DE4308879A1 - Steuerungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug - Google Patents
Steuerungsvorrichtung für ein elektrisches FahrzeugInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern des
Betriebes eines elektrischen Fahrzeuges.
In Halteeinrichtungen von elektrischen Fahrzeugen des Standes der
Technik, wie z. B. in der japanischen Patentschrift Nr. 2-65604 beschrie
ben, ist es gut bekannt, daß ein Bremsdrehmoment in dem Antriebs
motor erzeugt wird, um das Fahrzeug in einem Haltezustand zu halten
und um zu helfen, das Fahrzeug auf einer Schräge anzuhalten. In dieser
Anordnung wird solch ein Drehmoment immer erzeugt, um zu verhin
dern, daß das Fahrzeug den Berg hinuntergleitet.
Das japanische Patent 53-20268 offenbart eine Ultraschallsensoranordnung
zum Erfassen der Annäherung eines Fahrzeuges, wie z. B. eines Gabel
staplers, innerhalb eines spezifizierten Abstandes von einer Ladung. In
dieser Vorrichtung wird ein Impulsgenerator verwendet, um die Entfer
nung zwischen dem Fahrzeug und der Ladung zu erfassen und um das
Fahrzeug bei einem bestimmten Abstand von der Ladung anzuhalten
In den Steuerungsvorrichtungen des Standes der Technik muß, wenn ein
elektrisches Fahrzeug an einer Schräge angehalten wird, der Bediener
eine genügende Bremskraft mechanisch mittels einer Bremse aufwenden.
Wenn eine nicht ausreichende mechanische Bremskraft aufgewendet wird,
ergibt sich eine unerwünschte Vibration vom Schalten des Motors zwi
schen Rückwärts- und Vorwärtsdrehmoment. Obwohl solche Vibration
verschwindet und mit der Zeit aufhört, hängt die tatsächliche Halteposi
tion vom Gradienten der Schräge ab, was ein Problem ist.
Obwohl die oben genannte Vorrichtung des Standes der Technik ein
fahrendes Fahrzeug an einer spezifizierten Position anhalten kann, wird
die Möglichkeit der Bewegung des Fahrzeuges nach dem Halten nicht
berücksichtigt und, wenn das Fahrzeug an einer Schräge anhält, existiert
immer noch ein Problem einer unerwünschten Bewegung des Fahrzeuges
nach dem Halten. Darüber hinaus leiden die oben genannten zwei
Vorrichtungen des Standes der Technik an dem Nachteil, daß ein elek
trisches Fahrzeug nicht von einer anfänglichen Halteposition zu einer
erwünschten zweiten Position bewegt werden kann und dort durch eine
einfache Bedienung gehalten werden kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein elektrisches
Fahrzeug bereitzustellen, das an einer willkürlichen Position angehalten
werden kann, seine Halteposition ohne zusätzlichen Eingriff durch den
Bediener halten kann, sich in eine zweite gewünschte Position, die von
der Halteposition entfernt ist, bewegen kann, dort anhalten und die
zweite Position halten kann.
Ein zweites Ziel dieser Erfindung ist es, ein elektrisches Fahrzeug bereit
zustellen, das leicht an einer Schräge anfährt.
Diese und andere Ziele und Vorteile werden durch das Steuerungssystem
gemäß der Erfindung erreicht, das mit einer Ausgabevorrichtung ausgerü
stet ist, in die ein Bediener eine gewünschte Halteposition leicht einge
ben kann. Als Antwort darauf erzeugt das Steuerungssystem ein Dreh
moment, um das Fahrzeug in der gewünschten Position zu halten, bis
der Bediener eine zweite gewünschte Position eingibt. Bei Eingabe einer
solchen zweiten Position veranlaßt das Steuerungssystem den Motor solch
ein Drehmoment zu erzeugen, daß sich das Fahrzeug von der Anfangs
position in die zweite Position bewegt und daß es jene Position hält.
Gemäß der Erfindung wird, wenn das Fahrzeug während normalen
Fahrens durch Bedienung der Bremse angehalten wird, die Position des
Fahrzeuges gesteuert, um eine gewünschte Position als die Halteposition
beizubehalten, und ein der Haltebedingung in dem Motor entsprechendes
Drehmoment wird erzeugt. Sogar wenn das Fahrzeug anhält und die
Bremskraft eliminiert wird, kann das erfindungsgemäße Steuerungssystem
seine Halteposition halten. Wenn der Bediener dann nachfolgend eine
unterschiedliche gewünschte Position eingibt, ersetzt letztere die anfangs
eingegebene Halteposition, und ein Drehmoment wird in dem Motor
erzeugt, so daß das elektrische Fahrzeug zu der neu eingegebenen
gewünschten Position mit einer gewünschten Geschwindigkeit fährt und
seine Position hält.
Weitere Ziele, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden aus der nachfolgend detaillierten Beschreibung der Erfindung in
Verbindung mit der beigefügten Zeichnung deutlich.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Aus
führungsform mit einem Wählschaltkreis zur Positionssteuerung
und einem Schaltkreis zur Erzeugung eines Positionsbefehles, die
an einem Teil der Steuerungseinheit vorgesehen sind;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitung in dem Wählschalt
kreis zur Positionssteuerung von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das ein Verarbeiten in dem Schaltkreis
zur Erzeugung eines Positionsbefehls von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm des Motorsteuerschaltkreises von
Fig. 1;
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm des Motorsteuerschaltkreises von
Fig. 1 in einem unterschiedlichen Betriebsmodus;
Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das das Verarbeiten in dem Schaltkreis
zur Erzeugung eines Positionsbefehles von Fig. 6 zeigt;
Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm noch einer weiteren Ausfüh
rungsform der Erfindung;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das das Verarbeiten in dem Schaltkreis
zur Erzeugung eines Positionsbefehles von Fig. 8 zeigt;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das Details eines Abschnittes des Ver
arbeitens in Fig. 9 zeigt;
Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform
dieser Erfindung;
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das das Verarbeiten in dem Wählschalt
kreis zur Positionssteuerung in Fig. 11 zeigt;
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das das Verarbeiten in dem in Fig. 11
gezeigten Schaltkreis zur Erzeugung eines Positionsbefehles zeigt;
Fig. 14 ist ein schematisches Diagramm des Motorsteuerschaltkreises, der
in Fig. 11 gezeigt ist, und
Fig. 15 ist ein schematisches Diagramm des Motorsteuerschaltkreises, der
in Fig. 11 gezeigt ist.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines elektrischen Fahrzeuges gezeigt,
das ein erfindungsgemäßes Positionssteuersystem aufweist. Das rechte
und das linke Hinterrad 2a und 2b des elektrischen Fahrzeuges 1 sind
mit dem Induktionsmotor 3 durch ein Differential 14 verbunden und
durch den Wechselrichter 4 angetrieben. Der Wechselrichter wird durch
einen impulsbreitenmodulierten (Pulse Width Modulated = "PWM")
Impuls Pw gesteuert und wandelt den Strom von der Batterie 5 zur
Speisung des Motors um. Die Impulse Pw werden durch die Steuerungs
einheit 6 als Reaktion auf die Größe des Herunterdrückens Xa des
Beschleunigungspedals 7 durch den Bediener; die Größe des an dem
Bremspedal 8 anliegenden Bremsdruckes Xb, einem Impulssignal Y von
dem Codierer 9, der an dem Motor 3 instaffiert ist, und einem Strom
erfassungswert i des Induktionsmotors erzeugt.
