値272にトルクなましを施し、トルク最終指令値272Aを得る。トルク変動が急激な場合、ドライバビリティが悪化するため、トルクなましを施すことで、急激なトルク変動を滑らかにすることができる。但し、トラクション制御中においては、トラクションモータの応答速度を速めて、駆動輪のスリップ量を目標スリップ量に速やかに一致させる観点から、グリップ走行時のなまし定数よりも小さいなまし定数を適用している。トルクなまし処理部144は、ECB−ECU13から送信されるTRC指令フラグ132に基づいて、グリップ走行時のなまし定数を適用するか、或いはトラクション制御時のなまし定数を適用するかを判断する。
特開2001−204107号公報
The torque smoothing processing unit 144 performs torque smoothing on the torque command value 272 to obtain a torque final command value 272A. When the torque fluctuation is abrupt, drivability deteriorates. Therefore, the torque fluctuation can be smoothed by applying torque smoothing. However, during traction control, an annealing constant that is smaller than the annealing constant during grip traveling is applied from the viewpoint of increasing the response speed of the traction motor and quickly matching the slip amount of the drive wheels with the target slip amount. ing. Based on the TRC command flag 132 transmitted from the ECB-ECU 13, the torque smoothing processing unit 144 determines whether to apply the smoothing constant during grip traveling or the smoothing constant during traction control. .
JP 2001-204107 A

しかし、トラクション制御中に急激にアクセルをオフし、トラクション制御を中止した場合、ECB−ECU13とHV−ECU14との間の通信遅延により、トルクなまし処理部144によるなまし定数の切り替えが遅れる。すると、車両はグリップ走行をしているにも関わらず、トルクなまし処理部144は、暫くの間、トラクション制御時のなまし定数を適用してトルク最終指令値272Aを絞り込むので、急激なトルク減少に燃料電池の発電が追従できなくなる。このようにして、車両走行電力を超えて過剰に発電された電力は、蓄電装置に過充電されることになるので、蓄電装置の損傷等を招く虞がある。   However, when the accelerator is suddenly turned off during the traction control and the traction control is stopped, the switching of the annealing constant by the torque smoothing processing unit 144 is delayed due to a communication delay between the ECB-ECU 13 and the HV-ECU 14. Then, although the vehicle is gripping, the torque smoothing processing unit 144 applies the smoothing constant at the time of traction control for a while to narrow down the torque final command value 272A. Fuel cell power generation cannot follow the decrease. In this way, the power generated excessively exceeding the vehicle running power is overcharged to the power storage device, which may cause damage to the power storage device.

そこで、本発明は、トラクション制御中のアクセルオフにより燃料電池システムが車両走行電力を超えて余剰に発電することを抑制する車両及びその駆動トルク制御装置を提案することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to propose a vehicle and a driving torque control device for the vehicle that suppress the surplus power generation by the fuel cell system beyond the vehicle running power due to the accelerator off during traction control.

上記の課題を解決するため、本発明に係わる車両の駆動トルク制御装置は、駆動輪のスリップ量を目標スリップ量に一致させるためのトラクション制御指令トルクになまし処理を施すトラクション制御トルクなまし処理部と、アクセル開度と車速とにより求まるアクセルトルクになまし処理を施すアクセルトルクなまし処理部と、なまし処理後のトラクション制御指令トルク及びなまし処理後のアクセルトルクに上限処理を施してトルク最終指令値を得るトラクション制御トルク処理部と、を備える。トラクション制御指令トルクとアクセルトルクとをそれぞれ独立になまし処理することで、トラクション制御中のアクセルオフにより燃料電池システムが車両走行電力を超えて余剰に発電することを抑制できる。   In order to solve the above-described problem, a vehicle drive torque control device according to the present invention provides a traction control torque smoothing process that performs a smoothing process on a traction control command torque for making a slip amount of a drive wheel coincide with a target slip amount. An accelerator torque smoothing processing unit that performs a smoothing process on the accelerator torque determined by the accelerator opening and the vehicle speed, and an upper limit process for the traction control command torque after the smoothing process and the accelerator torque after the smoothing process. A traction control torque processing unit for obtaining a final torque command value. By subjecting the traction control command torque and the accelerator torque to smoothing independently, it is possible to suppress the fuel cell system from generating excessive power beyond the vehicle running power due to the accelerator being turned off during traction control.

