JP4814065B2 - Control device for electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリング操作量に応じてカーブ走行し、アクセル操作量に基づいて設定される速度指令となるように電動モータを駆動して走行する電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle that travels in a curve according to a steering operation amount and drives by driving an electric motor so that a speed command is set based on an accelerator operation amount.
近時、電動車両は、高齢者や身体障害者向けの電動車椅子や、ゴルフ場などにおける電動カートとして開発及び実用化がなされている。このような電動車両では、制御装置の作用下に、ステアリング操作量に応じてカーブ走行し、アクセル操作量に基づいて設定される速度指令となるように電動モータを駆動するような制御がなされている。 Recently, electric vehicles have been developed and put into practical use as electric wheelchairs for the elderly and the physically handicapped and as electric carts at golf courses. In such an electric vehicle, under the action of the control device, the vehicle travels in a curve according to the steering operation amount, and is controlled to drive the electric motor so that the speed command is set based on the accelerator operation amount. Yes.
また、制御装置の作用下に、カーブ走行時には不快な遠心力が発生しないように適度に自動的な減速がなされ、快適且つ容易な運転を実現しているものもある。 In addition, there is also a device that realizes a comfortable and easy driving under the action of a control device by appropriately automatically decelerating so as not to generate an uncomfortable centrifugal force when traveling on a curve.
具体的には、特許文献1記載の電動車両では、第1設定操舵量と第2設定操舵量の2段階に分けて操舵量を検出し、該操舵量及び走行速度から2段階に走行速度を制御している。 Specifically, in the electric vehicle described in Patent Document 1, the steering amount is detected in two stages of the first setting steering amount and the second setting steering amount, and the traveling speed is determined in two stages from the steering amount and the traveling speed. I have control.
また、特許文献2記載の車両では、速度設定手段に基づく最高速度によって減衰比率が変わるように設定され、操舵角度に応じて減速するように制御をしている。 Further, in the vehicle described in Patent Document 2, the damping ratio is set to change depending on the maximum speed based on the speed setting means, and the vehicle is controlled to decelerate according to the steering angle.
ところで、前記の特許文献1記載の電動車両では、走行速度を段階的に下げていることから変速に伴う不連続感があり、運転フィーリングがよくない。 By the way, in the electric vehicle of the said patent document 1, since the driving speed is reduced in steps, there exists a discontinuity accompanying a gear shift and driving | operation feeling is not good.
また、前記の特許文献2記載の車両の場合においても、滑らかに走行速度を減速することについては開示されていない。さらに、速度全域について一様に目標速度よりも減速するように設定しており、減速する必要のない場合にも不必要に減速を行っている。 Further, even in the case of the vehicle described in Patent Document 2, there is no disclosure about smoothly reducing the traveling speed. Furthermore, the entire speed range is set to be uniformly decelerated from the target speed, and unnecessarily decelerated even when it is not necessary to decelerate.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、直線走行時又は低速カーブ走行時には滑らか加減速が得られるとともに、高速カーブ走行時には不快な遠心力が発生しないように速やかな減速をすることができる電動車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems.Smooth acceleration / deceleration can be obtained during straight running or low-speed curve running, and rapid deceleration can be performed so that unpleasant centrifugal force does not occur during high-speed curve running. An object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that can be used.
