CN102884345A - 车辆的电源失效时安全对策控制装置 - Google Patents

车辆的电源失效时安全对策控制装置 Download PDF

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Abstract

即使是不能充电的电源失效且电压在10.5V以上的第一阶段,也正常地进行制动力的辅助,可安全地停车,因此,车速限制为该辅助实现的可如通常那样停车的电压相应的上限车速,且电压不足10.5V的第二阶段~第四阶段,在安全上,通过将驱动力设为0的驱动力切断,强制进行减速,直至停车。在电压下降到不能使驻车锁止装置动作之前的第四阶段,车速几乎为0,使驻车锁止机构动作,使车轮为驻车锁止状态。因而,在电压下降到不能进行驻车锁止的值时,完成驻车锁止,能够避免在电源失效时车辆不能驻车。

Description

车辆的电源失效时安全对策控制装置
技术领域
本发明涉及车辆的电源失效时安全对策控制装置,其用于在其电源失效时也能使例如电动汽车及混合动力车辆等至少以电动机作为一部分动力源的电动车辆等的车辆的驻车锁止装置安全动作。
背景技术
在搭载手动变速器的车中,通常,在将变速器投入到1速等低速级的状态下进行驻车,并对驱动车轮进行旋转锁止,通过其与驻车制动器的动作的并用,在驻车中,车辆不会移动。
但是,在电动车辆及自动变速器搭载车中,不能通过搭载手动变速器的车那样的上述方法在驻车中对驱动车轮进行旋转锁止,因此,另外设置对驱动车轮进行旋转锁止的驻车锁止装置,通过该驻车锁止装置的动作和驻车制动器的动作,在驻车中,车辆不会移动。
另一方面,最近,作为驻车锁止装置提案有采用由电动机等驻车锁止促动器使驻车锁止机构动作的构成,且将驾驶员的换档操作进行的驻车指令转换为电信号而使上述的促动器与该电驻车指令响应的所谓线控式(バイワイヤ制御式)的驻车锁止装置,该装置已经用于一部分车辆。
另外,在电动汽车中,在与车辆整体的控制系统的关联中,该线控式的驻车锁止装置是不可缺少的。
在这样的线控式的驻车锁止装置中,当然,需要使驻车锁止促动器动作,并对担负其动作控制的控制器进行驱动的电源。
因此,在驻车锁止装置的电源不能充电或不能充分地充电时的电源失效时,驻车锁止电源的蓄电状态会逐渐恶化,因此,不能使驻车锁止装置动作,只能在不对车轮进行旋转锁止的状态下进行驻车,从而产生安全上的不良情况。
特别是,在电动汽车的情况下,作过许多设想,但在不是通过驾驶员机械地动作的驻车制动器,而是通过手动开关的操作并经由促动器而动作的电动式驻车制动器的情况下,在常识上与驻车锁止装置共用其电源,因此,在驻车锁止装置不能动作时,驻车制动器也同时不能动作,产生不能将车辆设为驻车状态之类的问题。
因此,在驻车锁止电源的失效时,在该电源不能使驻车锁止装置动作之前,至少需要驻车锁止装置完成动作,但本申请发明人不知道满足该要求的对策技术的存在。
另外,在现有的专利文献1中提案有如下的档位切换装置的异常时对策技术。
该提案技术是在自动变速器的线控式档位切换装置中,在档位切换驱动系统产生了异常的情况下,禁止向产生了异常的档位切换驱动系统进行通电控制,仅利用通过向未产生异常的正常的档位切换驱动系统的通电而发生的转矩,来驱动档位切换机构。
但是,上述的专利文献1记载的异常时对策技术不是电源失效时的对策,而是驱动系统的异常时的对策,即使用于如本发明那样的驻车锁止电源的失效时对策,也是无效的。
当要特意将专利文献1记载的异常时对策技术用于如本发明那样的驻车锁止电源的失效时对策时,就设定两个驻车锁止电源,将驻车锁止电源系设为两个系统,禁止来自产生了异常的驻车锁止电源系统的电力供给,仅通过来自未产生异常的正常的驻车锁止电源系统的电力供给,使驻车锁止装置动作。
但是,在设置两个驻车锁止电源而将驻车锁止电源系统设为两个系统时,的确,即使一方的驻车锁止电源系统失效,通过另一方的驻车锁止电源系统,也能使驻车锁止装置动作,但是驻车锁止电源自身价格很高,与之相对,就会产生成本高之类的问题。
专利文献1:(日本)特开2001-271917号公报
发明内容
本发明从在驻车锁止装置的电源不能充电或不能充分地充电时的电源失效时,并非驻车锁止电源的蓄电状态立即不能使驻车锁止装置动作这种观点出发,提供一种车辆的电源失效时安全对策控制装置,在变为这样的蓄电状态之前,利用该电源使驻车锁止装置动作,即使在驻车锁止电源的失效时,也能够利用驻车锁止装置将车辆设为驻车状态,于是,本发明的目的在于,仅通过廉价控制上的对策,就能避免电源失效时的不能驻车。
为了实现该目的,本发明车辆的电源失效时安全对策控制装置的构成如下。
首先,对作为本发明的前提的车辆进行说明,该车辆具备对车轮进行旋转锁止的电动式的驻车锁止机构。
本发明的电源失效时安全对策控制装置的特征为,相对于这样的车辆,采用设有如下的电源失效检测装置、蓄电状态判定装置、驻车锁止装置的构成。
电源失效检测装置对上述驻车锁止机构的驻车锁止电源变成不能充电或充电不良的情况进行检测。
蓄电状态判定装置对该由该电源失效检测装置检测到电源失效时以后的上述驻车锁止电源的蓄电状态进行判定。
驻车锁止装置在由该蓄电状态判定装置判定的驻车锁止电源的蓄电状态接近对驻车锁止机构的动作进行补偿的蓄电状态的下限值时,在上述驻车锁止机构的可进行车轮的旋转锁止的车速条件下,使驻车锁止机构动作,进行上述车轮的旋转锁止。
根据这种本发明的车辆的电源失效时安全对策控制装置,在驻车锁止电源变成不能充电或充电不良的电源失效时之后的驻车锁止电源的蓄电状态接近对驻车锁止机构的动作进行补偿的蓄电状态的下限值时,在驻车锁止机构的可进行车轮的旋转锁止的车速条件下,使驻车锁止机构动作,进行车轮的旋转锁止。