駆動トルク制御装置は、トルク最終指令値がトラクション制御開始時点から立ち下がるようにトルク最終指令値を補正する補正部を更に備えるのが好ましい。これにより、応答性に優れたトラクション制御を実施できる。   The drive torque control device preferably further includes a correction unit that corrects the final torque command value so that the final torque command value falls from the start of traction control. Thereby, the traction control excellent in responsiveness can be implemented.

駆動トルク制御装置は、前進レンジ又は後進レンジでの走行中にシフトポジションが中立レンジ又は駐車レンジに変更された場合、シフトポジションが変更されてから、トルク最終指令値の値がシフトポジション変更時点でのトラクション制御指令トルクの値を下回るまでの期間、トルク最終指令値の値がシフトポジション変更時点でのトラクション制御指令トルクの値に等しくなるように補正する補正部を更に備えるのが好ましい。これにより、前進レンジ又は後進レンジから中立レンジ又は駐車レンジにシフトチェンジしたときのトルク吹け上がりを抑制できる。   When the shift position is changed to the neutral range or the parking range during traveling in the forward range or reverse range, the drive torque control device will change the value of the torque final command value when the shift position is changed after the shift position is changed. It is preferable to further include a correction unit that corrects the value of the final torque command value to be equal to the value of the traction control command torque at the time of change of the shift position until it falls below the value of the traction control command torque. As a result, it is possible to suppress the increase in torque when the shift range is changed from the forward range or the reverse range to the neutral range or the parking range.

本発明に係わる車両は、本発明に係わる車両の駆動トルク制御装置と、駆動輪を駆動するトラクションモータと、トラクションモータに電力を供給する燃料電池システムと、を備える。トラクション制御にアクセルオフしても、燃料電池システムが車両走行電力を超えて余剰に発電することを抑制できる。   A vehicle according to the present invention includes a vehicle drive torque control device according to the present invention, a traction motor that drives drive wheels, and a fuel cell system that supplies electric power to the traction motor. Even if the accelerator is turned off for the traction control, it is possible to suppress the fuel cell system from generating excessive power beyond the vehicle running power.

本発明によれば、トラクション制御中のアクセルオフにより燃料電池システムが車両走行電力を超えて余剰に発電することを抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that a fuel cell system exceeds vehicle driving | running | working electric power, and generates electric power excessively by the accelerator off in traction control.

以下、各図を参照しながら本発明に係わる実施形態について説明する。
図1は燃料電池車両の車載電源システムとして機能する燃料電池システム100のシステム構成を示す。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a system configuration of a fuel cell system 100 that functions as an in-vehicle power supply system for a fuel cell vehicle.

燃料電池スタック40は、多数のセルを直列に積層してなる固体高分子電解質型セルスタックである。燃料電池スタック40は、フッ素系樹脂等により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜等から成る高分子電解質膜41の両面にアノード極42とカソード極43をスクリーン印刷等で形成した膜−電極接合体(MEA)44を備えている。膜−電極接合体44の両面は、図示しないリブ付セパレータによってサンドイッチされ、このセパレータとアノード極42及びカソード極43との間にそれぞれ溝状のアノードガスチャンネル及びカソードガスチャンネルを形成している。燃料電池スタック40では、アノード極において(1)式の酸化反応が生じ、カソード極において(2)式の還元反応が生じる。燃料電池スタック40全体としては(3)式の起電反応が生じる。   The fuel cell stack 40 is a solid polymer electrolyte cell stack formed by stacking a large number of cells in series. The fuel cell stack 40 is a membrane-electrode junction in which an anode electrode 42 and a cathode electrode 43 are formed by screen printing or the like on both surfaces of a polymer electrolyte membrane 41 made of a proton conductive ion exchange membrane or the like made of a fluorine resin or the like. A body (MEA) 44 is provided. Both surfaces of the membrane-electrode assembly 44 are sandwiched by a ribbed separator (not shown), and a grooved anode gas channel and cathode gas channel are formed between the separator and the anode electrode 42 and the cathode electrode 43, respectively. In the fuel cell stack 40, the oxidation reaction of the formula (1) occurs at the anode electrode, and the reduction reaction of the equation (2) occurs at the cathode electrode. In the fuel cell stack 40 as a whole, an electromotive reaction of the formula (3) occurs.

