JPH07504078A - 原動機付車両のための駆動装置における回転数検出 - Google Patents

Abstract

(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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 原動機付車両のための駆動装置における回転数検出 本発明は、原動機付車両のための駆動装置（こ関し、特に内燃機関又は駆動輪の 回転数の検出ζこ関する。

原動機付車両のアンチロ・ツク装置及びトラクションコントロール装置において は車輪の回転数を非常薔こ正確に検出しなければならない。従来のアンチロ・ツ ク装置及びトラクションコントロール装置で（ま車輪軸受の近辺に回転数センサ が取付けられて（する力）、又（ま回転数センサが内蔵されている特別の車輪軸 受力（使用される。いずれにせよ、比較的構造コストが大き０゜それは回転数セ ンサが、直接の車輪領域内で極端な作動条件下で動作しなければならないことが 主因である。従来の駆動装置において同様の状況は、内燃機関の作動閉ループ制 御及び内燃機関診断のために知る必要力（ある内燃機関回転数を正確に検出する 際（こも生じる。

原動機付車両の従来の駆動装置においては内燃機関は、駆動輪を機械的伝動装置 を介して駆動する。　“■Ｄビ報告（Ｎｏ、８７８．　１９９１）の６１１〜６ ２２から、原動機付車両の内燃機関に発電機を連結し、車両の駆動輪を、直流電 圧中間回路を介して発電機力萬ら給電される個別の電動機に連結することが公知 である。駆動装置の発電機及び電動機は、周方向で互いにずれて配置されている 多数の固定子巻線を有する固定子と、周方向で互いにずれて配置されている多数 の永久磁石を有する。固定子巻線は、発電機又は個々の電動機にそれぞれ配置さ れている個別の電子整流回路を介して直流電圧回路に接続されている。電子整流 回路は、固定子巻線を流れる電流の時間順序を制御するために時間的にずれてい るパルス信号を発生する。パルス信号は、例えば電子スイッチを切換える。この 形式の発電機又は電動機の例は、ヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ−Ａ−０１５９ ００５号公報から公知である。

整流回路は、ヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ−Ａ−０３４０６８６号公報に開示 されている。

本発明の課題は、電動機により駆動される車輪を有する原動機付車両の駆動装置 において、被駆動輪の回転数を、付加的センサを設けずに、駆動装置に元々必要 な構成素子だけを基礎にして、非常に正確に検出するための方法を示すことにあ る。駆動装置は車輪領域内に直接に付加的なセンサを設ける必要を無くする。

本発明は、内燃機関に連結されている発電機及び／又は例えば蓄電池等のエネル ギー蓄積器から直流電圧回路を介して給電され、原動機付車両の個別の駆動輪に 連結されている複数の電動機を具備し、電動機は、周方向で互いにずれて配置さ れている多数の固定子巻線を有する固定子と、周方向で互いにずれて配置されて いる多数の永久磁石を有する回転子とを有し、固定子巻線は、個々の電動機にそ れぞれ配置されている個別の電子整流回路を介して直流電圧回路に接続され、電 子整流回路は、固定子巻線を流れる電流の時間順序を制御するために時間的にず れているパルス信号を発生する駆動装置から出発する。ここにおいて、さらに各 整流回路は、電動機に取付けられている位置発生器を有し、位置発生器は、固定 子に対する回転子の相対位置を検出して、パルス信号の発生時点を制御し、少な くとも１つの電動機の整流回路に回転数検出回路が接続され、回転数検出回路は 、前記整流回路のパルス信号に応動して、駆動輪の回転数を表す回転数信号及び ／又は駆動輪の回転角度を表す回転角度信号を発生する。

本発明の基本思想は、位置発生器に依存して発生される整流回路のパルス信号が 、回転子と固定子との間の相対角度位置に関する正確な情報をすでに有し、従っ て例えば１単位時間当りのパルス信号を計数してパルス信号の繰返し周波数を測 定することにより簡単かつ正確に回転数を検出できることにある。本発明に関わ るタイプの電動機及び発電機は通常は、比較的多数の磁極及びひいては固定子巻 線又は永久磁石を有するので、ただ１つの回転の数分の１の間の回転数変化も検 出できる。位置発生器は、発電機又は電動機と二ニットを形成し、従ってその固 定子と一緒にカプセル化できる。例えば車輪に取付けられるか又は例えば内燃機 関回転数検出のためにフライホイールのスタータ歯付車の領域内に設けられるセ ンサは不要となる。