因此,在因驻车锁止电源的充电失效而其蓄电状态不能使驻车锁止装置动作时,通过其以前的蓄电状态,驻车锁止装置完成动作,即使在驻车锁止电源的失效时,也可利用驻车锁止装置将车辆设为驻车状态,能够避免在驻车锁止电源的失效时车辆不能驻车。
并且,对驻车锁止电源的不能充电或充电不良那样的充电失效进行检测,对电源失效时之后的驻车锁止电源的蓄电状态进行判定,在该蓄电状态接近对驻车锁止机构的动作进行补偿的蓄电状态的下限值时,所述驻车锁止机构的可进行车轮的旋转锁止的车速条件下,使驻车锁止机构动作,仅通过上述的控制上的对策,即,不会将包含驻车锁止电源在内的电源系统设为两个系统,就能够廉价地实现避免电源失效时的不能驻车这种上述的作用效果。
附图说明
图1是表示具备本发明之一实施例的电源失效时安全对策控制装置的车辆的电力系统的概要系统图;
图2是表示图1的车辆的驱动系统及其控制系统的概要系统图;
图3是表示图2的电动机控制器及驻车锁止控制器执行的电源失效时安全对策控制程序的流程图;
图4是图3的电源失效时安全对策控制的逻辑说明图;
图5是表示电源失效时之后的图1的弱电蓄电池的电压如何下降的时间图,(a)是用于对第一阶段的判定要领进行说明的时间图,(b)是用于对第二阶段的判定要领进行说明的时间图,(c)是用于对第三阶段的判定要领进行说明的时间图,(d)是用于对第四阶段的判定要领进行说明的时间图。
具体实施方式
下面,基于附图所示的实施例对本发明的实施方式进行详细说明。
(构成)
图1表示的是具备本发明之一实施例的电源失效时安全对策控制装置的车辆的电力系统,另外,图2表示的是同一车辆的驱动系统及其控制系统,由这两个驱动系统及控制系统构成车辆的行驶驱动系统。
具备图1的电力系统及图2的行驶驱动系统的本实施例的车辆设为可由电动机2驱动左右前轮(左右驱动轮)1FL、1FR而行驶的电动汽车。
在这些左右前轮1FL、1FR的驱动时,如图2所示,通过电动机2经由减速器(包含差速齿轮装置)3进行该左右前轮1FL、1FR的驱动。
在电动机2的驱动控制时,如图2所示,电动机控制器4利用逆变器6对高电压电源即强电蓄电池5的电力进行直流/交流转换,另外,通过在逆变器6的控制下将该交流电力供给到电动机2,进行该电动机2的控制,以使电动机2的转矩与电动机控制器4的运算结果(包含停车时的0的目标电动机转矩及前进后退用的电动机旋转方向)一致。
在此,强电蓄电池5在蓄电状态的下降时,由来自外部电源的电力进行充电,或者更换为充满电状态的其它的蓄电池。
另外,在电动机控制器4的运算结果(目标电动机转矩)为向电动机2要求再生制动作用的负极性的情况下,电动机控制器4经由逆变器6对电动机2施加发电负荷,此时,由逆变器6对电动机2通过再生制动作用而发出的电力进行交流/直流转换而对蓄电池5进行充电。
在本实施例中,进一步如图2所示,对上述的行驶驱动系统附加如下的驻车锁止装置。
因此,在减速器3内置有对左右前轮1FL、1FR进行旋转锁止的驻车锁止机构7,该驻车锁止机构7未图示有详细内容,但设为与自动变速器所使用的驻车锁止机构相同的结构。
即,驻车锁止机构7具备:以与左右前轮1FL、1FR一同旋转的方式设置的驻车齿轮、枢轴支承于减速器3的箱体的驻车连杆、以可使通过弹力向远离驻车齿轮的方向施力的驻车连杆向朝向驻车齿轮的方向摆动的方式介于驻车连杆及反作用力承受件之间的驻车杆,使驻车杆进行推入行程,通过一体地设置于其的圆锥凸轮和驻车连杆及反作用力承受件的凸轮作用,使驻车连杆向朝向驻车齿轮的方向摆动,通过使驻车连杆的前端爪与驻车齿轮的齿卡合,对左右前轮1FL、1FR进行旋转锁止(驻车锁止)。
但是,驻车杆的上述推入行程及反方向的拉出行程通过电动式的驻车锁止促动器8来进行,另外,驻车锁止促动器8与来自驻车锁止控制器9的驻车锁止接通(ON)、断开(OFF)指令响应,图2的驻车锁止装置为与自动变速器使用的机械式的不同的电子控制式(线控式)。
接着,基于图1对上述的电动机2的电力系统进行说明,另外,对包含上述的驻车锁止促动器8及驻车锁止控制器9的驻车锁止装置的电力系统进行说明。
电动机2经由电源开关21与强电蓄电池5连接。其中,在图1中,为了方便起见,省略了图2的逆变器6。
电源开关21通过上述的电动机控制器4进行开闭,在将图2的行驶驱动系统设为起动状态时,电动机控制器4将电源开关21设为接通,在将图2的行驶驱动系统设为非起动状态时,电动机控制器4将电源开关21设为断开。
包含驻车锁止促动器8及驻车锁止控制器9的驻车锁止装置的电力系统具备例如14V的低电压电源即弱电蓄电池22,通过接收来自该弱电蓄电池22的电力供给,驻车锁止控制器9及驻车锁止促动器8动作,由此,经由驻车锁止机构(参照图2),对左右前轮1FL、1FR适当地进行驻车锁止。
因此,弱电蓄电池22构成本发明的驻车锁止电源。
弱电蓄电池22经由DC/DC转换器23与电源开关21及电动机2之间的强电电路连接,在电源开关21为接通状态期间,电动机控制器4通过对DC/DC转换器23进行动作控制,以来自强电蓄电池5的电力对弱电蓄电池22进行充电,以使其保持为适当的蓄电状态。
如图1所示,本实施例的电动汽车具备包含驻车制动控制器24及驻车制动促动器25在内的电动式驻车制动器,该电动式驻车制动器通过来自弱电蓄电池22的电力来动作,将左右后轮1RL、1RR设为摩擦制动状态。
因此,电动式驻车制动器具备通过驾驶员按压而用于向驻车制动控制器24发送电动驻车接通、断开指令的驻车开关(未图示)。
在驻车接通指令时,驻车制动控制器24以来自弱电蓄电池22的电力使驻车制动促动器25向一方向动作,将左右后轮1RL、1RR设为摩擦制动状态,在驻车断开指令时,驻车制动控制器24以来自弱电蓄电池22的电力使驻车制动促动器25向反方向动作,解除左右后轮1RL、1RR的摩擦制动状态。
