JP2790462B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
Electric vehicle control deviceInfo
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、それぞれ個々に出力トルクと操舵角とが制
御され得るように取付けられた車輪を、前後左右に配置
した電気自動車に係り、特に、その車輪を構成する電動
輪の出力トルクと操舵角とを、アクセル,ブレーキ,ハ
ンドル等からの信号に基づいて個々に最適に制御する電
気自動車の制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an electric vehicle in which wheels mounted so that output torque and steering angle can be individually controlled are arranged in front, rear, left and right. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control apparatus for an electric vehicle that optimally controls an output torque and a steering angle of an electric wheel that constitutes the wheel based on signals from an accelerator, a brake, a steering wheel, and the like.
(従来の技術) 近年では、エネルギー源の石油への集中化の緩和及び
エネルギー利用効率の向上という社会的な要請を背景と
して、次第に電気自動車の開発,研究が行なわれるよう
になってきた。(Prior Art) In recent years, development and research of electric vehicles have been gradually performed on the background of social demands for easing concentration of energy sources to petroleum and improving energy use efficiency.
ところで、電気自動車は、当然であるが、従来のガソ
リン車のようにエンジン冷却用の空気取入口が不要であ
る,モーターを適当な位置に配置すればフロントボンネ
ット部分の外形デザインに自由度がある,及びトランス
ミッションやマフラーなどが不要であるので床下等に突
起部分がなくなる,等の特徴を有していることから、空
気抵抗を極めて小さくできるばかでなく、軽量化,構成
の簡素化を図ることができるという種々のメリットを有
している。また、電気自動車は排気がないので、大気汚
染物質を出さず、排気音に相当するものがほとんどない
ので低騒音でもあることから、低公害及び低騒音の公共
的メリットも有している。さらには、将来的には走行上
の安全性を向上させるために、追突防止装置,赤信号を
検出して自動的に停止する装置,決められたコース上を
自動的に走行する装置等,各種の安全走行に寄与する装
置が開発された場合にも、すべてが電気的に制御される
電気自動車の方がこれらの装置の制御を容易に行なえる
というメリットも有している。By the way, an electric vehicle naturally does not require an air intake for cooling the engine like a conventional gasoline-powered vehicle. If the motor is arranged at an appropriate position, the external design of the front hood portion has a degree of freedom. Since there is no need for a transmission, muffler, etc., there is no protrusion under the floor, etc., so that air resistance can be extremely reduced, as well as weight reduction and simplified structure. There are various advantages that can be achieved. In addition, since electric vehicles do not emit exhaust gas, they do not emit air pollutants, and there is almost no noise equivalent to exhaust noise, so that they have low noise. Therefore, they also have public benefits of low pollution and low noise. Furthermore, in order to improve driving safety in the future, various devices such as a collision prevention device, a device that automatically stops when a red signal is detected, and a device that automatically runs on a predetermined course, etc. Even if devices that contribute to safe driving of vehicles are developed, electric vehicles that are all electrically controlled also have the advantage that these devices can be controlled easily.
そこで、今日においては、これらの何れかのメリット
を発揮し得る場所において、一部の分野で、試験的に,
あるいは実用として、従来のガソリンを用いた内燃機関
にとって代って電気自動車が使用されるようになってき
た。現在使用されている最新の電気自動車としては、後
軸左右の駆動輪にそれぞれ独立してモーター及び減速機
を接続した第17図及び第18図に示すような方式のものが
知られている。So, today, in some areas where there is a possibility to show any of these merits,
Alternatively, in practice, electric vehicles have been used instead of conventional internal combustion engines using gasoline. As the latest electric vehicles currently in use, those of the type shown in FIGS. 17 and 18 in which a motor and a speed reducer are independently connected to the left and right driving wheels of the rear axle, respectively, are known.
この方式の電気自動車には、これらの図に示すよう
に、減速機3を介して駆動輪に接続されるモーター2
が、その回転軸と車軸とを平行にして電気自動車Eの内
側に配設され、モーター2の動力源であるバッテリ1が
図示するように電気自動車Eの前後方向に夫々載置して
ある。また、モーター2の回転速度及び電気自動車Eの
走行状態を制御する制御装置4は、電気自動車Eの中央
部前方に設けられている。As shown in these figures, an electric vehicle of this type has a motor 2 connected to driving wheels via a speed reducer 3.
Are arranged inside the electric vehicle E with its rotation axis and the axle parallel to each other, and the batteries 1 as the power source of the motor 2 are mounted in the front-rear direction of the electric vehicle E as shown in the figure. Further, a control device 4 for controlling the rotation speed of the motor 2 and the running state of the electric vehicle E is provided in the front of the center of the electric vehicle E.
この制御装置4には、運転者の意思に基づいた信号
が、例えばハンドル,アクセルペダル,ブレーキペダル
等から入力され、これらの信号に基づいて電気自動車E
の走行状態が制御される。Signals based on the driver's intention are input to the control device 4 from, for example, a steering wheel, an accelerator pedal, a brake pedal, and the like, and the electric vehicle E is controlled based on these signals.
Is controlled.
この信号の内、アクセルペダルから出力された信号
は、制御装置4によってモーター2の回転速度を算出す
る場合の基準信号となり、制御装置4は、この信号に基
づいて算出された回転速度に近ずくようにバッテリ1か
らモーター2に流す電流を制御する。そして、この制御
された電流によって発生した動力は、減速機3を介して
タイヤ5に伝達され、電気自動車Eを任意の速度で走行
させることになる。Among these signals, the signal output from the accelerator pedal is a reference signal when the control device 4 calculates the rotation speed of the motor 2, and the control device 4 approaches the rotation speed calculated based on this signal. Thus, the current flowing from the battery 1 to the motor 2 is controlled. The power generated by the controlled current is transmitted to the tires 5 via the speed reducer 3, and the electric vehicle E runs at an arbitrary speed.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の電気自動車にあって
は、電気自動車には前記したような種々のメリットが存
在するにもかかわらず、単に従来の内燃機関をモーター
に置換した電気自動車にすぎず、そのメリットを最大限
に生かしたものとは言い難い。(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional electric vehicle, although the electric vehicle has various advantages as described above, the conventional internal combustion engine is simply used as a motor. It is just an electric car that has been replaced, and it is hard to say that it has maximized its benefits.
即ち、動力源は従来のエンジンに代えてモーターと
し、アクセルペダルの操作によって、このモーターへの
供給電力を制御するようにしたものであって、操舵関係
及びブレーキ関係は従来と同一で機械的に構成されてい
るものである。したがって、当然のことながらエネルギ
ーの利用効率が低く、バッテリー一充電当りの走行距離
が短いという欠点がある。That is, the power source is a motor instead of the conventional engine, and the power supplied to this motor is controlled by operating the accelerator pedal. It is configured. Therefore, there is, of course, a drawback that the energy use efficiency is low and the traveling distance per charge of the battery is short.
本発明は、従来の電気自動車の各種の欠点を解消する
ためになされたものであり、ホイール自体がモーターの
一部を形成し、個々に操舵可能に取付けられた電動輪を
前後左右に配置し、これらの電動輪の出力トルク及び操
舵角を機械的な動力伝達機構なしに個々に制御し得る電
気自動車の制御装置の提供を目的とする。The present invention has been made in order to solve various drawbacks of a conventional electric vehicle, and a wheel itself forms a part of a motor, and electric wheels which are individually steerably mounted are arranged in front, rear, left and right. Another object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that can individually control the output torque and the steering angle of these electric wheels without a mechanical power transmission mechanism.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するための本発明は、タイヤが装着さ
れるホイールにローターを取り付けると共に、前記ホイ
ールを支持する車軸に前記ローターとの共働により前記
ホイールを回転駆動するステーターを取り付けて形成さ
れた電動輪が複数設けられ、当該電動輪を操舵させるハ
ンドルと、前記電動輪に加減速トルクを発生させるアク
セル及びブレーキとを備えた電気自動車において、前記
ハンドルの回転角を検出する回転角検出手段と、当該回
転角検出手段によって検出された前記ハンドルの回転角
から、前記電動輪それぞれの操舵角を演算する操舵角演
算手段と、前記電動輪のそれぞれを当該操舵角演算手段
によって演算されたそれぞれの操舵角に設定する操舵手
段と、前記アクセル及びブレーキの踏み込み量を検出す
る踏み込み量検出手段と、前記操舵角演算手段によって
演算された前記駆動輪それぞれの操舵角から前記駆動輪
それぞれ出力すべきトルクのトルク比率を演算するトル
ク比率演算手段と、前記トルク比率演算手段によって演
算されたトルク比率と当該踏み込み量検出手段によって
検出された前記アクセル及びブレーキの踏み込み量の偏
差とから前記駆動輪それぞれが出力すべきトルクを演算
するトルク演算手段と、前記電動輪のそれぞれを当該ト
ルク演算手段によって演算されたトルクで駆動する駆動
手段と、を有することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] According to the present invention for achieving the above object, a rotor is mounted on a wheel on which a tire is mounted, and an axle supporting the wheel cooperates with the rotor. An electric vehicle provided with a plurality of electric wheels formed by attaching a stator that rotationally drives the wheels, and having a handle for steering the electric wheels, and an accelerator and a brake for generating acceleration / deceleration torque on the electric wheels. Rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the steering wheel; steering angle calculation means for calculating a steering angle of each of the electric wheels from the rotation angle of the handle detected by the rotation angle detection means; Are set to the respective steering angles calculated by the steering angle calculating means, and the accelerator and the brake are set. And a torque ratio calculating means for calculating a torque ratio of a torque to be output from each of the drive wheels from a steering angle of each of the drive wheels calculated by the steering angle calculating means. A torque calculation means for calculating a torque to be output by each of the drive wheels from a torque ratio calculated by the torque ratio calculation means and a deviation of the accelerator and brake depression amounts detected by the depression amount detection means; Driving means for driving each of the electric wheels with the torque calculated by the torque calculating means.
(作用) このように構成すると、電気自動車に配置されている
各電動輪の操舵角は、操舵角演算手段によって演算さ
れ、操舵手段は、その演算結果に従って前記各電動輪を
個々に駆動して所定の操舵角に設定する。即ち、操舵角
演算手段は、操舵角検出手段によって検出されたハンド
ルの回転角から、各車輪毎に最適の操舵角を演算し、そ
の操舵角を操舵手段に出力する。すると、操舵手段は前
記したようにして各電動輪を所定の操舵角に設定する。(Operation) With this configuration, the steering angle of each electric wheel arranged in the electric vehicle is calculated by the steering angle calculating means, and the steering means individually drives each of the electric wheels according to the calculation result. Set to a predetermined steering angle. That is, the steering angle calculation means calculates an optimum steering angle for each wheel from the rotation angle of the steering wheel detected by the steering angle detection means, and outputs the steering angle to the steering means. Then, the steering means sets each electric wheel to a predetermined steering angle as described above.
また、各車輪を構成する電動輪の出力トルクは、トル
ク演算手段によって演算され、電動輪は個々に演算され
た出力トルクをもって駆動される。即ち、トルク演算手
段は、トルク比率演算手段によって演算されたトルク比
率と当該踏み込み量検出手段によって検出された前記ア
クセル及びブレーキの踏み込み量の偏差とから、各電動
輪毎に最適の出力トルクを演算し、その演算結果を各電
動輪に出力する。これにより、各電動輪は個々に所定の
出力トルクをもって駆動されることになる。Further, the output torque of the electric wheels constituting each wheel is calculated by the torque calculating means, and the electric wheels are driven with the individually calculated output torque. That is, the torque calculation means calculates an optimum output torque for each electric wheel from the torque ratio calculated by the torque ratio calculation means and the deviation of the accelerator and brake depression amounts detected by the depression amount detection means. Then, the calculation result is output to each electric wheel. As a result, each electric wheel is individually driven with a predetermined output torque.
したがって、例えば電気自動車が完全に直線走行をし
ている場合には、各電動輪はその電気自動車の進行方向
に向けて同一方向に操舵され、また、電動輪の出力トル
クは全ての電動輪において同一である。一方、一定速度
走行状態において、ハンドルから右方向に旋回させるべ
き信号が出力された場合には、操舵角演算手段はフロン
トライトの電動輪の操舵角及びフロントレフトの電動輪
の操舵角,あるいは必要があればリアーライト及びリア
ーレフトの電動輪の操舵角を個々に演算し、演算結果に
応じた操舵角に各々の電動輪を設定する。そして、同時
に、トルク演算手段は、前記操舵角をもって電気自動車
をスムースに旋回させるために、各電動輪毎の最適出力
トルクを演算し、その演算結果に応じた出力トルクで各
々の電動輪を駆動させる。Therefore, for example, when the electric vehicle is traveling completely straight, each electric wheel is steered in the same direction toward the traveling direction of the electric vehicle, and the output torque of the electric wheels is equal in all the electric wheels. Are identical. On the other hand, when a signal to turn to the right is output from the steering wheel in the constant speed running state, the steering angle calculating means determines the steering angle of the front right motorized wheel and the front left motorized wheel, or If there is, the steering angles of the rear right and rear left motorized wheels are individually calculated, and each motorized wheel is set to the steering angle according to the calculation result. At the same time, the torque calculating means calculates the optimum output torque for each electric wheel in order to smoothly turn the electric vehicle with the steering angle, and drives each electric wheel with the output torque according to the calculation result. Let it.
このために、各々の電動輪の操舵角及び出力トルク
は、機械的な動力伝達機構なしに個々に制御し得ること
になり、例えば電気自動車のステアリング特性を車速に
応じて微妙に変化させる(各々の電動輪の操舵角あるい
は出力トルクを速度に応じて変化させることによって)
というような,従来困難とされていた複雑な制御も、付
帯的にではあるが行なうことも可能となる。また、各々
の電動輪は、現在の走行状態において最適な操舵角に設
定されるとともに、最適な出力トルクをもって駆動され
るので、走行安定性は、従来のものに比較して著しく向
上することになる。For this reason, the steering angle and output torque of each electric wheel can be individually controlled without a mechanical power transmission mechanism. For example, the steering characteristics of an electric vehicle are slightly changed according to the vehicle speed (each By changing the steering angle or output torque of the motorized wheels according to the speed)
Such complicated control, which has been difficult in the past, can be performed, albeit incidentally. In addition, since each motorized wheel is set to an optimum steering angle in the current running state and driven with an optimum output torque, running stability is significantly improved as compared with the conventional one. Become.
(実施例) 以下に、本発明に係る電気自動車の制御装置が搭載さ
れる電気自動車の操舵系及び走行系の要部構造,並びに
その制御装置の構成及び動作を、図面に基づいて詳細に
説明する。(Embodiment) Hereinafter, a main structure of a steering system and a traveling system of an electric vehicle equipped with an electric vehicle control device according to the present invention, and a configuration and operation of the control device will be described in detail with reference to the drawings. I do.
第1図には、本発明に係る電気自動車の制御装置が搭
載される電気自動車の概略断面図が示してある。FIG. 1 is a schematic sectional view of an electric vehicle on which the control device for an electric vehicle according to the present invention is mounted.
同図では、右方側の車輪部分を概略的に示し、左方側
の車輪部分はスケルトン的に示している。この図におい
て、電気自動車Eは、車体10の前後左右に4つの電動輪
20,20,…を有しており、この各電動輪20は、タイヤ5が
外周に装着されたホイール11の外部側方にモーター2を
取付け、ダイレクトドライブ式としたものであり、この
各電動輪20は、中空のナックル12を支持するサスペンシ
ョン13を介して前記車体10に上下動可能に、また操舵自
在に取付けられている。In the figure, a right wheel portion is schematically illustrated, and a left wheel portion is schematically illustrated. In this figure, the electric vehicle E has four electric wheels
Each of the motorized wheels 20 is provided with a motor 2 on the outer side of a wheel 11 on which the tire 5 is mounted on the outer periphery, and is of a direct drive type. The wheel 20 is attached to the vehicle body 10 via a suspension 13 that supports a hollow knuckle 12 so as to be vertically movable and steerable.
そして、これらの電動輪20の個々には、モーターによ
ってその電動輪20を操舵する操舵手段としての操舵アク
チュエーター40が中空ナックル12に接続されている。し
たがって、各電動輪20,20…は、個々にそこから出力さ
れるトルクと操舵角とが自在に設定可能であり、個々の
電動輪20の出力トルクと操舵角とを適当に制御すれば、
種々の走行特性を与えることが可能である。Each of the electric wheels 20 is connected to the hollow knuckle 12 by a steering actuator 40 as a steering means for steering the electric wheels 20 by a motor. Therefore, for each of the motorized wheels 20, 20,..., The torque and the steering angle output therefrom can be freely set, and if the output torque and the steering angle of each motorized wheel 20 are appropriately controlled,
Various running characteristics can be provided.
第2図に示すように、この各電動輪20は、中空ナック
ル12にボルト14により中空ハブ15を同軸的に締付け固定
し、この中空ハブ15に前記ホイール11を軸受16を介して
回転可能に取付けている。この中空ハブ15は、モーター
2の回転軸と車軸とを兼用するもので、これにより軸部
分の構造が簡素化されることになる。As shown in FIG. 2, each electric wheel 20 has a hollow hub 15 coaxially fastened and fixed to a hollow knuckle 12 with a bolt 14 so that the wheel 11 can be rotatably mounted on the hollow hub 15 via a bearing 16. Installed. The hollow hub 15 also serves as the rotating shaft of the motor 2 and the axle, thereby simplifying the structure of the shaft portion.
このホイール11の外周には、回転軸25が取付けられて
いるが、この回転軸25は、前記ホイール11の外周に、ハ
ブボルト17及びハブナット18により固着されたリム19
と、このリム19の外周に嵌着された前記タイヤ5とから
なっている。A rotating shaft 25 is mounted on the outer periphery of the wheel 11. The rotating shaft 25 is attached to the outer periphery of the wheel 11 by a rim 19 fixed by a hub bolt 17 and a hub nut 18.
And the tire 5 fitted on the outer periphery of the rim 19.
また、このホイール11の外周端部位には、前記モータ
ー2のローター30と、このモーター2の外側を覆うカバ
ー21とがボルト22により外部側方から共締め固定されて
いる。Further, a rotor 30 of the motor 2 and a cover 21 for covering the outside of the motor 2 are fastened and fixed to the outer peripheral end portion of the wheel 11 from outside by bolts 22.
前記ローター30は、環状のヨーク23と、このヨーク23
の内周面に接着剤若しくはボルト等により固着された薄
肉で強力な磁界を発生する希土類の永久磁石24とからな
っている。The rotor 30 includes an annular yoke 23 and this yoke 23
And a rare-earth permanent magnet 24 that generates a strong magnetic field with a thin thickness and is fixed to the inner peripheral surface thereof with an adhesive or bolts.
このローター30と小許の間隙Gを介して対設されたス
テーター35は、コイル31が巻回された電機子コア32の内
周部位をボルト33により中空ハブ15の突起部15aに、ダ
ストシール部材34及びトルクリング36とともに固着され
ている。A stator 35 opposed to the rotor 30 with a small gap G is provided between the inner peripheral portion of the armature core 32 around which the coil 31 is wound and the projection portion 15a of the hollow hub 15 by a bolt 33. It is fixed together with the torque ring and.
また、この両者間には、扁平板状の端子37が伸延して
いるが、この端子37は、前記コイル31と中空ハブ15内を
挿通した動力線38とを確実に接続するために設けられた
ものである。なお、この端子37の端部には、前記コイル
31が接続されており、動力線38は後述する制御装置の電
力制御部に接続されている。また、これらの電動輪20,2
0,…には、図示はしていないが、電動輪の出力トルク及
びその回転速度を算出するための,例えば、ホール素子
を用いた磁極位置検出素子と、ローター30あるいはステ
ーター35の温度を検出するモーター温度検出センサーと
が設けてあり、このモーター温度検出センサーにより、
高負荷時におけるコイル31の温度上昇に基づく絶縁破
壊、前記磁極位置検出素子の熱破壊及び永久磁石24の性
能劣化からの保護を行なうようになっている。A flat-plate-like terminal 37 extends between the two, and the terminal 37 is provided for securely connecting the coil 31 and a power line 38 inserted through the hollow hub 15. It is a thing. In addition, the end of the terminal 37 has the coil
The power line 38 is connected to a power control unit of a control device described later. These motorized wheels 20,2
At 0,..., Although not shown, for example, a magnetic pole position detecting element using a Hall element and a temperature of the rotor 30 or the stator 35 for calculating the output torque and the rotation speed of the electric wheel are detected. Motor temperature detection sensor is provided, and by this motor temperature detection sensor,
The protection against the dielectric breakdown due to the temperature rise of the coil 31 under the high load, the thermal breakdown of the magnetic pole position detecting element, and the performance deterioration of the permanent magnet 24 is performed.
次に、第3図には、本発明に係る電気自動車の制御装
置によって制御される操舵系の概略斜視図が示してあ
る。Next, FIG. 3 is a schematic perspective view of a steering system controlled by the control device for an electric vehicle according to the present invention.
同図に示す電気自動車には、電動輪20が図示しない車
体の前後左右に4輪取付けられており、これらの電動輪
20,20,…の各々には、制御装置100からの指令によって
その操舵角を調整する操舵アクチュエーター40が、前記
したこれらの電動輪20の各々の中空ナックル12に取付け
られている。このため、操舵アクチュエーター40が作動
すれば、電動輪20はその作動した操舵アクチュエーター
40によって操舵角を変化させることができ、この操舵角
は個々の電動輪20について自在に調整が可能である。In the electric vehicle shown in FIG. 1, four electric wheels 20 are mounted on the front, rear, left and right of a vehicle body (not shown).
In each of 20, 20,..., A steering actuator 40 for adjusting the steering angle in accordance with a command from the control device 100 is attached to the hollow knuckle 12 of each of the electric wheels 20 described above. For this reason, when the steering actuator 40 operates, the motorized wheel 20 is driven by the operated steering actuator.
The steering angle can be changed by 40, and this steering angle can be freely adjusted for each electric wheel 20.