2 → 2H++2e- …(1)
(1/2)O2+2H++2e- → H2O …(2)
2+(1/2)O2 → H2O …(3)
H 2 → 2H + + 2e - ... (1)
(1/2) O 2 + 2H + + 2e → H 2 O (2)
H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O (3)

燃料電池スタック40には、燃料電池スタック40の出力電圧を検出するための電圧センサ91、出力電流を検出するための電流センサ92が取り付けられている。   A voltage sensor 91 for detecting the output voltage of the fuel cell stack 40 and a current sensor 92 for detecting the output current are attached to the fuel cell stack 40.

燃料ガス供給源70は、例えば、高圧水素タンクや水素吸蔵合金などで構成され、高圧(例えば、35MPa乃至70MPa)の水素ガスを貯留する。水素ガスの供給圧は、調圧弁71によって調圧される。酸化ガス供給源80は、例えば、大気から取り込んだエアを加圧し、加圧エア(酸化ガス)を供給するエアコンプレッサである。加圧エアの供給圧は、調圧弁81によって調圧される。   The fuel gas supply source 70 is composed of, for example, a high-pressure hydrogen tank or a hydrogen storage alloy, and stores high-pressure (for example, 35 MPa to 70 MPa) hydrogen gas. The supply pressure of the hydrogen gas is regulated by the pressure regulating valve 71. The oxidizing gas supply source 80 is, for example, an air compressor that pressurizes air taken from the atmosphere and supplies pressurized air (oxidizing gas). The supply pressure of the pressurized air is regulated by the pressure regulating valve 81.

燃料電池システム100は、DC/DCコンバータ30とトラクションインバータ60とが並列に燃料電池スタック40に接続するパラレルハイブリッドシステムとして構成されている。DC/DCコンバータ30は、バッテリ20から供給される直流電圧を昇圧してトラクションインバータ60に出力する機能と、燃料電池スタック40が発電した直流電力、又は回生制動によりトラクションモータ61が回収した回生電力を降圧してバッテリ20に充電する機能とを有する。DC/DCコンバータ30のこれらの機能により、バッテリ20の充放電が制御される。また、DC/DCコンバータ30による電圧変換制御により、燃料電池スタック40の運転ポイント(出力電圧、出力電流)が制御される。   The fuel cell system 100 is configured as a parallel hybrid system in which a DC / DC converter 30 and a traction inverter 60 are connected to the fuel cell stack 40 in parallel. The DC / DC converter 30 boosts the DC voltage supplied from the battery 20 and outputs it to the traction inverter 60, and the DC power generated by the fuel cell stack 40 or the regenerative power recovered by the traction motor 61 by regenerative braking. And the function of charging the battery 20 by lowering the voltage. The charge / discharge of the battery 20 is controlled by these functions of the DC / DC converter 30. Further, the operation point (output voltage, output current) of the fuel cell stack 40 is controlled by voltage conversion control by the DC / DC converter 30.