Die Steuerungsvorrichtung 6 weist einen Schaltkreis 10 zur Erzeugung
eines Drehzahl/Drehmoment-Befehles, einen Wählschaltkreis 11 zur
Positionssteuerung, einen Schaltkreis 12 zur Erzeugung eines Positions
befehls und einen Motorsteuerschaltkreis 13 auf. Die Vorrichtung 10 zur
Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles berechnet einen Drehzahl-
oder Drehmomentbefehlswert R, um den gewünschten Betrieb des Motors
403 zu erreichen, und zwar auf der Basis des Herunterdrückens Xa des
Beschleunigungspedals und des Bremsdruckes Xb, und gibt an den
Motorsteuerschaltkreis 13 aus. Zu diesem Zweck kann die Wahl zwi
schen Drehzahlsteuerung und Drehmomentsteuerung durch die Vorrich
tung 10 zur Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles je nach
Vorzug des Fahrzeugbedieners vorgenommen werden mittels eines Wähl
schalters (nicht gezeigt). Der Wählschaltkreis 11 zur Positionssteuerung
wählt den Motorpositionssteuermodus in einer Art, die später beschrieben
wird und gibt ein Positionssteuerwählsignal Sp an den Motorsteuerschalt
kreis 13 aus. Der Schaltkreis 12 zur Erzeugung eines Positionsbefehles
berechnet den Positionsbefehlswert P in einer Art, die nachfolgend
beschrieben wird, und gibt an den Motorschaltkreis 13 aus. Wie im
Detail später beschrieben wird, steuert der Motorsteuerschaltkreis 13
gewöhnlich entweder die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors 3
als Antwort auf den Drehzahl- oder Drehmomentbefehlswert R; jedoch
steuert, wenn die Motorpositionssteuerung durch das Positionssteuerwähl
signal Sp ausgewählt wird, der Steuerschaltkreis 13 die Position gemäß
dem Motorpositionsbefehlswert.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsschritte zeigt, die in
dem Wählschaltkreis 11 zur Positionssteuerung ausgeführt werden.
Verarbeiten wird periodisch (Schritt 200) durch ein Mikrocomputerbe
triebssystem (OS) bei festen Zeitintervallen gestartet. Als erstes wird
bestimmt, ob das Signal Sp EIN oder AUS ist, um einzuschätzen, ob das
Fahrzeug gegenwärtig unter der Positionssteuerung (Schritt 201) ist.
Wenn die Positionssteuerung nicht durchgeführt wird, wird die Motor
drehzahl aus dem Codierimpulssignal Y (Schritt 202) berechnet, um
abzuschätzen, ob die Motordrehzahl 0 ist (Schritt 203). Wenn die
Motordrehzahl 0 ist, wird das Signal Sp auf EIN geschaltet (Schritt 204),
und die Positionssteuerung wird eingeleitet. Während Positionssteuerung
(Sp ist EIN) wird eine Bestimmung vorgenommen, ob das Beschleuni
gungspedal auf EIN geschaltet ist (Schritt 205) oder nicht, und wenn es
das ist, wird das Signal Sp auf AUS geschaltet, um die Positionssteue
rung zu stoppen (Schritt 206). Dann wird ein Rückkehrbefehl (Schritt
207) abgesendet, und eine einfache Iteration der Positionssteuerwählver
arbeitung wird abgeschlossen.
Fig. 3(a) zeigt ein Flußdiagramm des Verarbeitens, das in dem Schalt
kreis 12 zur Erzeugung eines Positionsbefehles ausgeführt wird. Ver
arbeiten wird periodisch gestartet (Schritt 300) durch das Mikrocomputer
betriebssystem (OS) zu festen Zeitintervallen. Als erstes wird bestimmt,
ob die Ausgabe des Signals Sp. von dem Positionssteuerwählverarbeitungs
schaltkreis (Fig. 2) auf EIN ist (Schritt 301), und wenn dem so ist, ob
der Wert Spp (das Signal Sp zu der vorherigen Abtastzeit) auf AUS ist
(Schritt 302). Wenn Spp AUS ist, kann geschlußfolgert werden, daß das
Signal Sp sich in diesem Moment von AUS in EIN geändert hat (das
Fahrzeug ist gerade zu einem Halt gekommen), und dann wird aus dem
Codierimpulssignal Y eine Motorposition bestimmt und als der Positions
befehlswert P für die Positionssteuerung (Schritt 303) ausgegeben. In
Schritt 304 wird der Wert des Signales Sp als die Variable Spp für die
nächste Abtastung gespeichert. Dann wird ein Rückkehrbefehl (Schritt
305) abgesendet, und eine einfache Iteration der Positionsbefehlausgabe
verarbeitung wird abgeschlossen.
Fig. 3(b) und 3(c) sind Flußdiagramme, die das Verarbeiten zeigen, das
durch den Schaltkreis 10 zur Erzeugung eines Drehzahl/Drehmoment-Be
fehles ausgeführt wird. Fig. 3(b) zeigt, daß der Drehzahlbefehl ωo* auf
einem Vergleich von Beschleunigungs- und Verzögerungssignalen basiert,
die aus der Position des Beschleunigungs- bzw. Bremspedals abgeleitet
sind. Zuerst wird in der Abtastung n ein Beschleunigungssignal a* beim
Schritt 326 als die Differenz zwischen der gewünschten Drehzahl (durch
eine positive Konstante k1 mal dem Betrag des Herunterdrückens XA
des Beschleunigungspedals) und dem unmittelbar vorhergehenden
Drehzahlbefehl im Abtasten n-1 (ωo(n-1)*) (auch multipliziert mit einer
positiven Konstante k2) berechnet. Als nächstes wird in Schritt 327 der
Wert von a* sowohl in die positive als auch die negative Richtung
begrenzt so daß der Ausgabewert von a* ein vorbestimmtes Niveau aus
Sicherheitsgründen nicht übersteigen kann. Ein Verzögerungssignal wird
dann berechnet (Schritt 328) als eine negative Konstante k3 mal dem
Betrag des Herunterdrückens XB des Bremspedals und in Schritt 329
begrenzt. In Schritt 330 wird, wenn entweder der Beschleuniger EIN ist
oder der berechnete Wert für das Beschleunigungssignal a* kleiner ist als
der Wert des Verzögerungssignals b* dann der Ausgabedrehzahlbefehl
für die n-te Abtastung ωo(n) bei der allgebraischen Summe des vorherge
henden Drehzahlbefehles ωo(n-1)* und dem berechneten Beschleunigungs
signal a* (Schritt 332) festgesetzt. (Es ist zu bemerken, daß a* einen
negativen Wert annimmt, wenn das Herunterdrücken XA des Beschleuni
gungspedals eine Drehzahl anzeigt, die kleiner ist als der vorherige
Drehzahlbefehl ωo(n-1)*.) Wenn andererseits weder das Beschleunigungs
pedal EIN ist noch a* kleiner als b* ist, wird der Ausgabedrehzahlbefehl
als die algebraische Summe des vorhergehenden Drehzahlbefehles und
des Verzögerungssignales b* (Schritt 331) bestimmt. Bei Schritt 333 wird
das Verarbeiten einer einzigen Abtastung vollendet, und der Prozeß wird
wiederholt.
Fig. 3(c) zeigt, daß der Drehmomentbefehl als die allgebraische Summe
von Beschleunigungs- und Verzögerungsdrehmomentsignalen auf der Basis
der Positionen des Beschleunigungs- bzw. Bremspedals, XA bzw. Xd
berechnet wird. Bei Schritt 334 wird ein Beschleunigungsdrehmomentsi
gnal TA* als eine positive Konstante K4 mal der Position XA des Be
schleunigungspedals berechnet, und bei Schritt 335 wird ein Verzöge
rungsdrehmomentsignal TB* als eine negative Konstante mal der Brem
spedalposition XB berechnet. Die Größen TA* und TB* werden bei
Schritt 336 summiert, und das Ergebnis wird als der Drehmomentbefehl
T* ausgegeben. Der Prozeß wird dann bei Schritt 337 wiederholt.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Motorsteuerschaltkreises 13, der den
Fall darstellt, wo die Vorrichtung 10 zur Erzeugung des Drehzahl/Dreh
moment-Befehles einen Drehmomentbefehlswert R absendet. In Antwort
auf das Codiersignal Y erzeugt der Positionserkennungsschaltkreis 310 ein
Motorpositionssignal, das mit dem Positionsbefehlswert P verglichen wird,
und die Positionssteuerung 311 wird berechnet, um einen Drehzahlbe
fehlswert ωC auszugeben. (Der Maximalwert des Drehzahlbefehles ist
aus Sicherheitsgründen begrenzt.) Der von dem Drehzahlerfassungsschalt
kreis 312 abgeleitete Motordrehzahlwert ω wird mit dem Drehzahlbefehls
wert ωC verglichen, und die Drehzahlsteuerung 313 wird berechnet, um
einen Drehmomentbefehlswert γP auszugeben. Wenn das Positionssteuer
wählsignal Sp EIN ist, gibt der Schalt-Schaltkreis 314 den Drehmoment
befehlswert γP als den Drehmomentbefehlswert γO aus, und wenn Sp
AUS ist, wird der von der Vorrichtung 10 zur Erzeugung des Drehzahl/
Drehmoment-Befehles erhaltene Drehmomentbefehlswert R als der Dreh
momentbefehlswert γ0 ausgegeben. Die Stromsteuerung 315 empfängt
den Drehmomentbefehlswert 70 sowie den Wert für den Strom i, der zu
dem Induktionsmotor 3 fließt, und erzeugt einen Spannungssteuerungs
befehl in der Form eines Impulses Pw.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines Motorsteuerschaltkreises 13, der
analog zu dem von Fig. 4 ist außer; daß in Fig. 5 die Vorrichtung 10
zur Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles einen Drehzahlbefehls
wert R absendet, im Gegensatz zu dem Drehmomentbefehlswert in Fig.