そして、制御装置100にはθ−V変換器50が接続され
ており、このθ−V変換器50からは、運転者により操作
されたハンドル45の回転角度に応じた電圧が出力される
ようになっている。一例として、理解を容易にするため
に、運転モードを後述する通常モード(従来の自動車と
同様に、運転者の意思に応じて前進,あるいは後退を行
なえる運転モード)に設定し、かつ、停止した状態で運
転者がハンドル45を回転した場合を考えると、このハン
ドル45の回転に伴ってθ−V変換器50から制御装置100
に出力される電圧値が変化することになり、制御装置10
0は、この電圧変化に基づいて各電動輪20,20,…の操舵
角を個別に演算し、この演算結果に応じて各操作アクチ
ュエーター40,40,…を作動させて各電動輪20,20,…を演
算された操舵角に設定する。なお、この場合の電圧変化
に基づく各電動輪20,20,…の操舵角は、予め制御装置10
0に記憶させてあるのはもちろんである。A θ-V converter 50 is connected to the control device 100 so that a voltage corresponding to the rotation angle of the steering wheel 45 operated by the driver is output from the θ-V converter 50. Has become. As an example, in order to facilitate understanding, the driving mode is set to a normal mode to be described later (a driving mode in which the driver can move forward or backward according to the driver's intention, as in the case of a conventional automobile) and stop. Considering the case where the driver turns the steering wheel 45 in the state in which the steering wheel 45 is rotated, the rotation of the steering wheel 45 causes the θ-V converter 50 to
The voltage value output to the control device 10 changes.
0 individually calculates the steering angles of the electric wheels 20, 20,... Based on the voltage change, and operates the operation actuators 40, 40,. ,... Are set to the calculated steering angles. In this case, the steering angle of each of the electric wheels 20, 20,.
Of course, it is stored in 0.
第4図には、本発明に係る電気自動車の制御装置周辺
の概略構成図が示してある。FIG. 4 shows a schematic configuration diagram around the control device of the electric vehicle according to the present invention.
制御装置100に電気自動車の走行状態を制御させるた
めの信号を出力する信号出力源としては、図示するよう
に、ハンドル45と、前記電気自動車の運転モード,例え
ば、通常、パーキング,ニュートラル,斜行,回転の各
種モードを選択する運転モード切換レバー46と、前記電
気自動車の駆動信号を出力する、アクセルペダル47と、
同様に前記電気自動車の減速信号を出力するブレーキペ
ダル48と、前記電気自動車の進行方向を選択する前後進
切換レバー49とがある。したがって、電気自動車を運転
する場合には、所望の運転モードを、運転モード切換レ
バー46によって選択するとともに、前後進切換レバー49
によって、その進行方向(選択された運転モードが、回
転モードの場合には回転方向となる。)を選択した後、
ハンドル45,アクセルペダル47及びブレーキペダル48に
よって走行させることになる。As shown, the signal output source for outputting a signal for causing the control device 100 to control the traveling state of the electric vehicle includes a steering wheel 45 and an operation mode of the electric vehicle, for example, usually, parking, neutral, skew. An operation mode switching lever 46 for selecting various modes of rotation, an accelerator pedal 47 for outputting a drive signal of the electric vehicle,
Similarly, there are a brake pedal 48 for outputting a deceleration signal of the electric vehicle, and a forward / reverse switching lever 49 for selecting a traveling direction of the electric vehicle. Therefore, when driving the electric vehicle, a desired driving mode is selected by the driving mode switching lever 46 and the forward / reverse switching lever 49 is selected.
After selecting the traveling direction (in the case where the selected operation mode is the rotation mode, the traveling direction is the rotation direction),
The vehicle is driven by the handle 45, the accelerator pedal 47, and the brake pedal 48.
そして、ハンドル45には、そのシャフトに図示されて
いない角度センサーが取付けられており、この角度セン
サーには、例えばロータリーエンコーダーあるいはポテ
ンショメーター等が使用されている。この角度センサー
には、θ−V変換器50が接続され、このθ−V変換器50
からは、前記角度センサーによって検出されたハンドル
45の回転角度θに応じた電圧Vが出力されることにな
る。また、運転モード切換レバー46には、図示されては
いないがその操作によって設定される位置を検出する位
置センサーが設けられており、この位置センサーとして
は、例えばリミットスイッチ,近接スイッチ等が使用さ
れている。そして、この位置センサーにはθ−S変換器
51が接続されており、このθ−S変換器51は、運転モー
ド切換レバー46の設定位置を接点信号として出力するも
のである。つまり、制御装置100はこの接点信号によ
り、運転モード切換レバー46によって設定された運転モ
ードを検出することになる。An angle sensor (not shown) is attached to the shaft of the handle 45, and a rotary encoder or a potentiometer, for example, is used as the angle sensor. A θ-V converter 50 is connected to this angle sensor, and the θ-V converter 50
From the handle detected by the angle sensor
The voltage V corresponding to the rotation angle θ of 45 is output. The operation mode switching lever 46 is provided with a position sensor (not shown) for detecting a position set by the operation. For example, a limit switch, a proximity switch, or the like is used as the position sensor. ing. And this position sensor has a θ-S converter
The θ-S converter 51 outputs a set position of the operation mode switching lever 46 as a contact signal. That is, the control device 100 detects the operation mode set by the operation mode switching lever 46 based on the contact signal.
そして、アクセルペダル47とブレーキペダル48には、
図示されてはいないが、それらのペダル47,48の踏込み
量を検出するセンサーがそれぞれ取付けられており、こ
れらのセンサーには、ハンドル45の回転角度を検出する
センサーと同様の,例えばロータリーエンコーダーある
いはポテンショメーター等が使用されている。これらの
センサーには、θ−V変換器52,53が接続され、θ−V
変換器52,53からは、これらのセンサーによって検出さ
れたアクセルペダル47又はブレーキペダル48の踏込み量
に応じた電圧Vがそれぞれ出力されることになる。さら
に、前後進切換レバー49には、運転モード切換レバー46
と同様に、図示されてはいないがその操作によって設定
される位置を検出する位置センサーが設けられており、
この位置センサーにはθ−S変換器54が接続されてい
る。このθ−S変換器54は、前後進切換レバー49の設定
位置を接点信号として出力するものである。つまり、制
御装置100はこの設定信号により、前後進切換レバー49
によって設定された進行方向を検出することになる。And the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48
Although not shown, sensors for detecting the amounts of depression of the pedals 47 and 48 are respectively mounted. These sensors are the same as the sensors for detecting the rotation angle of the handle 45, for example, a rotary encoder or the like. Potentiometers and the like are used. Θ-V converters 52 and 53 are connected to these sensors,
Converters 52 and 53 output voltages V corresponding to the amounts of depression of accelerator pedal 47 or brake pedal 48 detected by these sensors, respectively. Further, the forward / backward switching lever 49 includes an operation mode switching lever 46.
Similarly to the above, a position sensor (not shown) for detecting a position set by the operation is provided,
The θ-S converter 54 is connected to this position sensor. The θ-S converter 54 outputs the set position of the forward / reverse switching lever 49 as a contact signal. In other words, the control device 100 uses the setting signal to control the forward / reverse switching lever 49.
Will be detected.
そして、これらのθ−V変換器50,θ−S変換器51及
び54,θ−V変換器52及び53からの出力は、後述するよ
うに構成されている制御装置100に電気自動車の走行状
態を制御する指令信号として入力される。The outputs from the θ-V converter 50, the θ-S converters 51 and 54, and the outputs from the θ-V converters 52 and 53 are transmitted to a control device 100 configured as described later to indicate the running state of the electric vehicle. Is input as a command signal for controlling.
制御装置100は、大別すると、後述する各種の演算部
を備えた中央処理装置60と、この中央処理装置60からの
指令に基づいて前記した各電動輪20,20,…の出力トルク
を制御する駆動制御部70と、同様にこの中央処理装置60
からの指令に基づいて前記した各電動輪20,20,…の操舵
角を制御する操舵角制御部80とから構成されている。The control device 100 is roughly divided into a central processing unit 60 having various arithmetic units described later, and controls the output torque of each of the electric wheels 20, 20,... Based on a command from the central processing unit 60. And a central processing unit 60
And a steering angle control unit 80 for controlling the steering angle of each of the electric wheels 20, 20,.
中央処理装置60には、電気自動車の外部あるいは内部
に設けられている,例えばモーター電流検出センサー,
モーター温度検出センサー,バッテリー電圧検出センサ
ー等から構成されるセンサー群90からの検出信号及び中
央処理装置60自体が検知した各種のエラー信号を入力
し、それらの信号を処理することによって、電気自動車
の走行状態の異常の可否の判定及び走行状態等を検出
し、その判定結果を表示させる走行許容判定部61が設け
られており、この走行許容判定部61による前記した各種
信号の処理結果、例えば走行速度,各種の警告,及び電
気自動車の管理データー等は表示装置95に表示されるこ
とになる。The central processing unit 60 includes, for example, a motor current detection sensor provided outside or inside the electric vehicle.
By inputting detection signals from a sensor group 90 composed of a motor temperature detection sensor, a battery voltage detection sensor, and the like and various error signals detected by the central processing unit 60 itself, and processing these signals, the electric vehicle A traveling permission determining unit 61 for determining whether or not the traveling state is abnormal and detecting the traveling state and displaying the determination result is provided.The processing result of the various signals by the traveling permission determining unit 61, for example, traveling The speed, various warnings, management data of the electric vehicle, and the like are displayed on the display device 95.
また、中央処理装置60には、走行管理データー収集部
62が設けられ、この走行管理データー収集部62は本発明
とは直接関係がないためにその詳細な説明は省略する
が、その主な機能としては、前記したセンサー群90から
出力された各種の検出信号を収集し、データーとして記
憶するものである。そして、この記憶されたデーターは
必要に応じて取出すことができるようになっており、こ
の収集したデーターを、例えば電動輪20,20,…における
メインテナンスの情報として利用したり、従来用いられ
ている運行計のような情報として利用することができる
ようになっている。In addition, the central processing unit 60 includes a travel management data collection unit.
62 is provided, and the traveling management data collection unit 62 is not directly related to the present invention, and therefore detailed description thereof is omitted.However, as its main function, various functions output from the sensor group 90 described above are provided. The detection signals are collected and stored as data. The stored data can be taken out as needed. The collected data can be used as maintenance information for the electric wheels 20, 20,. It can be used as information such as an operation meter.
さらに、中央処理装置60には、基準トルク演算部63,4
輪トルク比演算部64及び各輪トルク演算部65とが設けら
れ、この基準トルク演算部63は、θ−V変換器52及び53
から電圧値として出力されるアクセルペダル47の踏込み
量及びブレーキペダル48の踏込み量に応じた信号に基づ
いて、各電動輪20,20,…に共通の基準トルクを演算する
ものであり、一方、4輪トルク比演算部64は、θ−S変
換器51を介して入力した運転モード切換レバー46の選択
された運転モードと、θ−V変換器50及び52から電圧値
として出力されるハンドル45の回転角度及びアクセルペ
ダル47の踏込み量に応じた信号に基づいて、各電動輪2
0,20,…それぞれのトルク比率を演算するものである。Further, the central processing unit 60 includes a reference torque calculating unit 63, 4
A wheel torque ratio calculation unit 64 and each wheel torque calculation unit 65 are provided. The reference torque calculation unit 63 includes θ-V converters 52 and 53.
Calculates a common reference torque for each of the electric wheels 20, 20,... Based on a signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 47 and the amount of depression of the brake pedal 48, which are output as voltage values from The four-wheel torque ratio calculation unit 64 includes a selected operation mode of the operation mode switching lever 46 input via the θ-S converter 51 and a handle 45 output as a voltage value from the θ-V converters 50 and 52. Of each electric wheel 2 based on a signal corresponding to the rotation angle of the
0, 20,... Calculate the respective torque ratios.
そして、各輪トルク演算部65は、この基準トルク演算
部63と4輪トルク比演算部64とによって演算された各電
動輪20,20,…のトルク及び4輪トルク比率に基づいて、
各電動輪20毎の出力トルクを個々に演算し、この演算結
果を駆動制御部70に出力する。したがって、各電動輪2
0,20,…は、それぞれの電動輪20に接続されている駆動
制御部70からの出力電圧及び出力電流に基づいて、所定
のトルクで駆動される。なお、基準トルク演算部63,4輪
トルク比演算部64及び各輪トルク演算部65によってトル
ク演算手段を構成している。Then, each wheel torque calculator 65 calculates the torque of each of the electric wheels 20, 20,... And the four-wheel torque ratio calculated by the reference torque calculator 63 and the four-wheel torque ratio calculator 64.
The output torque of each electric wheel 20 is calculated individually, and the calculation result is output to the drive control unit 70. Therefore, each motorized wheel 2
Are driven with a predetermined torque based on the output voltage and output current from the drive control unit 70 connected to each electric wheel 20. The reference torque calculator 63, the four-wheel torque ratio calculator 64, and each wheel torque calculator 65 constitute a torque calculator.
また、中央処理装置60には操舵角演算手段としての4
輪操舵角演算部66が設けられており、この4輪操舵角演
算部66は、θ−S変換器51から接点信号として出力され
る運転モード切換レバー46の設定位置及びθ−V変換器
50,52から電圧値として出力されるハンドル45の回転角
度及びアクセルペダル47の踏込み量に応じた信号に基づ
いて、各電動輪20,20,…の操舵角を演算するものであ
る。この4輪操舵角演算部66による演算結果は、操舵角
制御部80に出力され、各電動輪20,20,…は、この操舵角
制御部80によって駆動される前記した操舵アクチュエー
ター40によって、それぞれ個々に所定の操舵角に設定さ
れる。In addition, the central processing unit 60 has four steering angle calculating means.
A four-wheel steering angle calculation unit 66 is provided. The four-wheel steering angle calculation unit 66 includes a setting position of the operation mode switching lever 46 output as a contact signal from the θ-S converter 51 and a θ-V converter.
The steering angle of each of the electric wheels 20, 20,... Is calculated based on a signal corresponding to the rotation angle of the handle 45 and the depression amount of the accelerator pedal 47 output as voltage values from 50, 52. The calculation result by the four-wheel steering angle calculation unit 66 is output to the steering angle control unit 80, and each of the electric wheels 20, 20, ... is respectively controlled by the steering actuator 40 driven by the steering angle control unit 80. The steering angle is individually set to a predetermined value.
第5図には、本発明に係る電気自動車の制御装置にお
いて、特に電動輪の回転制御を行なう部分のブロック図
が示してある。FIG. 5 is a block diagram of a control unit for an electric vehicle according to the present invention, in particular, a part for controlling rotation of a motorized wheel.
前述したように、電気自動車Eには、ハンドル45,運
転モード切換レバー46,アクセルペダル47,ブレーキペダ
ル48及び前後進切換レバー49が図示するように配設され
ており、前述したように、ハンドル45にはθ−V変換器
50が、運転モード切換レバー46にはθ−S変換器51が、
アクセルペダル47にはθ−V変換器52が、ブレーキペダ
ル48にはθ−V変換器53が、また前後進切換レバー49に
はθ−S変換器54がそれぞれ接続されている。As described above, the electric vehicle E is provided with the steering wheel 45, the driving mode switching lever 46, the accelerator pedal 47, the brake pedal 48, and the forward / reverse switching lever 49 as shown in the drawing. 45 is a θ-V converter
The operation mode switching lever 46 has a θ-S converter 51,
A θ-V converter 52 is connected to the accelerator pedal 47, a θ-V converter 53 is connected to the brake pedal 48, and a θ-S converter 54 is connected to the forward / reverse switching lever 49.
θ−S変換器51,θ−V変換器52及びθ−V変換器53
は、公知のPID制御を非線形に行なうPID非線形制御器67
に接続されており、このPID非線形制御部67は、第4図
に示した各輪トルク演算部65内に設けられているもので
ある。そして、θ−V変換器50及びθ−S変換器51は、
切換部55に接続されており、また、この切換部55には、
前記した4輪操舵角演算部66,4輪トルク比演算部64,電
気自動車の運転モードとして、運転モード切換レバー46
によって斜行モードが選択された場合、切換部55によっ
て選択される斜行操舵角演算部81及び運転モード切換レ
バー46によって回転モードが選択された場合、切換部55
によって選択される中央処理装置60内に設けられている
回転操舵角テーブル68がそれぞれ選択され得るように接
続されている。この切換部55は、運転モード切換レバー
46によって通常モード,即ち、前進あるいは後退等、通
常の走行をさせるモードが選択された場合には、θ−V
変換器50を4輪操舵角演算部66及び4輪トルク比演算部
64に接続するようにその接点を作動し、斜行モードが選
択された場合には、θ−V変換器50を斜行操舵角演算部
81に接続するようにその接点を作動し、回転モードが選
択された場合には、θ−V変換器50を回転操舵角テーブ
ル68に接続するようにその接点をそれぞれ作動させる。θ-S converter 51, θ-V converter 52 and θ-V converter 53
Is a PID nonlinear controller 67 for performing known PID control nonlinearly.
The PID nonlinear control section 67 is provided in each wheel torque calculation section 65 shown in FIG. The θ-V converter 50 and the θ-S converter 51
The switching unit 55 is connected to the switching unit 55.
The four-wheel steering angle calculating unit 66, the four-wheel torque ratio calculating unit 64, and the driving mode switching lever 46 are used as the driving modes of the electric vehicle.
When the skew mode is selected by the switch unit 55, when the rotation mode is selected by the skew steering angle calculation unit 81 and the operation mode switching lever 46 selected by the switching unit 55, the switching unit 55
Are connected so that the rotary steering angle tables 68 provided in the central processing unit 60 can be selected. The switching unit 55 includes an operation mode switching lever.
When the normal mode, that is, the mode for normal traveling such as forward or backward, is selected by 46, θ−V
The converter 50 includes a four-wheel steering angle calculator 66 and a four-wheel torque ratio calculator.
When the skew mode is selected, the θ-V converter 50 is connected to the skew steering angle calculation unit.
When the rotation mode is selected, the respective contacts are operated so as to connect the θ-V converter 50 to the rotary steering angle table 68.
また、θ−S変換器54は、ここから出力される接点信
号に基づいて各電動輪20,20,…の回転方向を決定する,
駆動制御部70に設けられた回転方向判別部71に接続さ
れ、回転方向判別部71は、前後進切換レバー49によって
選択された方向に走行させるべく、各電動輪20,20,…の
回転方向を設定する。The θ-S converter 54 determines the rotation direction of each of the electric wheels 20, 20,... Based on the contact signal output from the θ-S converter 54.
Are connected to a rotation direction determination unit 71 provided in the drive control unit 70, and the rotation direction determination unit 71 rotates the electric wheels 20, 20,. Set.
さらに、この回転方向判定部71には、4輪操舵角演算
部66,斜行操舵角演算部81及び回転操舵角テーブル68が
それぞれ接続され、また、後述するゲート制御部74にも
接続されて、これに対して各電動輪20,20,…の回転方向
に関する信号を出力する。このPID非線形制御部67及び
4輪トルク比演算部64は、駆動制御部70に設けられた供
給電圧制御部72に接続され、この供給電圧制御部72によ
って各電動輪20,20,…への供給電圧が間接的に制御され
る。Further, a four-wheel steering angle calculation unit 66, a skew steering angle calculation unit 81, and a rotation steering angle table 68 are connected to the rotation direction determination unit 71, respectively, and are also connected to a gate control unit 74 described later. , And outputs a signal relating to the rotational direction of each of the electric wheels 20, 20,. The PID nonlinear control section 67 and the four-wheel torque ratio calculation section 64 are connected to a supply voltage control section 72 provided in the drive control section 70, and the supply voltage control section 72 supplies the electric power to the electric wheels 20, 20,. The supply voltage is controlled indirectly.
また、この供給電圧制御部72には、電動輪20を構成す
るモーターに電力を供給する電力制御部75に接続された
ゲート制御部74を介してパルス列発生部73が接続され、
電動輪20に出力される電力は、このパルス列発生部73か
ら出力されるパルスに基づいて、ゲート制御部74によっ
て制御されるゲートのオン時間によって制御される。In addition, a pulse train generating unit 73 is connected to the supply voltage control unit 72 via a gate control unit 74 connected to a power control unit 75 that supplies power to a motor configuring the motorized wheel 20,
The power output to the motorized wheels 20 is controlled based on the pulse output from the pulse train generation unit 73 by the ON time of the gate controlled by the gate control unit 74.
さらに、供給電圧制御部72には、電力制御部75に電圧
を印加するバッテリー群76が有するタップを切換えるタ
ップ切換部77が接続されており、このタップの切換は供
給電圧制御部72から出力される供給電圧信号によって行
なわれることになる。このタップを切換える場合には、
図示はしないがパルスモーターによって行なうようにな
っており、このパルスモーターはタップ切換部77から出
力される信号によって作動するようになっている。Further, the supply voltage control unit 72 is connected to a tap switching unit 77 that switches a tap included in the battery group 76 that applies a voltage to the power control unit 75, and the switching of the tap is output from the supply voltage control unit 72. The supply voltage signal. When switching this tap,
Although not shown, the operation is performed by a pulse motor, and the pulse motor is operated by a signal output from the tap switching unit 77.
そして、電動輪20を構成するモーター2には、前記し
たように、そのモーター2が一定角度回転する毎にパル
スを出力する磁極位置検出素子85が設けられており、そ
の磁極位置検出素子85から出力されたパルスは、ゲート
制御部74と、この磁極位置検出素子85に接続されている
F/V変換器86に出力され、モーター2を回転させる上で
のフィードバックを行なっている。また、電力制御部75
及びF/V変換器86には信号処理部87が接続され、この信
号処理部87はPID非線形制御部67に接続され、モーター
2に印加する電圧を決定する上でのフィードバックを行
なっている。As described above, the motor 2 that constitutes the electric wheel 20 is provided with the magnetic pole position detecting element 85 that outputs a pulse every time the motor 2 rotates by a predetermined angle. The output pulse is connected to the gate control unit 74 and the magnetic pole position detecting element 85.
The signal is output to the F / V converter 86, and provides feedback for rotating the motor 2. In addition, the power control unit 75
A signal processing unit 87 is connected to the F / V converter 86, and the signal processing unit 87 is connected to the PID nonlinear control unit 67 and performs feedback in determining a voltage to be applied to the motor 2.
第6図には、本発明に係る電気自動車の制御装置にお
いて、特に電動輪の操舵制御を行なう部分のブロック図
が示してある。FIG. 6 is a block diagram showing a part for controlling the steering of the electric wheels in the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention.
