【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動自動車の車速検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動自動車を電動レーシングカートに用いたものがある。そのような電動レーシングカートにあっては、駆動源としてのモータを１台搭載した１モータ駆動タイプと、左右輪毎に個別にモータを設けた２モータ駆動タイプとがある。レーシングカートにおける１モータ駆動タイプのものでは、駆動輪としての左右輪を１本の車軸で結合し、その車軸とモータの駆動軸とをギア結合しているものがある。そのような１モータ駆動タイプのレーシングカートでは、その車速検出を、モータの回転速度から車軸との減速比及びタイヤ径を考慮して算出することができる。
【０００３】
なお、上記先行技術は、文献公知発明に係るものではないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記２モータ駆動タイプのものにあっては、駆動力を発生する左右輪を個別にモータにより駆動することができるため、内燃機関を搭載した自動車のように差動装置を設けたものと同様の転回性能を容易に実現し得るという利点を有する。この２モータ駆動タイプのものにあっては、左右輪が個別に回転するため、ほぼ直進状態では左右のモータの回転速度の平均値を車速とすることができる。
【０００５】
しかしながら、レースでコーナを曲がる時には限界車速で走行する場合があり、正確な車速を知ることが望まれる。そのような高速でコーナに入る場合には、車速に対して操舵角が大きいと内輪が浮き上がって空転する場合がある。そのような空転が発生した場合には、左右輪の回転速度すなわち左右のモータの回転速度が異なるため、左右輪の回転速度の平均値から車速を算出するだけでは正確な車速を算出することができないという問題がある。
【０００６】
非接触式車速センサなどを用いれば正確な車速を検出することができるが、装置が高価になり、レーシングカートなどには向かないため、安価に正確な車速検出を行うことができることが望ましい。また、正確な車速データを取ることができれば、試走やレース後のデータによる検証にも使うことができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、左右の駆動輪を個別にモータで駆動する電動車両における正確な車速検出を安価に実現するために、本発明に於いては、車両の左右輪を個別に駆動するべく左右一対のモータを設けた電動自動車の車速検出方法であって、操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記一対のモータの各回転速度を個別に検出する各回転速度検出手段とを有し、前記各回転速度検出手段により検出された各回転速度の平均値から車速を算出する過程と、前記算出された車速が高速判定値以上の場合には前記操舵角検出手段により検出された操舵角が所定の操舵角以上であるか否かを判別する過程と、前記操舵角前記所定の操舵角以上であると判別された場合にはその操舵方向とは相反する側の前記回転速度検出手段により検出された回転速度に基づきその時の車速を算出するものとした。
【０００８】
これによれば、左右の駆動輪を個別にモータで駆動する２モータ駆動タイプの電動車両において、各モータの回転速度の平均値から車速を算出すると共に、高速かつ操舵角が大きい場合には遠心力により内輪が浮き上がる虞があるが、その場合には接地しているとみなせる外輪の回転速度に基づいて車速を算出することから、簡単にかつ正確な車速を検出することができる。
【０００９】
特に、前記モータがスイッチトリアクタンスモータであると良い。これにより、マグネットを用いないスイッチトリアクタンスモータにあっては惰性で回転する場合に負荷となる磁気制動力が作用しないため、アクセルオフ時に車輪が浮いて空転した状態でも急激に回転が停止することがなく、正確な回転速度を検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明が適用された電動レーシングカートを示す模式的平面図である。図において、左右の前輪ＷＦが操舵輪であり、左右の後輪ＷＲＲ・ＷＲＬが駆動輪であり、左右の各駆動輪ＷＲＲ・ＷＲＬには、それぞれ個別に設けられた左右の各モータ１ａ・１ｂと例えばギア伝達機構を介して結合されている。各モータ１ａ・１ｂは、例えばＳＲモータ（スイッチトリアクタンスモータ）であって良く、コントローラ２により駆動制御されるようになっている。
【００１２】
また、前輪を転舵するステアリングホイール３の軸には操舵角を検出するための操舵角検出手段としての操舵角センサ４が設けられており、操舵角センサ４で検出された操舵角検出値がコントローラ２に入力する。また、各モータ１ａ・１ｂにはそれぞれ回転速度検出手段としての回転センサ５ａ・５ｂが取り付けられており、各回転センサ５ａ・５ｂにより検出された各モータ１ａ・１ｂの回転速度検出値がコントローラ２に入力するようになっている。なお、コントローラ２やモータ１ａ・１ｂへの電力供給用としてバッテリ６が搭載されている。
【００１３】
このようにして構成された本電動レーシングカートにあっては、図示されないアクセルペダルを操作して加減速信号をコントローラ２に送り、その加減速信号に応じてコントローラ２によりモータ１ａ・１ｂを駆動制御する。なお、コントローラ２には、各回転センサ５ａ・５ｂからの回転速度検出信号が入力しており、それら回転速度検出信号に基づいて車速を算出し、車速メータ７に出力している。