4. Der Positionserfassungsschaltkreis 320 erzeugt ein Motorpositionssignal
in Antwort auf das Codiersignal Y. Das Motorpositionssignal wird dann
mit dem Positionsbefehlswert P verglichen, und die Positionssteuerung 321
wird berechnet, um einen Drehzahlbefehlswert ωP auszugeben, (der; wie
zuvor aus Sicherheitsgründen begrenzt ist). Wenn das Positionssteuer
wählsignal Sp EIN ist, gibt der Schalt-Schaltkreis 322 ωp als den Dreh
zahlbefehlswert ωC aus, und wenn Sp AUS ist, wird der von der Vor
richtung 10 zur Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles erhaltene
Drehzahlbefehlswert R als der Drehzahlbefehlswert wC ausgegeben. Der
Motordrehzahlwert ω, der von dem Drehzahlerfassungsschaltkreis 323
erhalten wird, wird dann mit dem Drehzahlbefehlswert ωC verglichen,
und der ASR-Abschnitt 324 leitet einen Drehmomentbefehlswert τ0 ab,
der gleich einer Proportionalitätskonstante Kp mal der Differenz ωE
zwischen ωC und ω ist. Alternativ dazu kann τ0 proportional der
Summe von ωE und einem Integrationsfaktor Ie gemäß der folgenden
Formel sein:
Die Stromsteuerung 325 empfängt den Drehmomentbefehlswert τ0 und
einen Wert für den Strom i, der zu dem Induktionsmotor 3 fließt, und
erzeugt einen Spannungssteuerungsbefehl in der Form eines Impulses Pw.
Durch Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Konfiguration und der in Fig.
2, 3, 4 und 5 gezeigten Verarbeitungsschritte wird, wenn das Fahrzeug
anhält, die Motorsteuerung von Drehmomentsteuerung in Positionssteue
rung geändert, so daß der Positionsbefehl konform zu der Motorposition
zu der Zeit ist, wenn das Fahrzeug hält. Somit wird, wenn ein Bediener
die Bremsen, nachdem das Fahrzeug hält, löst, das Fahrzeug dort, ohne
sich rückwärts oder vorwärts zu bewegen, gehalten werden. Wenn der
Bediener das Beschleunigungspedal während eines Haltezustands drückt,
in dem das Fahrzeug in Positionssteuerung gehalten wird, wird die Posi
tionssteuerung gelöscht, so daß das Fahrzeug zu normalem Drehzahlfahren
zurückkehren kann oder durch Drehmomentsteuerung fahren kann.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. Wie
in Fig. 1 sind das rechte und das linke Hinterrad 402a und 402b des
elektrischen Fahrzeuges 401 mit dem Induktionsmotor 403 durch ein
Differential 416 verbunden und durch den Wechselrichter 404 angetrie
ben. In ähnlicher Weise wird der Wechselrichter durch die PWM-Impul
se Pw gesteuert und wandelt den Strom von der Batterie 405 zur Spei
sung des Motors um. Die Steuerungseinheit 406 erzeugt PWM-Impulse
Pw als Antwort auf den Wert Xa des Herunterdrückens des Beschleuni
gungspedals, der von dem Beschleunigungspedal 407 empfangen wird, auf
den Wert Xb des Bremsdruckes, der von dem Bremspedal 408 erhalten
wird, auf das Impulssignal Y von dem Codierer 409, der an dem Motor
403 installiert ist, auf das Fahrentfernungsspezifikationssignal SWp von
einem Fahrentfernungsspezifikationsschalter 413, auf das Modussignal MD
von dem Rückwärts/Vorwärts-Wählhebel 414 und auf den Stromerfas
sungswert i des Induktionsmotors 403.
Die Steuerungsvorrichtung 406 weist einen Schaltkreis 410 zur Erzeugung
eines Drehzahl/Drehmoment-Befehles, einen Wählschaltkreis 411 zur
Positionssteuerung, einen Schaltkreis 412 zur Erzeugung eines Positions
befehles und einen Motorsteuerschaltkreis 415 auf. Vorrichtung 410 zur
Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles berechnet einen Drehzahl-
oder Drehmomentwert R, um den gewünschten Betrieb des Motors 403
auf der Basis des Herunterdrückens Xa des Beschleunigungspedals und
des Bremsdruckes Xb zu erhalten, und gibt den Wert R an den Motor
steuerschaltkreis 415 aus. Der Wählschaltkreis 411 zur Positionssteuerung
wählt den Motorpositionssteuermodus gemäß der Methode, wie sie in
Fig. 2 gezeigt ist, und gibt das Positionssteuerwählsignal Sp an den
Motorsteuerschaltkreis 415 aus. Der Schaltkreis 412 zur Erzeugung eines
Positionsbefehles berechnet den Positionsbefehlswert P in einer hier
nachfolgend beschriebenen Art und gibt an den Motorsteuerschaltkreis
415 aus. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, steuert der Motorsteuer
schaltkreis 415 gewöhnlich entweder die Drehzahl oder das Drehmoment
des Motors 403 in Antwort auf den Drehzahl- oder Drehmomentbefehls
wert R; jedoch, wenn die Motorpositionssteuerung durch das Positions
steuerwählsignal Sp ausgewählt ist, steuert die Steuerungseinheit 415 die
Position gemäß dem Motorpositionsbefehlswert P.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm der Verarbeitungsschritte, die in dem
Schaltkreis 412 zur Erzeugung eines Positionsbefehles ausgeführt werden.
Das Verarbeiten wird bei festen Intervallen (Schritt 500) durch das
Mikrocomputerbetriebssystem (OS) eingeleitet. Zuerst wird bestimmt, ob
die Ausgabe des Signals Sp von dem Positionssteuerwählverarbeitungs
schaltkreis (Fig. 2) EIN ist (Schritt 501), und wenn dem so ist, ob der
Wert Spp (das Signal Sp zu der vorherigen Abtastzeit) AUS ist (Schritt
502). Wenn Spp AUS ist, kann geschlußfolgert werden, daß das Signal
Sp sich in diesem Moment von AUS in EIN geändert hat (das Fahrzeug
ist gerade zu einem Halt gekommen), und eine Motorposition wird dann
aus dem Codierimpulssignal Y bestimmt und als der Positionsbefehlswert
P zur Positionssteuerung (Schritt 503) ausgegeben.
Als nächstes wird bestimmt, ob das Fahrentfernungsspezifikationssignal
SWp von dem Fahrentfernungsspezifikationsschalter 413 EIN ist (Schritt
504). (Wenn der Fahrentfernungsspezifikationsschalter 413 gedrückt ist,
ist das Fahrentfernungsspezifikationssignal SWp EIN, und der Positions
befehlswert P des Motors verändert sich von der Position, wo das Fahr
zeug hält in eine spezifizierte Position mehrere Meter vorwärts oder
rückwärts.) Wenn das Signal SWp EIN ist, wird eine weitere Bestim
mung durchgeführt (Schritt 505), ob SWpp (der Wert SWp bei der
vorherigen Abtastung) AUS ist. Wenn SWpp AUS ist (Schalter 613
wurde nicht bei der vorherigen Abtastung gedrückt), kann davon ausge
gangen werden, daß das Signal SWp sich in diesem Moment von AUS
in EIN geändert hat. Somit wird FLAG = 1 gesetzt, was automatisches
Fahren anzeigt (Schritt 506); und wenn vorwärts durch das Modussignal
MD von dem Vorwärts/Rückwärts-Wählhebel 414 ausgewählt wird, wird
der Befehl A zu dem Positionsbefehlswert P zur Positionssteuerung
addiert, oder wenn rückwärts gewählt ist, wird der Befehlswert A von
dem Positionsbefehlswert P subtrahiert (Schritte 507, 508, 509). (Der
Befehlswert A stellt eine Änderung der Motorposition dar, die dem
Fahren des Fahrzeuges um mehrere Meter entspricht.)