前述したように、電気自動車Eにあ、ハンドル45及び
運転モード切換レバー46が図示するように配設されてお
り、前述したように、ハンドル45にはθ−V変換器50
が、運転モード切換レバー46にはθ−S変換器51がそれ
ぞれ接続されている。そして、このθ−V変換器50及び
θ−S変換器51は切換部55に接続されており、また切換
部55には、前述した4輪操舵角演算部66,斜行操舵角演
算部81及び回転操舵角テーブル68が選択され得るように
接続されており、これらは、また、θ−S変換器51によ
って切換えられる選択部56にも接続されている。この切
換部55及び56は、運転モード切換レバー46によって通常
モードが選択された場合には、θ−V変換器50を4輪操
舵角演算部66を介して操舵角指令部82に接続するように
その接点を作動し、斜行モードが選択された場合には、
θ−V変換器50を斜行操舵角演算部81を介して操舵角指
令部82に接続するようにその接点を作動し、回転モード
が選択された場合には、θ−V変換器50を回転操舵角テ
ーブル68を介して操舵角指令部82に接続するようにその
接点をそれぞれ作動させる。この操舵角指令部82には、
前述した操舵アクチュエーター40を駆動する操舵角サー
ボ83が接続され、各電動輪20,20,…の操舵角に関する指
令は、この操舵角指令部82から出力される。As described above, the steering wheel 45 and the operation mode switching lever 46 are disposed on the electric vehicle E as shown in the drawing, and the θ-V converter 50
However, a θ-S converter 51 is connected to the operation mode switching lever 46. The θ-V converter 50 and the θ-S converter 51 are connected to a switching unit 55. The switching unit 55 includes a four-wheel steering angle calculating unit 66 and a skew steering angle calculating unit 81. And the rotary steering angle table 68 are connected so that they can be selected, and they are also connected to the selection unit 56 that is switched by the θ-S converter 51. The switching units 55 and 56 connect the θ-V converter 50 to the steering angle command unit 82 via the four-wheel steering angle calculation unit 66 when the normal mode is selected by the operation mode switching lever 46. When the contact is activated and the skew mode is selected,
The contact is operated so as to connect the θ-V converter 50 to the steering angle command unit 82 via the skew steering angle calculation unit 81, and when the rotation mode is selected, the θ-V converter 50 is turned off. The respective contacts are operated so as to be connected to the steering angle command section 82 via the rotary steering angle table 68. The steering angle command unit 82 includes:
The steering angle servo 83 that drives the steering actuator 40 described above is connected, and a command related to the steering angle of each of the electric wheels 20, 20,... Is output from the steering angle command unit 82.
そして、このように構成されている本発明に係る電気
自動車の制御装置の動作を、第7図以降に示されている
動作フローチャートに基づいて以下に説明する。なお、
この説明に際して、実際の電動輪の動作が容易に理解で
きるように、必要に応じて第1図から第6図を参照して
説明することにする。The operation of the control device for an electric vehicle according to the present invention thus configured will be described below with reference to the operation flowcharts shown in FIG. 7 and subsequent figures. In addition,
In this description, the operation will be described with reference to FIGS. 1 to 6 as necessary so that the actual operation of the electric wheel can be easily understood.
第7図に示されるフローチャートは、本発明に係る電
気自動車の制御装置のメインフローチャートである。即
ち、電気自動車の走行を制御するためのメインとなる部
分のフローチャートである。The flowchart shown in FIG. 7 is a main flowchart of the control device for the electric vehicle according to the present invention. That is, it is a flowchart of a main part for controlling the traveling of the electric vehicle.
ステップ1 まず、運転者がキーを操作して、電気自動車の動作を
総括的に制御する制御装置100を起動させる。Step 1 First, the driver operates the keys to activate the control device 100 that comprehensively controls the operation of the electric vehicle.
ステップ2 このキーのオンにより中央処理装置60に設けられてい
る各IC素子,つまり記憶素子あるいは入出力素子,各種
変換素子の動作及びこの中央処理装置60に接続されてい
る駆動制御部70,操舵角制御部80,センサー群90及び表示
装置95の動作を全て初期化する。尚、この初期化の処理
は一般的に行なわれているので、その詳細な説明は省略
する。Step 2 When the key is turned on, the operation of each IC element provided in the central processing unit 60, that is, the operation of the storage element or input / output element and various conversion elements, the drive control unit 70 connected to the central processing unit 60, and the steering The operations of the angle control unit 80, the sensor group 90, and the display device 95 are all initialized. Since the initialization process is generally performed, a detailed description thereof will be omitted.
ステップ3 次に、制御装置100は、運転モード切換レバー46によ
る設定位置をデジタル信号として出力するθ−S変換器
51,ハンドル45,アクセルペダル47及びブレーキペダル48
の操作量に応じた電圧を出力するθ−V変換器50,52,5
3、さらに、前後進切換レバー49の設定位置をセジタル
信号として出力するθ−S変換器54が正常に機能するか
否かを判断し、また、中央処理装置60の各種素子に設け
られているデーターテーブル,カウンター及びフラグエ
リア動作を点検し、センサー群90からの検出信号を入力
してこれらの検出信号の正常可否を判断する。Step 3 Next, the control device 100 outputs the position set by the operation mode switching lever 46 as a digital signal as a θ-S converter.
51, steering wheel 45, accelerator pedal 47 and brake pedal 48
Θ-V converters 50, 52, 5 that output voltages corresponding to the manipulated variables of
Third, it is determined whether or not the θ-S converter 54 that outputs the set position of the forward / reverse switching lever 49 as a digital signal functions normally, and is provided in various elements of the central processing unit 60. The operation of the data table, the counter, and the flag area are checked, and the detection signals from the sensor group 90 are input to determine whether or not these detection signals are normal.
ステップ4 中央処理装置60は、制御系を構成する各部分の動作が
正常に機能し得ることを判断した後に、システムテーブ
ルへの起動登録を行なう。Step 4 The central processing unit 60 registers activation in the system table after judging that the operation of each part constituting the control system can function normally.
ステップ5 ステップ1からステップ4までの処理が終了すると、
電気自動車を走行させる準備が完了するので、次に、中
央処理装置60は、運転者が設定した運転モード切換レバ
ー46及び前後進切換レバー49の設定位置を、θ−S変換
器51及びθ−S変換器54から出力される設定信号として
入力する。このθ−S変換器51から出力される接点信号
は、例えば、運転モードがニュートラルにある場合に
は、100000,パーキングモードにある場合には、010000,
前進に設定されている場合には、11111111,後退に設定
されている場合には、11111100,というようなデジタル
信号である。Step 5 When the processing from Step 1 to Step 4 is completed,
Since the preparation for running the electric vehicle is completed, the central processing unit 60 next sets the setting positions of the operation mode switching lever 46 and the forward / reverse switching lever 49 set by the driver to the θ-S converter 51 and the θ-S converter 51. It is input as a setting signal output from the S converter 54. The contact signal output from the θ-S converter 51 is, for example, 100000 when the operation mode is in the neutral mode, and 010000 when the operation mode is in the parking mode.
A digital signal such as 11111111 when set to forward, 111111100 when set to reverse.
ステップ6 中央処理装置60は、ステップ5において入力した運転
モードに関する接点信号に基づいて、現在設定されてい
る運転モードを判断し、また、前後進に関する信号に基
づいて、前進であるか、後退であるかを判断する。Step 6 The central processing unit 60 determines the currently set operation mode based on the contact signal relating to the operation mode input in step 5, and determines whether the vehicle is moving forward or backward based on the signal relating to forward / reverse travel. Determine if there is.
ステップ7 中央処理装置60はハンドル45の回転角度、アクセルペ
ダル47及びブレーキペダル48の踏み込み量つまり操作
量,並びにセンサー群90等からの検出信号を入力し、こ
のらの入力データーを走行管理データー収集部62に記憶
する。Step 7 The central processing unit 60 inputs the rotation angle of the steering wheel 45, the depression amount of the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48, that is, the operation amount, and detection signals from the sensor group 90 and the like, and collects these input data as travel management data. The information is stored in the unit 62.
ステップ8 このステップに関しては後で詳細に説明するが、この
ステップにおいては概略以下のような処理を行なう。即
ち、制御装置100は、運転モード切換レバー46によって
設定された運転モード及び前後進切換レバー49によって
設定された走行方向に応じて、ステップ7で入力した各
種のデーターを処理し、各電動輪20,20,…毎の出力トル
ク及び操舵角を演算し、電気自動車を運転者の意思通り
に走行させる。Step 8 This step will be described in detail later. In this step, the following process is performed. That is, the control device 100 processes the various data input in step 7 according to the driving mode set by the driving mode switching lever 46 and the traveling direction set by the forward / reverse switching lever 49, and , 20,..., The output torque and the steering angle are calculated, and the electric vehicle is caused to travel as the driver intends.
ステップ9 中央処理装置60は、キーが操作されて電源がオフされ
た場合には処理を終了し、キーがオンされている場合に
はステップ5からステップ9を繰返して処理を行なう。
つまり、キーがオンされている間はステップ5からステ
ップ9の処理が繰り返し行なわれることになる。Step 9 If the key is operated and the power is turned off, the central processing unit 60 terminates the processing, and if the key is turned on, the central processing unit 60 repeats the steps 5 to 9 to perform the processing.
That is, while the key is turned on, the processing from step 5 to step 9 is repeatedly performed.
次に、第8図には、第7図に示したメインフローチャ
ートにおけるステップ3のサブルーチンプログラムのフ
ローチャートが示してある。Next, FIG. 8 shows a flowchart of a subroutine program of step 3 in the main flowchart shown in FIG.
このサブルーチンプログラムは、起動点検のプログラ
ムであり、その点検の種類として実際に行なわれるもの
には種々のものがあるが、このフローチャートにおいて
は、その点検の内の代表的な起動点検であるセンサー群
90の点検処理に関するフローチャートを示してある。な
お、他の点検についても同図に示すフローチャートと同
様な処理によって行なわれるので、これらの具体的な動
作説明は省略する。This subroutine program is a start-up check program, and there are various types of checks that are actually performed. In this flowchart, a sensor group, which is a typical start-up check of the checks, is shown.
The flowchart regarding the inspection processing of 90 is shown. Note that the other inspections are performed by the same processing as the flowchart shown in the same figure, and thus the detailed description of these operations will be omitted.
ステップ10 まず、中央処理装置60は、例えばモーター電流検出セ
ンサー,モーター温度検出センサー,バッテリー電圧検
出センサー等によって構成されるセンサー群90の全セン
サーの検出信号を入力し、走行管理データー収集部62
に、これらの検出信号を記憶する。Step 10 First, the central processing unit 60 inputs the detection signals of all the sensors of the sensor group 90 composed of, for example, a motor current detection sensor, a motor temperature detection sensor, a battery voltage detection sensor, etc.
Then, these detection signals are stored.
ステップ11 そして、走行許容判定部61は、ステップ10で走行管理
データー収集部62に記憶させた各センサーからの信号を
個々に取出し、その信号が正常であるか否かの判断を順
次行ない、全センサーが正常に機能しているか否かの判
断を行なう。この異常判断は、例えば、センサーが破損
していれば検出信号が全く出力されないか,または現実
とはかけはなれた検出値が出力されるので、これを夫々
のセンサーに割当てられた基準値と比較することによ
り、そのセンサーの異常を検出するようにしている。こ
のセンサーの異常判断は、このような方法以外に、通常
用いられている他の方法によっても行なうことができ
る。Step 11: The traveling allowance determining unit 61 individually extracts the signals from the sensors stored in the traveling management data collecting unit 62 in Step 10, and sequentially determines whether or not the signals are normal. A determination is made as to whether the sensor is functioning properly. For example, if the sensor is damaged, no detection signal is output or a detection value that is far from the actual value is output, and this is compared with the reference value assigned to each sensor. By doing so, the abnormality of the sensor is detected. The abnormality determination of the sensor can be performed by another method that is generally used in addition to the above method.
ステップ12 ステップ11における異常判断処理の結果、いずれのセ
ンサーにも異常が認められない場合には、このサブルー
チンを終了してメインルーチンへ戻り、1つのセンサー
にでも異常が認められた場合には、次のステップに進
む。Step 12 As a result of the abnormality determination processing in step 11, if no abnormality is found in any of the sensors, the subroutine is terminated and the process returns to the main routine. If any abnormality is found in one of the sensors, Proceed to the next step.
ステップ13 走行許容判定部61によって、異常の生じているセンサ
ーが検出されると、このセンサーの異常発生を表示装置
95によって表示する。そして、この表示後、サブルーチ
ンを終了してメインルーチンに戻る。Step 13 When the traveling allowance judging section 61 detects a sensor having an abnormality, the occurrence of abnormality of the sensor is indicated on the display device.
Display by 95. Then, after this display, the subroutine ends and returns to the main routine.
次に、第9図には、第7図に示したメインフローチャ
ートにおけるステップ6のサブルーチンプログラムが示
してある。なお、このサブルーチンプログラムでは、運
転モード切換レバー46によって設定された運転モードを
検出するためのサブルーチンプログラムのみを示してあ
るが、前後進切換レバー49によって設定された前進,後
退の検出も、このサブルーチンプログラムと同様である
ので、その説明は省略する。また、本実施例に例示した
電気自動車には、前記したような各種の運転モードが用
意され、走行方向の選択もできるようになっているが、
具体的には、運転モードとしては、ニュートラル,パー
キング,通常モード,斜行モード,回転モードが設けら
れており、走行方向としては、前進,後退,右回転,左
回転が選択できるようになっている。したがって、電気
自動車の走行状態としては、通常モードにおける前進及
び後退、斜行モードにおける前進及び後退、右回転及び
左回転の各走行状態が実現できる。さらに、ここでは具
体的なフローチャートは示さないが、停止時間が所定時
間以上になると、運転モードが、自動的にニュートラル
あるいは、パーキングのモードにすることも可能であ
る。Next, FIG. 9 shows a subroutine program of step 6 in the main flowchart shown in FIG. In this subroutine program, only the subroutine program for detecting the operation mode set by the operation mode switching lever 46 is shown. The description is omitted because it is the same as the program. Further, the electric vehicle exemplified in the present embodiment is provided with the various operation modes as described above, so that the traveling direction can be selected.
Specifically, the operation modes include a neutral mode, a parking mode, a normal mode, a skew mode, and a rotation mode, and the traveling direction can be selected from forward, backward, right rotation, and left rotation. I have. Therefore, as the traveling state of the electric vehicle, each traveling state of forward and backward in the normal mode, forward and backward in the skew mode, right rotation and left rotation can be realized. Further, although a specific flowchart is not shown here, when the stop time is equal to or longer than a predetermined time, the operation mode can be automatically set to the neutral or parking mode.
ステップ20 中央処理装置60は、運転モード切換レバー46の操作に
よりθ−S変換器51からデジタル値として出力される接
点信号を入力する。Step 20 The central processing unit 60 inputs a contact signal output as a digital value from the θ-S converter 51 by operating the operation mode switching lever 46.
ステップ21 中央処理装置60は、この入力した接点信号に基づい
て、運転モード切換レバー46の設定位置を検出する。Step 21 The central processing unit 60 detects the set position of the operation mode switching lever 46 based on the input contact signal.
ステップ22 中央処理装置60は、前記設定位置の検出によって、そ
の設定位置から運転モードの演算を行なう。Step 22 Upon detecting the set position, the central processing unit 60 calculates the operation mode from the set position.
ステップ23 中央処理装置60は、ステップ22によって演算された運
転モードを、前記した第5図及び第6図に示されている
切換部55及び56に出力し、その運転モードに応じてこの
切換部55及び56の接点を切換える。そして、このサブル
ーチンを終了してメインルーチンに戻る。また、言うま
でもなく、前後進切換レバー49によって選択さた走行方
向も、中央処理装置60に入力され、この走行方向に基づ
いて各電動輪20,20,…の回転方向が決定される。Step 23 The central processing unit 60 outputs the operation mode calculated in step 22 to the switching units 55 and 56 shown in FIG. 5 and FIG. 6, and according to the operation mode, the switching unit Switch contacts 55 and 56. Then, the subroutine ends and the process returns to the main routine. Needless to say, the traveling direction selected by the forward / reverse switching lever 49 is also input to the central processing unit 60, and the rotation direction of each of the electric wheels 20, 20,... Is determined based on this traveling direction.
さらに、第10図以降には、第7図に示したメインフロ
ーチャートにおけるステップ8のサブルーチンプログラ
ムが示してある。Further, FIG. 10 and subsequent figures show a subroutine program of step 8 in the main flowchart shown in FIG.
このサブルーチンプログラムは、各運転モードにおけ
る表示装置95への表示,あるいは各電動輪20の出力トル
ク及び操舵角の演算に関するためのサブルーチンプログ
ラムである。そして、第10図に示されているサブルーチ
ンプログラムは、選択された運転モードがニュートラル
である場合のサブルーチンプログラムである。This subroutine program is a subroutine program for displaying on the display device 95 in each operation mode or calculating output torque and steering angle of each electric wheel 20. The subroutine program shown in FIG. 10 is a subroutine program when the selected operation mode is neutral.
ステップ30 中央処理装置60は、運転モード切換レバー46によって
設定された運転モードを、第9図に示したサブルーチン
プログラムによって判断すると、その判断した運転モー
ドを表示装置95に表示する。即ち、この場合ではニュー
トラルを表示することになる。Step 30 The central processing unit 60, upon judging the operation mode set by the operation mode switching lever 46 by the subroutine program shown in FIG. 9, displays the judged operation mode on the display device 95. That is, in this case, neutral is displayed.
ステップ31 そして中央処理装置60は、例えば電気自動車の車速
(この場合は車速は、特殊な運転を行なっていなければ
0である。),運転者の要求による他の種々のデーター
の表示等を表示装置95に表示する。Step 31 The central processing unit 60 displays, for example, the vehicle speed of the electric vehicle (in this case, the vehicle speed is 0 if no special driving is performed), the display of various other data at the request of the driver, and the like. It is displayed on the device 95.
つまり、この運転モードでは、表示装置95に車速等,
電気自動車の走行状態を示す表示及び運転者の要求する
データーが表示されるのみであり、たとえアクセルペダ
ル47及びブレーキペダル48が操作されても、電動輪20の
動作には影響を与えないようになっている。That is, in this operation mode, the display device 95 displays the vehicle speed and the like.
Only the display indicating the running state of the electric vehicle and the data requested by the driver are displayed.Even if the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48 are operated, the operation of the electric wheel 20 is not affected. Has become.
次に、第11図に示されているサブルーチンプログラム
は、選択された運転モードがパーキングである場合のサ
ブルーチンプログラムである。Next, the subroutine program shown in FIG. 11 is a subroutine program when the selected operation mode is parking.
ステップ40 中央処理装置60は、運転モード切換レバー46によって
設定された運転モードを、第9図に示したさぶルーチン
プログラムによってパーキングモードであると判断する
と、車速が0であることを条件として、機械的なブレー
キを作動させ、電気自動車を停止させる。Step 40 The central processing unit 60 determines that the operation mode set by the operation mode switching lever 46 is the parking mode according to the subroutine routine program shown in FIG. Activate the mechanical brake to stop the electric vehicle.
ステップ41 次に、中央処理装置60は、判断した運転モードを表示
装置95に表示する。即ち、この場合にはパーキングを表
示する。Step 41 Next, the central processing unit 60 displays the determined operation mode on the display device 95. That is, in this case, parking is displayed.
ステップ42 そして中央処理装置60は、前記したと同様に、例えば
電気自動車の車速,運転者の要求による他の種々のデー
ターの表示等を表示装置95に表示する。Step 42 Then, the central processing unit 60 displays, for example, the vehicle speed of the electric vehicle, the display of various other data according to the driver's request, and the like on the display device 95 in the same manner as described above.
つまり、この運転モードでは、ニュートラルの場合と
同様に表示装置95に車速等,電気自動車の走行状態を示
す表示及び運転者の要求するデーターが表示されるのみ
であり、たとえアクセルペダル47及びブレーキペダル48
が操作されても電動輪20の動作には影響を与えないよう
になっている。That is, in this driving mode, only the display indicating the running state of the electric vehicle such as the vehicle speed and the data required by the driver are displayed on the display device 95 as in the case of the neutral mode. 48
Is operated so as not to affect the operation of the electric wheel 20.
第12図(A),(B)に示されているサブルーチンプ
ログラムは、選択された運転モードが斜行モードである
場合のサブルーチンプログラムである。この斜行モード
は、ハンドル46の操作によって全ての電動輪20,20,…が
同方向に同一の操舵角をもって操舵されるモードであっ
て、電気自動車を斜めに前進あるいは後退させる場合の
モードである。The subroutine programs shown in FIGS. 12A and 12B are subroutine programs when the selected operation mode is the skew mode. This skew mode is a mode in which all the electric wheels 20, 20,... Are steered in the same direction at the same steering angle by operating the steering wheel 46, and is a mode in which the electric vehicle is moved forward or backward diagonally. is there.
以下に、この斜行モードが選択された場合における本
発明の電気自動車の制御装置の動作を詳細に説明する。Hereinafter, the operation of the control device for an electric vehicle of the present invention when the skew mode is selected will be described in detail.
ステップ50 中央処理装置60によって運転モード切換レバー46の設
定位置が斜行モードであると判断された場合には、その
中央処理装置60に設けられた記憶装置に記憶されている
モードデーターを、斜行モードのデーターに書換える。
このモードが選択されると、第5図及び第6図に示すよ
うにθ−S変換器51から切換部55及び56に切換信号が出
力され、この切換信号に基づいて切換部55及び56はθ−
V変換器50からの信号が斜行操舵角演算部81に入力され
るように、また、斜行操舵角演算部81からの信号が操舵
角指令部82に出力され得るようにその接点を切換える。Step 50 If the central processing unit 60 determines that the set position of the operation mode switching lever 46 is in the skew mode, the mode data stored in the storage device provided in the central processing unit 60 is skewed. Rewrite to line mode data.
When this mode is selected, a switching signal is output from the θ-S converter 51 to the switching units 55 and 56 as shown in FIGS. 5 and 6, and based on this switching signal, the switching units 55 and 56 θ−
The contacts are switched so that the signal from the V converter 50 is input to the skew steering angle calculation unit 81 and the signal from the skew steering angle calculation unit 81 can be output to the steering angle command unit 82. .