バッテリ20は、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両の加速又は減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。バッテリ20としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等の二次電池が好適である。バッテリ20には、SOC(State of charge)を検出するためのSOCセンサ21が取り付けられている。   The battery 20 functions as a surplus power storage source, a regenerative energy storage source during regenerative braking, and an energy buffer during load fluctuations associated with acceleration or deceleration of the fuel cell vehicle. The battery 20 is preferably a secondary battery such as a nickel / cadmium storage battery, a nickel / hydrogen storage battery, or a lithium secondary battery. An SOC sensor 21 for detecting SOC (State of charge) is attached to the battery 20.

トラクションインバータ60は、例えば、パルス幅変調方式で駆動されるPWMインバータであり、制御ユニット10からの制御指令に従って、燃料電池スタック40又はバッテリ20から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、トラクションモータ61の回転トルクを制御する。トラクションモータ61は、例えば、三相交流モータであり、燃料電池車両の動力源を構成する。   The traction inverter 60 is, for example, a PWM inverter driven by a pulse width modulation method, and converts a DC voltage output from the fuel cell stack 40 or the battery 20 into a three-phase AC voltage in accordance with a control command from the control unit 10. Thus, the rotational torque of the traction motor 61 is controlled. The traction motor 61 is a three-phase AC motor, for example, and constitutes a power source of the fuel cell vehicle.

補機類50は、燃料電池システム100内の各部に配置されている各モータ(例えば、ポンプ類などの動力源)や、これらのモータを駆動するためのインバータ類、更には各種の車載補機類(例えば、エアコンプレッサ、インジェクタ、冷却水循環ポンプ、ラジエータなど)を総称するものである。   Auxiliary machines 50 are motors (for example, power sources such as pumps) disposed in each part of the fuel cell system 100, inverters for driving these motors, and various on-vehicle auxiliary machines. (For example, an air compressor, an injector, a cooling water circulation pump, a radiator, etc.) is a general term.

制御ユニット10は、燃料電池車両のトラクション制御を行うECB−ECU(電子制御式ブレーキシステム制御ユニット)11と、ハイブリッドシステム(燃料電池スタック40と蓄電装置20とから成る電源システム)の制御を行うHV−ECU(ハイブリッド制御ユニット)12とを備えるコンピュータシステムである。制御ユニット10は、各種センサ類(例えば、電圧センサ91、電流センサ92、及びSOCセンサ21など)からの出力信号を受信して、燃料電池システム100の各部を制御する。例えば、制御ユニット10は、イグニッションスイッチから出力される起動信号IGを受信すると、燃料電池システム100の運転を開始し、アクセルセンサから出力されるアクセル開度信号ACCや、車速センサから出力される車速信号VCなどを基に、車両走行電力や補機消費電力を算出する。   The control unit 10 is an HV that controls an ECB-ECU (electronic control brake system control unit) 11 that performs traction control of the fuel cell vehicle and a hybrid system (a power supply system that includes the fuel cell stack 40 and the power storage device 20). A computer system including an ECU (hybrid control unit) 12. The control unit 10 receives output signals from various sensors (for example, the voltage sensor 91, the current sensor 92, the SOC sensor 21, etc.) and controls each part of the fuel cell system 100. For example, when the control unit 10 receives the start signal IG output from the ignition switch, the control unit 10 starts the operation of the fuel cell system 100, and the accelerator opening signal ACC output from the accelerator sensor or the vehicle speed output from the vehicle speed sensor. Based on the signal VC and the like, the vehicle running power and the auxiliary machine power consumption are calculated.

ここで、補機電力には、車載補機類(加湿器、エアコンプレッサ、水素ポンプ、及び冷却水循環ポンプ等)で消費される電力、車両走行に必要な装置(変速機、車輪制御装置、操舵装置、及び懸架装置等)で消費される電力、乗員空間内に配設される装置(空調装置、照明器具、及びオーディオ等)で消費される電力などが含まれる。   Here, auxiliary electric power includes electric power consumed by in-vehicle auxiliary equipment (humidifier, air compressor, hydrogen pump, cooling water circulation pump, etc.), and equipment required for vehicle travel (transmission, wheel control device, steering) Power consumed by devices, suspension devices, etc.), power consumed by devices (air conditioners, lighting equipment, audio, etc.) disposed in the passenger space, and the like.