Als nächstes wird geprüft, ob FLAG = 1 ist (d. h., das Fahrzeug ist bei
automatischem Fahren) (Schritt 510). Wenn dem so ist und wenn die
Bremse EIN und die Motordrehzahl 0 ist, wird die Motorposition von
dem Codierimpulssignal Y berechnet und wird als der Positionsbefehls
wert P für die Positionssteuerung ausgegeben (Schritte 511, 512). Es
wird dann bestimmt, ob der Motorpositionsbefehlswert P gleich der
aktuellen Motorposition ist (Schritt 513), und wenn dem so ist, wird
automatisches Fahren beendet und FLAG = 0 gesetzt (Schritt 514). Die
Schritte 510, 511, 512, 513 und 514 zeigen an, daß automatisches Fahren
durch die Positionssteuerung beendet wird, wenn das Fahrzeug durch
Intensivieren der Bremskraft angehalten wird, und das Fahrzeug fährt um
eine spezifizierte Entfernung, so daß der Motorpositionsbefehlswert P und
die Motorposition einander gleich werden. In Schritt 515 wird der Wert
des Signales SWp als die Variable SWpp für die nächste Abtastung
gespeichert. In Schritt 516 wird das Signal Sp als die Variable Spp für
die nächste Abtastung gespeichert. Dann wird ein Rückkehrbefehl
(Schritt 517) abgesendet, und eine einzige Iteration der Positionsbefehls
ausgabeverarbeitung wird abgeschlossen.
Durch Verwenden der in Fig. 6 gezeigten Konfiguration und der in den
Fig. 2, 4, 5 und 7 gezeigten Verarbeitungsschritte wird, wenn das Fahr
zeug hält, die Motorsteuerung von Drehmomentsteuerung in Positions
steuerung geschaltet, und der Positionsbefehl wird erstellt, um mit der
Motorposition übereinzustimmen, wenn das Fahrzeug hält. Somit kann,
selbst wenn ein Bediener die Bremsen, nachdem das Fahrzeug hält, löst,
das Fahrzeug in der Halteposition bleiben, ohne sich nach vorn oder
zurück zu bewegen. Wenn der Fahrentfernungsspezifikationsschalter 413
während der Positionssteuerung gedrückt wird, fährt das Fahrzeug auto
matisch um eine spezifizierte Entfernung nach vorn oder zurück. Es
sollte bemerkt werden, daß die Fahrentfernung durch die Anzahl be
stimmt wird, wie oft der Schalter 413 gedrückt wird. Somit braucht er;
nimmt man an, daß das Fahrzeug bei einem einzigen Drücken des
Schalters einen Meter fährt, wenn der Bediener das Fahrzeug fünf Meter
nach vorn bewegen möchte, nur den Schalter 413 fünfmal zu drücken.
Für solches automatisches Fahren ist die Geschwindigkeit des Fahrzeuges
aus Sicherheitsgründen auf eine sehr niedrige Grenze beschränkt.
Automatisches Fahren kann beendet werden, wenn das Fahrzeug angehal
ten wird durch Intensivieren der an die Bremsen angelegten Kraft,
woraufhin das Fahrzeug um eine spezifizierte Entfernung fährt und
verbleibt, wo das automatische Fahren beendet wird. Wenn der Bedie
ner das Beschleunigungspedal während eines Haltens oder Fahrens bei
Positionssteuerung drückt, wird Positionssteuerung aufgehoben, so daß das
Fahrzeug zu normalem Drehzahlfahren zurückkehren kann oder mit
Drehmomentsteuerung fahren kann.
Noch eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung ist in Fig. 8 ge
zeigt. Das rechte und das linke Hinterrad 602a und 602b des elek
trischen Fahrzeuges 601 sind mit dem Induktionsmotor 603 über ein
Differential 616 verbunden, das durch den Wechselrichter 604 angetrieben
wird, der seinerseits durch den PWM-Impuls Pw gesteuert wird und den
Strom von der Batterie 605 umwandelt, um den Motor zu speisen. Die
Steuerungseinheit 606 erzeugt PWM-Impulse Pw in Antwort auf den
Wert Xa des Herunterdrückens des Beschleunigungspedals, der von dem
Beschleunigungspedal 607 empfangen wird, auf den Wert Xb des Brems
druckes, der von dem Bremspedal 608 erhalten wird, auf die Impuls
signale Y von dem Codierer 609, der an dem Motor 603 installiert ist,
auf das Fahrentfernungsspezifikationssignal SWp von dem Fahrentfer
nungsspezifikationsschalter 613, auf das Modussignal MD von dem Rück
wärts/Vorwärts-Wählhebel 614, auf das automatische Lenkwählsignal SWst
von dem automatischen Lenkschalter 617 und auf den Stromerfassungs
wert i des Induktionsmotors.
Die Steuerungsvorrichtung 606 weist einen Schaltkreis 610 zum Erzeugen
eines Drehzahl/Drehmoment-Befehles, einen Wählschaltkreis 611 zur Posi
tionssteuerung, einen Schaltkreis 612 zur Erzeugung eines Positionsbefehls
und einen Motorsteuerschaltkreis 615 auf. Die Vorrichtung 610 zur
Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles errechnet einen Motor
drehzahl- oder Drehmomentbefehlswert R, um den gewünschten Betrieb
des Motors 603 auf der Basis des Wertes des Herunterdrückens Xa des
Beschleunigungspedals und des Bremsdruckes Xb zu erzielen und gibt an
den Motorsteuerschaltkreis 615 aus. Der Wählschaltkreis 611 zur Posi
tionssteuerung wählt die Motorpositionssteuerung gemäß dem in Fig. 2
gezeigten Verfahren und gibt das Positionssteuerwählsignal Sp an den
Motorsteuerschaltkreis 615 aus. Der Schaltkreis 612 zur Erzeugung eines
Positionsbefehles errechnet den Positionsbefehlswert P in einer hier
nachfolgend beschriebenen Art und gibt an den Motorsteuerschaltkreis
615 aus. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, steuert der Motorsteuer
schaltkreis 615 gewöhnlich entweder die Drehzahl oder das Drehmoment
des Motors 603 in Antwort auf den Drehzahl- oder Drehmomentbefehls
wert R; jedoch steuert, wenn die Motorpositionssteuerung durch das
Positionssteuerwählsignal Sp ausgewählt wird, der Steuerschaltkreis 615
die Motorposition gemäß dem Motorpositionsbefehlswert P.
Der Schaltkreis 612 zur Erzeugung eines Positionsbefehles gibt das
Lenkwinkelsteuerwählsignal Sst und den Lenkwinkelbefehl Rs an die
elektrische Servolenkeinheit 625 in einer nachfolgend beschriebenen Art
aus. Der elektrische Servolenkabschnitt 625 weist ein Lenkrad 618,
Getriebe 619 und 620, einen Motor 621, einen Drehmomentsensor 622,
einen Motorsteuerschaltkreis 623 und eine Batterie 624 auf. Er steuert
den Lenkwinkel des Lenkrades gemäß dem Lenkwinkelbefehl Rs, um die
Vorderräder zu lenken, und zwar nur dann, wenn das Lenkwinkelsteuer
wählsignal Sst von dem Schaltkreis 612 zur Erzeugung eines Positions
befehles EIN ist. Wenn das Lenkwinkelsteuerwählsignal Sst AUS ist,
wird das Drehmoment, das durch den Bediener angelegt wird, um das
Lenkrad zu steuern, durch den Drehmomentsensor 622 erfaßt, um ein
Verarbeiten für das elektrische Servolenken auszuführen und um den
Lenkbetrieb durch ,das Motordrehmoment zu unterstützen.