ステップ51 斜行操舵角演算部81は、θ−V変換器50から出力され
るハンドル45の回転角度に比例した電圧を入力する。Step 51 The skew steering angle calculation section 81 inputs a voltage output from the θ-V converter 50 and proportional to the rotation angle of the handle 45.
ステップ52 斜行操舵角演算部81は、前ステップにおいて入力した
ハンドル45の回転角度に比例した電圧に基づいて、各電
動輪20の操舵角を演算する。つまり、ハンドル45の回転
によりθ−V変換器50から出力された電圧がV1であった
とすると、斜行操舵角演算部81は、この電圧V1に基く操
舵角を、図示しない記憶装置に記憶されているデーター
をルックアップすることによって演算する。Step 52 The skew steering angle calculation unit 81 calculates the steering angle of each electric wheel 20 based on the voltage input in the previous step and proportional to the rotation angle of the steering wheel 45. That is, when the voltage output from the theta-V converter 50 by the rotation of the handle 45 is assumed to be V 1, skew steering angle calculating section 81, a steering angle based on the voltage V 1, the storage device (not shown) The calculation is performed by looking up stored data.
ステップ53 回転方向判定部71は、前後進切換レバー49から出力さ
れた信号に基づいて、各電動輪20,20,…の回転方向を判
定し、各電動輪20,20,…への供給電力を制御するゲート
制御部74に判定した回転方向に各電動輪20,20,…を回転
させるための指示を与える。この各電動輪20,20,…の回
転方向は、前後進切換レバー49により選択されたどちら
方向の斜行モードであるかによって決定がされる。即
ち、前進斜行モードであるか,後退斜行モードであるか
によってその回転方向が決定されることになる。Step 53: The rotation direction determination unit 71 determines the rotation direction of each of the electric wheels 20, 20,... Based on the signal output from the forward / reverse switching lever 49, and supplies the electric power to each of the electric wheels 20, 20,. Are given to the gate controller 74 for controlling the rotation of the electric wheels 20, 20,... In the determined rotation direction. The rotation direction of each of the electric wheels 20, 20,... Is determined by the direction of the skew mode selected by the forward / reverse switching lever 49. That is, the rotation direction is determined depending on whether the mode is the forward skew mode or the backward skew mode.
ステップ54 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の操作によ
りθ−V変換器52から出力される電圧を入力する。Step 54 The PID nonlinear controller 67 receives the voltage output from the θ-V converter 52 by operating the accelerator pedal 47.
ステップ55 前ステップと同様に、PID非線形制御部67は、ブレー
キペダル48の操作によりθ−V変換器53から出力される
電圧を入力する。Step 55 As in the previous step, the PID nonlinear control section 67 inputs the voltage output from the θ-V converter 53 by operating the brake pedal 48.
ステップ56 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の踏込み量
とブレーキペダル48の踏込み量に応じて、θ−V変換器
52及び53から出力された両電圧の差を演算し、この演算
の結果得られた電圧値に基づいて、各電動輪20,20,…に
与えるべきトルクの指令値を演算する。なお、この指令
値の演算中であっても、厳密にはアクセルペダル47の踏
込み量とブレーキペダル48の踏込み量とは必ずしも一定
に保たれているはずはないので、PID非線形制御部67
は、これらの踏込み量がある程度の範囲で変動してもそ
の演算に影響を与えないように、従来の遊びと同様の意
味合いで不感帯を設けており、即ち、両ペダル47及び48
の多少の踏込み量の変化は無視し得るようになってい
る。実際におけるこの不感帯の判断は、入力,つまり前
記した電圧値の絶対値が所定値以上になったか否かの判
断を行なうことによって成され、この電圧値が所定値以
上になった場合に、初めてアクセルペダル47,ブレーキ
ペダル48が操作されたと判断されるようにしている。Step 56: The PID nonlinear control unit 67 determines whether the θ-V converter is in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal 47 and the amount of depression of the brake pedal 48.
A difference between the two voltages output from 52 and 53 is calculated, and a command value of a torque to be given to each of the electric wheels 20, 20,... Is calculated based on the voltage value obtained as a result of the calculation. It should be noted that even during the calculation of this command value, strictly speaking, the depression amount of the accelerator pedal 47 and the depression amount of the brake pedal 48 are not necessarily kept constant.
Is provided with a dead zone in the same meaning as in the conventional play so that even if the amount of depression varies within a certain range, the calculation is not affected.
The slight change in the amount of depression can be ignored. The actual determination of the dead zone is made by determining whether or not the input, that is, the absolute value of the voltage value is equal to or greater than a predetermined value. It is determined that the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48 have been operated.
ステップ57 次に、PID非線形制御部67は、信号処理部87から出力
される電圧値に基づいて、各電動輪20,20,…がそれぞれ
現在発生している負荷トルクを演算する。即ち、信号処
理部87には、第5図に示されているように、電動輪20の
モーターに電力を供給する電力制御部75からは、前記モ
ーターに印加されている電圧の実効値と供給されている
電流の実効値とが入力されると共に、モーターの回転に
応じて磁極位置検出素子85から出力されたパルス周波数
に比例した電圧を出力するF/V変換器86からの電圧の実
効値が入力され、信号処理部87は、これらの電圧値ある
いは電流値を一括して演算処理を行ない、モーター2の
負荷トルクに関する信号を電圧値としてPID非線形制御
部67に出力している。したがって、PID非線形制御部67
はこの電圧値を入力し、これを演算することによってモ
ーターが担っている現在の負荷トルクをリアルタイムで
演算することができる。Step 57 Next, the PID nonlinear control section 67 calculates the load torque currently generated by each of the electric wheels 20, 20,... Based on the voltage value output from the signal processing section 87. That is, as shown in FIG. 5, the signal processing unit 87 receives the effective value of the voltage applied to the motor from the power control unit 75, which supplies power to the motor of the electric wheel 20, and supplies the power to the motor. And the effective value of the current from the F / V converter 86 which outputs a voltage proportional to the pulse frequency output from the magnetic pole position detecting element 85 in accordance with the rotation of the motor. Is input, the signal processing unit 87 performs a collective operation on these voltage values or current values, and outputs a signal relating to the load torque of the motor 2 to the PID nonlinear control unit 67 as a voltage value. Therefore, the PID nonlinear controller 67
By inputting this voltage value and calculating the voltage value, the current load torque carried by the motor can be calculated in real time.
ステップ58 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算した
モーターにおける負荷トルクの非線形補正演算を行な
う。即ち、この非線形補正は従来の電気自動車等におい
ても用いられている公知の補正であり、特に電気自動車
の場合には、発進時や加速時における操作性やフィーリ
ングを向上させる為に行なっている。Step 58 The PID nonlinear control section 67 performs a nonlinear correction calculation of the load torque of the motor calculated in the previous step. That is, this non-linear correction is a known correction that is also used in conventional electric vehicles and the like, and particularly in the case of electric vehicles, it is performed to improve operability and feeling during starting and acceleration. .
ステップ59 PID非線形制御部67は、ステップ56において演算され
たトルク指令値とステップ57で演算されたモーター負荷
トルクとから、トルク偏差,つまりモーター2にさらに
与えなければならないトルクを演算する。なおこの場合
にも、このトルク偏差が微少である場合には、このトル
ク偏差を無視し得るようにしており、つまり前記したア
クセルペダル47やブレーキペダル48の遊びと同様の意味
合いで不感帯を設けている。実際におけるこの不感帯の
判断は、あらかじめ用意されている基準トルク偏差と前
記トルク偏差の比較によって行なっており、前記トルク
偏差が所定値以上の場合にトルク偏差が生じたと判断す
ることになる。Step 59 The PID nonlinear control section 67 calculates a torque deviation, that is, a torque that must be further applied to the motor 2, from the torque command value calculated in Step 56 and the motor load torque calculated in Step 57. Also in this case, when the torque deviation is small, the torque deviation can be ignored, that is, a dead zone is provided in the same meaning as the play of the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48 described above. I have. The actual determination of the dead zone is made by comparing a reference torque deviation prepared in advance with the torque deviation. When the torque deviation is equal to or more than a predetermined value, it is determined that a torque deviation has occurred.
ステップ60 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算され
たトルク偏差に基づいて、そのトルク偏差を0にするた
めにモーターに与えるべき電圧値を演算し、その演算結
果を供給電圧制御部72に出力する。この場合に、供給電
圧制御部72に出力される電圧は積分処理が行なわれた後
の電圧であり、また、この場合の運転モードは駐停車時
に選択される斜行モードであるので、PID非線形制御部6
7には、アクセルペダル47の操作ミスによって必要以上
の速度が出ないように速度リミッターの機能をも備えて
ある。つまり、この斜行モードにおいては,例えば20KM
/H以上の速度が出せないようになっている。Step 60 The PID non-linear controller 67 calculates a voltage value to be applied to the motor to reduce the torque deviation to 0 based on the torque deviation calculated in the previous step, and sends the calculation result to the supply voltage controller 72. Output. In this case, the voltage output to the supply voltage control unit 72 is the voltage after the integration process has been performed, and the operation mode in this case is the skew mode selected when the vehicle is parked and stopped. Control unit 6
7 is also provided with a speed limiter function so that an excessive speed is not produced due to an operation error of the accelerator pedal 47. In other words, in this skew mode, for example, 20KM
/ H or higher speed cannot be issued.
ステップ61 PID非線形制御部67は、各電動輪20,20,…毎のトルク
比率の演算を行なう。この場合は、運転モードが斜行モ
ードであるので、各電動輪20,20,…のそれぞれのトリク
比率は1であり、それぞれの電動輪20はアクセルペダル
47の踏込み量に応じて同一トルクをもって回転すること
になる。Step 61 The PID nonlinear control section 67 calculates the torque ratio for each of the electric wheels 20, 20,. In this case, since the operation mode is the skew mode, each of the electric wheels 20, 20,... Has a trick ratio of 1, and each of the electric wheels 20 has an accelerator pedal.
It rotates with the same torque according to the amount of depression of 47.
ステップ62 供給電圧制御部72は、PID非線形制御部67から出力さ
れたトルク偏差を0にするための電圧値に応じて、タッ
プ切換部77が選択すべきバッテリー群76に設けられてい
る図示しないタップの切換位置を演算する。なお、この
バッテリー群76は、例えば12Vのバッテリーが10個直列
に接続されたものであり、それぞれのバッテリーの接続
点にはタップが設けられている。そしてこのタップをタ
ップ切換部77によって切換えることによって、最大120V
から最少12Vまで12Vきざみで電力制御部75に電圧が印加
できるようになっている。Step 62 The supply voltage control section 72 is provided in the battery group 76 to be selected by the tap switching section 77 in accordance with the voltage value for setting the torque deviation output from the PID nonlinear control section 67 to 0, not shown. Calculate the tap switching position. The battery group 76 includes, for example, ten 12 V batteries connected in series, and a tap is provided at a connection point of each battery. By switching this tap by tap switching unit 77, a maximum of 120V
The voltage can be applied to the power control unit 75 in steps of 12V from the minimum to 12V.
ステップ63 また、供給電圧制御部72は、各電動輪20,20,…を駆動
させるため、前ステップで選択されたタップを介して供
給される電圧における最適のパルス幅を演算する。Step 63 In addition, the supply voltage control unit 72 calculates an optimum pulse width in the voltage supplied through the tap selected in the previous step in order to drive each of the electric wheels 20, 20,.
ステップ64 回転方向判定部71は、ゲート制御部74に、ステップ53
で判定した回転方向に各電動輪20,20,…が回転するよう
に回転方向に関する指令を与える。Step 64: The rotation direction judging section 71 gives the gate control section 74 a step 53
Are given so that each of the electric wheels 20, 20,... Rotates in the rotation direction determined in step.
ステップ65 斜行操舵角演算部81は、ステップ52によって演算され
た各電動輪20の操舵角に関する信号を、操舵角指令値と
して操舵角指令部82に出力する。Step 65 The skew steering angle calculation unit 81 outputs the signal regarding the steering angle of each electric wheel 20 calculated in step 52 to the steering angle command unit 82 as a steering angle command value.
ステップ66 操舵角指令部82は、前ステップにおいて出力された操
舵角指令値に基づいて、操舵角サーボ83を作動させ、操
舵アクチュエーター40を動作させて各電動輪20,20,…を
ハンドル45の回転角度に比例したそれぞれ同一の操舵角
に設定する。これにより、電気自動車の斜め走行が可能
になる。Step 66 The steering angle command section 82 activates the steering angle servo 83 based on the steering angle command value output in the previous step, activates the steering actuator 40, and controls the electric wheels 20, 20,. The same steering angle is set in proportion to the rotation angle. As a result, the electric vehicle can run diagonally.
ステップ67 供給電圧制御部72は、ステップ62において算出した最
適タップ位置に基づいて、タップ切換部77にタップを切
換えるべき信号を出力する。Step 67 The supply voltage control section 72 outputs a signal to switch taps to the tap switching section 77 based on the optimum tap position calculated in step 62.
ステップ68 タップ切換部77は、タップを切換えるためのパルスモ
ーターを作動させ、バッテリー群76に設けられているタ
ップを最適タップ位置に切換える。このタップが切換え
られると、バッテリー群76から電力制御部75にこのタッ
プによって切換えられた電圧が常に印加されることにな
る。なお、このタップの切換時には、電力制御部75に印
加される電圧が急激に変化するので、タップ切換の際に
発生するスパーク発生を防止する処理も同時に行なわれ
ている。Step 68 The tap switching section 77 operates the pulse motor for switching the tap, and switches the tap provided in the battery group 76 to the optimum tap position. When this tap is switched, the voltage switched by this tap is always applied from the battery group 76 to the power control unit 75. At the time of this tap change, the voltage applied to the power control unit 75 changes abruptly, and therefore, a process for preventing the occurrence of spark generated at the time of tap change is also performed.
ステップ69 供給電圧制御部72は、ステップ63で算出したパルス幅
率に基づいて、パルス列発生部73にこのパルス幅率を出
力する。Step 69 The supply voltage controller 72 outputs this pulse width ratio to the pulse train generator 73 based on the pulse width ratio calculated in step 63.
ステップ70 パルス列発生部73は、前ステップにおいて供給電圧制
御部72から出力されたパルス幅率に基づいて、クロック
信号によって決定される基本周波数の1パルス内のオン
レベルとなる区間を決定し、このパルス幅変調された基
本クロックをゲート制御部74に出力する。そして、ゲー
ト制御部74は、前記パルス幅変調された基本クロック
と、回転方向判定部71から出力された回転方向に関する
信号と、磁極位置検出素子85から出力されるモーター2
の回転に伴なって発生するパルスとを勘案しつつ、モー
ター2の各磁極極性毎の整流タイミング方向を決定し、
このタイミング制御したパルス幅変調信号(以下、PWM
信号という。)を電力制御部75に出力する。次に、電力
制御部75は、ゲート制御部74から出力されたPWM信号に
より、バッテリー群76によって印加されている電圧をチ
ョッピングしてモーターのコイルにパルス幅変調後の電
圧を印加する。なお、この電力制御部75は、パワートラ
ンジスターが多数使用されており、このパワートランジ
スターのオン時間を制御することによってモーターへ印
加される電圧の実効値が制御されるようになっている。Step 70 The pulse train generator 73 determines an on-level section within one pulse of the fundamental frequency determined by the clock signal based on the pulse width ratio output from the supply voltage controller 72 in the previous step. The pulse width modulated basic clock is output to the gate control unit 74. Then, the gate control unit 74 controls the pulse width-modulated basic clock, the signal related to the rotation direction output from the rotation direction determination unit 71, and the motor 2 output from the magnetic pole position detection element 85.
The rectification timing direction for each magnetic pole polarity of the motor 2 is determined while taking into account the pulse generated due to the rotation of the motor 2.
This timing-controlled pulse width modulation signal (hereinafter referred to as PWM
It is called a signal. ) Is output to the power control unit 75. Next, the power control unit 75 chops the voltage applied by the battery group 76 based on the PWM signal output from the gate control unit 74, and applies the voltage after pulse width modulation to the coil of the motor. The power control unit 75 uses a large number of power transistors, and the effective value of the voltage applied to the motor is controlled by controlling the ON time of the power transistor.
ステップ71 電力制御部75から出力される電圧によって各々の電動
輪20,20,…が駆動される。この運転モードは斜行モード
であるので、全ての電動輪20には同一の電圧が印加され
ることになり、各電動輪20,20,…は、アクセルペダル47
の踏込み量に応じた同一のトルクでしかも同方向に回転
することになる。Step 71 Each of the electric wheels 20, 20,... Is driven by the voltage output from the power control unit 75. Since this operation mode is a skew mode, the same voltage is applied to all the electric wheels 20, and each of the electric wheels 20, 20,.
And the same direction of rotation according to the amount of depression.
ステップ72 中央処理装置60は、運転モード切換レバー46によって
設定された運転モードを、第9図に示したサブルーチン
プログラムによって判断すると、その判断した運転モー
ドを表示装置95に表示する。即ち、この場合では斜行モ
ードを表示することになる。Step 72 The central processing unit 60, upon judging the operation mode set by the operation mode switching lever 46 by the subroutine program shown in FIG. 9, displays the judged operation mode on the display device 95. That is, in this case, the skew mode is displayed.
ステップ73 そして中央処理装置60は、例えば電気自動車の車速
等,運転上必要な表示,又は運転者の要求による他の種
々のデーターの表示等を表示装置96に表示して、メイン
ルーチンに戻る。Step 73 Then, the central processing unit 60 displays on the display device 96, for example, a display such as a vehicle speed of the electric vehicle, a display necessary for driving, or a display of various other data at the request of the driver, and returns to the main routine.
このように、運転モードが斜行モードである場合に
は、各電動輪20,20,…の操舵角はハンドル45の回転角度
に応じて全て同一の方向に操舵され、同時に、アクセル
ペダル47が操作されることによって、前後進切換レバー
49によって選択された走行方向に基づき、電気自動車を
斜前方向あるいは斜後方向に走行させることが可能とな
る。したがって、駐車スペースの狭い場所であっても容
易に駐車させることが可能となり、また、脱輪等のトラ
ブルの発生した際にも、このモードを有効に使用すれば
そのトラブルからの脱出も容易に可能となる。As described above, when the driving mode is the skew mode, the steering angles of the electric wheels 20, 20,... Are all steered in the same direction according to the rotation angle of the steering wheel 45, and at the same time, the accelerator pedal 47 is By operating the forward / backward switching lever
Based on the driving direction selected by 49, the electric vehicle can be driven to run forward or backward. Therefore, it is possible to easily park even in a place where the parking space is narrow, and when a trouble such as derailing occurs, it is easy to escape from the trouble by effectively using this mode. It becomes possible.
次に、第13図(A),(B)に示してあるサブルーチ
ンプログラムについて説明する。このサブルーチンプロ
グラムは、選択された運転モードが回転モードである場
合のサブルーチンプログラムである。この回転モードと
は、ハンドル46の操作とは無関係に電気自動車にその場
回転をさせるモードである。即ち、この回転モードが選
択された場合には、各電動輪20,20,…の操舵角は4輪の
電動輪20の重心を中心として電気自動車がその場回転で
きるような角度に設定される。Next, the subroutine program shown in FIGS. 13A and 13B will be described. This subroutine program is a subroutine program when the selected operation mode is the rotation mode. The rotation mode is a mode in which the electric vehicle is rotated on the spot regardless of the operation of the steering wheel 46. That is, when this rotation mode is selected, the steering angle of each of the electric wheels 20, 20,... Is set to such an angle that the electric vehicle can rotate on the spot about the center of gravity of the four electric wheels 20. .
この運転モードは、極めてせまい場所でUターンをす
る場合に使用すると非常に便利なモードであり、当然の
ことながら、ターンする際に、電気自動車の長さ分の直
径の円が描ける領域が最低限とれれば、電気自動車はそ
の場回転ができることになる。This driving mode is a very convenient mode to be used when making a U-turn in a very narrow place. Naturally, when making a turn, the area where a circle with a diameter equal to the length of the electric vehicle can be drawn is minimum. If limited, electric vehicles will be able to turn in place.
以下に、この回転モードにおける本発明の電気自動車
の制御装置の動作について説明する。Hereinafter, the operation of the control device for an electric vehicle according to the present invention in this rotation mode will be described.
ステップ80,81 中央処理装置60によって運転モード切換レバー46の設
定位置が回転モードであると判断されると、その中央処
理装置60に設けられた記憶装置に記憶されているモード
データーを回転モードのデーターに書換える。このモー
ドが選択されると、第5図及び第6図に示すようにθ−
S変換器51から切換部55及び56に切換信号が出力され、
この切換信号に基づいて切換部55及び56はθ−V変換器
50からの信号が回転操舵角テーブル68に入力されるよう
に、また、回転操舵角テーブル68からの信号が操舵角指
令部82に出力され得るようにその接点を切換える。Steps 80 and 81 When the central processing unit 60 determines that the set position of the operation mode switching lever 46 is the rotation mode, the mode data stored in the storage device provided in the central processing unit 60 is changed to the rotation mode. Rewrite with data. When this mode is selected, as shown in FIG. 5 and FIG.
A switching signal is output from the S converter 51 to the switching units 55 and 56,
On the basis of this switching signal, the switching units 55 and 56
The contacts are switched so that a signal from the rotary steering angle table 68 is input to the rotary steering angle table 68 and a signal from the rotary steering angle table 68 can be output to the steering angle command unit 82.
ステップ82 回転方向判定部71は、θ−S変換器54から出力された
信号に基づいて各電動輪20,20,…の回転方向を判断し、
各電動輪20,20,…への供給電力を制御するゲート制御部
74に、判定した回転方向に各電動輪20,20,…を回転させ
るための指示を与える。この各電動輪20,20,…の回転方
向は前後進切換レバー49により選択されたどちら方向の
回転モードであるかによって決定がされる。即ち、右方
向の回転モードであるか,左方向の回転モードであるか
によってその回転方向が決定されることになる。例え
ば、右方向の回転モードが設定された場合には、フロン
トライト,リアーライトに配置されている電動輪20は後
退方向に回転し、フロントレフト,リアーレフトに配置
されている電動輪20は前進方向に回転することになる。
そして、これらの電動輪20の回転速度はもちろん全て同
一速度である。Step 82: The rotation direction determination unit 71 determines the rotation direction of each of the electric wheels 20, 20,... Based on the signal output from the θ-S converter 54,
Gate control unit that controls the power supplied to each motorized wheel 20, 20, ...