そして、制御ユニット10は、燃料電池スタック40とバッテリ20とのそれぞれの出力電力の配分を決定し、燃料電池スタック40の発電量が目標電力に一致するように、燃料ガス供給源70及び酸化ガス供給源80からの反応ガス供給を制御するとともに、DC/DCコンバータ30を制御して、燃料電池スタック40の出力電圧を調整することにより、燃料電池スタック40の運転ポイント(出力電圧、出力電流)を制御する。更に、制御ユニット10は、アクセル開度に応じた目標トルクが得られるように、例えば、スイッチング指令として、U相、V相、及びW相の各交流電圧指令値をトラクションインバータ60に出力し、トラクションモータ61の出力トルク、及び回転数を制御する。トラクションモータ61の出力トルクは、減速ギア62を介して駆動輪63L,63Rに伝達される。   Then, the control unit 10 determines the distribution of the output power of each of the fuel cell stack 40 and the battery 20, and the fuel gas supply source 70 and the oxidizing gas so that the power generation amount of the fuel cell stack 40 matches the target power. By controlling the supply of the reaction gas from the supply source 80 and controlling the DC / DC converter 30 to adjust the output voltage of the fuel cell stack 40, the operating point (output voltage, output current) of the fuel cell stack 40 is controlled. To control. Further, the control unit 10 outputs the U-phase, V-phase, and W-phase AC voltage command values to the traction inverter 60 as switching commands, for example, so as to obtain a target torque according to the accelerator opening, The output torque of the traction motor 61 and the rotation speed are controlled. The output torque of the traction motor 61 is transmitted to the drive wheels 63L and 63R via the reduction gear 62.

図2は制御ユニット10の機能ブロックを示している。
ECB−ECU11は、駆動輪速と従動輪速との差分、又は左右駆動輪速の差分が所定の閾値を超えた場合に、トラクション制御を実施し、駆動輪のスリップ量が目標スリップ量になるようにTRC指令トルク111を算出するとともに、TRC指令フラグ112をオンにし、トラクション制御中であることをHV−ECU12に通知する。
FIG. 2 shows functional blocks of the control unit 10.
The ECB-ECU 11 performs traction control when the difference between the drive wheel speed and the driven wheel speed or the difference between the left and right drive wheel speeds exceeds a predetermined threshold, and the slip amount of the drive wheel becomes the target slip amount. Thus, the TRC command torque 111 is calculated, and the TRC command flag 112 is turned on to notify the HV-ECU 12 that traction control is being performed.

TRC制御トルク演算部122は、TRC指令トルク111(車輪軸トルク)をモータ軸トルクに変換する他、シフトポジションに応じた演算処理(例えば、シフトポジションがNレンジ(中立ポジション)、又はPレンジ(駐車ポジション)の場合に、トラクション制御を中止し、シフトポジションがRレンジ(後進ポジション)の場合に、TRC指令トルク111の符号を反転する等の処理)を実施する。   The TRC control torque calculation unit 122 converts the TRC command torque 111 (wheel shaft torque) into motor shaft torque, and calculates processing according to the shift position (for example, the shift position is in the N range (neutral position) or P range ( In the case of the parking position), the traction control is stopped, and when the shift position is in the R range (reverse drive position), processing such as reversing the sign of the TRC command torque 111 is performed.