【００１４】
次に、上記車速の算出方法について図２のフローを参照して以下に示す。ステップＳＴ１では右側の駆動輪ＷＲＲの回転速度検出値ＮＲを車速に換算した値ｋ・ＮＲを右側駆動輪基準車速として設定し、次のステップＳＴ２では左側の駆動輪ＷＲＬの回転速度検出値ＮＬを車速に換算した値ｋ・ＮＬを左側駆動輪基準車速として設定する。次のステップＳＴ３では、操舵角検出値（−θ〜θ）を操舵角θとする。なお、ステアリングホイール３を左側に回した場合を正とし、右側に回した場合を負として、左右を区別して操舵角θを検出する。
【００１５】
次のステップＳＴ４では車速Ｖが高速判定値Ｖｈ以上であるか否かを判別し、高速判定値Ｖｈ以上であると判別された場合にはステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５では操舵角θが左側しきい値θｄ以上であるか否かを判別し、左側しきい値θｄに対してニュートラル側（θ＜θｄ）であると判別された場合にはステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６では操舵角θが右側しきい値−θｄ以下であるか否かを判別し、右側しきい値θｄに対してニュートラル側（θ＞−θｄ）であると判別された場合にはステップＳＴ７に進む。
【００１６】
なお、上記しきい値ｄθ（−ｄθ）の大きさは、車速に対応させて可変とすることが望ましい。すなわち、しきい値ｄθ（−ｄθ）を高速時には小さく設定し、低速時には大きく設定すると良い。なお、その変更の態様にあっては、車速関数により連続的に算出するようにしたり、任意の車速間隔で階段状に変えるようにしたりすることができる。
【００１７】
上記したようにしてステップＳＴ７に進んだ場合には、ステアリングホイール３を大きく操舵していない場合である。そのステップＳＴ７では、両駆動輪ＷＲＲ・ＷＲＬの各回転速度検出値ＮＲ・ＮＬの平均値、すなわちステップＳＴ１及びステップＳＴ２で算出した各車速ＶＲ・ＶＬの平均値（ＶＲ＋ＶＬ）／２をその時の車速Ｖとする。
【００１８】
上記ステップＳＴ５で操舵角θが左側しきい値θｄ以上であると判別された場合にはステップＳＴ８に進む。このステップＳＴ８に進む場合は、車速Ｖが高速判定値Ｖｈ以上の高速でありかつ左側しきい値θｄ以上に大きく操舵した場合でる。このような場合には遠心力により内輪側となる左側の駆動輪ＷＲＬが浮き上がって空転する虞がある。この場合に左右輪の平均値を車速とすると車速が不正確になるため、ステップＳＴ８では右側の駆動輪ＷＲＲによる車速ＶＲをその時の車速Ｖ（＝ＶＲ）とする。
【００１９】
また、上記ステップＳＴ６で操舵角θが右側しきい値−θｄ以下であると判別された場合にはステップＳＴ９に進む。このステップＳＴ９に進む場合も、上記ステップＳＴ８と同様であり、遠心力により内輪側となる右側の駆動輪ＷＲＲが浮き上がって空転する虞があるため、ステップＳＴ９では左側の駆動輪ＷＲＬによる車速ＶＬをその時の車速Ｖ（＝ＶＲ）とする。
【００２０】
なお、ステップＳＴ４で車速Ｖが高速判定値Ｖｈ未満であると判別された場合にはステップＳＴ７に進む。この場合には車速が遅いことから、操舵角を大きくしても左右の駆動輪ＷＲＲ・ＷＲＬが接地しているとみなせるため、両輪の回転速度検出値ＮＲ・ＮＬに基づく平均値を車速として良い。
【００２１】
このように、左右の駆動輪ＷＲＲ・ＷＲＬが接地しているとみなして良い場合（ステップＳＴ７に進む場合）には両輪の回転速度検出値ＮＲ・ＮＬに基づく平均値を車速とし、いずれか一方が空転することが考えられる場合には接地側の回転速度検出値に基づいて車速とすることにより、２モータ駆動タイプの電動レーシングカートにおける正確な車速を検出し得る。
【００２２】
また、アクセルオフ時に段差を乗り越えたりして一方の車輪が空転する場合がある。そのような場合には空転した車輪のモータが惰性で回転することになる。本実施の形態で示したＳＲモータにあっては、マグネットを用いたモータのようにコギングが発生しないため磁気制動力が作用せず、モータが惰性で回転し得る。したがって、空転時にモータの回転速度が急激に低下せず、そのまま回転速度を検出して、それを車速として用いることができ、正確な車速を検出し得る。
【００２３】
なお、走り出す前では車速Ｖが算出されないが、車速Ｖの初期値を０とすることにより、最初のプログラム実行時にステップＳＴ４からステップＳＴ７に進み、そこで車速Ｖが求められる。スタート時から高速で操舵角が大きいことは考えられず、このようにしても何ら不都合が生じることはない。
【００２４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、２モータ駆動タイプの電動車両において、レーシングカートなど高速コーナで内輪が浮く可能性がある場合でも正確に車速を検出することができると共に、左右の駆動輪に車速センサを設けるだけで良いため車速センサの数が少なく、また、左右輪の平均値または接地輪の車速を用いるという簡単な処理で済むため、難しい計算や処理時間を長く要する演算を行わずに瞬時に車速を検出することができる。これにより、安価に正確な車速を検出する車速検出装置を提供し得る。特に、モータをスイッチトリアクタンスモータとすることにより、スイッチトリアクタンスモータにあっては惰性で回転する場合に負荷となる磁気制動力が作用しないため、アクセルオフ時に車輪が浮いて空転した状態でも急激に回転が停止することがなく、正確な回転速度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された電動レーシングカートを示す模式的平面図。