本発明に係る電動車両の制御装置は、ステアリング操作量に応じてカーブ走行し、アクセル操作量に基づいて設定される速度指令となるように電動モータを駆動して走行する電動車両の制御装置において、カーブ走行時の最高速度を規定したカーブ制限速度を記憶し、微小時間毎に、前記アクセル操作量に応じて増加する中間速度指令を求め、前記中間速度指令から前記カーブ制限速度を減算してカーブ制限偏差を求め、直線走行時、又は前記カーブ制限偏差がマイナスであるときに、前記中間速度指令を前記速度指令とし、カーブ走行時で、且つ前記カーブ制限偏差がプラスであるときに、前記カーブ制限偏差に応じて増加し、且つ前記カーブ制限偏差よりも小さい値の修正速度を求め、前記中間速度から前記修正速度を減算することにより前記速度指令を設定することを特徴とする。 An electric vehicle control device according to the present invention is an electric vehicle control device that travels in a curve according to a steering operation amount and drives by driving an electric motor so that a speed command is set based on an accelerator operation amount. , Memorize the curve speed limit that prescribes the maximum speed at the time of curve travel, find the intermediate speed command that increases according to the accelerator operation amount every minute time, subtract the curve speed limit from the intermediate speed command The curve limit deviation is obtained, and when the vehicle travels straight or when the curve limit deviation is negative, the intermediate speed command is used as the speed command, and when the curve travels and the curve limit deviation is positive, A correction speed that increases in accordance with the curve limit deviation and is smaller than the curve limit deviation is obtained, and the correction speed is subtracted from the intermediate speed. And sets the speed command.
また、本発明は、ステアリング操作量に応じてカーブ走行し、アクセル操作量に基づいて設定される速度指令となるように電動モータを駆動して走行する電動車両の制御装置において、微小時間毎に、前記アクセル操作量に応じて増加する目標速度を求め、前記目標速度と現在速度との速度偏差を求め、前記速度偏差がプラスである場合に、前記速度偏差に加速度係数を乗算し、現在速度から減算して前記速度指令として設定し、前記速度偏差がマイナスである場合で、直線走行時又は前記目標速度が閾値速度よりも小さいときに、前記速度偏差に第1の減速度係数を乗算し、現在速度から減算して前記速度指令として設定し、前記速度偏差がマイナスである場合で、カーブ走行時且つ前記目標速度が前記閾値速度以上であるときに、前記速度偏差に第2の減速度係数を乗算し、現在速度から減算して前記速度指令として設定し、前記第1の減速度係数及び前記第2の減速度係数は、ステアリング操作量に応じて予め規定された値であり、同じステアリング操作量に対して前記第1の減速度係数は前記第2の減速度係数以下に設定されていることを特徴とする。 Further, the present invention provides a control device for an electric vehicle that travels in a curve according to a steering operation amount and drives an electric motor so that a speed command is set based on an accelerator operation amount. A target speed that increases according to the accelerator operation amount is obtained, a speed deviation between the target speed and the current speed is obtained, and when the speed deviation is positive, the speed deviation is multiplied by an acceleration coefficient to obtain a current speed When the speed deviation is negative and the speed deviation is negative and the target speed is smaller than the threshold speed, the speed deviation is multiplied by a first deceleration coefficient. Subtract from the current speed and set as the speed command, and when the speed deviation is negative and the vehicle is traveling on a curve and the target speed is equal to or higher than the threshold speed, the speed The deviation is multiplied by a second deceleration coefficient, subtracted from the current speed, and set as the speed command. The first deceleration coefficient and the second deceleration coefficient are defined in advance according to the steering operation amount. The first deceleration coefficient is set to be equal to or less than the second deceleration coefficient for the same steering operation amount.
これにより、直線走行時又は低速カーブ走行時には滑らか加減速が得られるとともに、高速カーブ走行時には不快な遠心力が発生しないように速やかな減速をすることができる。 Accordingly, smooth acceleration / deceleration can be obtained during straight running or low speed curve traveling, and rapid deceleration can be performed so that unpleasant centrifugal force does not occur during high speed curve traveling.
この場合、前記加速度係数、前記第1の減速度係数又は前記第2の減速度係数を乗算する前に、前記速度偏差を式又はテーブル参照により補正するように構成すると、一層適切な加減速を実現できる。 In this case, if the speed deviation is corrected by referring to an equation or a table before multiplying the acceleration coefficient, the first deceleration coefficient, or the second deceleration coefficient, a more appropriate acceleration / deceleration can be achieved. realizable.
本発明に係る電動車両の制御装置によれば、直線走行時又は低速カーブ走行時には滑らかな加減速が得られるとともに、高速カーブ走行時には不快な遠心力が発生しないように速やかな減速をすることができる。 According to the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention, smooth acceleration / deceleration can be obtained during straight traveling or low-speed curve traveling, and rapid deceleration can be performed so that unpleasant centrifugal force is not generated during high-speed curve traveling. it can.