An instruction for rotating each of the electric wheels 20, 20,... In the determined rotation direction is given to 74. The rotation direction of each of the electric wheels 20, 20,... Is determined by the direction of rotation selected by the forward / reverse switching lever 49. That is, the rotation direction is determined depending on whether the rotation mode is the right rotation mode or the left rotation mode. For example, when the right rotation mode is set, the electric wheels 20 arranged in the front light and the rear right rotate in the backward direction, and the electric wheels 20 arranged in the front left and the rear left move in the forward direction. Will rotate.
The rotation speeds of these electric wheels 20 are, of course, all the same.
ステップ83 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の操作によ
りθ−V変換器52から出力される電圧を入力する。Step 83: The PID nonlinear control section 67 receives the voltage output from the θ-V converter 52 by operating the accelerator pedal 47.
ステップ84 前ステップと同様に、PID非線形制御部67は、ブレー
キペダル48の操作によりθ−V変換器53から出力される
電圧を入力する。Step 84 As in the previous step, the PID nonlinear control section 67 inputs the voltage output from the θ-V converter 53 by operating the brake pedal 48.
ステップ85 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の踏込み量
とブレーキペダル48の踏込み量に応じて、θ−V変換器
52及び53から出力された両電圧の差を演算し、この演算
の結果得られた電圧値に基づいて各電動輪20,20,…に与
えるべきトルクの指令値を演算する。なお、この指令値
の演算中であっても、厳密にはアクセルペダル47の踏込
み量とブレーキペダル48の踏込み量とは必ずしも一定に
保たれているはずはないので、PID非線形制御部67はこ
れらの踏込み量がある程度の範囲で変動してもその演算
に影響を与えないように、従来の遊びと同様の意味合い
で不感帯を設けており、即ち、両ペダル47及び48の多少
の踏込み量の変化は無視し得るようになっている。実際
におけるこの不感帯の判断は、入力,つまり前記した電
圧値の絶対値が所定値以上になったか否かの判断を行な
うことによって成され、この電圧値が所定値以上になっ
た場合に初めてアクセルペダル47,ブレーキペダル48が
操作されたと判断されるようにしている。Step 85 The PID non-linear controller 67 determines whether the θ-V converter is in accordance with the depression amount of the accelerator pedal 47 and the depression amount of the brake pedal 48.
The difference between the two voltages output from 52 and 53 is calculated, and the command value of the torque to be given to each of the electric wheels 20, 20,... Is calculated based on the voltage value obtained as a result of this calculation. Strictly speaking, even while the command value is being calculated, the depression amount of the accelerator pedal 47 and the depression amount of the brake pedal 48 are not necessarily kept constant. A dead zone is provided in the same sense as in the conventional play, so that even if the stepping amount of the pedal fluctuates within a certain range, the calculation is not affected, that is, a slight change in the stepping amount of both pedals 47 and 48 is provided. Can be ignored. The determination of the dead zone in practice is made by determining whether or not the input, that is, the absolute value of the voltage value is equal to or greater than a predetermined value. It is determined that the pedal 47 and the brake pedal 48 have been operated.
ステップ86 次に、PID非線形制御部67は、信号処理部87から出力
される電圧値に基づいて各電動輪20,20,…のそれぞれ現
在発生している負荷トルクを演算する。即ち、信号処理
部87には、第5図に示されているように、電動輪20のモ
ーター2に電力を供給する電力制御部75から前記モータ
ー2に印加されている電圧の実効値と供給されている電
流の実効値とが入力されると共に、モーター2の回転に
応じて磁極位置検出素子85から出力されたパルス周波数
に比例した電圧を出力するF/V変換器86からの電圧の実
効値が入力され、信号処理部87はこれらの電圧値あるい
は電流値を一括して演算処理を行ない、モーター2の負
荷トルクに関する信号を電圧値としてPID非線形制御部6
7に出力している。したがって、PID非線形制御部67はこ
の電圧値を入力し、これを演算することによってモータ
ー2が担っている現在の負荷トルクをリアルタイムで演
算することができることになる。Step 86 Next, the PID nonlinear control section 67 calculates the load torque that is currently occurring in each of the electric wheels 20, 20,... Based on the voltage value output from the signal processing section 87. That is, as shown in FIG. 5, an effective value of the voltage applied to the motor 2 from the power control unit 75 for supplying power to the motor 2 of the motor-driven wheel 20 is supplied to the signal processing unit 87. And the effective value of the current from the F / V converter 86 which outputs a voltage proportional to the pulse frequency output from the magnetic pole position detection element 85 in accordance with the rotation of the motor 2. The value is input, and the signal processing unit 87 performs a collective operation on these voltage values or current values, and uses the signal relating to the load torque of the motor 2 as a voltage value as a PID nonlinear control unit 6.
7 is output. Therefore, the PID nonlinear control section 67 receives the voltage value and calculates the voltage value, whereby the current load torque carried by the motor 2 can be calculated in real time.
ステップ87 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算した
モーター2における負荷トルクの非線形補正演算を行な
う。即ち、この非線形補正は従来の電気自動車等におい
ても用いられている公知の補正であり、特に電気自動車
の場合には、発進時や加速時における操作性やフィーリ
ングを向上させる為に行なっている。この運転モードの
場合には、安全上,非常にゆっくりとした動作でもって
電気自動車を回転させる必要があることから、操作性の
向上のためにこの非線形補正演算が行なわれることにな
る。Step 87 The PID nonlinear control section 67 performs a nonlinear correction calculation of the load torque on the motor 2 calculated in the previous step. That is, this non-linear correction is a known correction that is also used in conventional electric vehicles and the like, and particularly in the case of electric vehicles, it is performed to improve operability and feeling during starting and acceleration. . In the case of this operation mode, it is necessary to rotate the electric vehicle with a very slow operation for safety reasons. Therefore, this non-linear correction calculation is performed to improve operability.
ステップ88 PID非線形制御部67は、ステップ85において演算され
たトルク指令値とステップ86で演算されたモーター負荷
トルクとからトルク偏差,つまりモーター2にさらに与
えなければならないトルクを演算する。なおこの場合に
もこのトルク偏差が微少である場合には、このトルク偏
差を無視し得るようにしており、つまり前記したアクセ
ルペダル47やブレーキペダル48の遊びと同様の意味合い
で不感帯を設けている。実際におけるこの不感帯の判断
は、あらかじめ用意されている基準トルク偏差と前記ト
ルク偏差の比較によって行なっており、前記トルク偏差
が所定値以上の場合にトルク偏差が生じたと判断するこ
とになる。Step 88 The PID nonlinear control section 67 calculates a torque deviation from the torque command value calculated in Step 85 and the motor load torque calculated in Step 86, that is, a torque that must be further applied to the motor 2. In this case, when the torque deviation is very small, the torque deviation can be ignored, that is, a dead zone is provided in the same meaning as the play of the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48 described above. . The actual determination of the dead zone is made by comparing a reference torque deviation prepared in advance with the torque deviation. When the torque deviation is equal to or more than a predetermined value, it is determined that a torque deviation has occurred.
ステップ89 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算され
たトルク偏差に基づいて、そのトルク偏差を0にするた
めにモーター2に与えるべき電圧値を演算し、その演算
結果を供給電圧制御部72に出力する。この場合に供給電
圧制御部72に出力される電圧は積分処理が行なわれた後
の電圧であり、また、この場合の運転モードは電気自動
車のUターン時などに選択される回転モードであるの
で、PID非線形制御部67にはアクセルペダル47の操作ミ
スによって必要以上の速度が出ないように速度リミッタ
ーの機能をも備えてある。つまり、この回転モードにお
いては,例えば4KM/H以上の速度が出せないようになっ
ている。Step 89: Based on the torque deviation calculated in the previous step, the PID nonlinear control section 67 calculates a voltage value to be applied to the motor 2 in order to reduce the torque deviation to 0, and outputs the calculation result to the supply voltage control section 72. Output to In this case, the voltage output to the supply voltage control unit 72 is the voltage after the integration process is performed, and the operation mode in this case is a rotation mode selected at the time of a U-turn of the electric vehicle, etc. The PID non-linear control section 67 also has a speed limiter function so that an unnecessary speed is not generated due to an operation error of the accelerator pedal 47. That is, in this rotation mode, for example, a speed of 4 KM / H or more cannot be obtained.
ステップ90 PID非線形制御部67は、各電動輪20,20,…毎のトルク
比率の演算を行なう。この場合は、運転モードが回転モ
ードであるので、前記したように電動輪20,20,…のそれ
ぞれのトルク比率は1であり、それぞれの電動輪20はア
クセルペダル47の踏込み量に応じて同一速度で回転する
ことになる。Step 90 The PID nonlinear control section 67 calculates a torque ratio for each of the electric wheels 20, 20,. In this case, since the operation mode is the rotation mode, the torque ratio of each of the electric wheels 20, 20,... Is 1 as described above, and the respective electric wheels 20 are the same in accordance with the depression amount of the accelerator pedal 47. It will rotate at speed.
ステップ91 供給電圧制御部72は、PID非線形制御部67から出力さ
れたトルク偏差を0にするための電圧値に応じて、タッ
プ切換部77が選択すべきバッテリー群76に設けられてい
る図示しないタップの切換位置を演算する。なお、この
バッテリー群76は、前記したように例えば12Vのバッテ
リーが10個直列に接続されたものであり、それぞれのバ
ッテリーの接続点にはタップが設けられている。そして
このタップを、タップ切換部77により切換えることによ
って、最大120Vから最少12Vまで12Vきざみで電力制御部
75に電圧が印加できるようになっている。そして、この
回転モードの場合には、電動輪20の回転速度を速くする
必要がないことから、実際には、12Vあるいは24V程度の
電圧によって各電動輪20,20,…を回転させることにな
る。Step 91 The supply voltage control section 72 is provided in the battery group 76 to be selected by the tap switching section 77 in accordance with the voltage value for setting the torque deviation output from the PID nonlinear control section 67 to 0, not shown. Calculate the tap switching position. As described above, the battery group 76 includes, for example, ten 12 V batteries connected in series, and a tap is provided at a connection point of each battery. The tap is switched by the tap switching unit 77, and the power control unit is switched from a maximum of 120V to a minimum of 12V in 12V steps.
A voltage can be applied to 75. In the case of this rotation mode, since it is not necessary to increase the rotation speed of the electric wheels 20, each electric wheel 20, 20,... Is actually rotated by a voltage of about 12V or 24V. .
ステップ92 また、供給電圧制御部72は、各電動輪20,20,…を駆動
させるため、前ステップで選択されたタップを介して供
給される電圧における最適のパルス幅を演算する。Step 92 Further, the supply voltage control section 72 calculates an optimum pulse width in the voltage supplied through the tap selected in the previous step, in order to drive each of the electric wheels 20, 20,.
ステップ93 回転方向判定部71は、ゲート制御部74にステップ82で
判断した回転方向に各電動輪20,20,…が回転するよう
に、回転方向に関する指令を与える。Step 93 The rotation direction judging section 71 gives a command relating to the rotation direction to the gate control section 74 so that the electric wheels 20, 20,... Rotate in the rotation direction judged in Step 82.
ステップ94 操舵角指令部82は、回転操舵角テーブル68に記憶され
ている各電動輪20の操舵角に関するデーターを取出す。Step 94 The steering angle command section 82 extracts data on the steering angle of each electric wheel 20 stored in the rotary steering angle table 68.
ステップ95 操舵角指令部82は、前ステップにおいて取出された操
舵角に関するデーターに基づいて操舵角サーボ83を作動
させ、操舵アクチュエーター40を動作させて、4輪の電
動輪20の重心を中心として電気自動車がその場回転でき
るような角度に各電動輪20,20,…を設定する。したがっ
て、電気自動車は極めてせまい場所でUターンをするこ
とが可能となる。Step 95 The steering angle command unit 82 activates the steering angle servo 83 based on the data on the steering angle extracted in the previous step, activates the steering actuator 40, and electrically operates the center of gravity of the four electric wheels 20. Each of the electric wheels 20, 20,... Is set at an angle at which the car can rotate on the spot. Therefore, the electric vehicle can make a U-turn in a very narrow place.
ステップ96 供給電圧制御部72は、ステップ91において算出した最
適タップ位置に基づいて、タップ切換部77にタップを切
換えるべき信号を出力する。Step 96 The supply voltage control section 72 outputs a signal to switch taps to the tap switching section 77 based on the optimum tap position calculated in step 91.
ステップ97 タップ切換部77は、タップを切換えるためのパルスモ
ーターを作動させ、バッテリー群76に設けられているタ
ップを最適タップ位置に切換える。このタップが切換え
られると、バッテリー群76から電力制御部75に、このタ
ップによって切換えられた電圧が常に印加されることに
なる。なお、このタップの切換時には、電力制御部75に
印加される電圧が急激に変化するので、タップ切換の際
に発生するスパーク発生を防止する処理も同時に行なわ
れている。Step 97 The tap switching section 77 operates the pulse motor for switching the tap, and switches the tap provided in the battery group 76 to the optimum tap position. When the tap is switched, the voltage switched by the tap is always applied from the battery group 76 to the power control unit 75. At the time of this tap change, the voltage applied to the power control unit 75 changes abruptly, and therefore, a process for preventing the occurrence of spark generated at the time of tap change is also performed.
ステップ98 供給電圧制御部72は、ステップ92で算出したパルス幅
率に基づいて、パルス列発生部73にこのパルス幅率を出
力する。Step 98 The supply voltage controller 72 outputs the pulse width ratio to the pulse train generator 73 based on the pulse width ratio calculated in step 92.
ステップ99 パルス列発生部73は、前ステップにおいて供給電圧制
御部72から出力されたパルス幅率に基づいて、クロック
信号によって決定される基本周波数の1パルス内のオン
レベルとなる区間を決定し、このパルス幅変調された基
本クロックをゲート制御部74に出力する。そして、ゲー
ト制御部74は、前記パルス幅変調された基本クロック
と、回転方向判定部71から出力された回転方向に関する
信号と、磁極位置検出素子85から出力されるモーターの
回転に伴なって発生するパルスとを勘案しつつ、モータ
ーの各磁極極性毎の整流タイミング方向を決定し、この
タイミング制御したPWM信号を電力制御部75に出力す
る。次に、電力制御部75は、ゲート制御部74から出力さ
れたPWM信号により、バッテリー群76によって印加され
ている電圧をチョッピングしてモーターのコイルにパル
ス幅変調後の電圧を印加する。Step 99: The pulse train generator 73 determines an on-level section within one pulse of the fundamental frequency determined by the clock signal based on the pulse width ratio output from the supply voltage controller 72 in the previous step. The pulse width modulated basic clock is output to the gate control unit 74. The gate control unit 74 generates the pulse width modulated basic clock, the signal related to the rotation direction output from the rotation direction determination unit 71, and the rotation of the motor output from the magnetic pole position detection element 85. The rectification timing direction for each magnetic pole polarity of the motor is determined in consideration of the pulse to be performed, and this timing-controlled PWM signal is output to the power control unit 75. Next, the power control unit 75 chops the voltage applied by the battery group 76 based on the PWM signal output from the gate control unit 74, and applies the voltage after pulse width modulation to the coil of the motor.
ステップ100 各々の電動輪20,20,…は、電力制御部75から出力され
る電圧によって駆動される。この運転モードの場合に
は、回転モードであるので、全ての電動輪20には同一の
電圧が印加されることになり、各電動輪20,20,…はアク
セルペダル47の踏込み量に応じた同一の速度で前記した
所定の方向に回転することになる。Step 100 Each of the electric wheels 20, 20,... Is driven by the voltage output from the power control unit 75. In the case of this operation mode, since it is the rotation mode, the same voltage is applied to all the electric wheels 20, and each of the electric wheels 20, 20,... Corresponds to the depression amount of the accelerator pedal 47. It rotates in the above-mentioned predetermined direction at the same speed.
ステップ101 中央処理装置60は、運転モード切換レバー46によって
設定された運転モードを第9図に示したサブルーチンプ
ログラムによって判定すると、その判定した運転モード
を表示装置95に表示する。即ち、この場合では回転モー
ドを表示することになる。Step 101 When the operation mode set by the operation mode switching lever 46 is determined by the subroutine program shown in FIG. 9, the central processing unit 60 displays the determined operation mode on the display device 95. That is, in this case, the rotation mode is displayed.
ステップ102 そして中央処理装置60は、例えば電気自動車の車速
等,運転上必要な表示又は運転者の要求による他の種々
のデーターの表示等を表示装置95に表示して、メインル
ーチンに戻る。Step 102 Then, the central processing unit 60 displays, on the display device 95, a display necessary for driving, such as the speed of the electric vehicle, or a display of various other data at the request of the driver, and returns to the main routine.
このように、運転モードが回転モードである場合に
は、各電動輪20,20,…の操舵角は、ハンドル45の回転角
度とは全く関係なく回転操舵角テーブル68に予め記憶さ
れている各電動輪毎の操舵角に関するデーターのみに基
づいて、配置されている4輪の電動輪20の重心を中心と
して電気自動車がその場回転できるような角度に設定さ
れる。したがって、電気自動車は極めてせまい場所でU
ターンをすることが可能となり、この運転モードの選択
により機動性に富んだ動作をさせることが可能となる。As described above, when the operation mode is the rotation mode, the steering angles of the electric wheels 20, 20,... Are stored in the rotation steering angle table 68 in advance regardless of the rotation angle of the steering wheel 45. Based on only the steering angle data for each motorized wheel, the angle is set such that the electric vehicle can rotate on the spot about the center of gravity of the four motorized wheels 20 arranged. Therefore, electric vehicles can be used in extremely
It is possible to make a turn, and by selecting this operation mode, it is possible to perform a highly mobile operation.
次に、第14図(A),(B)に示されているサブルー
チンプログラムは、選択されたモードが通常最も良く使
用される通常モードである場合のサブルーチンプログラ
ムである。この通常モードは、ハンドル45,アクセルペ
ダル47,ブレーキペダル48及び前後進切換レバー49から
の信号に基づいて、電気自動車を運転者の意思に応じて
走行させるモードである。この場合の各電動輪20,20,…
の出力トルクと操舵角とは、ハンドル45及びアクセルペ
ダル47並びにブレーキペダル48の操作量が相互に影響し
合って、従来の4WD及び4WSと同様に調節されることにな
る。Next, the subroutine program shown in FIGS. 14A and 14B is a subroutine program in a case where the selected mode is a normal mode which is usually used most often. The normal mode is a mode in which the electric vehicle is driven according to the driver's intention based on signals from the steering wheel 45, the accelerator pedal 47, the brake pedal 48, and the forward / reverse switching lever 49. In this case, each electric wheel 20,20,…
The output torque and the steering angle of the steering wheel 45, the accelerator pedal 47, and the operation amount of the brake pedal 48 affect each other, and are adjusted similarly to the conventional 4WD and 4WS.
以下に、この通常モードが選択された場合における本
発明の電気自動車の制御装置の動作を詳細に説明する。Hereinafter, the operation of the control device for an electric vehicle of the present invention when this normal mode is selected will be described in detail.
ステップ110 中央処理装置60によって、運転モード切換レバー46の
設定位置が通常モードであると判断された場合には、そ
の中央処理装置60に設けられた記憶装置に記憶されてい
るモードデーターをその選択された通常モードのデータ
ーに書換える。このモードが選択されると、第5図及び
第6図に示すように、θ−S変換器51から切換部55及び
56に切換信号が出力され、この切換信号に基づいて切換
部55及び56はθ−V変換器50からの信号が4輪操舵角演
算部66及び4輪トルク比演算部64に入力されるように、
また、4輪操舵角演算部66からの信号が操舵角指令部82
に出力され得るようにその接点を切換える。さらに、前
後進切換レバー49によって選択された走行方向に関する
信号は、θ−S変換器54を介して回転方向判定部71に出
力され、この回転方向判定部71は、この信号に基づいて
各電動輪20,20,…の回転方向を判断する。Step 110 When the central processing unit 60 determines that the set position of the operation mode switching lever 46 is the normal mode, the mode data stored in the storage device provided in the central processing unit 60 is selected. Rewrite the data in the normal mode. When this mode is selected, as shown in FIGS. 5 and 6, the θ-S converter 51
A switching signal is output to 56, and based on the switching signal, the switching units 55 and 56 allow the signals from the θ-V converter 50 to be input to the four-wheel steering angle calculation unit 66 and the four-wheel torque ratio calculation unit 64. To
A signal from the four-wheel steering angle calculation unit 66 is transmitted to the steering angle command unit 82.
The contact is switched so that the signal can be output to the contact. Further, a signal related to the traveling direction selected by the forward / reverse switching lever 49 is output to the rotation direction determination unit 71 via the θ-S converter 54, and the rotation direction determination unit 71 The rotation direction of the wheels 20, 20,... Is determined.
ステップ111 回転方向判定部71は、前後進切換レバー49によって選
択された進行方向に基づいて、その選択された進行方向
に電気自動車を動かすべく、ゲート制御部74に、各電動
輪20,20,…の回転方向に関する指令を与える。Step 111: Based on the traveling direction selected by the forward / reverse switching lever 49, the rotation direction determining unit 71 causes the gate control unit 74 to move each electric wheel 20, 20, 20 to move the electric vehicle in the selected traveling direction. .. Are given.
ステップ112 4輪操舵角演算部66及び4輪トルク比演算部64は、θ
−V変換器50から出力されるハンドル45の操作量,つま
り回転角度に比例した電圧を入力する。Step 112 The four-wheel steering angle calculation unit 66 and the four-wheel torque ratio calculation unit 64 calculate θ
The operation amount of the handle 45 output from the -V converter 50, that is, a voltage proportional to the rotation angle is input.
ステップ113 PID非線形制御部67は、各電動輪20,20,…を構成する
モーター2に取付けられている前記した磁極位置検出素
子85から、当該モーター2の単位回転角度毎に出力され
るパルス信号をF/V変換器86及び信号処理部87を介して
入力し、このパルス信号に基づいて電気自動車の車速を
感知する。Step 113: The PID nonlinear control section 67 outputs a pulse signal output from the magnetic pole position detecting element 85 attached to the motor 2 constituting each of the electric wheels 20, 20,... For each unit rotation angle of the motor 2. Is input via the F / V converter 86 and the signal processing unit 87, and the speed of the electric vehicle is sensed based on the pulse signal.