【図２】車速の算出方法を示すフロー図。
【符号の説明】
１ａ・１ｂ モータ
２ コントローラ
３ ステアリングホイール
４ 操舵角センサ
５ａ・５ｂ 回転センサ
６ バッテリ
７ 車速メータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle speed detection method for an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electric car that is used as an electric racing cart. Such electric racing carts include a one-motor drive type in which one motor as a drive source is mounted, and a two-motor drive type in which motors are individually provided for the left and right wheels. In a one-motor-drive racing cart, the left and right wheels as drive wheels are connected by one axle, and the axle and the drive shaft of the motor are gear-connected. In such a one-motor driving type racing cart, the vehicle speed detection can be calculated from the rotation speed of the motor in consideration of the reduction ratio with the axle and the tire diameter.
[0003]
Since the above prior art is not related to the invention known in the literature, there is no prior art literature information to be described.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the two-motor drive type, since the left and right wheels that generate the driving force can be individually driven by the motors, the same as the one provided with a differential device like an automobile equipped with an internal combustion engine. There is an advantage that turning performance can be easily realized. In this two-motor drive type, since the left and right wheels rotate individually, the vehicle speed can be set to the average value of the rotation speeds of the left and right motors in a substantially straight traveling state.
[0005]
However, when turning at a corner in a race, the vehicle sometimes runs at a limit vehicle speed, and it is desired to know an accurate vehicle speed. When entering the corner at such a high speed, if the steering angle is large with respect to the vehicle speed, the inner wheel may float up and idle. When such idling occurs, the rotational speeds of the left and right wheels, that is, the rotational speeds of the left and right motors are different. Therefore, it is possible to calculate an accurate vehicle speed only by calculating the vehicle speed from the average value of the rotational speeds of the left and right wheels. There is a problem that can not be.