以下、本発明に係る電動車両の制御装置について実施の形態を挙げ、添付の図1〜図12Bを参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of an electric vehicle control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12B.
図1に示すように、本実施の形態に係る制御装置10は、電動車両12に搭載され、走行制御をするものである。
As shown in FIG. 1, the
電動車両12は、高齢者や身体障害者向けの電動車椅子として用いられるものであり、2つの前輪14と、2つの後輪16と、前輪14の向きを変えるステアリング18と、後輪16を駆動する電動モータ20と、ステアリング18の中央部に設けられた操作部22とを有する。電動車両12では、搭乗者は足をステップ台24に置いてシート26に着座した状態で、操作部22の操作により電動モータ20を回転させて走行し、ステアリング18を操舵することによって前輪14の向きを変えてコーナ走行をすることができる。ステアリング18には、操舵角度を検出するステアリングセンサ28が設けられている。
The
制御装置10は、操作部22及びステアリングセンサ28に接続されており、これらの機器から得られる信号に基づいて速度指令Vcomを求め、ドライバ30を介して電動モータ20の制御を行う。
The
電動車両12には、バッテリが搭載されており、各機器に電力を供給している。該バッテリは所定の電源スイッチをオフにした状態でAC100Vに接続することにより充電可能である。電動モータ20は、DCブラシレスモータであり、無段階制御が可能である。制動は、回生制動、逆転制動、電磁ブレーキ制動及び手動による摩擦制動の組合わせにより行われる。駆動方式は後輪直接駆動方式である。
The
図2に示すように、操作部22は、中央に設けられたコンソール31と、左のステアリング18に設けられた手動ブレーキレバー32と、該手動ブレーキレバー32をブレーキオンの状態に固定するロック34と、コンソール31の左右側面から突出した2本の走行レバー(アクセル)36とを有する。手動ブレーキレバー32は、主に手押し移動中に必要に応じてブレーキ操作するのに用いられる。また、ロック34により駐車ブレーキをかけることができ、手動ブレーキレバー32を握ることで、ロック34を解除できる。
As shown in FIG. 2, the
2本の走行レバー36は、コンソール31の内部でギア等により連動するように構成されており、少なくとも一方の走行レバー36を操作することにより走行が可能である。
The two
コンソール31は、走行のための各種スイッチ類がまとめて配置されており、電源スイッチキー40と、前進スイッチ42と、後進スイッチ44と、速度設定ノブ46と、を走行速度等を表示するモニタ48とを有する。速度設定ノブ46は、ボリューム形式のノブであって、時計方向に回転させるに従って、走行の最高制限速度Vmaxが高くなるように設定可能である。最高制限速度Vmaxは、前進時には、例えば1〜6km/h、後進時には、1〜2km/hに無段階に設定される。
The
走行レバー36はアクセル機能を有し、手前に引く操作の操作量(以下、アクセル操作量という。)に応じて、速度設定ノブ46で設定される最高制限速度Vmaxの範囲内で速度が速くなるように設定される。走行レバー36は、手を離すと図示しない弾性体の作用によって原位置に復帰し、ブレーキがかかり、速度が低下し、停止することができる。
The
また、走行中に走行レバー36を、十分に強く握りしめることによっても、ブレーキがかかり停止するように構成されている。アクセル操作量は、アクセルセンサ50により検出され、制御装置10に供給される。
Further, the vehicle is configured to be braked and stopped by grasping the
前進スイッチ42と後進スイッチ44は、最後に押圧したいずれか一方が有効になり、前進又は後進を指定することができる。前進スイッチ42と後進スイッチ44のうち有効となっているいずれか一方は内部のランプが点灯し、識別を容易にしている。
Any one of the
図3に示すように、制御装置10は、操作部22とドライバ30との間に介在されており、操作部22の前進スイッチ42、後進スイッチ44、速度設定ノブ46、アクセルセンサ50及びステアリングセンサ28から得られる信号に基づいて速度指令Vcomを求めてドライバ30に供給する。
As shown in FIG. 3, the
従来の電動車両では、操作部22及びドライバ30に相当する装置を搭載しているので、その間に本実施の形態に係る制御装置10を介在させるだけで、以下に示す効果を得ることができる。
Since the conventional electric vehicle is equipped with devices corresponding to the
ドライバ30は、速度指令Vcomに基づいてPID処理によりトルク指令値を求める速度制御器60と、得られたトルク指令値から電流制御ループのフィードバックを行った後に高域周波数を除去するLPF62と、得られたトルク指令値と走行速度Vの差分とに基づいてモータ駆動指令値を設定する制御マップ64とを有する。