ステップ114 4輪操舵角演算部66は、前ステップにおいて入力した
ハンドル45の回転角度に比例した電圧に基づいて、各電
動輪20の操舵角を演算する。つまり、ハンドル45の回転
によりθ−V変換器50から出力された電圧がV1であった
とすると、4輪操舵角演算部66はこの電圧V1に基く操舵
角を図示しない記憶装置からルックアップすることによ
って演算する。Step 114 The four-wheel steering angle calculation unit 66 calculates the steering angle of each electric wheel 20 based on the voltage input in the previous step and proportional to the rotation angle of the steering wheel 45. That is, when the voltage output from the theta-V converter 50 by the rotation of the handle 45 is assumed to be V 1, the four-wheel steering angle calculation section 66 look-up from a storage device (not shown) the steering angle based on the voltages V 1 To calculate.
ステップ115 また、4輪トルク比演算部64は、ステップ114で演算
した各電動輪20,20,…の操舵角に基づいて、各電動輪2
0,20,…それぞれの基準トルク(アクセルペダル47の踏
込み量によって演算されるトルク)に対する各輪のトル
ク比率を演算する。この補正を行なうことによって、ハ
ンドル45の操作によりそれぞれ異なる操舵角に設定され
た電動輪20をそれぞれ異なるトルクで回転させ、電気自
動車のスムースな旋回走行を可能としている。Step 115 In addition, the four-wheel torque ratio calculating unit 64 calculates each of the electric wheels 2 based on the steering angle of each of the electric wheels 20, 20,.
.., The torque ratio of each wheel to each reference torque (torque calculated by the amount of depression of the accelerator pedal 47) is calculated. By performing this correction, the electric wheels 20 set to different steering angles by operating the steering wheel 45 are rotated with different torques, thereby enabling a smooth turning of the electric vehicle.
ステップ116 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の操作によ
りθ−V変換器52から出力される電圧を入力する。Step 116 The PID nonlinear control section 67 receives the voltage output from the θ-V converter 52 by operating the accelerator pedal 47.
ステップ117 前ステップと同様に、PID非線形制御部67は、ブレー
キペダル48の操作によりθ−V変換器53から出力される
電圧を入力する。Step 117 As in the previous step, the PID nonlinear control section 67 receives the voltage output from the θ-V converter 53 by operating the brake pedal 48.
ステップ118 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の踏込み量
とブレーキペダル48の踏込み量に応じてθ−V変換器52
及び53から出力された両電圧の差を演算し、この演算の
結果得られた電圧値に基づいて各電動輪20,20,…に与え
るべきトルクの指令値を演算する。なお、この指令値の
演算中であっても、厳密にはアクセルペダル47の踏込み
量とブレーキペダル48の踏込み量とは必ずしも一定に保
たれているはずはないので、PID非線形制御部67はこれ
らの踏込み量がある程度の範囲で変動してもその演算に
影響を与えないように、従来の遊びと同様の意味合いで
不感帯を設けており、即ち、両ペダル47及び48の多少の
踏込み量の変化は無視し得るようになっている。実際に
おけるこの不感帯の判断は、入力,つまり前記した電圧
値の絶対値が所定値以上になったか否かの判断を行なう
ことによって成され、この電圧値が所定値以上になった
場合に初めてアクセルペダル47,ブレーキペダル48が操
作されたと判断されるようにしている。Step 118: The PID nonlinear control unit 67 determines whether the θ-V converter 52 is in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal 47 and the amount of depression of the brake pedal 48.
, And 53, and calculates a command value of a torque to be given to each of the electric wheels 20, 20,... Based on the voltage value obtained as a result of the calculation. Strictly speaking, even while the command value is being calculated, the depression amount of the accelerator pedal 47 and the depression amount of the brake pedal 48 are not necessarily kept constant. A dead zone is provided in the same sense as in the conventional play, so that even if the stepping amount of the pedal fluctuates within a certain range, the calculation is not affected, that is, a slight change in the stepping amount of both pedals 47 and 48 is provided. Can be ignored. The determination of the dead zone in practice is made by determining whether or not the input, that is, the absolute value of the voltage value is equal to or greater than a predetermined value. It is determined that the pedal 47 and the brake pedal 48 have been operated.
ステップ119 次に、PID非線形制御部67は、信号処理部87から出力
される電圧値に基づいて各電動輪20,20,…のそれぞれ現
在発生している負荷トルクを演算する。即ち、信号処理
部87には、第5図に示されているように、電動輪20のモ
ーター2に電力を供給する電力制御部75から前記モータ
ー2に印加されている電圧の実効値と供給されている電
流の実効値とが入力されると共に、モーター2の回転に
応じて磁極位置検出素子85から出力されたパルス周波数
に比例した電圧を出力するF/V変換器86からの電圧の実
効値が入力され、信号処理部87はこれらの電圧値あるい
は電流値を一括して演算処理を行ない、モーター2の負
荷トルクに関する信号を電圧値としてPID非線形制御部6
7に出力している。したがって、PID非線形制御部67はこ
の電圧値を入力し、これを演算することによってモータ
ー2が担っている現在の負荷トルクをリアルタイムで演
算することができる。Step 119 Next, the PID nonlinear control section 67 calculates the load torque currently generated for each of the electric wheels 20, 20,... Based on the voltage value output from the signal processing section 87. That is, as shown in FIG. 5, an effective value of the voltage applied to the motor 2 from the power control unit 75 for supplying power to the motor 2 of the motor-driven wheel 20 is supplied to the signal processing unit 87. And the effective value of the current from the F / V converter 86 which outputs a voltage proportional to the pulse frequency output from the magnetic pole position detection element 85 in accordance with the rotation of the motor 2. The value is input, and the signal processing unit 87 performs a collective operation on these voltage values or current values, and uses the signal relating to the load torque of the motor 2 as a voltage value as a PID nonlinear control unit 6.
7 is output. Therefore, the PID nonlinear control section 67 inputs this voltage value, and by calculating this voltage value, can calculate the current load torque carried by the motor 2 in real time.
ステップ120 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算した
モーター2における負荷トルクの非線形補正演算を行な
う。この補正演算の詳細については後述するが、概略的
には、この非線形補正は従来の電気自動車等においても
用いられている公知の補正であり、特に電気自動車の場
合には、発進時や加速時における操作性やフィーリング
を向上させる為に行なっている。Step 120 The PID nonlinear control section 67 performs a nonlinear correction calculation of the load torque on the motor 2 calculated in the previous step. Although the details of this correction calculation will be described later, generally, this nonlinear correction is a known correction that is also used in a conventional electric vehicle or the like. This is done to improve the operability and feeling in
ステップ121 PID非線形制御部67は、ステップ118において演算され
たトルク指令値とステップ119で演算されたモーター負
荷トルクとからトルク偏差,つまりモーター2にさらに
与えなければならないトルクを演算する。なおこの場合
にもこのトルク偏差が微少である場合には、このトルク
偏差を無視し得るようにしており、つまり前記したアク
セルペダル47やブレーキペダル48の遊びと同様の意味合
いで不感帯を設けている。実際におけるこの不感帯の判
断は、あらかじめ用意されている基準トルク偏差と前記
トルク偏差との比較によって行なっており、前記トルク
偏差が所定値以上の場合にトルク偏差が生じたと判断す
ることになる。Step 121 The PID nonlinear control section 67 calculates a torque deviation from the torque command value calculated in step 118 and the motor load torque calculated in step 119, that is, a torque that must be further applied to the motor 2. In this case, when the torque deviation is very small, the torque deviation can be ignored, that is, a dead zone is provided in the same meaning as the play of the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48 described above. . The actual determination of the dead zone is performed by comparing a reference torque deviation prepared in advance with the torque deviation. When the torque deviation is equal to or larger than a predetermined value, it is determined that a torque deviation has occurred.
ステップ122 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算され
たトルク偏差に基づいて、そのトルク偏差を0にするた
めにモーター2に与えるべき電圧値を演算し、その演算
結果を供給電圧制御部72に出力する。この場合に供給電
圧制御部72に出力される電圧は積分処理が行なわれた後
の電圧であり、電動輪20に過負荷がかからないようにそ
の出力される電圧の制限も行なっている。Step 122 The PID nonlinear control section 67 calculates a voltage value to be applied to the motor 2 in order to reduce the torque deviation to 0 based on the torque deviation calculated in the previous step, and outputs the calculation result to the supply voltage control section 72. Output to In this case, the voltage output to the supply voltage control unit 72 is the voltage after the integration process has been performed, and the output voltage is also limited so that the electric wheel 20 is not overloaded.
ステップ123 PID非線形制御部67は、各電動輪20,20,…毎のトルク
比率の演算を行なう。この場合は、運転モードが通常モ
ードであるので、各電動輪20,20,…のそれぞれのトルク
比率は、ハンドル45の操作量に応じて変化することにな
る。Step 123 The PID nonlinear control section 67 calculates a torque ratio for each electric wheel 20, 20,.... In this case, since the operation mode is the normal mode, the torque ratio of each of the electric wheels 20, 20,... Changes according to the operation amount of the steering wheel 45.
ステップ124 供給電圧制御部72は、PID非線形制御部67から出力さ
れたトルク偏差を0にするための電圧値に応じて、タッ
プ切換部77が選択すべきバッテリー群76に設けられてい
る図示しないタップの切換位置を演算する。例えば、前
記トルク偏差を0にするために非常に大きなトルクが必
要であれば、120Vの電圧を印加するためのタップ位置が
演算されることになる。なお、このタップ位置の演算の
場合も、アクセルペダル47またはブレーキペダル48の頻
繁な踏込み量の変化に基づいて最適タップ位置が頻繁に
変化しないように不感帯を設けてあり、不用意あるいは
過剰なタップ切換が極力行なわれないようになってい
る。Step 124: The supply voltage control unit 72 is provided in the battery group 76 to be selected by the tap switching unit 77 according to the voltage value for setting the torque deviation output from the PID nonlinear control unit 67 to 0, not shown. Calculate the tap switching position. For example, if a very large torque is required to reduce the torque deviation to zero, a tap position for applying a voltage of 120 V is calculated. In the calculation of the tap position, a dead zone is provided so that the optimum tap position does not frequently change based on a frequent change in the amount of depression of the accelerator pedal 47 or the brake pedal 48. Switching is minimized.
ステップ125 また、供給電圧制御部72は、各電動輪20,20,…を駆動
させるため、前ステップで選択されたタップを介して、
モーター2に供給する電圧における最適のパルス幅を演
算する。Step 125 Further, the supply voltage control unit 72 uses the tap selected in the previous step to drive each of the electric wheels 20, 20,.
The optimum pulse width at the voltage supplied to the motor 2 is calculated.
ステップ126 4輪操舵角演算部66は、ステップ114によって演算さ
れた各電動輪20の操舵角に関する信号を、操舵角指令値
として操舵角指令部82に出力する。Step 126 The four-wheel steering angle calculation unit 66 outputs the signal regarding the steering angle of each electric wheel 20 calculated in step 114 to the steering angle command unit 82 as a steering angle command value.
ステップ127 操舵角指令部82は、前ステップにおいて出力された操
舵角指令値に基づいて、操舵角サーボ83を作動させ、操
舵アクチュエーター40を動作させて各電動輪20,20,…を
ハンドル45の回転角度に比例した操舵角に設定する。こ
れにより、電気自動車の旋回走行が可能になる。この場
合の電動輪20の操舵角は、例えば、後輪を構成する電動
輪20,20は前輪を構成する電動輪20,20の1/5だけ操舵角
を変化させるようにしたり、また、この場合の前輪に対
する操舵角は、ある車速以上では同相方向に、あるいは
ある車速以下では逆相方向に行なうようにしても良い。
さらに、その操舵角は車速に応じて連続的に変化させる
ようにしても良い。Step 127 The steering angle command section 82 operates the steering angle servo 83 based on the steering angle command value output in the previous step, operates the steering actuator 40, and controls the electric wheels 20, 20,. Set the steering angle in proportion to the rotation angle. As a result, the electric vehicle can be turned. In this case, the steering angle of the electric wheels 20 is, for example, such that the electric wheels 20, 20 constituting the rear wheels change the steering angle by 1/5 of the electric wheels 20, 20 constituting the front wheels, or In this case, the steering angle with respect to the front wheels may be in the same phase direction at a certain vehicle speed or higher, or in the opposite phase direction at a certain vehicle speed or lower.
Further, the steering angle may be changed continuously according to the vehicle speed.
ステップ128 供給電圧制御部72は、ステップ124において算出した
最適タップ位置に基づいて、タップ切換部77にタップを
切換えるべき信号を出力する。Step 128 The supply voltage control section 72 outputs a signal to switch taps to the tap switching section 77 based on the optimum tap position calculated in step 124.
ステップ129 タップ切換部77は、タップを切換えるためのパルスモ
ーターを作動させ、バッテリー群76に設けられているタ
ップを最適タップ位置に切換える。このタップが切換え
られると、バッテリー群76から電力制御部75にこのタッ
プによって切換えられた電圧が常に印加されることにな
る。なお、このタップの切換時には、電力制御部75に印
加される電圧が急激に変化するので、タップ切換の際に
発生するスパーク発生を防止する処理も同時に行なわれ
ている。Step 129: The tap switching section 77 operates the pulse motor for switching the tap, and switches the tap provided in the battery group 76 to the optimum tap position. When this tap is switched, the voltage switched by this tap is always applied from the battery group 76 to the power control unit 75. At the time of this tap change, the voltage applied to the power control unit 75 changes abruptly, and therefore, a process for preventing the occurrence of spark generated at the time of tap change is also performed.
ステップ130 供給電圧制御部72は、ステップ125で算出したパルス
幅率に基づいて、パルス列発生部73にこのパルス幅率を
出力する。Step 130 The supply voltage controller 72 outputs this pulse width ratio to the pulse train generator 73 based on the pulse width ratio calculated in step 125.
ステップ131 パルス列発生部73は、前ステップにおいて供給電圧制
御部72から出力されたパルス幅率に基づいて、クロック
信号によって決定される基本周波数の1パルス内のオン
レベルとなる区間を決定し、このパルス幅変調された基
本クロックをゲート制御部74に出力する。そして、ゲー
ト制御部74は、前記パルス幅変調された基本クロック
と、回転方向判定部71から出力された回転方向に関する
信号と、磁極位置検出素子85から出力されるモーターの
回転に伴なって発生するパルスとを勘案しつつ、モータ
ーの各磁極極性毎の整流タイミング方向を決定し、この
タイミング制御したPWM信号を電力制御部75に出力す
る。次に、電力制御部75は、ゲート制御部74から出力さ
れたPWM信号によりバッテリー群76によって印加されて
いる電圧をチョッピングしてモーターのコイルにパルス
幅変調後の電圧を印加する。Step 131 The pulse train generating unit 73 determines an ON level within one pulse of the fundamental frequency determined by the clock signal based on the pulse width ratio output from the supply voltage control unit 72 in the previous step. The pulse width modulated basic clock is output to the gate control unit 74. The gate control unit 74 generates the pulse width modulated basic clock, the signal related to the rotation direction output from the rotation direction determination unit 71, and the rotation of the motor output from the magnetic pole position detection element 85. The rectification timing direction for each magnetic pole polarity of the motor is determined in consideration of the pulse to be performed, and this timing-controlled PWM signal is output to the power control unit 75. Next, the power control unit 75 chops the voltage applied by the battery group 76 based on the PWM signal output from the gate control unit 74 and applies the voltage after pulse width modulation to the coil of the motor.
ステップ132 電力制御部75から出力される電圧によって各々の電動
輪20,20,…が駆動される。この運転モードの場合には、
通常モードであるので、電気自動車が完全な直線走行を
行なっていない限り、各電動輪20,20,…にはハンドル45
の操作量に応じてそれぞれ異った電圧が印加されること
になり、各電動輪20,20,…はそれぞれ異なる最適なトル
クで回転することになる。Step 132 Each of the electric wheels 20, 20,... Is driven by the voltage output from the power control unit 75. In this operation mode,
In the normal mode, each electric wheel 20, 20,... Has a steering wheel 45 unless the electric vehicle is traveling completely straight.
, Different voltages are applied in accordance with the amount of operation, and the respective electric wheels 20, 20,... Rotate with different optimum torques.
ステップ133 中央処理装置60は、運転モード切換レバー46によって
設定された運転モードを第9図に示したサブルーチンプ
ログラムによって判定すると、その判定した運転モード
を表示装置95に表示する。即ち、この場合では通常モー
ドを表示することになる。Step 133 When the operation mode set by the operation mode switching lever 46 is determined by the subroutine program shown in FIG. 9, the central processing unit 60 displays the determined operation mode on the display device 95. That is, in this case, the normal mode is displayed.
ステップ134 そして中央処理装置60は、例えば電気自動車の車速
等,運転上必要な表示又は運転者の要求による他の種々
のデーターの表示等を表示装置95に表示して、メインル
ーチンに戻る。Step 134 Then, the central processing unit 60 displays on the display device 95, for example, a display necessary for driving, such as the speed of the electric vehicle, or a display of various other data at the request of the driver, and returns to the main routine.
このように、上記したフローチャートにおける通常モ
ードにあっては、各電動輪20,20,…の操舵角は、基本的
にはハンドル45の回転角度に応じて変化することになる
が、4輪操舵角演算部66に、PID非線形制御部67から出
力される各電動輪20,20,…の回転速度に関する信号に基
づいて各電動輪20,20,…の操舵角補正を行なう機能を付
加すれば、例えば、時速40km/hで走行中にハンドル45を
回転した場合には後輪側の電動輪20,20は操舵されずに
前輪側の電動輪20,20のみが操舵されて通常の走行状態
で走行し、非常に低速で走行した場合には、ハンドル45
を回転すると後輪側の電動輪20,20は前輪側の電動輪20,
20の1/5だけハンドルの操作方向とは逆方向に操舵され
て小回りが可能とされ、また、高速走行中にハンドル45
を回転すると、後輪側の電動輪20,20は前輪側の電動輪2
0,20の1/4だけハンドルの操作方向と同相方向に操舵さ
れて高速時における走行安定性の向上を図ることがで
き、さらには、走行速度に応じて前輪側の電動輪20,20
をハンドル45の回転角度とは非線形に操舵されるように
すれば、ステアリング特性を速度に応じて変化させると
いうような複雑高度な制御も容易に行なうことができ
る。As described above, in the normal mode in the above-described flowchart, the steering angle of each of the electric wheels 20, 20,... Basically changes according to the rotation angle of the steering wheel 45. If the angle calculation unit 66 is provided with a function of correcting the steering angle of each of the electric wheels 20, 20,... Based on the signal on the rotational speed of each of the electric wheels 20, 20,. For example, when the steering wheel 45 is rotated while traveling at a speed of 40 km / h, the electric wheels 20, 20 on the rear wheel side are not steered, and only the electric wheels 20, 20 on the front wheel side are steered, and a normal traveling state is obtained. When driving at very low speeds, handle 45
When the is rotated, the electric wheels 20, 20 on the rear wheel side become
Only 1/5 of the steering wheel is steered in the opposite direction to the steering direction to allow for a small turn.
, The rear-wheel-side electric wheels 20 and 20 become the front-wheel-side electric wheels 2
The steering wheel is steered in the same phase direction as the steering direction by only 1/4 of 0,20 to improve the running stability at high speed.Furthermore, the front wheels 20 and 20 are driven according to the running speed.
If the steering wheel is steered non-linearly with respect to the rotation angle of the steering wheel 45, complicated and sophisticated control such as changing the steering characteristic according to the speed can be easily performed.
第15図(A),(B)には、電気自動車を加速させる
場合のフローチャート,つまり加速処理の詳細なフロー
チャートが示してある。この加速処理は電気自動車の走
行中に頻繁に行なわれる処理であり、走行フィーリング
に重大な影響を与える重要な処理である。以下に、この
処理について説明する。FIGS. 15A and 15B show a flowchart for accelerating the electric vehicle, that is, a detailed flowchart of the acceleration process. This acceleration process is a process that is frequently performed during the running of the electric vehicle, and is an important process that has a significant effect on the driving feeling. Hereinafter, this processing will be described.
ステップ140 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の操作によ
ってθ−V変換器52から出力される電圧を入力する。換
言すればアクセルペダル47の操作量による加速トルク
(+値)を演算する。Step 140 The PID nonlinear control section 67 receives the voltage output from the θ-V converter 52 by operating the accelerator pedal 47. In other words, the acceleration torque (+ value) based on the operation amount of the accelerator pedal 47 is calculated.
ステップ141 次に、PID非線形制御部67は、ブレーキペダル48の操
作によってθ−V変換器53から出力される電圧を入力す
る。換言すればブレーキペダル48の操作量に基づく減速
トルク(−値)を演算する。Step 141 Next, the PID nonlinear control section 67 inputs a voltage output from the θ-V converter 53 by operating the brake pedal 48. In other words, the deceleration torque (-value) based on the operation amount of the brake pedal 48 is calculated.
ステップ142 PID非線形制御部67は、θ−V変換器52から出力され
る電圧とθ−S変換器53から出力される電圧との差を演
算する。この差が+の値であれば、運転者は電気自動車
の加速を要求していることになる。Step 142 The PID nonlinear controller 67 calculates the difference between the voltage output from the θ-V converter 52 and the voltage output from the θ-S converter 53. If this difference is a positive value, the driver is requesting acceleration of the electric vehicle.
ステップ143 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算され
た電圧の差に基づいて、要求している加速トルク,つま
り現在の負荷トルクに偏差加速トルクを加えた目標トル
クを演算する。この演算は、予め電圧とトルクとの関係
が記憶されているデーターテーブルをルックアップする
ことによって行なわれるようになっている。つまり、電
圧がV1の場合には目標トルクはT1,V2の場合にはT2……
というデーターの中からその電圧に最も近い電圧に対応
するトルクを目標トルクとして選択し、これによって目
標トルクを演算することになる。Step 143 The PID nonlinear control section 67 calculates the requested acceleration torque, that is, the target torque obtained by adding the deviation acceleration torque to the current load torque, based on the voltage difference calculated in the previous step. This calculation is performed by looking up a data table in which the relationship between the voltage and the torque is stored in advance. In other words, if the voltage is V1, the target torque is T1, and if the voltage is V2, the target torque is T2.