トラクションコントロール装置及びアンチロック装置の場合、車両速度が比較的 小さくともその完全な機能が保証されなくてはならない。この場合、比較的小さ い内燃機関回転数に応じて、１つの単位時間当りの発生パルス信号の数は小さい 。従って、ある臨界的な走行状態では、実際に検出されたパルス信号が迅速な応 動のために十分でないことがある。

従って本発明では、回転数検出回路が、例えば補間及び／又は補外手段等の計算 手段を具備し、補間及び／又は補外手段は、回転数信号又は回転角度信号の付加 的値を、パルス信号により定められている信号基点値に依存して計算する。例え ば、場合に応じて繰返し周波数の変化速度に応じて変化する係数によりパルス繰 返し周波数を分周又は倍周する実施例では、回転数信号の精度を、とりわけ走行 速度が小さい場合には大幅に高めることができる。本発明は、回転数信号が発生 される精度が高いので有利には、アンチロック装置及び／又はトラクションコン トロール装置が、回転数信号の変化速度を監視し、回転数検出回路のうちの１つ の回転数検出回路の回転数信号の変化速度が所定閾値を越えると作動可能である ように用いられる。アンチロック装置及びトラクションコントロール装置の従来 の作動基準においては、タイヤスリップ状態を検出するために２つの車輪の間の 回転数の差が監視されるのに対して、本発明のこの実施例は、被駆動輪の回転数 の突然の変化は、とりもなおさずタイヤのグリップ限界を越えたすなわちグリッ プが破綻したことであるとの認識から出発する。アンチロック装置及び／又はト ラクションコントロール装置は、回転数信号の変化速度が所定閾値を越えると作 動される。この場合有利には、アンチロック装置及び／又はトラクションコント ロール装置は、１クロック期間当りの回転数変化の大きさを検出する。

１つの有利な実施例では、トラクションコントロール装置がアンチロックに下位 接続されており、トラクションコントロール装置が、タイヤスリップが所定スリ ップ限界値内におさまるように閉ループ制御する閉ループ制御手段を具備する。

このようにして、アンチロック装置がブロックする前に駆動回転トルクをスリッ プに依存して制限し、従ってアンチロック装置がブレーキ力を調整して減少すべ きスリップをも減少させる。トラクションコントロール装置のスリップ閉ループ 制御は、例えばファジィ理論閉ループ制御により動作する閉ループ制御原理を基 礎として行うことが可能である。

次に本発明の１つの実施例を図を用いて詳細に説明する。図面は、原動機付車両 のための本発明の駆動装置のブロック回路図を示す。

駆動装置は内燃機関を有する。内燃機関１は直接に、内燃機関１にフランジ接続 されている発電機３を駆動する。発電機３は、電子整流回路５を介して直流中間 回路７に給電する。直流中間回路７には、電子整流回路９を介してそれぞれ対応 配置されている複数の電動機１１が接続されている。それぞれの電動機１１は原 動機付車両のそれぞれ車輪１３を駆動する。図面は、１つの車輪１３のみを示し 、この車輪１３に電動機１１が互いに回転不能に固定されて接続されており、こ の電動機１１には整流回路９が接続されている。

発電機３も各電動機１１も、多数の例えば１８個の固定子巻線を有する図示され ていない多極の固定子と、多数の永久磁石を有する同様に図示されていない回転 子とを有する。このような発電機又は電動機の例はヨーロッパ特許出願公開第Ｅ Ｐ−Ａ−０１５９００５号公報に開示されている。発電機３も各電動機１１も、 固定子に対する回転子の瞬時位置を検出し、リード線１９又は２１を介して角度 位置をそれぞれの整流制御装置５，９に送出する位置発生器１５又は１７を有す る。整流制御装置５，９は、個々の固定子に配置されている電子スイッチを有す る。電子スイッチは、位置発生器１５．１７の角度位置信号に依存して、固定子 巻線に流れる電流を、巻線配置により決まる順序で時間約にずれてオンオフ切換 えする。このために整流回路５．９は、個々の固定子巻線に対応配置されている スイッチを制御する多数のパルス信号を発生する。このような整流回路の例はヨ ーロッパ特許出願公開第ＥＰ−Ａ−０３４０６８６号公報に開示されている。