HV−ECU12は、アクセル開度と車速とに基づいてアクセルトルク121を演算する。ここで、図3を参照しながら、アクセルトルクなまし処理部123及びTRCトルクなまし処理部124によるトルクなまし処理、及びTRCトルク処理部125による上限処理について説明を加える。図3は、グリップ走行している燃料電池車両が時刻T1でトラクション制御を開始する場合を想定しており、ここでは、説明の便宜上、TRC指令トルク111は、時刻T1で上限トルク値Trq3からTrq1に下がる一方で、アクセルトルク121は、ある一定のトルク値Trq2を維持している場合を考察する。アクセルトルクなまし処理部123は、アクセルトルク121にトルクなましを施し、トルク指令値121Aを得る。同様に、TRCトルクなまし処理部124は、TRC指令トルク111にトルクなましを施し、トルク指令値111Aを得る。TRCトルク処理部125は、トルク指令値121A,111Aに上限処理を施し、トルク指令値132を得る。トルク指令値121A<トルク指令値111Aとなる時刻T2以前では、トルク指令値132の値は、トルク指令値121Aの値と同じであり、トルク指令値111A<トルク指令値121Aとなる時刻T2以降では、トルク指令値132の値は、トルク指令値111Aの値と同じである。   The HV-ECU 12 calculates the accelerator torque 121 based on the accelerator opening and the vehicle speed. Here, the torque smoothing process by the accelerator torque smoothing process part 123 and the TRC torque smoothing process part 124 and the upper limit process by the TRC torque process part 125 will be described with reference to FIG. FIG. 3 assumes a case where the fuel cell vehicle in gripping starts traction control at time T1, and here, for convenience of explanation, the TRC command torque 111 is changed from the upper limit torque values Trq3 to Trq1 at time T1. On the other hand, the case where the accelerator torque 121 maintains a certain torque value Trq2 is considered. The accelerator torque smoothing processing unit 123 performs torque smoothing on the accelerator torque 121 to obtain a torque command value 121A. Similarly, the TRC torque smoothing processing unit 124 performs torque smoothing on the TRC command torque 111 to obtain a torque command value 111A. The TRC torque processing unit 125 performs an upper limit process on the torque command values 121A and 111A to obtain a torque command value 132. Before time T2 when torque command value 121A <torque command value 111A, the value of torque command value 132 is the same as the value of torque command value 121A, and after time T2 when torque command value 111A <torque command value 121A. The value of the torque command value 132 is the same as the value of the torque command value 111A.

ここで、時刻T1は、トラクション制御開始時刻であり、時刻T2は、トルク指令値132が立下り始める時刻である。応答性に優れたトラクション制御を実施するには、時刻T1からトルク指令値132が立ち下がる必要がある。そこで、HV−ECU12は、トルク指令値132がトラクション制御開始時点から立ち下がるように、トルク指令値132を補正し、トルク最終指令値133を得る。より詳細には、トルク指令値111Aとトルク指令値121Aとの交点Bが、TRC指令トルク111とトルク指令値121Aとの交点Cに移動するようにトルク指令値132を補正し、トルク最終指令値133を得る。この補正処理は、TRCトルク処理部125が実施してもよく、或いはTRCトルクなまし処理部124が実施してもよい。   Here, time T1 is a traction control start time, and time T2 is a time when the torque command value 132 starts to fall. In order to perform traction control with excellent responsiveness, the torque command value 132 needs to fall from time T1. Therefore, the HV-ECU 12 corrects the torque command value 132 so that the torque command value 132 falls from the traction control start time, and obtains a torque final command value 133. More specifically, the torque command value 132 is corrected so that the intersection point B between the torque command value 111A and the torque command value 121A moves to the intersection point C between the TRC command torque 111 and the torque command value 121A. 133 is obtained. This correction processing may be performed by the TRC torque processing unit 125 or may be performed by the TRC torque smoothing processing unit 124.

このように、TRC指令トルク111とアクセルトルク121とをそれぞれ独立になまし処理することで、トラクション制御中のアクセルオフにより燃料電池システム100が車両走行電力を超えて余剰に発電することを抑制できる。   In this manner, the TRC command torque 111 and the accelerator torque 121 are each independently smoothed, so that it is possible to suppress the fuel cell system 100 from generating excessive power beyond the vehicle running power due to accelerator off during traction control. .