, The torque corresponding to the voltage closest to that voltage is selected as the target torque, and thereby the target torque is calculated.
ステップ144 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて決定され
た目標トルクを、アクセルあるいはブレーキペダルの微
少な操作に対して敏感に変化させないために予め設定し
た不感帯域内にあるかどうかのチェックを行なう。即
ち、アクセルペダル47とブレーキペダル48とに遊びを設
けていることになる。このチェックは、例えばステップ
142において演算された電圧の差が予め不感帯域として
設定されている電圧よりも大きいか小さいかの比較によ
り行なわれ、前記電圧の差が予め不感帯域として設定さ
れている電圧よりも小さい場合には、不感帯域内にあ
り、そうでない場合には不感帯域外にあることになる。Step 144 The PID nonlinear control section 67 checks whether or not the target torque determined in the previous step is within a preset dead band so as not to change sensitively to a slight operation of the accelerator or the brake pedal. That is, a play is provided between the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48. This check, for example, step
It is performed by comparing whether the voltage difference calculated in 142 is larger or smaller than the voltage previously set as the dead band, and when the voltage difference is smaller than the voltage previously set as the dead band. , Within the dead band, otherwise outside the dead band.
ステップ145 このチェックの結果、目標トルク偏差が不感帯域内に
ある場合には、プログラムを実行せずにリターンしてメ
インルーチンに戻り、不感帯域外にあればステップ146
を処理する。Step 145 As a result of this check, if the target torque deviation is within the dead band, the program returns to the main routine without executing the program.
Process.
ステップ146 PID非線形制御部67は、信号処理部87から出力される
電圧に基づいて各電動輪20,20,…のそれぞれ現在発生し
ている負荷トルクを演算する。即ち、信号処理部87に
は、第5図に示されているように、電動輪20のモーター
2に電力を供給する電力制御部75から、前記モーター2
に印加されている電圧の実効値と供給されている電流の
実効値とが入力されると共に、モーターの回転に応じて
磁極位置検出素子85から出力されたパルス周波数に比例
した電圧を出力するF/V変換器86からの電圧の実効値が
入力され、信号処理部87はこれらの電圧値あるいは電流
値を一括して演算処理を行ない、モーター2の負荷トル
クに関する信号を電圧値としてPID非線形制御部67に出
力している。そのため、PID非線形制御部67は、この電
圧に基づいて負荷トルクを演算することになる。なお、
この負荷トルクの演算もステップ143で説明したと同様
に予めその電圧と負荷トルクとの関係が記憶されている
データーテーブルをルックアップすることによって行な
われる。さらに、PID非線形制御部67は、加速時におけ
る非線形補正演算を行なうためのフィードバック制御の
ルートを設定し、このフィードバック制御のルートによ
って加速時の制御が行なわれることになる。Step 146 The PID nonlinear control section 67 calculates the load torque that is currently being generated for each of the electric wheels 20, 20,... Based on the voltage output from the signal processing section 87. That is, as shown in FIG. 5, the signal processing unit 87 receives a signal from the electric power control unit 75 for supplying electric power to the motor 2 of the electric wheel 20 from the motor 2.
The effective value of the applied voltage and the effective value of the supplied current are inputted, and a voltage proportional to the pulse frequency outputted from the magnetic pole position detecting element 85 in accordance with the rotation of the motor is output. The effective value of the voltage from the / V converter 86 is input, and the signal processing unit 87 performs a collective processing of these voltage values or current values, and performs a PID nonlinear control using a signal relating to the load torque of the motor 2 as a voltage value. Output to the unit 67. Therefore, the PID nonlinear control section 67 calculates the load torque based on this voltage. In addition,
This calculation of the load torque is also performed by looking up a data table in which the relationship between the voltage and the load torque is stored in advance, as described in step 143. Further, the PID nonlinear control section 67 sets a route of feedback control for performing a nonlinear correction operation at the time of acceleration, and the control at the time of acceleration is performed by this route of feedback control.
ステップ147 PID非線形演算部67は、ステップ143で算出した目標ト
ルクとステップ146で算出した負荷トルクとの偏差を演
算する。この偏差の演算は単純な減算が行なわれるのみ
である。Step 147 The PID nonlinear calculation section 67 calculates a deviation between the target torque calculated in Step 143 and the load torque calculated in Step 146. The calculation of this deviation is only a simple subtraction.
ステップ148 PID非線形演算部67は、前記したステップ144における
不感帯のチェックと同様に、前ステップで演算したトル
ク偏差が、アクセルあるいはブレーキペダルの微少な操
作に対して敏感に変化させないために予め設定した不感
帯域内にあるかどうかのチェックを行なう。即ち、走行
中におけるアクセルペダル47及びブレーキペダル48の多
少の踏込み量の変化によってはトルク偏差の変動を起さ
ないようにしており、走行フィーリングの向上を図って
いる。Step 148 The PID nonlinear calculation unit 67 is set in advance so that the torque deviation calculated in the previous step does not change sensitively to a slight operation of the accelerator or the brake pedal, similarly to the above-described check of the dead zone in step 144. A check is made to see if it is within the dead zone. That is, a change in the torque deviation is not caused by a slight change in the amount of depression of the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48 during traveling, and the driving feeling is improved.
ステップ149 PID非線形演算部67は、ステップ147で演算されたトル
ク偏差に応じた電圧値,つまり、各電動輪20,20,…に印
加すべき電圧値を演算する。この際に出力する電圧は積
分処理を行なっており、前記トルク偏差に応じた電圧が
直接各電動輪20,20,…に印加されるのではなく、徐々に
大きさを増した電圧が印加されるようになっている。Step 149 The PID nonlinear calculation section 67 calculates a voltage value corresponding to the torque deviation calculated in step 147, that is, a voltage value to be applied to each of the electric wheels 20, 20,. At this time, the output voltage is subjected to an integration process, and a voltage corresponding to the torque deviation is not directly applied to each of the electric wheels 20, 20,. It has become so.
ステップ150 前ステップまででPID非線形制御部67によって各電動
輪20,20,…に印加すべき電圧値が演算されると、供給電
圧制御部72はその演算結果を入力し、この電圧値に基づ
いてバッテリ群76のタップをいずれのものに切換えるべ
きかの演算を行なう。例えば、加速に要するトルクを発
生させるには65Vの電圧をある電動輪20に印加する必要
があるとすると、前述したように、バッテリー群76は、
12V単位の電圧を出力するバッテリーが複数直列に接続
されたものであることから、この65Vの電圧を得るに
は、この要求される電圧よりも大きい72Vのタップを選
択する必要があることになる。なお、この電圧を65Vに
調整する処理は後述するパルス幅演算によって行なわれ
る。Step 150 When the voltage value to be applied to each of the electric wheels 20, 20,... Is calculated by the PID nonlinear control unit 67 up to the previous step, the supply voltage control unit 72 inputs the calculation result, and based on this voltage value, Calculation to determine which of the taps of the battery group 76 should be switched. For example, if it is necessary to apply a voltage of 65 V to a certain electric wheel 20 in order to generate a torque required for acceleration, as described above, the battery group 76
Since multiple batteries that output a voltage of 12V are connected in series, it is necessary to select a 72V tap larger than this required voltage to obtain this 65V voltage . The process of adjusting this voltage to 65 V is performed by a pulse width calculation described later.
ステップ151 供給電圧制御部72は、タップ位置の演算の結果をパル
ス列発生部73及びタップ切換部77に出力し、パルス列発
生部73は、このタップ位置の演算の結果に基づいて、そ
のタップに切換られた場合のバッテリー群76から出力さ
れる電圧を、加速に必要なトルクを発生させるために必
要な電圧に調整する為のパルス幅演算を行なう。例え
ば、前記したように、加速に要するトルクを発生させる
には65Vの電圧をある電動輪20に印加する必要があると
した場合、前述したように、バッテリー群76から72Vの
電圧が供給されることになるが、この65Vの電圧を得る
には、この72Vの電圧をチョッピングし、電動輪20への
通電時間を制御することによってその電圧を得るように
している。つまり、パルス幅演算とは、換言すればこの
通電時間を演算することである。Step 151: The supply voltage control unit 72 outputs the result of the tap position calculation to the pulse train generating unit 73 and the tap switching unit 77, and the pulse train generating unit 73 switches to the tap based on the result of the tap position calculation. Then, a pulse width calculation is performed to adjust the voltage output from the battery group 76 to the voltage required to generate the torque required for acceleration. For example, as described above, if it is necessary to apply a voltage of 65 V to a certain electric wheel 20 to generate the torque required for acceleration, a voltage of 72 V is supplied from the battery group 76 as described above. That is, in order to obtain the voltage of 65 V, the voltage of 72 V is chopped, and the voltage is obtained by controlling the energizing time to the electric wheel 20. That is, the pulse width calculation is, in other words, calculating this energization time.
ステップ152 タップ切換部77は、バッテリー群76のタップをステッ
プ150で演算された位置に切換える。このタップを切換
える場合には、パルスモーターなどのタップを駆動する
モーターによって行なっており、タップを切換えると電
力制御部75に印加される電圧が急激に変化する場合もあ
るので、このような場合であってもスパーク等を起こさ
ないように、供給電圧制御部72からマスキング信号が出
力されるようになっている。Step 152 The tap switching unit 77 switches the taps of the battery group 76 to the positions calculated in step 150. When switching the taps, a motor such as a pulse motor for driving the taps is used.When the taps are switched, the voltage applied to the power control unit 75 may change rapidly. A masking signal is output from the supply voltage control unit 72 so as not to cause a spark or the like even if it occurs.
ステップ153 パルス列発生部73は、ステップ151において演算され
たパルス幅演算結果に基づいて、供給電圧制御部72はク
ロック信号によって決定される基本周波数の1パルス内
のオンレベルとなる区間を決定し、このパルス幅変調さ
れた基本クロックをゲート制御部74に出力する。そし
て、ゲート制御部74は、前述パルス幅変調された基本ク
ロックと、回転方向判定部71から出力された回転方向に
関する信号とに基づいて、モーター2の各磁極極性毎の
整流タイミング方向を決定し、このタイミング制御した
PWM信号を電力制御部75に出力する。次に、電力制御部7
5は、ゲート制御部74から出力されたPWM信号によりバッ
テリー群76によって印加されている電圧をチョッピング
してモーター2のコイルにパルス幅変調後の電圧を印加
する。なお、この電力制御部75は、パワートランジスタ
ーが多数使用されており、このパワートランジスターの
オン時間を前記PWM信号により制御されることによって
モーター2へ印加される電圧の実効値が制御されるよう
になっている。この制御後の電圧をモーターのU相,V
相,W相にそれぞれ出力する。これによって各電動輪20,2
0,…を所定の回転速度で回転させることになる。Step 153: The pulse train generation unit 73 determines, based on the pulse width calculation result calculated in step 151, the supply voltage control unit 72 to determine the ON level within one pulse of the fundamental frequency determined by the clock signal, The pulse width modulated basic clock is output to the gate control unit 74. Then, the gate control unit 74 determines a rectification timing direction for each magnetic pole polarity of the motor 2 based on the above-described pulse width-modulated basic clock and the signal related to the rotation direction output from the rotation direction determination unit 71. , This timing was controlled
The PWM signal is output to the power control unit 75. Next, the power control unit 7
5 chops the voltage applied by the battery group 76 based on the PWM signal output from the gate control unit 74 and applies the voltage after pulse width modulation to the coil of the motor 2. The power control unit 75 uses a large number of power transistors, and controls the ON time of the power transistor by the PWM signal so that the effective value of the voltage applied to the motor 2 is controlled. Has become. The voltage after this control is referred to as the motor U phase, V
Output for each phase. This allows each electric wheel 20,2
0,... Are rotated at a predetermined rotation speed.
ステップ154 ゲート制御部74及びF/V変換器86は、モーター2の所
定の回転角度毎にパルスを出力する磁極位置検出素子85
から出力されるパルスを入力する。そして、F/V変換器8
6からはこのパルス周波数に応じた電圧が出力され、こ
の電圧は信号処理部87に入力される。Step 154: The gate control unit 74 and the F / V converter 86 provide the magnetic pole position detecting element 85 that outputs a pulse at each predetermined rotation angle of the motor 2.
The pulse output from is input. And the F / V converter 8
A voltage corresponding to the pulse frequency is output from 6, and this voltage is input to the signal processing unit 87.
ステップ155 信号処理部87は、電力制御部75に設けられている電流
検出器によって検出された各電動輪20,20,…に供給され
ている電流を入力する。Step 155 The signal processing unit 87 inputs the current supplied to each of the electric wheels 20, 20,... Detected by the current detector provided in the power control unit 75.
ステップ156 同様に信号処理部87は、電力制御部75に供給されてい
るバッテリーの電圧を入力する。Step 156 Similarly, the signal processing unit 87 inputs the voltage of the battery supplied to the power control unit 75.
ステップ157 PID非線形制御部67は、信号処理部87がF/V変換器86を
介して出力されたモーター2の回転数に関する電圧と、
電流検出器によって検出された各電動輪20,20,…に供給
されている電流と、バッテリーの電圧とに基づいて演算
処理された後の電圧を一定時間毎にサンプリングし、こ
のサンプリングしたデータに基づいてステップ146で算
出する負荷トルクの推定計算を行なう。つまり、負荷ト
ルクに関する一種のフィードホワード制御を行なうこと
になる。Step 157: The PID non-linear control unit 67 outputs the voltage related to the rotation speed of the motor 2 output from the signal processing unit 87 via the F / V converter 86,
The voltage supplied to each of the motorized wheels 20, 20,... Detected by the current detector and calculated based on the voltage of the battery is sampled at regular time intervals. Based on this, an estimation calculation of the load torque calculated in step 146 is performed. That is, a kind of feedforward control related to the load torque is performed.
ステップ158 PID非線形制御部67は、目標トルクと負荷トルクとが
等しくなったかどうかの判断をする。この判断の結果、
目標トルクと負荷トルクとが等しければ、上述したよう
な加速処理を行なう必要がなくなるのでステップ160に
進み、目標トルクと負荷トルクとが未だ等しくなければ
ステップ140に戻り、目標トルクと負荷トルクとが等し
くなるまでこの加速処理を行なうことになる。Step 158 The PID nonlinear control section 67 determines whether or not the target torque and the load torque have become equal. As a result of this decision,
If the target torque is equal to the load torque, it is not necessary to perform the acceleration processing as described above, so the process proceeds to step 160, and if the target torque and the load torque are not yet equal, the process returns to step 140, where the target torque and the load torque are This acceleration processing will be performed until they become equal.
ステップ159 ステップ158において、目標トルクと負荷トルクとが
等しくなったと判断されたので、現在の負荷トルクの発
生を維持するような処理が行なわれ、メインルーチンに
戻る。Step 159 Since it is determined in step 158 that the target torque and the load torque have become equal, a process for maintaining the generation of the current load torque is performed, and the process returns to the main routine.
このように、加速処理においては、運転者の要求する
加速が行なわれるように、バッテリー群76のタップの選
択とパルス幅制御とが行なわれ、各電動輪20,20,…には
この制御によって得られた電圧が印加され、要求される
トルクが各電動輪20,20,…から所望の回転速度の下で出
力されることになる。As described above, in the acceleration processing, the selection of the tap of the battery group 76 and the pulse width control are performed so that the acceleration requested by the driver is performed, and the respective electric wheels 20, 20,. The obtained voltage is applied, and the required torque is output from each of the electric wheels 20, 20,... At a desired rotation speed.
第16図(A),(B)には、電気自動車を減衰させる
場合のフローチャート,つまり減速処理の詳細なフロー
チャートが示してある。この減速処理も前記した加速処
理と同様、電気自動車の走行中に頻繁に行なわれる処理
であり、走行フィーリングに重大な影響を与える重要な
処理である。以下に、この処理について説明する。FIGS. 16 (A) and 16 (B) show a flowchart for damping the electric vehicle, that is, a detailed flowchart of the deceleration process. This deceleration process is a process that is frequently performed during the travel of the electric vehicle, as in the acceleration process described above, and is an important process that has a significant effect on the traveling feeling. Hereinafter, this processing will be described.
ステップ170 PID非線形制御部67は、アクセルペダル47の操作によ
ってθ−V変換器52から出力される電圧を入力する。換
言すればアクセルペダル47の操作量による加速トルク
(+値)を演算する。Step 170: The PID nonlinear control section 67 receives the voltage output from the θ-V converter 52 by operating the accelerator pedal 47. In other words, the acceleration torque (+ value) based on the operation amount of the accelerator pedal 47 is calculated.
ステップ171 次に、PID非線形制御部67は、ブレーキペダル48の操
作によってθ−V変換器53から出力される電圧を入力す
る。換言すればブレーキペダル48の操作量に基づく減速
トルク(−値)を演算する。Step 171 Next, the PID nonlinear control section 67 receives the voltage output from the θ-V converter 53 by operating the brake pedal 48. In other words, the deceleration torque (-value) based on the operation amount of the brake pedal 48 is calculated.
ステップ172 PID非線形制御部67は、θ−V変換器52から出力され
る電圧とθ−V変換器53から出力される電圧との差を演
算する。この差が−の値であれば、運転者は電気自動車
の減速を要求していることになる。Step 172 The PID nonlinear controller 67 calculates the difference between the voltage output from the θ-V converter 52 and the voltage output from the θ-V converter 53. If this difference is a negative value, it means that the driver has requested the electric vehicle to decelerate.
ステップ173 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて演算され
た電圧の差に基づいて、要求している減速トルク,つま
り目標トルクを演算する。この演算は、予め電圧とトル
クとの関係が記憶されているデーターテーブルをルック
アップすることによって行なわれるようになっている。
つまり、電圧がV10の場合には目標トルクはT10,V20の場
合にはT20……というデーターの中からその電圧に最も
近い電圧に対応するトルクを目標トルクとして選択し、
これによって目標トルクを演算することになる。Step 173 The PID nonlinear control section 67 calculates the required deceleration torque, that is, the target torque, based on the voltage difference calculated in the previous step. This calculation is performed by looking up a data table in which the relationship between the voltage and the torque is stored in advance.
That is, when the voltage is V10, the target torque is T10, and when the voltage is V20, the torque corresponding to the voltage closest to the voltage is selected as the target torque from the data of T20.
As a result, the target torque is calculated.
ステップ174 PID非線形制御部67は、前ステップにおいて決定され
た目標トルクを、アクセルあるいはブレーキペダルの微
少な操作に対して敏感に変化させないために予め設定し
た不感帯域内にあるかどうかのチェックを行なう。即
ち、アクセルペダル47とブレーキペダル48とに遊びを設
けていることになる。このチェックは、前記したのでこ
こでの説明は省略する。Step 174 The PID nonlinear control section 67 checks whether or not the target torque determined in the previous step is within a preset dead band so as not to change sensitively to a slight operation of the accelerator or the brake pedal. That is, a play is provided between the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48. Since this check has been described above, the description is omitted here.
ステップ175 このチェックの結果、目標トルク偏差が不感帯域にあ
る場合には、以降の処理を実行せずにメインルーチンへ
戻り、不感帯域外であればステップ176を処理する。Step 175 If the result of this check is that the target torque deviation is in the dead band, the process returns to the main routine without executing the subsequent processing, and if it is outside the dead band, step 176 is processed.
ステップ176 PID非線形制御部67は、信号処理部87から出力される
電圧に基づいて、各電動輪20,20,…にそれぞれ現在発生
している負荷トルクを演算する。即ち、信号処理部87に
は、第5図に示されているように、電動輪20のモーター
2に電力を供給する電力制御部75から前記モーター2に
印加されている電圧の実効値と供給されている電流の実
効値とが入力されると共に、モーター2の回転に応じて
磁極位置検出素子85から出力されたパルス周波数に比例
した電圧を出力するF/V変換器86からの電圧の実効値が
入力され、信号処理部87はこれらの電圧値あるいは電流
値を一括して演算処理を行ない、モーター2の負荷トル
クに関する信号を電圧値としてPID非線形制御部67に出
力している。そのため、PID非線形制御部67はこの電圧
に基づいて負荷トルクを演算することになる。この場
合、減速を行なおうとしているのであるから前記負荷ト
ルクは−の値になるのはもちろんである。なお、この負
荷トルクの演算もステップ173で説明したと同様に予め
その電圧と負荷トルクとの関係が記憶されているデータ
ーテーブルをルックアップすることによって行なわれ
る。さらに、PID非線形制御部67は、減速時における非
線形補正演算を行なうためのフィードバック制御のルー
トを設定し、このフィードバック制御のルートによって
減速時の制御が行なわれることになる。このフィードバ
ックのルートにはフィードバックゲインが設定されてお
り、このゲインが大きいと減速が急速に行なわれること
から、走行フィーリングを快適なものとするためにはこ
のゲインの設定は重要な要素となる。Step 176: The PID non-linear controller 67 calculates the load torque currently generated in each of the electric wheels 20, 20,... Based on the voltage output from the signal processor 87. That is, as shown in FIG. 5, an effective value of the voltage applied to the motor 2 from the power control unit 75 for supplying power to the motor 2 of the motor-driven wheel 20 is supplied to the signal processing unit 87. And the effective value of the current from the F / V converter 86 which outputs a voltage proportional to the pulse frequency output from the magnetic pole position detection element 85 in accordance with the rotation of the motor 2. The value is input, and the signal processing unit 87 performs a collective processing of these voltage values or current values, and outputs a signal relating to the load torque of the motor 2 to the PID nonlinear control unit 67 as a voltage value. Therefore, the PID nonlinear controller 67 calculates the load torque based on this voltage. In this case, since the vehicle is about to be decelerated, the load torque naturally takes a negative value. The calculation of the load torque is also performed by looking up a data table in which the relationship between the voltage and the load torque is stored in advance, as described in step 173. Further, the PID nonlinear control section 67 sets a route of feedback control for performing a nonlinear correction calculation at the time of deceleration, and the control at the time of deceleration is performed by the route of the feedback control. A feedback gain is set in this feedback route, and when this gain is large, deceleration is performed rapidly. Therefore, setting of this gain is an important factor to make the driving feeling comfortable. .