[0006]
If a non-contact type vehicle speed sensor or the like is used, an accurate vehicle speed can be detected. However, since the device is expensive and is not suitable for a racing cart or the like, it is desirable that accurate vehicle speed detection can be performed at low cost. In addition, if accurate vehicle speed data can be obtained, it can be used for test runs and verification using data after the race.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem and realize accurate and inexpensive vehicle speed detection in an electric vehicle in which the left and right driving wheels are individually driven by motors, the present invention separately drives the left and right wheels of the vehicle. A method for detecting the speed of an electric vehicle provided with a pair of left and right motors, comprising: a steering angle detection unit that detects a steering angle; and a rotation speed detection unit that individually detects each rotation speed of the pair of motors. Calculating a vehicle speed from an average value of the rotational speeds detected by the rotational speed detecting means; and detecting the vehicle speed by the steering angle detecting means when the calculated vehicle speed is equal to or higher than a high speed determination value. Determining whether or not the steering angle is equal to or greater than a predetermined steering angle; and, if determining that the steering angle is equal to or greater than the predetermined steering angle, detecting the rotational speed on the side opposite to the steering direction. Times detected by means Based on the speed and calculates a vehicle speed at that time.
[0008]
According to this, in a two-motor drive type electric vehicle in which the left and right drive wheels are individually driven by motors, the vehicle speed is calculated from the average value of the rotational speeds of the respective motors. The inner wheel may be lifted by the force. In this case, the vehicle speed is calculated based on the rotation speed of the outer wheel that can be regarded as being in contact with the ground, so that the vehicle speed can be easily and accurately detected.
[0009]
In particular, the motor is preferably a switch reactance motor. As a result, in the case of a switch reactance motor that does not use a magnet, the magnetic braking force that acts as a load when rotating by inertia does not act, so that even when the wheel floats when the accelerator is off and idling, the rotation stops suddenly. And accurate rotation speed can be detected.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an electric racing cart to which the present invention is applied. In the figure, left and right front wheels WF are steering wheels, left and right rear wheels WRR / WRL are drive wheels, and left and right drive wheels WRR / WRL are provided with left and right motors 1a and 1b, respectively. And, for example, via a gear transmission mechanism. Each of the motors 1a and 1b may be, for example, an SR motor (switch reactance motor), and is driven and controlled by the controller 2.
[0012]
Further, a steering angle sensor 4 as a steering angle detecting means for detecting a steering angle is provided on an axis of the steering wheel 3 which steers the front wheels, and a steering angle detection value detected by the steering angle sensor 4 is provided. Input to the controller 2. Rotation sensors 5a and 5b as rotation speed detecting means are attached to the motors 1a and 1b, respectively. The rotation speed detection values of the motors 1a and 1b detected by the rotation sensors 5a and 5b are output from the controller 2 to the controller 2. Is entered. A battery 6 is mounted for supplying power to the controller 2 and the motors 1a and 1b.
[0013]
In the electric racing cart constructed as described above, an accelerator pedal (not shown) is operated to send an acceleration / deceleration signal to the controller 2, and the controller 2 drives and controls the motors 1a and 1b according to the acceleration / deceleration signal. I do. The controller 2 receives rotation speed detection signals from the rotation sensors 5a and 5b, calculates the vehicle speed based on the rotation speed detection signals, and outputs the calculated vehicle speed to the vehicle speed meter 7.
[0014]
Next, the method of calculating the vehicle speed will be described below with reference to the flow chart of FIG. In step ST1, the value k · NR obtained by converting the rotational speed detection value NR of the right driving wheel WRR into the vehicle speed is set as the right driving wheel reference vehicle speed. In the next step ST2, the rotational speed detection value NL of the left driving wheel WRL is calculated. The value k · NL converted into the vehicle speed is set as the left driving wheel reference vehicle speed. In the next step ST3, the detected steering angle (-θ to θ) is set as the steering angle θ. Note that the steering angle θ is detected by distinguishing left and right by setting the case where the steering wheel 3 is turned to the left to be positive and the case where the steering wheel 3 is turned to the right to be negative.
[0015]
In the next step ST4, it is determined whether or not the vehicle speed V is higher than the high-speed determination value Vh. If it is determined that the vehicle speed V is higher than the high-speed determination value Vh, the process proceeds to step ST5. In step ST5, it is determined whether or not the steering angle θ is equal to or larger than the left threshold value θd. If it is determined that the steering angle θ is on the neutral side (θ <θd) with respect to the left threshold value θd, the process proceeds to step ST6. . In step ST6, it is determined whether or not the steering angle θ is equal to or smaller than the right threshold value -θd. If it is determined that the steering angle θ is on the neutral side (θ> −θd) with respect to the right threshold value θd, step ST7 is performed. Proceed to.