駆動装置は、内燃機関１の出力を例えば絞り弁又は燃料噴射ポンプ等の出力調整 素子のサーボ駆動装置２３を介して制御する例えばマイクロプロセッサ等の制御 装置２７を有する。制御装置２７は、回転数検出回路３１から伝送され内燃機関 １の回転数を表す回転数信号を特徴とする特性曲線群を介して内燃機関１を制御 する従来の制御手段を有する。さらに制御装置２７は、図示されていない方法で 内燃機関１の出力閉ループ制御回路を介して又は発電機３により発生される電流 を介して又は電動機１１に供給される電流を介してスリップタイヤの車輪の駆動 トルクを制限するトラクションコントロールシステムの閉ループ制御手段を有す る。さらに制御装置２７は、車輪１３に作用するブレーキトルクを制御出力側３ ３を介して制御するアンチロックシステムの閉ループ制御手段を有する。図面に おいて３５により示されているこれらのシステムの閉ループ制御手段は、各車輪 １３に対して個別に、ただ１つのみしか図示されていない回転数検出回路３７か ら供給される回転数信号に応動する。

回転数検出回路３１．３７は、位置発生器１５，１７により定められる時点に依 存して整流回路５．９により発生されるパルス信号に応動し、パルス信号の繰返 し周波数から、制御装置２７に供給された回転数信号をめる。このようにして、 内燃機関１又は車輪１３の回転数を直接に検出する回転数センサは不要となる。

制御装置２７の構成素子であることもある回転数検出回路３１．３７は、整流回 路５．９のパルス信号により定められる信号変化基点値に依存して付加的な回転 数信号値を補間又は補性する付加的手段３９又は４１を有する。最も簡単な形の 補間又は補性手段は、パルス信号繰返し周波数を所定係数により倍周又は分周す るパルス繰返し周波数倍周器又は分周器により形成できる。しかし有利にはこの 係数は、基点値により定められている回転数信号の変化速度に依存させる。

これにより、回転数信号が時間変化する場合でも精度を高めることができるから である。

閉ループ制御手段３５は、個々の回転数信号に依存して走行軌道への車輪２４の トルク伝達の異常を検出する。車輪回転数の変化速度が所定閾値を越えると、こ れは、タイヤのスリップ限界に到達したと解釈され、駆動フェーズの間はトラク ションコントロールを作動するために、そして制動フェーズの間はアンチロック 制御を作動するために利用される。トラクションコントロールは、連続スリップ 閉ループ制御の原理に従って動作し、所定スリップ閉ループ制御領域内のスリッ プを所定スリップ限界値に保持する。ファジィ論理をトラクションコントロール に適用すると好適である。

すなわちファジィ論理により変化する摩擦係数をシミュレーションしたり、走行 軌道の粗さの変化に関する情報を閉ループ制御系に入力できる。連続的にスリッ プ限界値を閉ループ制御するトラクションコントロールは、アンチロック制御に 優先し、制動の際に車輪がブロックする前にスリップが過度に増加することを阻 止し、従って制動力をより良好に調整することを可能にする。

回転数検出回路３１．３７を回転角度の検出にも用いることができ、この場合に 回転角度信号を制御装置２７に伝送できることは自明である。

電力が、蓄電池として形成されているエネルギー蓄積器４３から直流電圧中間回 路７へ供給される駆動装置の変形実施例が破線により示されている。エネルギー 蓄積器４３は、発電機の他に付加的に設けることもでき、この場合、電動機１３ は選択的に発電機３又はエネルギー蓄積器４３から給電できる。しかしこれに代 え内燃機関１及び発電機３を用いないことも可能である。