Fig. 9 zeigt Flußdiagramm der in dem Schaltkreis 612 zur Erzeugung
eines Positionsbefehles ausgeführten Verarbeitungsschritte. Verarbeiten
wird an festen Intervallen eingeleitet (Schritt 500) durch das Mikrocom
puterbetriebssystem (OS). Zuerst wird bestimmt, ob die Ausgabe des
Signals Sp von der Positionssteuerwählverarbeitung (Fig. 2) EIN ist
(Schritt 701), und wenn dem so ist, ob der Wert Spp (das Signal Sp zu
der vorherigen Abtastzeit) AUS ist (Schritt 702). Wenn Spp AUS ist,
kann geschlußfolgert werden, daß das Signal Sp sich in dem Moment von
AUS auf EIN geändert hat, und dann wird eine Motorposition von dem
Codierimpulssignal Y bestimmt und als der Positionsbefehlswert P für die
Positionssteuerung ausgegeben (Schritt 703).
Als nächstes wird bestimmt, ob das Fahrentfernungsspezifikationssignal
SWp von dem Fahrentfernungsspezifikationsschalter 613 EIN ist (Schritt
704). (Wenn der Fahrentfernungsspezifikationsschalter 613 gedrückt ist,
ist das Fahrentfernungsspezifikationssignal SWp EIN, und der Positions
befehlswert P des Motors wird von der Position, wo das Fahrzeug hält,
in eine spezifizierte Position einige Meter vorwärts oder rückwärts ge
ändert.) Wenn das Signal SWp EIN ist, wird eine weitere Bestimmung
durchgeführt (Schritt 705), ob SWpp des Wertes SWp zu der vorherigen
Abtastzeit AUS ist. Wenn SWpp AUS ist (Schalter 613 war bei der
letzten Abtastzeit nicht gedrückt), kann angenommen werden, daß das
Signal SWp sich in dem Moment von AUS auf EIN geändert hat.
Somit wird FLAG = 1 gesetzt, was automatisches Fahren (Schritt 706)
anzeigt; und vorwärts wird ausgewählt durch das Modussignal MD von
dem Vorwärts/Rückwärts-Wählhebel 614, der Befehl A wird zu dem
Positionsbefehlswert P für die Positionssteuerung addiert, oder wenn
rückwärts ausgewählt wird, wird der Befehlswert A von dem Positions
befehlswert P subtrahiert (Schritte 707, 708, 709). (Hier stellt der
Befehlswert A eine Änderung der Motorposition dar, die dem Bewegen
des Fahrzeuges um mehrere Meter entspricht.) Des weiteren wird eine
Bestimmung vorgenommen, ob das automatische Lenkwählsignal SWst von
dem automatischen Lenkschalter 617 EIN ist (Schritt 710), und wenn
dem so ist, wird angenommen, daß automatisches Lenken ausgewählt ist
und daß das Lenkwinkelsteuerwählsignal Sst zu dem Lenkwinkelsteuer
abschnitt 625 EIN geschaltet wird (Schritt 711).
Als nächstes wird abgefragt, ob FLAG = 1 ist, (d. h. das Fahrzeug ist in
dem automatischen Fahrmodus) (Schritt 712). Wen dem so ist und
wenn das Lenkwinkelsteuerwählsignal Sst EIN ist (Schritt 713) wird der
Lenkwinkelbefehl RS errechnet und ausgegeben (Schritt 714). (Fig. 10
zeigt die Details von Schritt 714.) Wenn die Bremse EIN und die
Motordrehzahl 0 ist, wird die Motorposition von dem Codierimpulssignal
Y errechnet und wird als der Positionsbefehlswert für die Positionssteue
rung (Schritte 715, 716) ausgegeben. Es wird dann bestimmt, ob der
Motorpositionsbefehlswert P gleich der aktuellen Motorposition ist (Schritt
717), und wenn dem so ist, wird das automatische Fahren beendet,
FLAG = 0 gesetzt, und das Lenkwinkelsteuerwählsignal Sst wird AUS
geschaltet (Schritte 718, 719). Die Schritte 712, 715, 716, 717 und 718
zeigen an, daß die automatische Fahrpositionssteuerung beendet wird,
wenn das Fahrzeug durch Intensivierung der Bremskraft angehalten wird
und das Fahrzeug eine spezifizierte Entfernung fährt, so daß der Motor
positionsbefehlswert P und die Motorposition einander gleich werden. In
Schritt 720 wird der Wert des Signales SWp als die Variable SWpp für
die nächste Abtastung gespeichert, und in Schritt 721 wird das Signal Sp
als die Variable Spp für die nächste Abtastung gespeichert. Dann wird
ein Rückkehrbefehl abgesendet (Schritt 722), und eine einfache Iteration
der Positionsbefehlausgabeverarbeitung wird abgeschlossen.
Fig. 10 zeigt die Details der Verarbeitung in Schritt 714 von Fig. 9.
Zunächst wird die Entfernung, die sich das Fahrzeug durch automatisches
Fahren bewegt hat, bestimmt (Schritt 800) auf der Basis des Ausgabesig
nals Y von dem Codierer 9 am Motor 3. (Anfangs ist beim Einsetzen
des automatischen Fahrens diese Entfernung 0.) Als nächstes wird der
Lenkwinkelbefehl RS bestimmt und an den Lenkwinkelsteuerabschnitt 625
(Schritte 801, 802) ausgegeben; das wird mittels einer in einem ROM
gespeicherten Tabelle ausgeführt, indem der bestimmte Wert für die
automatische Fahrentfernung als Variable verwendet wird. Dieser Prozeß
wird zu festen Zeitintervallen wiederholt während des automatischen
Fahrens, bis eine gewünschte Position erreicht ist.
Das ROM wird während des Herstellens programmiert, um zahlreiche
automatische Fahrmuster zu enthalten. Um den automatischen Fahr
modus einzuleiten, positioniert der Bediener das Fahrzeug an einem
bekannten festen Bezugspunkt relativ zu einer gewünschten Fahrzeug
position (z. B. ein Parkplatz). Danach wird ein geeignetes automatisches
Fahrmuster ausgewählt, und zwar entweder durch den Bediener oder
durch den Mikrocomputer. In letzterem Fall wird die Auswahl auf der
Basis der Endposition des Fahrzeuges unter Steuerung durch den Bedie
ner während eines "Lern"-Modus in einer Art ausgeführt, die der Fach
mann verstehen wird.
Durch Verwenden der in Fig. 8 gezeigten Konfiguration und der in den
Fig. 2, 4, 5, 9 und 10 gezeigten Verarbeitungsschritte wird die Motor
steuerung, wenn das Fahrzeug anhält, von Drehmomentsteuerung in
Positionssteuerung geändert, und der Positionsbefehl wird erstellt, um mit
der Motorposition zu der Zeit, wenn das Fahrzeug hält, übereinzustim
men. Somit kann das Fahrzeug, wenn ein Bediener die Bremsen, nach
dem das Fahrzeug hält, löst, dort bleiben, ohne sich rückwärts und
vorwärts zu bewegen. Des weiteren bewegt sich, wenn der Fahrentfer
nungsspezifikationsschalter 613 während Positionssteuerung gedrückt ist,
das Fahrzeug automatisch um eine spezifizierte Entfernung vorwärts oder
rückwärts. (Für solch automatisches Fahren ist aus Sicherheitsgründen
die Geschwindigkeit des Fahrzeuges auf einen sehr niedrigen Grenzwert
beschränkt.) Wenn der Fahrentfernungsspezifikationsschalter 613 EIN
geschaltet wird, nachdem der automatische Lenkschalter 617 EIN geschal
tet ist, kann automatisches Lenken zur selben Zeit wie automatisches
Fahren vorgenommen werden, wodurch eine einfache Methode zum
automatischen Bewegen des Fahrzeuges z. B. in eine Garage gewährleistet
ist. Durch Vorbereiten von mehreren Kennfeldern von Lenkradwinkeln
und der Fahrentfernung können verschiedene Garagen oder Parkplätze
gehandhabt werden.
Automatisches Fahren wird beendet, wenn das Fahrzeug angehalten wird
durch Intensivieren der an den Bremsen angelegten Kraft, woraufhin das
Fahrzeug eine spezifizierte Entfernung fährt, so daß es dort an der
Position bleibt, wo sein automatisches Fahren beendet ist. Wenn der
Bediener das Beschleunigungspedal drückt während eines Haltes oder
Fahrens bei Positionssteuerung, wird die Positionssteuerung gelöscht, so
daß das Fahrzeug in normales Drehzahlfahren rückgeführt werden kann
oder es bei Drehmomentsteuerung fährt.