如图2所示,为了制作上述的驻车锁止接通、断开指令,向驻车锁止控制器9输入:表示是否为踏下制动踏板后的脚踏制动器动作中的脚踏制动器信号、来自将图2的行驶驱动系统设为起动状态或设为非起动状态时按压的点火开关11(每次按压都在接通状态和断开状态之间进行切换)的信号、来自驾驶员为指令所希望的车辆的行驶方式(包含驻停车)而操作的换档装置12的换档位置信号及驻车锁止信号。
当通过点火开关11的接通来发送行驶驱动系统的起动要求时,驻车锁止控制器9向电动机控制器4供给该系统起动要求作为要求换档位置信号,电动机控制器4接收该信号,通过电源开关21的接通将图1的电力系统设为关闭状态。
另一方面,换档装置12具备在常态下位于作为基准位置的主(H)位的操作件12a,驾驶员操作该操作件12a来指令希望的车辆行驶方式(停车、前进、后退),或者按压设置于操作件12a的顶面的自恢复型按钮式的驻车锁止开关12p来指令驻车锁止。
每当操作件12a的上述操作时,驾驶员都沿着T字状的换档模式12b来操作该操作件12a,换档装置12与该操作响应,另外,与驻车锁止开关12p的按下响应,发挥如下功能。
当驾驶员希望驻车而按下位于主(H)位的操作件12a上的驻车锁止开关12p并离开时,在其瞬时,换档装置12将驻车锁止信号输入到驻车锁止控制器9。
此时,驻车锁止控制器9基于来自电动机控制器4的车辆禁止换档要求标识,检查电动机控制器4是否以电动机驱动中等理由正在发送禁止驻车要求。
如果没有禁止驻车要求而是车辆可驻车的状态,则驻车锁止控制器9与来自换档装置12的上述驻车锁止信号响应,向驻车锁止促动器8发送驻车锁止接通信号。
驻车锁止促动器8与该驻车锁止接通信号响应而发生上述驻车杆的推入行程,通过驻车锁止机构7的动作,对车轮1进行驻车锁止。
此时,驻车锁止控制器9作为向电动机控制器4的要求换档位置信号而供给驻车(P)位置信号,电动机控制器4接收该信号并将向逆变器6的目标电动机转矩设为0,由此,可与驻车锁止机构7的上述动作相结合地将车辆设为驻车状态。
另外,在将点火开关11设为断开而将行驶驱动系统(电动机控制器4)关闭时,即使不按压换档装置操作件12a上的驻车锁止开关12p,驻车锁止控制器9也为了安全而使驻车锁止机构7如上所述地动作,将车辆设为驻车状态。
而且,在车辆被设为驻车状态时,电动机控制器4将图1的电源开关21设为断开,将整个电力系统设为开启状态。
在驾驶员希望车辆的驻车状态而将操作件12a从主(H)位向箭头α所示的横方向操作到中立(N)位置时,换档装置12将中立(N)的换档位置信号输入到驻车锁止控制器9,在驾驶员的手离开操作件12a时,操作件12a从中立(N)位置自恢复到主(H)位,换档装置12将主(H)位的换档位置信号输入到驻车锁止控制器9。
在这样的一系列的操作时,驻车锁止控制器9在操作件12a的从主(H)位向中立(N)位置的操作时,与从换档装置12发出的中立(N)的换档位置信号响应,向电动机控制器4输入中立(N)的要求换档位置信号。
电动机控制器4接收这样的中立(N)的要求换档位置信号,向逆变器6发送停车(目标电动机转矩=0)的指令,可进行车辆的停车。
此时,驻车锁止控制器9继续向驻车锁止促动器8发送驻车锁止接通指令,使车轮1的驻车锁止状态持续。
在驾驶员希望车辆的前进行驶而将操作件12a从主(H)位向箭头β所示的向后L字方向操作到前进(D)位置时,换档装置12将前进(D)的换档位置信号输入到驻车锁止控制器9,在驾驶员的手离开操作件12a时,操作件12a从前进(D)位置自恢复到主(H)位,换档装置12将主(H)的换档位置信号输入到驻车锁止控制器9。
在这样的一系列的操作时,驻车锁止控制器9在操作件12a的从主(H)位向前进(D)位置的操作时,与从换档装置12发出的前进(D)的换档位置信号响应,以脚踏制动器信号显示脚踏制动器动作中为条件,向驻车锁止促动器8发送驻车锁止断开指令,同时,向电动机控制器4输入前进(D)的要求换档位置信号。
此时,驻车锁止促动器8与驻车锁止断开指令响应而发生驻车杆的上述拉出行程,通过驻车锁止的解除,将车轮1设为可旋转驱动的状态。
另外,电动机控制器4接收前进(D)的要求换档位置信号,向逆变器6发送与前进旋转及目标电动机转矩相关的指令,可使车辆前进行驶。
为了目标电动机转矩的运算,向电动机控制器4输入:来自对车辆的对地速度即车速VSP进行检测的车速传感器13的信号、来自对驾驶员对电动机2的要求负荷即加速器开度APO进行检测的加速器开度传感器14的信号。
电动机控制器4从这些检测到的车速VSP及加速器开度APO,基于当前的运转状态,对必要的要求驱动力进行运算,求出可实现该要求驱动力的电动机转矩作为目标电动机转矩。
电动机控制器4以得到这样求出的目标电动机转矩的方式生成控制电动机2的PWM信号,根据该PWM信号,通过驱动电路,生成逆变器6的驱动信号。
逆变器6通过例如每相由两个开关元件(例如,IGBT等功率半导体元件)构成,且根据PWM信号将开关元件设为接通/断开,来将从蓄电池5供给的直流电流转换为交流,然后将与目标电动机转矩对应的电流供给到电动机2。
在驾驶员希望车辆的后退行驶而将操作件12a从主(H)位向箭头γ所示的向前L字方向操作到后退(R)位置时,换档装置12将后退(R)的换档位置信号输入到驻车锁止控制器9,在驾驶员的手离开操作件12a时,操作件12a从后退(R)位置自恢复到主(H)位,换档装置12将主(H)的换档位置信号输入到驻车锁止控制器9。
在这样的一系列的操作时,驻车锁止控制器9在操作件12a的从主(H)位向后退(R)位置的操作时,与从换档装置12发出的后退(R)的换档位置信号响应,以脚踏制动器信号显示脚踏制动器动作中为条件,向驻车锁止促动器8发送驻车锁止断开指令,同时,向电动机控制器4输入后退(R)的要求换档位置信号。