[0016]
It is desirable that the magnitude of the threshold value dθ (−dθ) be variable in accordance with the vehicle speed. That is, the threshold value dθ (−dθ) may be set to be small at a high speed and set to be large at a low speed. In addition, in the aspect of the change, it can be calculated continuously by a vehicle speed function, or can be changed stepwise at an arbitrary vehicle speed interval.
[0017]
When the process proceeds to step ST7 as described above, the steering wheel 3 is not largely steered. In step ST7, the average value of the detected rotational speeds NR and NL of the two driving wheels WRR and WRL, that is, the average value (VR + VL) / 2 of the vehicle speeds VR and VL calculated in steps ST1 and ST2 is used as the vehicle speed at that time. V.
[0018]
If it is determined in step ST5 that the steering angle θ is equal to or larger than the left threshold value θd, the process proceeds to step ST8. The process proceeds to step ST8 when the vehicle speed V is a high speed equal to or higher than the high speed determination value Vh and the steering is largely performed to the left threshold value θd or more. In such a case, there is a possibility that the left driving wheel WRL on the inner wheel side is lifted up due to centrifugal force and idles. In this case, if the average value of the left and right wheels is set to the vehicle speed, the vehicle speed becomes inaccurate. Therefore, in step ST8, the vehicle speed VR by the right drive wheel WRR is set to the vehicle speed V (= VR) at that time.
[0019]
If it is determined in step ST6 that the steering angle θ is equal to or smaller than the right threshold value −θd, the process proceeds to step ST9. When the process proceeds to step ST9, the same operation as in step ST8 is performed. Since there is a possibility that the right driving wheel WRR on the inner wheel side floats due to centrifugal force and idles, the vehicle speed VL of the left driving wheel WRL is reduced in step ST9. It is assumed that the vehicle speed V at that time (= VR).
[0020]
If it is determined in step ST4 that the vehicle speed V is lower than the high speed determination value Vh, the process proceeds to step ST7. In this case, since the vehicle speed is low, the left and right drive wheels WRR / WRL can be considered to be in contact with the ground even if the steering angle is increased, so that the average value based on the rotational speed detection values NR / NL of both wheels may be used as the vehicle speed. .
[0021]
As described above, when it can be considered that the left and right driving wheels WRR / WRL are in contact with the ground (when proceeding to step ST7), the average value based on the rotational speed detection values NR / NL of both wheels is set as the vehicle speed. If it is conceivable that the vehicle will idle, the vehicle speed is determined based on the rotation speed detection value on the ground contact side, so that the accurate vehicle speed of the two-motor drive type electric racing cart can be detected.
[0022]
When the accelerator is off, there is a case where one of the wheels spins over a step. In such a case, the motor of the idle wheel rotates by inertia. In the SR motor shown in the present embodiment, no cogging occurs unlike a motor using a magnet, so that no magnetic braking force acts and the motor can rotate by inertia. Therefore, the rotation speed of the motor does not suddenly decrease during idling, the rotation speed can be detected as it is, and the detected rotation speed can be used as the vehicle speed, and the accurate vehicle speed can be detected.
[0023]
Note that the vehicle speed V is not calculated before the vehicle starts running, but by setting the initial value of the vehicle speed V to 0, the process proceeds from step ST4 to step ST7 when the first program is executed, where the vehicle speed V is obtained. It is not conceivable that the steering angle is large at high speed from the start, and no inconvenience occurs even in this case.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a two-motor drive type electric vehicle, the vehicle speed can be accurately detected even when the inner wheel may float at a high-speed corner such as a racing cart, and the vehicle speed is transmitted to the left and right drive wheels. Since only a sensor is required, the number of vehicle speed sensors is small.In addition, simple processing using the average value of the left and right wheels or the vehicle speed of the grounding wheel is sufficient. Vehicle speed can be detected. Thus, it is possible to provide an inexpensive vehicle speed detection device that detects an accurate vehicle speed. In particular, by using a switch reactance motor as a motor, a magnetic braking force acting as a load does not act when the switch reactance motor rotates by inertia. Therefore, the rotation speed can be accurately detected without stopping the rotation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an electric racing cart to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a method for calculating a vehicle speed.
[Explanation of symbols]
1a ・ 1b Motor 2 Controller 3 Steering wheel 4 Steering angle sensor 5a ・ 5b Rotation sensor 6 Battery 7 Vehicle speed meter