次に、図4を参照しながら、Dレンジ(前進ポジション)でのトラクション制御中にシフトポジションをNレンジに変更した場合における、トルク最終指値133を得る計算過程について説明する。ここでは、トラクション制御中である燃料電池車両のシフトポジションが時刻T3でDレンジからNレンジに変更され、シフトポジションの変更と同時にトラクション制御が中止される場合を想定している。さて、TRC指令トルク111は、時刻T3以前では、トラクション制御中の小さいトルク値Trq4を維持しており、時刻T3に達した時点で、トルク値Trq4から上限トルク値Trq5に跳ね上がる。TRC指令トルク111にトルクなましを施すことで、トルク指令値111Aが得られる。一方、アクセルトルク121は、時刻T3以前では、ある一定のトルク値Trq6を維持しており、時刻T3に達した時点で、トルク値Trq6から0に減少する。アクセルトルク121にトルクなましを施すことで、トルク指令値121Aが得られる。   Next, a calculation process for obtaining the final torque limit 133 when the shift position is changed to the N range during traction control in the D range (forward position) will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the shift position of the fuel cell vehicle under traction control is changed from the D range to the N range at time T3, and the traction control is stopped simultaneously with the change of the shift position. The TRC command torque 111 maintains a small torque value Trq4 during traction control before the time T3, and jumps from the torque value Trq4 to the upper limit torque value Trq5 when the time T3 is reached. By applying torque smoothing to the TRC command torque 111, a torque command value 111A is obtained. On the other hand, accelerator torque 121 maintains a certain torque value Trq6 before time T3, and decreases from torque value Trq6 to 0 when time T3 is reached. By applying torque smoothing to the accelerator torque 121, a torque command value 121A is obtained.

このようにして得られたトルク指令値111A,121Aに上限処理を施すことで、トルク指令値132が得られる。図4から理解できるように、シフトチェンジの瞬間(時刻T3)にトルク指令値132の吹け上がり現象が見られる。シフトチェンジ時にこのような現象が生じると、搭乗者に違和感を与えるので、好ましくない。そこで、HV−ECU12は、シフトポジションが変更されてから、トルク指令値132の値がTRC指令トルク111の値Trq4を下回るまでの期間、トルク指令値132の値がシフトポジション変更時点でのTRC指令トルク111の値Trq4に等しくなるように補正し、トルク最終指令値133を得る。この補正処理は、TRCトルク処理部125が実施してもよく、或いはTRCトルクなまし処理部124が実施してもよい。   The torque command value 132 is obtained by subjecting the torque command values 111A and 121A thus obtained to an upper limit process. As can be understood from FIG. 4, the phenomenon of the torque command value 132 jumping up is observed at the moment of the shift change (time T3). If such a phenomenon occurs at the time of a shift change, the passenger feels uncomfortable, which is not preferable. Therefore, the HV-ECU 12 is a TRC command when the value of the torque command value 132 is changed from the time when the shift position is changed until the value of the torque command value 132 falls below the value Trq4 of the TRC command torque 111. Correction is made to be equal to the value Trq4 of the torque 111, and a final torque command value 133 is obtained. This correction processing may be performed by the TRC torque processing unit 125 or may be performed by the TRC torque smoothing processing unit 124.

また、説明の便宜上、Dレンジでのトラクション制御中にシフトポジションをNレンジに変更する場合の補正処理について例示したが、走行レンジ(例えば、Dレンジ又はRレンジ)でのトラクション制御中にシフトポジションを走行レンジ以外のレンジ(例えば、Nレンジ又はPレンジ)に変更した場合にも、トルク吹け上がり現象が生じるので、同様の補正処理を実施するのが好ましい。   Further, for convenience of explanation, the correction processing when changing the shift position to the N range during the traction control in the D range has been illustrated, but the shift position during the traction control in the traveling range (for example, the D range or the R range) is exemplified. Even when the range is changed to a range other than the travel range (for example, the N range or the P range), a torque surging phenomenon occurs, and therefore it is preferable to perform the same correction process.