此时,驻车锁止促动器8与驻车锁止断开指令响应而发生驻车杆的上述拉出行程,通过驻车锁止的解除,将车轮1设为可旋转驱动的状态。
另外,电动机控制器4接收后退(D)的要求换档位置信号,向逆变器6发送与后退旋转及目标电动机转矩相关的指令,可使车辆后退行驶。
另外,后退时的目标电动机转矩也可通过与上述的前进时的目标电动机转矩相同的要领来求出。
(电源失效时安全对策控制)
电动机控制器4及驻车锁止控制器9执行图3所示的控制程序,基于图4所示的逻辑,如下进行本发明作为目的的电源失效时安全对策控制。
首先,对本发明的安全对策控制所必要的电源失效时的问题进行说明。
在本实施例中,如上所述,将驻车锁止装置设为线控式,且使其通过图1所示的来自弱电蓄电池22的电力进行动作,因此,当弱电蓄电池22变成不能充电或不能充分充电的充电不良状态时,弱电蓄电池22的蓄电状态就会变成不能补偿驻车锁止装置的动作的蓄电状态,此时,不可能进行左右前轮1FL、1FR的驻车锁止,会产生安全上的不良情况。
并且,在本实施例中,不是构成为驾驶员机械地动作的驻车制动器,而是构成为通过手动开关的操作而经由图1的驻车制动控制器24及驻车制动促动器25而动作的电动式驻车制动器,由驻车锁止装置的电源即弱电蓄电池22使这些驻车制动控制器24及驻车制动促动器25动作,因此,在上述的弱电蓄电池22的失效带来的驻车锁止装置的不能动作时,会导致驻车制动器也同时不能动作,不能将车辆设为驻车状态。
于是,在本实施例中,通过电动机控制器4及驻车锁止控制器9执行图3所示的控制程序,并基于图4所示的逻辑,进行电源失效时安全对策控制,由此,在弱电蓄电池22的失效时,在其到达不能使驻车锁止装置动作的蓄电状态之前,通过驻车锁止装置的动作,来完成左右前轮1FL、1FR的驻车锁止。
在图3的步骤S11中,检查驻车锁止电源即弱电蓄电池22是否成为不能充电及充电不良的电源失效状态。
因此,步骤S11相当于本发明的电源失效检测装置。
如基于图1所述,该电源失效由于以来自强电蓄电池5的电力进行弱电蓄电池22的充电,另外,在该充电时,电动机控制器4在将电源开关21设为接通的状态下,经由DC/DC转换器23进行充电的控制,因此,可进行如下判定。
(1)在弱电蓄电池22自身变成不能接受充电的状态,或者变成即使通过充电蓄电状态也会持续恶化的状态时,判定为电源失效状态。
(2)在强电蓄电池5自身变成不能进行向弱电蓄电池22充电的状态,或者变成要限制向弱电蓄电池22充电的状态时,判定为电源失效状态。
(3)在电源开关21产生了在断开状态下不能设为接通的断开固定故障时,判定为电源失效状态。
(4)在DC/DC转换器23因故障变成不能向弱电蓄电池22充电的状态,或者变成限制向弱电蓄电池22充电的状态时,判定为电源失效状态。
(5)在电动机控制器因故障变成不能进行向弱电蓄电池22充电的状态,或者变成限制向弱电蓄电池22充电的状态时,判定为电源失效状态。
另外,上述的(3)~(5)可归纳为强电蓄电池5及弱电蓄电池22之间的弱电蓄电池22的充电控制系统,在弱电蓄电池22的充电控制系统发生了故障,或者变成了异常状态时,同意判定为电源失效状态。
在步骤S11中判定为非电源失效状态(弱电蓄电池22未变成不能充电及充电不良)时,不需要本发明的电源失效时安全对策控制,因此,直接结束控制。
在步骤S11中判定为是电源失效状态(弱电蓄电池22为不能充电及充电不良)时,在步骤S12~步骤S14中,对电源失效时以后的弱电蓄电池22的电压(蓄电状态)进行判定,检查该电压(蓄电状态)的下降进行至图4所示的第一阶段~第四阶段中的哪个阶段。
因此,步骤S12~步骤S14分别相当于本发明的蓄电状态判定装置。
在此,对各阶段进行说明。
第一阶段指的是弱电蓄电池22的电压从电源失效时的电压下降至例如10.5伏期间,该10.5伏是基于下面的依据而设定的电压。
本实施例的电动汽车通过来自弱电蓄电池22的电力辅助(助力)制动踏板踏下时发生的脚踏制动器的制动力,另外,在方向盘的转向时,通过来自弱电蓄电池22的电力来辅助(助力)转向力。
因此,当弱电蓄电池22的电压大大地下降时,就得不到这些辅助,或者至少不能产生正规的辅助力,需要较大的制动踏板踏下力,即使充分强地踏下制动踏板,也会变成不能如规定那样使车辆减速的所谓铁板制动状态,同时,在方向盘的转向上,需要较大的力,不能进行平常那样的转向操作。
在这种情况下,驾驶员会遇到不同寻常的现象,难以安全地使车速下降,同时使车辆停止。
达到这种状况之前的弱电蓄电池22的电压在本实施例的情况下为10.5伏,该10.5伏相当于通过上述制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助而使驾驶员能够使车辆安全地减速同时停车的弱电蓄电池22的下限电压附近的电压,当然,对于每个车辆其不同。
另外,由于需要这样考虑的是从最高车速(在本实施例中,140km/h)至80km/h左右的车速范围,也可以根据需要,如图4所示,在第一阶段的条件上附加该车速范围(140km/h~80km/h)。
第二阶段指的是弱电蓄电池22的电压从第一阶段的下限电压10.5伏下降到例如9伏期间,该9伏相当于未得到上述制动力的辅助及转向力的辅助之前的弱电蓄电池22的电压。
因此,在弱电蓄电池22的电压从10.5伏向9伏下降的第二阶段,制动力的辅助及转向力的辅助逐渐下降,最终几乎得不到这些辅助。
另外,也可以根据需要,如图4所示,在第二阶段的条件上附加80km/h~0km/h的车速范围。
第三阶段指的是弱电蓄电池22的电压从第二阶段的下限电压9伏下降到例如8.7伏期间,该8.7伏相当于对上述的驻车锁止装置(驻车锁止促动器8及驻车锁止控制器9)的动作进行补偿的弱电蓄电池22的下限电压加上余量所得到的电压。