Noch eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung ist in Fig. 11
dargestellt. Das rechte und das linke Hinterrad 902a und 902b des
elektrischen Fahrzeuges 901 sind mit dem Induktionsmotor 903 über eine
Übertragung 917 und ein Differential 916 verbunden und durch den
Wechselrichter 904 angetrieben, der wiederum durch den PWM-Impuls
Pw gesteuert wird und den Strom von der Batterie 905 umwandelt, um
den Motor zu speisen. Die Steuerungseinheit 906 erzeugt einen PWM-
Impuls Pw in Antwort auf den Wert Xa des Herunterdrückens des
Beschleunigungspedals, der von dem Beschleunigungspedal 907 empfangen
wird, den Wert Xb des Bremsdruckes, der von dem Bremspedal 908
erhalten wurde, das Impulssignal Y von dem Codierer 909, der an dem
Motor 903 installiert ist, das Impulssignal Ytr von dem Codierer 918, der
an dem linken Hinterrad installiert ist, das Fahrentfernungsspezifikations
signal SWp von dem Fahrentfernungsspezifikationsschalter 913, das Mo
dussignal MD von dem Rückwärts/Vorwärts-Wählhebel 914 und den
Stromerfassungswert i des Induktionsmotors.
Die Steuerungsvorrichtung 906 weist einen Schaltkreis 910 zur Erzeugung
eines Drehzahl/Drehmoment-Befehles, einen Wählschaltkreis 911 zur
Positionssteuerung, einen Schaltkreis 912 zur Erzeugung eines Positions
befehles und einen Motorsteuerschaltkreis 915 auf. Der Schaltkreis 910
zur Erzeugung eines Drehzahl/Drehmoment-Befehls errechnet einen Mo
tordrehzahl- oder -drehmomentbefehlswert R, um einen gewünschten
Betrieb des Motors 903 zu erreichen, der auf dem Wert Xa des Her
unterdrückens des Beschleunigungspedals und dem Wert Xb des Brems
druckes basiert, und gibt an den Motorsteuerschaltkreis 915 aus. Der
Wählschaltkreis 911 zur Positionssteuerung wählt den Motorpositions
steuermodus gemäß dem in Fig. 12 gezeigten Verfahren und gibt ein
Positionssteuerwählsignal Sp an den Motorsteuerschaltkreis 915 aus. Weil
die Motordrehzahl von der Raddrehzahl verschieden sein kann, wenn das
Motordrehmoment durch die Übertragung 917 übertragen wird, wird in
dieser Ausführungsform die Raddrehzahl von einem Impuls Ytr von dem
Codierer 918, der an dem Rad installiert ist, errechnet. Wenn die
Raddrehzahl 0 ist, wählt der Wählschaltkreis 911 zur Positionssteuerung
die Positionssteuerung.
Der Schaltkreis 912 zur Erzeugung eines Positionsbefehles errechnet
einen Positionsbefehlswert P in der in Fig. 13 gezeigten Art und gibt an
den Motorsteuerschaltkreis 915 aus. Der Motorsteuerschaltkreis 915
steuert gewöhnlich entweder die Drehzahl oder das Drehmoment des
Motors 903 in Antwort auf den Drehzahl- oder Drehmomentbefehlswert
R, der; wie in Fig. 14 und 15 gezeigt, abgeleitet wird; jedoch wird, wenn
die Positionssteuerung durch das Positionssteuerwählsignal Sp ausgewählt
wird, die Positionssteuerung für die Räder gemäß dem Positionsbefehls
wert P ausgeführt. Als ein Ergebnis kann die Position des Fahrzeuges
gesteuert werden.
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsschritte zeigt, die in
dem Wählschaltkreis 911 zur Positionssteuerung ausgeführt werden.
Verarbeiten wird zu festen Intervallen eingeleitet (Schritt 920) durch ein
Mikrocomputerbetriebssystem (OS). Zuerst wird bestimmt, ob das Signal
Sp EIN ist (Positionssteuerung gewählt) oder AUS ist (Positionssteuerung
nicht gewählt). Wenn die Positionssteuerung nicht EIN ist, wird die
Raddrehzahl von dem Codiererimpulssignal Yt dem Rades (Schritt 922)
errechnet, und es wird bestimmt, ob die Raddrehzahl 0 ist (Schritt 923).
Wenn die Raddrehzahl 0 ist, wird das Positionssteuerwählsignal Sp auf
EIN gesetzt (Schritt 924), während, wenn die Raddrehzahl nicht 0 ist,
Schritt 924 umgangen wird, und das Signal Sp bleibt AUS. Wenn in
Schritt 921 die Positionssteuerung EIN ist, wird eine Bestimmung vor
genommen, ob das Beschleunigungspedal EIN ist (Schritt 925), und wenn
dem so ist, wird das Signal Sp AUS geschaltet, um die Positionssteue
rung zu löschen (Schritt 926). Ein Rückkehrbefehl (Schritt 927) wird
dann abgesendet, und eine einfache Iteration des Positionssteuerwähl
prozesses ist abgeschlossen.
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsschritte zeigt, die in
dem Schaltkreis 912 zur Erzeugung eines Positionsbefehls ausgeführt
werden. Verarbeiten wird zu festen Intervallen eingeleitet (Schritt 930)
durch ein Mikrocomputerbetriebssystem (OS), eine Bestimmung wird
zuerst vorgenommen, ob der Ausgang des Signales Sp von der Positions
steuerwählverarbeitung, die in Fig. 12 gezeigt ist, EIN ist (Schritt 931),
und wenn dem so ist, wird eine weitere Bestimmung vorgenommen, ob
der Wert Spp (das Signal Sp zu der vorherigen Abtastzeit) AUS ist
(Schritt 932). Wenn Spp AUS ist, kann geschlußfolgert werden, daß sich
das Signal Sp in dem Moment von AUS in EIN geändert hat, und eine
Radposition wird dann von dem Codierimpulssignal Ytr bestimmt und als
der Positionsbefehlswert P für die Positionssteuerung ausgegeben (Schritt
933).
Als nächstes wird bestimmt, ob der Fahrentfernungsspezifikationsschalter
913 EIN ist (Schritt 934). (Wenn der Fahrentfernungsspezifikations
schalter 913 gedrückt ist, wird das Fahrentfernungsspezifikationssignal
SWp EIN geschaltet, und der Positionsbefehlswert P des Rades wird von
der Position, wo das Fahrzeug hält, in eine spezifizierte Position mehrere
Meter vorwärts oder rückwärts geändert.) Wenn das Signal SWp EIN
ist, wird eine weitere Bestimmung (Schritt 705) vorgenommen, ob SWpp
(der Wert SWp bei der vorherigen Abtastzeit) AUS ist (Schritt 935).
Wenn SWpp AUS ist (Schalter 913 war bei der vorherigen Abtastung
nicht gedrückt), kann geschlußfolgert werden, daß das Signal SWp sich
in dem Moment von AUS in EIN geändert hat. Somit wird FLAG =
1 gesetzt, was automatisches Fahren anzeigt (Schritt 936); und wenn
vorwärts durch das Modussignal MD von dem Vorwärts/Rückwärts-Wähl
hebel 914 gewählt ist, wird der Befehl A zu dem Positionsbefehlswert P
für die Positionssteuerung addiert, oder wenn rückwärts gewählt wird,
wird der Befehlswert A von dem Positionsbefehlswert P subtrahiert
(Schritte 937, 938, 939). (Hier stellt der Befehlswert A das Bewegen
eines Fahrzeuges um eine spezifizierte Entfernung dar.)