本実施形態に係わる燃料電池システムの構成図である。It is a block diagram of the fuel cell system concerning this embodiment. 本実施形態に係わる制御ユニットの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control unit concerning this embodiment. 本実施形態に係わる制御ユニットの信号処理を説明する図である。It is a figure explaining the signal processing of the control unit concerning this embodiment. 本実施形態に係わる制御ユニットの信号処理を説明する図である。It is a figure explaining the signal processing of the control unit concerning this embodiment. 従来の制御ユニットの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the conventional control unit. 従来の制御ユニットの信号処理を説明する図である。It is a figure explaining the signal processing of the conventional control unit.

符号の説明Explanation of symbols

10…制御ユニット 11…ECB−ECU 12…HV−ECU 20…バッテリ 40…燃料電池スタック 61…トラクションモータ 100…燃料電池システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Control unit 11 ... ECB-ECU 12 ... HV-ECU 20 ... Battery 40 ... Fuel cell stack 61 ... Traction motor 100 ... Fuel cell system

Claims (4)

駆動輪のスリップ量を目標スリップ量に一致させるためのトラクション制御指令トルクになまし処理を施すトラクション制御トルクなまし処理部と、
アクセル開度と車速とにより求まるアクセルトルクになまし処理を施すアクセルトルクなまし処理部と、
なまし処理後のトラクション制御指令トルク及びなまし処理後のアクセルトルクに上限処理を施してトルク最終指令値を得るトラクション制御トルク処理部と、
を備える車両の駆動トルク制御装置。
A traction control torque smoothing processing unit that performs a smoothing process on the traction control command torque for matching the slip amount of the drive wheel with the target slip amount;
An accelerator torque smoothing processing unit for smoothing the accelerator torque determined by the accelerator opening and the vehicle speed;
A traction control torque processing unit that performs an upper limit process on the traction control command torque after the annealing process and the accelerator torque after the annealing process to obtain a torque final command value;
A vehicle drive torque control device.
請求項1に記載の車両の駆動トルク制御装置であって、
前記トルク最終指令値がトラクション制御開始時点から立ち下がるように前記トルク最終指令値を補正する補正部を更に備える、車両の駆動トルク制御装置。
The vehicle drive torque control device according to claim 1,
A driving torque control device for a vehicle, further comprising: a correction unit that corrects the final torque command value so that the final torque command value falls from a traction control start time.
請求項1又は請求項2に記載の車両の駆動トルク制御装置であって、
前進レンジ又は後進レンジでの走行中にシフトポジションが中立レンジ又は駐車レンジに変更された場合、シフトポジションが変更されてから前記トルク最終指令値の値が前記シフトポジション変更時点でのトラクション制御指令トルクの値を下回るまでの期間、前記トルク最終指令値の値が前記シフトポジション変更時点でのトラクション制御指令トルクの値に等しくなるように補正する補正部を更に備える、車両の駆動トルク制御装置。
A drive torque control device for a vehicle according to claim 1 or 2,
If the shift position is changed to the neutral range or the parking range during traveling in the forward range or reverse range, the torque final command value after the shift position is changed is the traction control command torque when the shift position is changed. A drive torque control device for a vehicle, further comprising: a correction unit that corrects the value of the final torque command value so as to be equal to the value of the traction control command torque at the time of the shift position change until the value falls below this value.
請求項1乃至請求項3のうち何れか1項に記載の車両の駆動トルク制御装置と、
駆動輪を駆動するトラクションモータと、
前記トラクションモータに電力を供給する燃料電池システムと、
を更に備える車両。
A vehicle drive torque control device according to any one of claims 1 to 3,
A traction motor that drives the drive wheels;
A fuel cell system for supplying power to the traction motor;
A vehicle further comprising:
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