ステップ177 PID非線形演算部67は、ステップ173で算出した目標ト
ルクとステップ176で算出した負荷トルクとの偏差を演
算する。この偏差の演算は単純な減算が行なわれるのみ
である。Step 177: The PID nonlinear calculation section 67 calculates a deviation between the target torque calculated in step 173 and the load torque calculated in step 176. The calculation of this deviation is only a simple subtraction.
ステップ178 PID非線形演算部67は、前記したステップ174における
不感帯のチェックと同様に、前ステップで演算したトル
ク偏差が、アクセルあるいはブレーキペダルの微少な操
作に対して敏感に変化させないために予め設定した不感
帯域内にあるかどうかのチェックを行なう。即ち、走行
中におけるアクセルペダル47及びブレーキペダル48の多
少の踏込み量の変化によってはトルク偏差の変動を起さ
ないようにしており、走行フィーリングの向上を図って
いる。Step 178 The PID non-linear calculation unit 67 is set in advance so that the torque deviation calculated in the previous step does not change sensitively to a minute operation of the accelerator or the brake pedal, similarly to the above-described check of the dead zone in step 174. A check is made to see if it is within the dead zone. That is, a change in the torque deviation is not caused by a slight change in the amount of depression of the accelerator pedal 47 and the brake pedal 48 during traveling, and the driving feeling is improved.
ステップ179 PID非線形演算部67は、ステップ177で演算されたトル
ク偏差に応じた電圧値,つまり、各電動輪20,20,…に印
加すべき電圧値を演算する。この際に出力する電圧は積
分処理を行なっており、前記トルク偏差に応じた電圧が
直接各電動輪20,20,…に印加されるのではなく、この場
合は減速処理であるので徐々に大きさを減少させた電圧
が印加されるようになっている。Step 179 The PID nonlinear calculation section 67 calculates a voltage value corresponding to the torque deviation calculated in step 177, that is, a voltage value to be applied to each of the electric wheels 20, 20,. At this time, the output voltage is subjected to an integration process. A voltage corresponding to the torque deviation is not directly applied to each of the electric wheels 20, 20,... The reduced voltage is applied.
ステップ180 前ステップまででPID非線形制御部67によって各電動
輪20,20,…に印加すべき電圧値が演算されると、供給電
圧制御部72はその演算結果を入力し、この電圧値に基づ
いてバッテリ群76のタップをいずれのものに切換えるべ
きかの演算を行なう。例えば、減速に要するトルクを発
生させるには65Vの電圧をある電動輪20に印加すれば良
いとすると、前述したように、バッテリー群76は、12V
単位の電圧を出力するバッテリーが複数直列に接続され
たものであることから、この65Vの電圧によってバッテ
リー群76に充電を行なわせるには、この要求される電圧
よりも小さい60V以下のタップを選択する必要があるこ
とになる。即ち、電気自動車は回生制動を行なうことに
なる。なお、前記した充電を行なわせるための処理は後
述するパルス幅演算によって行なわれる。Step 180 When the voltage value to be applied to each of the electric wheels 20, 20,... Is calculated by the PID nonlinear control unit 67 up to the previous step, the supply voltage control unit 72 inputs the calculation result, and based on this voltage value, Calculation to determine which of the taps of the battery group 76 should be switched. For example, if it is sufficient to apply a voltage of 65 V to a certain electric wheel 20 to generate a torque required for deceleration, as described above, the battery group 76
Since multiple batteries that output a unit voltage are connected in series, to charge the battery group 76 with this 65V voltage, select a tap less than this required voltage of 60V or less. Will need to be done. That is, the electric vehicle performs regenerative braking. Note that the above-described process for performing charging is performed by a pulse width calculation described later.
ステップ181 供給電圧制御部72は、タップ位置の演算の結果をパル
ス列発生部73及びタップ切換部77に出力し、パルス列発
生部73は、このタップ位置の演算の結果に基づいて、そ
のタップに切換られた場合、各電動輪20,20,…から発電
される電圧をバッテリー群76に充電させる為のパルス幅
演算を行なう。例えば、前記したように、減速に要する
減速トルクを発生させるにはある電動輪20から65Vが発
電されている場合には、前述したように、バッテリー群
76からは60Vの電圧しか供給されないことになるが、電
動輪20から出力されている65Vの電圧をチョッピング
し、バッテリー群76へ余剰の電圧を供給することによっ
て電磁的なブレーキ効果を得るようになっている。つま
り、回生制動を行なっている。なお、この場合は、電力
制御部75に電力回生を行わせる必要があることから、パ
ルス列発生部73への指示は、加速時の処理とは逆とな
る。つまり、電動輪20からバッテリー群76に電流を流す
ような指示となる。Step 181: The supply voltage control unit 72 outputs the result of the tap position calculation to the pulse train generating unit 73 and the tap switching unit 77, and the pulse train generating unit 73 switches to the tap based on the result of the tap position calculation. , A pulse width calculation for charging the battery group 76 with the voltage generated from each of the electric wheels 20, 20,... Is performed. For example, as described above, when 65 V is generated from a certain electric wheel 20 to generate the deceleration torque required for deceleration, as described above, the battery group
Although only 60V voltage will be supplied from 76, chopping the 65V voltage output from the electric wheel 20 and supplying extra voltage to the battery group 76 to obtain the electromagnetic braking effect Has become. That is, regenerative braking is performed. In this case, since it is necessary to cause the power control unit 75 to perform power regeneration, the instruction to the pulse train generation unit 73 is the reverse of the process at the time of acceleration. That is, the instruction is such that a current flows from the electric wheel 20 to the battery group 76.
ステップ182 タップ切換部77は、バッテリー群76のタップをステッ
プ180で演算された位置に切換える。このタップを切換
える場合には、パルスモーターなどのタップを駆動する
モーターによって行なっており、タップを切換えると電
力制御部75から供給される電圧が急激に変化する場合も
あるので、このような場合であってもスパーク等を起こ
さないように、供給電圧制御部72からマスキング信号が
出力されるようになっている。Step 182 The tap switching unit 77 switches the tap of the battery group 76 to the position calculated in step 180. When switching the taps, a motor that drives the taps, such as a pulse motor, is used.When the taps are switched, the voltage supplied from the power control unit 75 may change suddenly. A masking signal is output from the supply voltage control unit 72 so as not to cause a spark or the like even if it occurs.
ステップ183 パルス列発生部73は、ステップ181において演算され
たパルス幅演算結果に基づいて、供給電圧制御部72はク
ロック信号によって決定される基本周波数の1パルス内
のオンレベルとなる区間を決定し、このパルス幅変調さ
れた基本クロックをゲート制御部74に出力する。そし
て、ゲート制御部74は、前記パルス幅変調された基本ク
ロックと、回転方向判定部71から出力された回転方向に
関する信号とに基づいて、モーター2の各磁極極性毎の
電圧入力タイミングを決定し、このタイミング制御した
PWM信号を電力制御部75に出力する。Step 183: Based on the pulse width calculation result calculated in step 181, the pulse train generation unit 73 determines that the supply voltage control unit 72 determines an on-level section within one pulse of the fundamental frequency determined by the clock signal. The pulse width modulated basic clock is output to the gate control unit 74. Then, the gate control unit 74 determines the voltage input timing for each magnetic pole polarity of the motor 2 based on the pulse width modulated basic clock and the signal related to the rotation direction output from the rotation direction determination unit 71. , This timing was controlled
The PWM signal is output to the power control unit 75.
ステップ184 次に、電力制御部75は、ゲート制御部74から出力され
たPWM信号によりバッテリー群76に供給する電圧をチョ
ッピングしてモーター2のコイルから出力されるパルス
幅変調後の電圧を印加する。なお、この電力制御部75
は、パワートランジスターが多数使用されており、この
パワートランジスターのオン時間を前記PWM信号により
制御することによってモーター2からバッテリー群76へ
印加する電圧の実効値が制御されるようになっている。
これによって電力制御部75は、モーターのU相,V相,W相
から出力されている電圧をバッテリー群76に出力し、回
生制動を行なうことによって各電動輪20,20,…に所定の
制動トルクを与えることになる。Step 184 Next, the power control unit 75 chops the voltage supplied to the battery group 76 based on the PWM signal output from the gate control unit 74 and applies the pulse-width-modulated voltage output from the coil of the motor 2. . The power control unit 75
Uses a large number of power transistors, and the effective value of the voltage applied from the motor 2 to the battery group 76 is controlled by controlling the ON time of the power transistor by the PWM signal.
As a result, the power control unit 75 outputs the voltage output from the U-phase, V-phase, and W-phase of the motor to the battery group 76, and performs regenerative braking to apply predetermined braking to each of the electric wheels 20, 20,. It will give torque.
ステップ185 供給電圧制御部72は、ブレーキペダル48の操作が継続
的に行なわれることによる電動輪20の回転速度の低下に
伴って、タップ切換部77によって選択されたタップ位置
が最下段になったかどうかの判断をする。つまり、電流
制御部75とバッテリー群76とがタップの切換によって得
られる最低電圧をもって接続されたかどうかの判断が行
なわれる。この判断の結果、最下段でなければステップ
170に進んで上記した処理を継続し、最下段であれば、
次のステップに進む。Step 185: The supply voltage control section 72 determines whether the tap position selected by the tap switching section 77 has been moved to the lowermost position as the rotational speed of the electric wheel 20 decreases due to the continuous operation of the brake pedal 48. Make a decision. That is, it is determined whether or not the current control unit 75 and the battery group 76 are connected with the minimum voltage obtained by switching the tap. If the result of this determination is not the bottom row,
Proceed to 170 and continue the above processing.
Proceed to the next step.
ステップ186 タップ位置が最下段に設定されたので、回生制動は効
率良く行なえないため、その後は機械的なブレーキのみ
によって電気自動車を停止させる。つまり、ブレーキの
操作により、回生制動が行なえる範囲においては機械的
なブレーキ作用と電磁的なブレーキ作用によって制動力
が与えられ、回生制動が行なえない範囲においては機械
的なブレーキ作用のみによって制動力を与えている。Step 186 Since the tap position is set at the bottom, regenerative braking cannot be performed efficiently, and thereafter the electric vehicle is stopped only by mechanical braking. In other words, the braking force is applied by the mechanical braking action and the electromagnetic braking action in the range where regenerative braking can be performed by the operation of the brake, and the braking force only by the mechanical braking action in the range where regenerative braking cannot be performed. Is given.
このように、電気自動車の減速時にあってはその減速
に伴なう余剰の動力を、各電動輪20,20,…の発電作用に
よって電力に変換して、その電力をバッテリーに返還す
る電力回生を行なわせ、エネルギーの有効利用に寄与さ
せている。In this way, when the electric vehicle decelerates, the surplus power accompanying the deceleration is converted into electric power by the power generation action of each of the electric wheels 20, 20,..., And the electric power is regenerated to return the electric power to the battery. And contribute to the effective use of energy.
また、具体的なフローチャートは示さないが、走行中
にアクセルペダルもブレーキペダルも操作されていない
場合,即ち、従来のエンジンブレーキに相当する運転状
態にある場合には、前記した減速処理時におけるトルク
偏差は当然0になるので、PID非線形制御部からの出力
電圧も0であり、各電動輪20から出力されている電力を
バッテリーに返還することになる。Although a specific flowchart is not shown, if neither the accelerator pedal nor the brake pedal is operated during traveling, that is, if the vehicle is in an operating state corresponding to a conventional engine brake, the torque during the above-described deceleration processing Since the deviation naturally becomes 0, the output voltage from the PID nonlinear control unit is also 0, and the electric power output from each electric wheel 20 is returned to the battery.
以上のように、本実施例に示した電気自動車は、前記
したように電動輪20が特殊な構造であるので、モーター
を外側から取外し可能であり、このために、モーター内
部等のメインテナンスの容易化が図れ、また、モーター
が外気に直接触れる構造となっているので冷却効率が良
く、同出力のモーターに比して小形化を図ることができ
ることになる。そして、この電気自動車は、各々の車輪
が独立してその出力トルク及び操舵角が制御されるため
に、多種の走行特性を容易に与えることができ、従来の
電気自動車あるいはエンジンを用いた自動車とは比較に
ならないほどの機動性あるいは操作性を与えることがで
きる。さらには、この操作性に関しても、各々の車輪が
独立して制御可能となっていることから、その操作性の
設定はプログラムの変更のみによって容易に行なえると
いう特有のメリットを有している。As described above, in the electric vehicle shown in the present embodiment, since the electric wheel 20 has a special structure as described above, the motor can be removed from the outside, and therefore, maintenance of the inside of the motor and the like can be easily performed. In addition, since the motor has a structure in which the motor comes into direct contact with the outside air, the cooling efficiency is good and the size can be reduced as compared with a motor having the same output. And, since the output torque and the steering angle of each wheel are independently controlled, this electric vehicle can easily provide various running characteristics, and can be provided with a conventional electric vehicle or a vehicle using an engine. Can provide incomparable mobility or operability. Further, with regard to this operability, since each wheel can be controlled independently, there is a unique merit that the operability can be easily set only by changing the program.
[発明の効果] 以上の説明により明らかなように、本発明の電気自動
車の制御装置によれば、ハンドルの回転角に基づいて、
それぞれの電動輪の操舵角を独立して制御し得るように
し、また、ハンドルの回転角に基づいてそれぞれの電動
輪のトルク比率を演算し、アクセル及びブレーキの踏み
込み量とに基づいて、それぞれの電動輪からの出力トル
クを演算されたトルク比率を勘案しつつ制御し得るよう
にしたので、各々の電動輪の操舵角及び出力トルクは機
械的な動力伝達機構なしに個々に制御され、電気自動車
の走行安定性が向上することになる。[Effect of the Invention] As is clear from the above description, according to the control device for an electric vehicle of the present invention, based on the rotation angle of the steering wheel,
The steering angle of each electric wheel can be controlled independently, and the torque ratio of each electric wheel is calculated based on the rotation angle of the steering wheel, and based on the accelerator and brake depression amounts, the respective Since the output torque from the electric wheels can be controlled in consideration of the calculated torque ratio, the steering angle and output torque of each electric wheel are individually controlled without a mechanical power transmission mechanism, and the electric vehicle The running stability of the vehicle is improved.
第1図は、本発明に係る電気自動車の制御装置が搭載さ
れる電気自動車の概略断面図、 第2図は、第1図に示した電動輪の詳細な構成図、 第3図は、本発明に係る電気自動車の制御装置によって
制御される操舵装置系の概略斜視図、 第4図は、本発明に係る電気自動車の制御装置周辺の概
略構成図、 第5図は、本発明に係る電気自動車の制御装置における
電動輪のトルクを制御する部分のブロック図、 第6図は、本発明に係る電気自動車の制御装置における
電動輪の操舵角を制御する部分のブロック図、 第7図は、本発明に係る電気自動車の制御装置のメイン
フローチャート、 第8図は、第7図に示したメインフローチャートの内の
起動点検に関するサブルーチンを示すフローチャート、 第9図は、第7図に示したメインフローチャートの内の
センサー異常判断に関するサブルーチンを示すフローチ
ャート、 第10図は、第7図に示したメインフローチャートにおけ
る運転モードがニュートラルに設定された場合のサブル
ーチンを示すフローチャート、 第11図は、第7図に示したメインフローチャートにおけ
る運転モードがパーキングに設定された場合のサブルー
チンを示すフローチャート、 第12図(A),(B)は、第7図に示したメインフロー
チャートにおける運転モードが斜行モードに設定された
場合のサブルーチンを示すフローチャート、 第13図(A),(B)は、第7図に示したメインフロー
チャートにおける運転モードが回転モードに設定された
場合のサブルーチンを示すフローチャート、 第14図(A),(B)は、第7図に示したメインフロー
チャートにおける運転モードが通常モードに設定された
場合のサブルーチンを示すフローチャート、 第15図(A),(B)は、各処理において共通の加速処
理のサブルーチンを示すフローチャート、 第16図(A),(B)は、各処理において共通の減速処
理のサブルーチンを示すフローチャート、 第17図は、従来の電気自動車の構造を示す上面図、 第18図は、従来の電気自動車の構造を示す側面図であ
る。 1…バッテリー、2…モーター、4…制御装置、5…タ
イヤ、11…ホイール、12…中空ナックル、20…電動輪、
30…ローター、35…ステーター、40…操舵アクチュエー
ター(操舵手段)、45…ハンドル、46…運転モード切換
レバー、47…アクセルペダル、48…ブレーキ、49…前後
進切換レバー、50,52,53…θ−V変換器、54…θ−S変
換器、60…中央処理装置(操舵角演算手段,トルク演算
手段)、100…制御装置(操舵角演算手段,トルク演算
手段)。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electric vehicle on which an electric vehicle control device according to the present invention is mounted, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a motorized wheel shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of a steering device system controlled by a control device for an electric vehicle according to the present invention; FIG. 4 is a schematic configuration diagram around a control device for the electric vehicle according to the present invention; FIG. 6 is a block diagram of a portion for controlling the torque of the electric wheels in the control device of the vehicle, FIG. 6 is a block diagram of a portion for controlling the steering angle of the electric wheels in the control device for the electric vehicle according to the present invention, FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a subroutine relating to a start-up check in the main flowchart shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a main flowchart shown in FIG. Char FIG. 10 is a flowchart showing a subroutine relating to sensor abnormality determination, FIG. 10 is a flowchart showing a subroutine when the operation mode in the main flowchart shown in FIG. 7 is set to neutral, FIG. 12A and 12B are flowcharts showing a subroutine in the case where the operation mode in the main flowchart shown is set to parking. FIGS. 12A and 12B show a case where the operation mode in the main flowchart shown in FIG. 13 (A) and (B) are flowcharts showing a subroutine when the operation mode in the main flowchart shown in FIG. 7 is set to the rotation mode, and FIG. 14 (A) ) And (B) show the operation in the main flowchart shown in FIG. 15A and 15B are flowcharts showing a subroutine of a common acceleration process in each process, and FIGS. 16A and 16B are flowcharts showing a subroutine when the rotation mode is set to the normal mode. ) Is a flowchart showing a subroutine of a common deceleration process in each process, FIG. 17 is a top view showing the structure of a conventional electric vehicle, and FIG. 18 is a side view showing the structure of a conventional electric vehicle. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery, 2 ... Motor, 4 ... Control device, 5 ... Tire, 11 ... Wheel, 12 ... Hollow knuckle, 20 ... Electric wheel,
30 ... rotor, 35 ... stator, 40 ... steering actuator (steering means), 45 ... steering wheel, 46 ... driving mode switching lever, 47 ... accelerator pedal, 48 ... brake, 49 ... forward / backward switching lever, 50, 52, 53 ... θ-V converter, 54... θ-S converter, 60... central processing unit (steering angle calculating means, torque calculating means), 100... control device (steering angle calculating means, torque calculating means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神尾 進 福岡県北九州市八幡東区枝光1丁目1番 1号 新日本製鐵株式會社第三技術研究 所内 (72)発明者 桜井 浩 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新 日本製鐵株式會社中央研究本部第一技術 研究所内 (72)発明者 小野 昌朗 神奈川県横浜市港北区新吉田町4428番地 株式会社東京アールアンドデー開発研 究所内 (56)参考文献 特開 平1−298905(JP,A) 特開 平1−298904(JP,A) 実開 昭62−14903(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60L 15/20 B60K 17/356──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Susumu Kamio 1-1-1, Edamitsu, Yawatahigashi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Inside Nippon Steel Corporation 3rd Technology Research Institute (72) Inventor Hiroshi Sakurai Kawasaki-shi, Kanagawa 1618 Ida, Nakahara-ku New Research Institute, Central Research & Development Headquarters, Nippon Steel Corporation (72) Inventor Masao Ono 4428 Shinyoshida-cho, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Tokyo R & D Development Laboratory Co., Ltd. (56) References JP-A-1-298905 (JP, A) JP-A-1-298904 (JP, A) JP-A-62-14903 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name ) B60L 15/20 B60K 17/356
Claims (1)
取り付けると共に、前記ホイールを支持する車軸に前記
ローターとの共働により前記ホイールを回転駆動するス
テーターを取り付けて形成された電動輪が複数設けら
れ、当該電動輪を操舵させるハンドルと、前記電動輪に
加減速トルクを発生させるアクセル及びブレーキとを備
えた電気自動車において、 前記ハンドルの回転角を検出する回転角検出手段と、 当該回転角検出手段によって検出された前記ハンドルの
回転角から、前記電動輪それぞれの操舵角を演算する操
舵角演算手段と、 前記電動輪のそれぞれを当該操舵角演算手段によって演
算されたそれぞれの操舵角に設定する操舵手段と、 前記アクセル及びブレーキの踏み込み量を検出する踏み
込み量検出手段と、 前記操舵角演算手段によって演算された前記駆動輪それ
ぞれの操舵角から前記駆動輪それぞれが出力すべきトル
クのトルク比率を演算するトルク比率演算手段と、 前記トルク比率演算手段によって演算されたトルク比率
と当該踏み込み量検出手段によって検出された前記アク
セル及びブレーキの踏み込み量の偏差とから前記駆動輪
それぞれが出力すべきトルクを演算するトルク演算手段
と、 前記電動輪のそれぞれを当該トルク演算手段によって演
算されたトルクで駆動する駆動手段と、 を有することを特徴とする電気自動車の制御装置。1. A plurality of motor-driven wheels formed by attaching a rotor to a wheel on which a tire is mounted and attaching a stator for rotating and driving the wheel in cooperation with the rotor to an axle supporting the wheel. An electric vehicle including a steering wheel for steering the electric wheel, an accelerator and a brake for generating acceleration / deceleration torque on the electric wheel, a rotation angle detection unit for detecting a rotation angle of the steering wheel, and the rotation angle detection unit Steering angle calculating means for calculating the steering angle of each of the electric wheels from the rotation angle of the steering wheel detected by the steering wheel; and steering for setting each of the electric wheels to the respective steering angle calculated by the steering angle calculating means. Means, stepping amount detecting means for detecting the stepping amounts of the accelerator and the brake, and the steering angle function Means for calculating the torque ratio of the torque to be output by each of the drive wheels from the steering angle of each of the drive wheels calculated by the means; and the torque ratio and the depression amount detected by the torque ratio calculation means. Torque calculating means for calculating the torque to be output by each of the driving wheels from the deviation of the accelerator and brake depression amounts detected by the means; and driving each of the electric wheels with the torque calculated by the torque calculating means. A control device for an electric vehicle, comprising:
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