The
ドライバ30は、さらに、制御マップ64から得られたモータ駆動指令値を補正する電圧補正処理部66と、補正されたモータ駆動指令値に基づいてPWM波形を生成する波形生成器68と、バッテリから得られる直流電源をPWM処理をしてブリッジ回路により所望周波数の三相交流に変換して電動モータ20に供給するインバータ70と、各相の電流を検出して波形生成器68にフィードバックする電流センサ78a、78b、78cとを有する。
The
電動モータ20には、電磁ブレーキ74、磁極位置・速度検出器76、及び各相の電流値を検出する電流センサ78a、78b、78cが設けられている。
The
また、ドライバ30は、電流センサ78a、78b、78cから得られた各相の電流値72a、72b、72cを速度制御器60から得られたトルク指令値にフィードバックして所定のトルク制限処理を行う電流リミッタ80と、磁極位置・速度検出器76から得られるモータ回転数にに基づいて回転数検出を行う検出部82と、得られたモータ回転数の高域周波数を除去して走行速度Vを出力するLPF84とを有する。該走行速度Vは、速度指令Vcomのフィードバックに用いられるとともに、制御装置10に供給されている。
Further, the
制御装置10では、基本的にはフィードバックした速度指令Vcomを走行速度Vの近似値として速度指令Vcomの生成に利用しているが、所定のスイッチ機能部86の操作により、走行速度Vを速度指令Vcomの代わりに用いることができる。走行速度Vを用いると、減速時にはより早く減速を行うことができ、加速時には加速が遅くなる。逆に速度指令Vcomを用いると、減速時には減速が遅くなり加速時にはより早い加速を行うことができる。
The
図4に、目標速度90で示すように急加速及び急減速をするときの反応をグラフとして示す。すなわち、速度指令Vcomに基づいて処理をするときの速度指令Vcomの変化をグラフ92a、走行速度Vの変化をグラフ92bで示し、走行速度Vに基づいて処理をするときの速度指令Vcomの変化をグラフ94a、走行速度Vの変化をグラフ94bで示す。該グラフから分かるように、速度指令Vcomに基づく処理では、減速時には走行速度Vに基づく処理よりも頂部の比較で時間tだけ遅れが生じている。また、加速時には速度の立ち上がりが速くなっている。
FIG. 4 is a graph showing the response when sudden acceleration and sudden deceleration are performed as indicated by the
なお、速度指令Vcomに基づく処理を行えば、走行速度Vを制御装置10にフィードバックする必要がなくなり、制御装置10を操作部22とドライバ30との間に介在させやすい。また、所定のスイッチ機能部86の操作により、制御応答性を向上させることができる。
If the processing based on the speed command Vcom is performed, it is not necessary to feed back the traveling speed V to the
制御装置10は、目標速度を設定する目標速度設定部100と、目標速度の所定の修正をする加減速度マップ102と、速度指令Vcomの出力をする速度指令設定部104とを有する。
The
次に、制御装置10の作用について詳細に説明する。
Next, the operation of the
まず、図5のステップS10及びS11において、ソフトウェア内部信号のチャタリング防止のため不感帯処理を行う。すなわち、図7に示すように、アクセルセンサ50の信号を参照し、停止時から走行レバー36を引いたときには、全操作量に対してa1%以上となるまでは0%のアクセル操作量として扱い(ステップS10)、走行時から走行レバー36を戻したときには全操作量に対してa2%以下となったときには0%として扱う(ステップS11)。また、アクセル操作量がa1%以上となったときからa2%以下となるまでの間、ソフトウェア内部信号をオンとして所定の処理を行う。
First, in steps S10 and S11 in FIG. 5, dead zone processing is performed to prevent chattering of software internal signals. That is, as shown in FIG. 7, when the
ステップS12において、アクセル操作量に応じて増加し、最高制限速度Vmaxで制限される第1中間速度指令V1を求める。この第1中間速度指令V1は、速度指令Vcomを決定する処理の最初の基準となる値である。第1中間速度指令V1は、この段階で最高制限速度Vmaxで制限されていることから、電動車両12の走行速度Vは該最高制限速度Vmaxで制限されることになる。