顺便说一下,在弱电蓄电池22的电压从9伏向8.7伏下降的第三阶段,不可能进行图2的设置于仪表单元15的警告灯15a的动作及警告消息15b的显示,警告灯15a熄灭,同时警告消息15b中断消失。
另外,也可以根据需要,如图4所示,在第三阶段的条件上附加10km/h~0km/h左右的车速范围。
第四阶段指的是弱电蓄电池22的电压下降到不足第三阶段的下限电压即8.7伏期间,意思是指弱电蓄电池22为勉强可使驻车锁止装置(驻车锁止促动器8及驻车锁止控制器9)动作的电压区域。
顺便说一下,在弱电蓄电池22的电压不足8.7伏的第四阶段,图2的设置于仪表单元15的蜂鸣器15c的声压电平与弱电蓄电池22的电压一同下降。
另外,如图4所示,在第四阶段的条件上附加驻车锁止机构的可锁止车轮的车速即5km/h~0km/h的车速范围。
在图3的步骤S12中,检查是否为弱电蓄电池22的电压从步骤S11的电源失效检测时的电压下降到10.5伏的第一阶段。
在步骤S13中,检查是否为弱电蓄电池22的电压从第一阶段的下限电压10.5伏下降到9伏的第二阶段。
在步骤S14中,检查是否为弱电蓄电池22的电压从第二阶段的下限电压9伏下降到8.7伏的第三阶段。
另外,在步骤S14中判定为不是弱电蓄电池22的电压从第二阶段的下限电压9伏下降到8.7伏的第三阶段的情况下,由于弱电蓄电池22的电压不足8.7伏,因此,可判定为第四阶段。
[第一阶段]
在步骤S12中判定为第一阶段时,弱电蓄电池22的电压还是通过脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助使车速安全地下降同时使车辆停止的电压状态,因此,将控制移至步骤S15,进行如图4明示的下面那样的电源失效时安全对策控制(1)~(4)。
(1)利用电动机控制器4,经由电动机2的转矩控制,进行以不超过车速V设定于100km/h~10km/h的范围内的上限车速的方式对左右前轮1FL、1FR的驱动力进行限制的车速限制控制。
因此,步骤S15相当于本发明的车速限制装置。
在此,在上限车速的设定时,根据弱电蓄电池22的电压,进行该上限车速的设定,即使在逐渐下降的弱电蓄电池22的电压之下,也将通过脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助可安全地使车速下降同时停车的车速极限值设定为上限车速。
在本实施例的情况下,在第一阶段,随着弱电蓄电池22的电压从电源失效时的电压值逐渐下降到10.5伏,上限车速从100km/h逐渐下降到10km/h。
(2)另外,使图2的仪表单元15的警告灯12a点亮,由此,对驾驶员进行如下警告:弱电蓄电池22是不能充电或充电不良的电源失效状态,不久就得不到脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助,很快就会变成不能进行驻车锁止的状态。
(3)另外,在图2的仪表单元15的警告消息区域15b,如果是行驶中,则显示“请迅速在安全场所停车”这样的消息,以立即使车辆停止的方式进行警告,如果已是停车中,则显示“请操作驻车制动器”这样的消息,以使驻车制动器(驻车制动控制器24及促动器25)动作的方式进行警告。
因此,步骤S15相当于本发明的驻车警告装置。
(4)另外,在步骤S15中未作明确描述,但如图4所示,使图2的仪表单元15的蜂鸣器15c连续鸣叫,通过声音,也可对驾驶员进行如下警告:弱电蓄电池22是不能充电或充电不良的电源失效状态,不久就得不到脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助,很快就会变成不能进行驻车锁止的状态。
[第二阶段]
在步骤S13判定为第二阶段时,由于弱电蓄电池22的电压是不能进行脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助,且这些辅助的辅助力下降而不能安全地使车速下降同时停车的电压状态,因此,将控制移至步骤S 16,进行如图4明示的下面那样的电源失效时安全对策控制(1)~(4)。
(1)通过将从电动机控制器4向逆变器6的目标电动机转矩设为0而将电动机2的输出转矩设为0,进行将左右前轮1FL、1FR的驱动力切断的驱动力切断控制。
因此,步骤S16相当于本发明的驱动力切断装置。
在此,强制地切断左右前轮1FL、1FR的驱动力的理由是,由于弱电蓄电池22的电压随着时间而下降,与之相呼应,脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助的辅助力也随着时间而下降,越发不能安全地使车辆停止,因此在安全上需要强制地使车速下降且停车。
(2)另外,使图2的仪表单元15的警告灯12a接着第一阶段点亮,由此,对驾驶员进行如下警告:弱电蓄电池22是不能充电或充电不良的电源失效状态,不久就得不到脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助,很快就会变成不能进行驻车锁止的状态。
(3)另外,在图2的仪表单元15的警告消息区域15b,如果是行驶中,则显示“请迅速在安全场所停车”这样的消息,以立即使车辆停止的方式进行警告,如果已是停车中,则显示“请操作驻车制动器”这样的消息,以使驻车制动器(驻车制动控制器24及促动器25)动作的方式进行警告。
因此,步骤S16相当于本发明的驻车警告装置。
(4)另外,在骤S16中未作明确描述,但如图4所示,使图2的仪表单元15的蜂鸣器15c接着第一阶段连续鸣叫,通过声音,也可对驾驶员进行如下警告:弱电蓄电池22是不能充电或充电不良的电源失效状态,不久就得不到脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助,很快就会变成不能进行驻车锁止的状态。