Als nächstes wird abgefragt, ob FLAG = 1 ist (d. h. das Fahrzeug ist im
automatischen Fahrmodus) (Schritt 940). Wenn dem so ist, wenn die
Bremse EIN ist und die Raddrehzahl 0 ist, wird die Radposition von
dem Codierimpulssignal Ytr errechnet und als der Positionsbefehlswert P
für die Positionssteuerung ausgegeben (Schritte 941, 942). Es wird dann
bestimmt, ob der Positionsbefehlswert P gleich der aktuellen Radposition
ist (Schritt 943), und wenn dem so ist, wird automatisches Fahren been
det, und es wird FLAG = 0 gesetzt (Schritt 944). Die Schritte 940,
941, 942, 943 und 944 zeigen an, daß automatisches Fahren durch Posi
tionssteuerung beendet wird, wenn das Fahrzeug angehalten wird durch
Intensivieren der Bremskraft, und das Fahrzeug fährt eine spezifizierte
Entfernung, so daß der Positionsbefehlswert P und die Radposition
einander gleich werden. In Schritt 945 wird der Wert des Signals SWp
als die Variable SWpp für die nächste Abtastung gespeichert, und in
Schritt 946 wird das Signal Sp als die Variable Spp für die nächste
Abtastung gespeichert. Dann wird ein Rückkehrbefehl (Schritt 947)
abgesendet, und eine einfache Iteration der Positionsbefehlsausgabever
arbeitung ist abgeschlossen.
Fig. 14 ist das Blockdiagramm des Motorsteuerschaltkreises 915, das den
Fall darstellt, wo die Vorrichtung 910 zur Erzeugung des Drehzahl/
Drehmoment-Befehles einen Drehmomentbefehlswert R absendet. In
Antwort auf das Codiersignal Ytr erzeugt der Positionserfassungsschaltkreis
950 ein Radpositionssignal, das mit dem Positionsbefehlswert P verglichen
wird, und die Positionssteuerung 951 wird berechnet, um einen Drehzahl
befehlswert ωC auszugeben. (Der Maximalwert des Drehzahlbefehls ist
aus Sicherheitsgründen begrenzt.) Die durch den Drehzahlerfassungs
schaltkreis 952 vom Codiersignal Y empfangene Motorgeschwindigkeit ω
wird mit dem Drehzahlbefehlswert ωC verglichen, und die Drehzahlsteue
rung 953 wird berechnet, und der Drehmomentbefehlswert γP wird
ausgegeben. Wenn das Positionssteuerwählsignal Sp EIN ist, gibt der
Schalt-Schaltkreis 954 einen Drehmomentbefehlswert γP als den Drehmo
mentbefehl γ0 aus, und wenn Sp AUS ist, wird der von der Vorrichtung
910 zur Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehls erhaltene Drehmo
mentbefehlswert R als der Drehmomentbefehlswert γ0 ausgegeben. Die
Stromsteuerung 955 empfängt den Drehmomentbefehlswert γ0 sowie
einen Wert für den Strom i, der zu dem Induktionsmotor 903 fließt, und
erzeugt einen Spannungssteuerungsbefehl in der Form eines Impulses Pw.
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm des Motorsteuerschaltkreises 915, der
analog zu dem von Fig. 14 ist außer; daß in Fig. 15 die Vorrichtung 910
zur Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles einen Drehzahlbefehls
wert R absendet, im Gegensatz zu dem Drehmomentbefehlswert in Fig. 14.
Der Betrieb des in Fig. 15 gezeigten Schaltkreises ist ähnlich zu
dem von Fig. 14. Das heißt der Positionserkennungsschaltkreis 960
erzeugt ein Radpositionssignal in Antwort auf das Codiersignal Ytr. Das
Radpositionssignal wird mit dem Positionsbefehlswert P verglichen, und
die Positionssteuerung 961 wird berechnet, um einen Drehzahlbefehlswert
ωP auszugeben. (Der Maximalwert des Drehzahlbefehls ist aus Sicher
heitsgründen begrenzt.) Wenn das Positionssteuerwählsignal Sp EIN ist,
gibt der Wählschaltkreis 962 den Drehzahlbefehlswert ωP als den Dreh
zahlbefehlswert ωC aus, und wenn Sp AUS ist, gibt er den von der
Vorrichtung 910 zur Erzeugung des Drehzahl/Drehmoment-Befehles erhal
tenen Drehzahlbefehlswert R als den Drehzahlbefehlswert ωC aus. Die
durch die Drehzahlerfassung 963 von dem Codiersignal Y erhaltene
Motordrehzahl ω wird mit dem Drehzahlbefehlswert ωC verglichen, und
der ASR-Abschnitt 964 berechnet einen Drehmomentbefehlswert γ0. Die
Stromsteuerung 965 empfängt den Drehmomentbefehlswert τ0 und einen
Wert für den Strom i, der zu dem Induktionsmotor 903 fließt, und
erzeugt einen Spannungssteuerungsbefehl in der Form von Impulsen PW.
Unter Verwendung der in Fig. 11 gezeigten Konfiguration und der in
den Fig. 12, 13, 14 und 15 gezeigten Verarbeitung wird, wenn das
Fahrzeug hält, die Motorsteuerung von Drehmomentsteuerung in Posi
tionssteuerung geändert, so daß der Positionsbefehl mit der Radposition
zu der Zeit, wenn das Fahrzeug hält, übereinstimmt. Somit wird, wenn
ein Bediener die Bremsen, nachdem das Fahrzeug hält, löst, das Fahr
zeug dort gehalten, ohne sich rückwärts und vorwärts zu bewegen.
Obwohl der Codierer an dem linken Hinterrad befestigt ist, um die
Fahrzeugposition zu erfassen, kann er an einem anderen nicht angetriebe
nen Rad befestigt werden, oder mehrere Codierer können verwendet
werden, um die Fahrzeugposition durch Erfassen von Schlupf zu steuern.
Wenn der Fahrentfernungsspezifikationsschalter 913 während Positions
steuerung gedrückt ist, bewegt sich das Fahrzeug automatisch vorwärts
oder rückwärts um eine spezifizierte Entfernung, wobei seine Fahrge
schwindigkeit aus Sicherheitsgründen auf sehr niedrige Grenzwerte be
schränkt ist. So eine automatische Bewegung wird beendet, wenn das
Fahrzeug durch Intensivierung der an den Bremsen angelegten Kraft
angehalten wird, woraufhin das Fahrzeug sich um eine spezifizierte
Entfernung bewegt, und verbleibt, wo die automatische Bewegung been
det wird. Wenn der Bediener während eines Haltezustandes das Be
schleunigungspedal drückt oder während des Bewegens in Positionssteue
rung, wird die Positionssteuerung aufgehoben, so daß das Fahrzeug in
normales Geschwindigkeitsfahren oder Fahren bei Drehmomentsteuerung
zurückgeführt werden kann.
Die Erfindung stellt somit ein elektrisches Fahrzeug bereit, das an einem
willkürlichen Platz angehalten werden kann, die Halteposition ohne
Bedienung einer Hilfseinrichtung durch den Bediener halten kann, sich
von einer Anhalteposition in eine zweite, gewünschte Position bewegen
kann, die eine definierte Entfernung von der Anhalteposition entfernt ist,
und dann die letztere Position halten kann.
Das Fahrzeug ist leicht an einer Schräge anzufahren, weil es sich nicht
von seiner Anhalteposition bewegt. Es wird auch verhindert, daß es
herausgestoßen wird, wenn ein anderes Fahrzeug mit ihm kollidiert.
Schließlich erleichtert der Gebrauch der automatischen Fahrfunktion beim
Parken in eine Parklücke das Parken.
Obwohl die Erfindung im Detail beschrieben und illustriert worden ist,
ist klar, daß selbige nur anschauungshaft und beispielhaft ist und nicht
als Begrenzung zu sehen ist. Das Wesen und der Schutzbereich der vor
liegenden Erfindung soll nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt
sein.
Claims (21)
1. Verfahren zum Steuern des Betriebes eines durch einen Elektromo
tor angetriebenen Fahrzeuges, das die Schritte aufweist:
Steuern des Betriebes des Elektromotors in Antwort auf ein Dreh zahl/Drehmomentsteuersignal, das von der Eingabe von einem Fahr zeugbediener abgeleitet ist;
Erfassen, wenn das Fahrzeug zu einem Halt kommt, und Erzeugen eines Positionssteuerwählsignales in Antwort darauf;
Erzeugen eines Positionssteuersignals in Antwort auf eine gewünschte Halteposition, die durch den Bediener des Fahrzeuges eingegeben ist; und
wenn das Positionssteuerwahlsignal in Betrieb ist, Steuern des Elek tromotors in Antwort auf das Positionssteuersignal.