ＰＣＴ／ＤＥ　９２１００８４９ フロントページの続き （７２）発明者　ルッツ、ディーター ドイツ連邦共和国、デー　８７２０　シュヴアインフルト、シュペッサートシュ トラーセ（７２）発明者　ナグラー、フランツ ドイツ連邦共和国、デー　８７２９　オッテンドルフ、アム・ツェーントグラー フェン（７２）発明者　オッホス、マルチインドイツ連邦共和国、デー　８７２ ０　シュヴアインフルト、エーバースペルクシュトラーセ１０ （７２）発明者　シーボルト、シュテファンドイツ連邦共和国、デー　８７２０ 　シュヴアインフルト、ギムナジウムシュトラーセ（７２）発明者　シュミット ーブリュッケン、ハシスーヨアヒム ドイツ連邦共和国、デー　８７１２　ゲルダースハイム、ゾンネンシュトラーセ 　９ （７２）発明者　ティーラー、ヴオルフガンクドイツ連邦共和国、デー　８７２ ８　ハスフルト、カスタニエンヴエーク　１ （７２）発明者　ヴアークナー、ミヒャエルドイツ連邦共和国、デー　８７２１ 　二−ダーヴエルン、オツトーシュトラーセ　３ （７２）発明者　ヴエステンドルフ、ホルガードイツ連邦共和国、デー　８７２ １　ハンバッハ、ゲンゼライテ　８ （７２）発明者　ヴイヒナネック、ライナードイツ連邦共和国、デー　８７２１ 　マーデンハウゼン、エアレンブルンシュトラーセ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．原動機付車両の個別の駆動軸（１３）に回転不能に連結され、内燃機関（１ ）に回転不能に連結されている発電機（３）及び／又は例えば蓄電池等のエネル ギー蓄積器（４３）から直流電圧回路（７）を介して給電される複数の電動機（ １１）を具備し、前記電動機（１１）は、周方向で互いにずれて配置されている 多数の固定子巻線を有する固定子と、周方向で互いにずれて配置されている多数 の永久磁石を有する回転子とを有し、前記固定子巻線は、個々の前記電動機（１ １）にそれぞれ配置されている個別の電子整流回路（５，９）を介して前記直流 電圧回路（７）に接続され、前記電子整流回路（５，９）は、前記固定子巻線を 流れる電流の時間順序を制御するために時間的にずれているパルス信号を発生し 、各前記整流回路（５，９）は、前記電動機（１１）に取付けられている位置発 生器（１５，１７）を有し、前記位置発生器（１５，１７）は、固定子に対する 回転子の相対位置を検出して、パルス信号の発生時点を制御し、少なくとも１つ の電動機（１１）の前記整流回路（９）に回転数検出回路（３１，１７）が接続 され、前記回転数検出回路（３１，１７）は、前記整流回路（５，９）のパルス 信号に応動して、駆動輪（１３）の回転数を表す回転数信号及び／又は前記駆動 輪（１３）の回転角度を表す回転角度信号を発生する原動機付車両のための駆動 装置において、 前記回転数検出回路（３１，３７）が、例えば補間及び／又は補外手段（３９， ４１）等の計算手段を具備し、前記補間及び／又は補外手段（３９，４１）は、 回転数信号又は回転角度信号の付加的値を、パルス信号により定められている信 号基点値に依存して計算し、前記駆動輪（１３）の前記回転数検出回路（３１， ３７）が、アンチロック装置及び／又はトラクションコントロール装置に接続さ れていることを特徴とする原動機付車両のための駆動装置。
2. ２．アンチロック装置及び／又はトラクションコントロール装置が、回転数信号 の変化速度を監視し、回転数検出回路（３１，３７）のうちの１つの回転数検出 回路の回転数信号の変化速度が所定閾値を越えると作動可能であることを特徴と する請求項１に記載の原動機付車両のための駆動装置。
3. ３．アンチロック装置及び／又はトラクションコントロール装置が１クロック期 間当りの回転数変化の大きさを検出することを特徴とする請求項２に記載の原動 機付車両のための駆動装置。
4. ４．トラクションコントロール装置が、タイヤスリップを所定スリップ限界値に 閉ループ制御する閉ループ制御手段を具備することを特徴とする請求項１から請 求項３のうちのいずれか１つの請求項に記載の原動機付車両のための駆動装置。