[第三阶段]
在步骤S14中判定为第三阶段时,由于弱电蓄电池22的电压是不能进行脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助,且比第二阶段更难以实现车速下降及停车的电压状态,因此,将控制移至步骤S17,进行如图4明示的下面那样的电源失效时安全对策控制(1)~(4)。
(1)通过将从电动机控制器4向逆变器6的目标电动机转矩设为0而将电动机2的输出转矩设为0,来接着第二阶段进行将左右前轮1FL、1FR的驱动力切断的驱动力切断控制。
因此,步骤S17相当于本发明的驱动力切断装置。
在此,强制地切断左右前轮1FL、1FR的驱动力的理由是,由于不能通过弱电蓄电池22的电压进行脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助,且是比第二阶段更难以实现车速下降及停车的状态,因此,需要强制地使车速下降。
(2)另外,图2的仪表单元15的警告灯12a因弱电蓄电池22的电压下降而不能点亮,从第二阶段的点亮状态变成熄灭,由此,驾驶员能够得知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的情况。
(3)另外,图2的仪表单元15的警告消息15b因弱电蓄电池22的电压下降而中断消失。
由此,驾驶员也能够得到弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的情况。
(4)另外,使图2的仪表单元15的蜂鸣器15c接着第二阶段连续鸣叫,通过声音,也可对驾驶员警告上述的实际情况。
[第四阶段]
在步骤S14中判定为第四阶段时,弱电蓄电池22的电压下降到不能使驻车锁止装置动作之前,因此,将控制移至步骤S18,进行如图4明示的下面那样的电源失效时安全对策控制(1)~(5)。
(1)通过将从电动机控制器4向逆变器6的目标电动机转矩设为0而将电动机2的输出转矩设为0,来接着第三阶段进行将左右前轮1FL、1FR的驱动力切断的驱动力切断控制。
因此,步骤S18相当于本发明的驱动力切断装置。
这样,强制地切断左右前轮1FL、1FR的驱动力的理由是,需要以与第三阶段说明的相同的理由强制地使车速进一步的下降而停车。
(2)另外,图2的仪表单元15的警告灯12a因弱电蓄电池22的电压下降而不能点亮,是接着第三阶段而熄灭的状态,由此,驾驶员能够得知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的情况。
(3)另外,图2的仪表单元15的警告消息15b因弱电蓄电池22的电压下降而接着第三阶段成为中断状态。
由此,驾驶员也能够得知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的情况。
(4)另外,使图2的仪表单元15的蜂鸣器15c接着第三阶段连续鸣叫,但蜂鸣器15c的声压因弱电蓄电池22的电压下降而电平下降,由此,驾驶员通过声音,也能够得知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的情况。
(5)另外,在达到驻车锁止机构7的可实现车轮旋转锁止的可驻车锁止的车速范围5km/h~0km/h时,驻车锁止控制器9向驻车锁止促动器8发送驻车锁止接通指令,使驻车锁止机构7动作,由此,将左右前轮1FL、1FR设为驻车锁止状态。
因此,步骤S18相当于本发明的驻车锁止装置。
(作用效果)
根据上述的图3、4的电源失效时安全对策控制,在弱电蓄电池22变成不能充电及充电不良的电源失效时(步骤S11),根据该电源失效时以后的弱电蓄电池22的电压(蓄电状态)下降状态(步骤S12~步骤S14),进行上述的安全对策控制,因此可分别实现以下的作用效果。
[第一阶段]
在弱电蓄电池22的电压还是通过脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助可安全地使车速下降同时使车辆停止的电压状态的第一阶段,在步骤S15中:
(1)以车速V不超过根据弱电蓄电池22的电压并通过上述的趣旨而定的上限车速的方式限制车速;
(2)通过警告灯12a的点亮,对驾驶员进行如下警告,即,由于是电源失效状态,因此,不久就得不到脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助,更不能进行驻车锁止;
(3)在警告消息区域15b显示“请迅速在安全场所停车”这样的消息,以立即使车辆停止的方式进行警告;
(4)使蜂鸣器15c连续鸣叫,通过声音,也可对驾驶员进行如下警告,即,由于是电源失效状态,因此,不久就得不到脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助,更不能进行驻车锁止;
首先,通过(1)的车速限制,可得到脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助,在此期间,通过这些辅助,能够安全地使车速下降同时使车辆停止。
其次,通过(2)的警告灯12a的点亮,驾驶员能够事先得知电源失效造成的脚踏制动器制动力的不能辅助及转向力的不要辅助及不能进行驻车锁止的信息。
另外,通过(3)的警告消息15b“请迅速在安全场所停车”,驾驶员能够迅速得知自己要进行的操作,能够不慌不忙地使车辆停止。
另外,通过(4)的蜂鸣器15c的连续鸣叫,驾驶员通过声音,也能够事先得知电源失效造成的脚踏制动器制动力的不能辅助及转向力的不要辅助及不能进行驻车锁止的信息。