Steuern des Betriebes des Elektromotors in Antwort auf ein Dreh zahl/Drehmomentsteuersignal, das von der Eingabe von einem Fahr zeugbediener abgeleitet ist;
Erfassen, wenn das Fahrzeug zu einem Halt kommt, und Erzeugen eines Positionssteuerwählsignales in Antwort darauf;
Erzeugen eines Positionssteuersignals in Antwort auf eine gewünschte Halteposition, die durch den Bediener des Fahrzeuges eingegeben ist; und
wenn das Positionssteuerwahlsignal in Betrieb ist, Steuern des Elek tromotors in Antwort auf das Positionssteuersignal.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Steuerns des
Elektromotors in Antwort auf das Positionssteuersignal den Schritt
aufweist:
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug in
der gewünschten Halteposition zu halten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wo die gewünschte Halteposition eine
Position des Fahrzeuges ist, bei der es zu einem Halt gekommen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die gewünschte Halteposition
eine gewählte Entfernung von einer Position des Fahrzeuges ist, bei
der es zu einem Halt gekommen ist, und bei dem der Schritt des
Steuerns des Elektromotors in Antwort auf das Positionssteuersignal
die Schritte aufweist:
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug um die gewählte Entfernung in die gewünschte Halteposition zu bewe gen; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug in der gewünschten Halteposition zu halten.
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug um die gewählte Entfernung in die gewünschte Halteposition zu bewe gen; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug in der gewünschten Halteposition zu halten.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Fahrzeug einen Speicher
mit einer Vielzahl darin gespeicherter automatischer Fahrmuster hat
und bei dem der Schritt des Steuerns des Drehmomentes des Elek
tromotors, um das Fahrzeug zu bewegen, die Schritte aufweist:
Bringen des Fahrzeuges zu einem Halt an einen bekannten festen Bezugspunkt;
Auswählen eines gewünschten automatischen Fahrmusters aus den gespeicherten automatischen Fahrmustern; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors gemäß dem gewünsch ten automatischen Fahrmuster.
Bringen des Fahrzeuges zu einem Halt an einen bekannten festen Bezugspunkt;
Auswählen eines gewünschten automatischen Fahrmusters aus den gespeicherten automatischen Fahrmustern; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors gemäß dem gewünsch ten automatischen Fahrmuster.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Auswahl des gewünschten
automatischen Fahrmusters durch einen Bediener des Fahrzeuges
vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die gespeicherten automati
schen Fahrmuster durch einen Datenprozessor an Bord des Fahr
zeuges in Antwort auf die Steuerbewegung des Fahrzeuges durch
den Bediener von einem festen Bezugspunkt in eine gewünschte
Halteposition erlernt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Auswahl des gewünschten
automatischen Fahrmusters durch einen Datenprozessor an Bord des
Fahrzeuges vorgenommen wird, der auf einer Halteposition des
Fahrzeuges basiert, wenn es zuerst in eine gewünschte Halteposition
bewegt wird.
9. Verfahren des Steuerns des Betriebes eines durch einen Elektromo
tor angetriebenen Fahrzeuges, das die Schritte aufweist:
Erfassen, wenn das Fahrzeug zu einem Halt kommt;
Erfassen einer anfänglichen Halteposition des Motors, wenn das Fahrzeug zu einem Halt kommt; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug in einer gewünschten Halteposition zu halten.
Erfassen, wenn das Fahrzeug zu einem Halt kommt;
Erfassen einer anfänglichen Halteposition des Motors, wenn das Fahrzeug zu einem Halt kommt; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug in einer gewünschten Halteposition zu halten.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die gewünschte Halteposition
durch einen Fahrzeugbediener bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die gewünschte Halteposition
die anfängliche Halteposition ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die gewünschte Halteposition
eine gewählte Entfernung von der anfänglichen Halteposition ist, und
bei dem der Schritt des Steuerns des Drehmomentes des Elektromo
tors weiterhin den Schritt aufweist:
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug um
die gewählte Entfernung in die gewünschte Halteposition zu bewe
gen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Fahrzeug einen Speicher
mit einer Vielzahl von darin gespeicherten automatischen Fahrmu
stern hat, und bei dem der Schritt des Steuerns des Drehmomentes
des Elektromotors, um das Fahrzeug zu bewegen, die Schritte auf
weist:
Bringen des Fahrzeuges zu einem Halt an einen bekannten festen Bezugspunkt;
Auswählen eines gewünschten automatischen Fahrmusters;
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug gemäß dem gewünschten automatischen Fahrmuster zu bewegen.
Bringen des Fahrzeuges zu einem Halt an einen bekannten festen Bezugspunkt;
Auswählen eines gewünschten automatischen Fahrmusters;
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug gemäß dem gewünschten automatischen Fahrmuster zu bewegen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Wahl des gewünschten
automatischen Fahrmusters durch einen Bediener des Fahrzeuges
vorgenommen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die gespeicherten automati
schen Fahrmuster durch einen Datenprozessor an Bord des Fahr
zeuges in Antwort auf die Steuerung der Bewegung des Fahrzeuges
durch den Bediener von dem festen Bezugspunkt in die gewünschte
Halteposition erlernt werden.
16. Verfahren des Betreibens eines durch einen Elektromotor angetriebe
nen Fahrzeuges, das die Schritte aufweist:
Erzeugen eines Positionssteuerwählsignales, wenn das Fahrzeug ange halten wird;
Erzeugen eines Drehmomentsignals; und
Steuern des Elektromotors in Antwort auf das Drehmomentsignal;
wobei das Drehmomentsignal in Antwort auf eine gewünschte Fahr zeuggeschwindigkeit bestimmt wird, wenn kein Positionssteuerwähl signal erzeugt wird, und wobei das Drehmomentsignal gemäß einer gewünschten Fahrzeugposition bestimmt wird, wenn das Positions steuerwählsignal erzeugt wird.
Erzeugen eines Positionssteuerwählsignales, wenn das Fahrzeug ange halten wird;
Erzeugen eines Drehmomentsignals; und
Steuern des Elektromotors in Antwort auf das Drehmomentsignal;
wobei das Drehmomentsignal in Antwort auf eine gewünschte Fahr zeuggeschwindigkeit bestimmt wird, wenn kein Positionssteuerwähl signal erzeugt wird, und wobei das Drehmomentsignal gemäß einer gewünschten Fahrzeugposition bestimmt wird, wenn das Positions steuerwählsignal erzeugt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die gewünschte Fahrzeug
position eine Position ist, bei der das Fahrzeug anfangs zu einem
Halt kam, und bei dem das Drehmoment des Elektromotors gesteu
ert wird, um das Fahrzeug in der Position zu halten, in der es
anfangs zu einem Halt kam.
18. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die gewünschte Fahrzeug
position eine gewählte Entfernung von einer Position ist, bei der das
Fahrzeug anfangs zu einem Halt kam, und bei dem der Schritt des
Steuerns des Elektromotors aufweist:
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug um eine gewählte Entfernung in die gewünschte Fahrzeugposition zu bewegen; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug an der gewünschten Fahrzeugposition zu halten.
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug um eine gewählte Entfernung in die gewünschte Fahrzeugposition zu bewegen; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors, um das Fahrzeug an der gewünschten Fahrzeugposition zu halten.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Fahrzeug einen Speicher
mit einer darin gespeicherten Vielzahl automatischer Fahrmuster hat,
und bei dem der Schritt des Steuerns des Drehmomentes des Elek
tromotors, um das Fahrzeug zu bewegen, die Schritte aufweist:
Bringen des Fahrzeuges zu einem Halt an einem bekannten festen Bezugspunkt;
Auswählen eines gewünschten automatischen Fahrmusters aus den gespeicherten automatischen Fahrmustern; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors gemäß dem ge wünschten automatischen Fahrmuster.
Bringen des Fahrzeuges zu einem Halt an einem bekannten festen Bezugspunkt;
Auswählen eines gewünschten automatischen Fahrmusters aus den gespeicherten automatischen Fahrmustern; und
Steuern des Drehmomentes des Elektromotors gemäß dem ge wünschten automatischen Fahrmuster.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Wahl des gewünschten
automatischen Fahrmusters durch einen Bediener des Fahrzeuges
vorgenommen wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die gespeicherten automati
schen Fahrmuster durch einen Datenprozessor an Bord des Fahr
zeuges in Antwort auf das Steuern der Bewegung des Fahrzeuges
durch den Bediener von einem festen Bezugspunkt in die gewünschte
Halteposition erlernt werden.
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