[第二阶段]
在弱电蓄电池22的电压正处于不能进行脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助,且这些辅助的辅助力下降而不能安全地使车速下降同时使车辆停止的第二阶段,在步骤S16中:
(1)进行将电动机2对左右前轮1FL、1FR的驱动力切断的驱动力切断控制;
(2)使警告灯12a接着第一阶段点亮,对驾驶员进行如下警告,即,由于是电源失效状态,因此不久就得不到脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助,更不能进行驻车锁止;
(3)在警告消息区域15b,如果是行驶中,则显示“请迅速在安全场所停车”这样的消息,如果是停车中,则显示“请操作驻车制动器”这样的消息,以立即使车辆停止并使驻车制动器(驻车制动控制器24及促动器25)动作的方式进行警告;
(4)使蜂鸣器15c接着第一阶段连续鸣叫,通过声音,也可对驾驶员进行如下警告,即,由于是电源失效状态,因此不久就得不到脚踏制动器制动力的正规的辅助及转向力的正规的辅助,更不能进行驻车锁止;
首先,通过(1)的驱动力切断控制,能够强制地使车速下降同时使车辆停止,与弱电蓄电池22的电压下降相呼应而脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助的辅助力也逐渐下降的结果是,尽管正处于不能安全地使车辆停止的状态,但不会使车速不下降而使车辆持续行驶。
其次,通过(2)的警告灯12a的点亮,驾驶员能够事先得知电源失效造成的脚踏制动器制动力的不能辅助及转向力的不要辅助及不能进行驻车锁止的信息。
另外,通过(3)的警告消息15b“请迅速在安全场所停车”及“请操作驻车制动器”,驾驶员能够迅速得知自己要进行的操作,能够不慌不忙地使车辆停止,成为驻车状态。
另外,通过(4)的蜂鸣器15c的连续鸣叫,驾驶员通过声音,也能够事先得知电源失效造成的脚踏制动器制动力的不能辅助及转向力的不要辅助及不能进行驻车锁止的信息。
[第三阶段]
在弱电蓄电池22的电压不能进行脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助且比第二阶段更难以实现车速下降及停车的第三阶段,在步骤S17中:
(1)继续进行第二阶段的驱动力切断控制;
(2)警告灯12a因弱电蓄电池22的电压下降而不能点亮而熄灭;
(3)警告消息15b因弱电蓄电池22的电压下降导致中断而消失;
(4)使蜂鸣器15c接着第二阶段连续鸣叫。
首先,通过(1)的驱动力切断控制,能够强制地使车速下降同时使车辆停止,与弱电蓄电池22的进一步的电压下降相呼应而得不到脚踏制动器制动力的辅助及转向力的辅助的辅助力的结果是,尽管正处于越发不能安全地使车辆停止的状态,但不会使车速不下降而使车辆持续行驶。
其次,通过(2)的警告灯12a的熄灭,驾驶员能够预知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的信息。
另外,通过(3)的警告消息15b的中断,驾驶员能够预知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的信息。
另外,通过(4)的蜂鸣器15c的连续鸣叫,驾驶员能够预知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的信息。
[第四阶段]
在弱电蓄电池22的电压下降到不能使驻车锁止装置动作之前的第四阶段,在步骤S18中:
(1)继续进行第三阶段的驱动力切断控制;
(2)警告灯12a与第三阶段相同,因弱电蓄电池22的电压下降而持续熄灭;
(3)警告消息15b与第三阶段相同,因弱电蓄电池22的电压下降而中断消失;
(4)使蜂鸣器15c接着第三阶段连续鸣叫,其声压也因弱电蓄电池22的电压下降而电平下降;
(5)以可驻车锁止的车速范围5km/h~0km/h为条件,使驻车锁止机构7动作,将左右前轮1FL、1FR设为驻车锁止状态。
首先,通过(1)的驱动力切断控制,能够可靠地使车辆停止。
其次,通过(2)的警告灯12a的熄灭,驾驶员能够预知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的信息。
另外,通过(3)的警告消息15b的中断,驾驶员能够预知弱电蓄电池22的电压已下降到不能使驻车锁止装置动作之前的信息。
另外,通过(4)的蜂鸣器15c的连续鸣叫声压的电平下降,驾驶员能够得知弱电蓄电池22的电压比第三阶段更低。
而且,通过(5)的驻车锁止控制,能够将左右前轮1FL、1FR设为驻车锁止状态。
在弱电蓄电池22的电压下降至不能使驻车锁止机构8动作之前完成这样的驻车锁止。
因而,在因电源失效而弱电蓄电池22的电压下降到不能使驻车锁止装置动作时,通过这以前的弱电蓄电池22的残余电压,能够完成左右前轮1FL、1FR的驻车锁止,能够避免在电源失效时车辆不能驻车。
并且,对弱电蓄电池22的不能充电或充电不良那样的充电失效进行检测(步骤S11),判定电源失效时以后的弱电蓄电池22的电压(蓄电状态)(步骤S12~步骤S14),在该电压接近对驻车锁止机构7的动作进行补偿的电压的下限值时(步骤S14),使驻车锁止机构7动作(步骤S18),仅通过控制上的对策,即,不将包含弱电蓄电池22在内的电源系统设为两个系统,能够廉价地实现避免电源失效时的不能驻车这样上述的作用效果。
(其他实施例)
另外,在上述的实施例中,监视弱电蓄电池22的电压,判定其蓄电状态(步骤S12~步骤S14),因此,该蓄电状态(第一阶段~第四阶段)的判定直接且正确,但并不局限于该方法。
例如,如图5(a)~(d)中实线所示,电源失效时以后的弱电蓄电池22的电压下降状况根据从电源失效时t1开始的经过时间来大致确定,因此,通过监视从电源失效时t1开始的经过时间,也能够掌握电源失效时以后的弱电蓄电池22的电压。
鉴于这样的事实,上述的第一阶段~第四阶段的判定也可如下进行。
在该判定之前,首先,通过预先实际测量来求出电源失效时以后的弱电蓄电池22的电压下降状况,将其用图5(a)~(d)实线例示,并数据化。
然后,预先求出弱电蓄电池22的电压从电源失效时t1的额定电压下降到上述的10.5伏的瞬时t2的第一阶段判定时间Δt1,接着,预先求出弱电蓄电池22的电压从10.5伏下降到上述的9伏的瞬时t2~t3间的第二阶段判定时间Δt2,进而,预先求出弱电蓄电池22的电压从9伏下降到上述的8.7伏的瞬时t3~t4间的第三阶段判定时间Δt3。
在第一阶段的判定时,如图5(a)所示,监视从电源失效检测时t1(步骤S11)开始的经过时间,在该经过时间为第一阶段判定时间Δt1期间时,判定为第一阶段。
在第二阶段的判定时,如图5(b)所示,对从经过了上述的第一阶段判定时间Δt1的瞬时t2开始的经过时间进行监视,在该经过时间为第二阶段判定时间Δt2期间时,判定为第二阶段。
在第三阶段的判定时,如图5(c)所示,对从经过了上述的第二阶段判定时间Δt2的瞬时t3开始的经过时间进行监视,在该经过时间为第三阶段判定时间Δt3期间时,判定为第三阶段。
在第四阶段的判定时,如图5(d)所示,在经过了上述的第三阶段判定时间Δt3的瞬时t4以后时,判定为第四阶段。
这样,在基于从电源失效时开始的经过时间来掌握电源失效时以后的弱电蓄电池22的电压(蓄电状态)并进行第一阶段~第四阶段的判定的情况下,不需要对弱电蓄电池22的电压(蓄电状态)进行检测的传感器等装置,有利于成本降低。

Claims (9)

1.一种车辆的电源失效时安全对策控制装置,该车辆具备对车轮进行旋转锁止的电动式的驻车锁止机构,该车辆的电源失效时安全对策控制装置构成为具备:
电源失效检测装置,其对该驻车锁止机构的驻车锁止电源不能充电或充电不良的情况进行检测;
蓄电状态判定装置,其对由该电源失效检测装置检测到电源失效时以后的所述驻车锁止电源的蓄电状态进行判定;
驻车锁止装置,其在由该蓄电状态判定装置判定的所述驻车锁止电源的蓄电状态接近对所述驻车锁止机构的动作进行补偿的蓄电状态的下限值时,在所述驻车锁止机构的可进行车轮的旋转锁止的车速条件下,使所述驻车锁止机构动作,进行所述车轮的旋转锁止。
2.如权利要求1所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
所述车辆是以由来自高电压电源的电力驱动的电动机作为行驶用动力源的至少一部分,且以由来自所述高电压电源的电力进行充电的低电压电源作为所述驻车锁止电源的电动车辆,
所述电源失效检测装置对所述高电压电源自身或所述低电压电源自身或这些高电压电源及低电压电源间的低电压电源的充电控制系统失效的情况进行检测,所述驻车锁止电源不能充电或充电不良。
3.如权利要求1或2所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
所述蓄电状态判定装置监视所述驻车锁止电源的电压,判定该驻车锁止电源的蓄电状态。
4.如权利要求1或2所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
所述蓄电状态判定装置对从由所述电源失效检测装置检测到电源失效时开始的经过时间进行计测,根据该经过时间判定所述驻车锁止电源的蓄电状态。
5.如权利要求1~4中的任一项所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
所述车辆通过来自所述驻车锁止电源的电力辅助制动力,
该车辆的电源失效时安全对策控制装置设有车速限制装置,所述车速限制装置在由所述蓄电状态判定装置判定的所述驻车锁止电源的蓄电状态还是通过所述制动力的正规的辅助可停车的蓄电状态期间,通过所述车轮的驱动力控制,限制车速不超过上限车速。
6.如权利要求5所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
所述车速限制装置对应所述蓄电状态判定装置判定的所述驻车锁止电源的蓄电状态,将即使在该蓄电状态下也可通过所述制动力的正规的辅助来停车的车速设定为所述上限车速。
7.如权利要求5或6所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
设有停车警告装置,所述停车警告装置在由所述蓄电状态判定装置判定的所述驻车锁止电源的蓄电状态还是通过所述制动力的正规的辅助可停车的蓄电状态期间,发出指示停车的警告。
8.如权利要求1~7中的任一项所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
所述车辆通过来自所述驻车锁止电源的电力辅助制动力,
该车辆的电源失效时安全对策控制装置设有驱动力切断装置,所述驱动力切断装置在由所述蓄电状态判定装置判定的所述驻车锁止电源的蓄电状态变成不能通过所述制动力的正规的辅助来停车的蓄电状态之后,将所述车轮的驱动力设为0。
9.如权利要求8所述的车辆的电源失效时安全对策控制装置,其中,
设有驻车警告装置,所述驻车警告装置在由所述蓄电状态判定装置判定的所述驻车锁止电源的蓄电状态变成不能通过所述制动力的正规的辅助来停车的蓄电状态之后,以停车并使驻车制动器动作的方式进行指示。
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