In step S12, a first intermediate speed command V1 that increases according to the accelerator operation amount and is limited by the maximum speed limit Vmax is obtained. The first intermediate speed command V1 is a value serving as an initial reference for the process of determining the speed command Vcom. Since the first intermediate speed command V1 is limited by the maximum speed limit Vmax at this stage, the traveling speed V of the
ステップS13において、第1中間速度指令V1からカーブ制限速度Vcを減算した途中判断用速度偏差Vε0を求め、該途中判断用速度偏差Vε0が0以下である場合には、ステップS15へ移り、プラスである場合にはステップS14に移る。 In step S13, obtains an intermediate decision for the speed deviation Vipushiron 0 obtained by subtracting the curve limit speed Vc from the first intermediate speed command V1, if該途status judgment for the speed deviation Vipushiron 0 is 0 or less, the process proceeds to step S15, If it is positive, the process proceeds to step S14.
ステップS14において、図8に示すように、ステアリング操作量Lが0のときに第1中間速度指令V1となり、ステアリング操作量Lが100%(フルステアリングのとき)にカーブ制限速度Vcとなるように制限された第2中間速度指令V2を求める。図8では、ステアリング操作量Lが0で縦軸が最高制限速度Vmaxの点と、ステアリング操作量Lが100%で縦軸がカーブ制限速度Vcの点とを直線で結んだ線110で制限されるように示しているが、制限される閾値となる線は直線に限らず、例えば緩やかなS字形状等でもよい。この後、ステップS16へ移る。
In step S14, as shown in FIG. 8, when the steering operation amount L is 0, the first intermediate speed command V1 is obtained, and the steering operation amount L is 100% (when full steering) is set to the curve speed limit Vc. The limited second intermediate speed command V2 is obtained. In FIG. 8, the steering operation amount L is 0 and the vertical axis is limited to the maximum speed limit Vmax, and the steering operation amount L is 100% and the vertical axis is limited to a
このようなステップS14の処理によれば、直線走行時には最高制限速度Vmaxで制限され、フルステアリング時にはカーブ制限速度Vcで制限され、その間は滑らかな適切な線110で示されるように制限され、結果として電動車両12は、最高制限速度Vmax及びステアリング操作量Lに応じて適切な速度制限がなされることになる。これにより、必要以上に電動車両12を減速させることがなく、走行速度の収束時間とアンダーシュート量を低減することができる。
According to such processing of step S14, the vehicle is limited by the maximum speed limit Vmax during straight running, is limited by the curve speed limit Vc during full steering, and is limited as indicated by a smooth
図9Aは、ステップS14の処理のない場合のステップ応答波形であり、図9Bは、電動車両12におけるステップ応答波形である。
FIG. 9A is a step response waveform when the process of step S14 is not performed, and FIG. 9B is a step response waveform in the
この場合、図9Aに示す走行速度Vの収束時間T1よりも図9Bに示す収束時間T2の方が短い。また、図9Aに示す走行速度VのアンダーシュートU1よりも図9Bに示すアンダーシュートU2の方が小さい。 In this case, the convergence time T2 shown in FIG. 9B is shorter than the convergence time T1 of the traveling speed V shown in FIG. 9A. Further, the undershoot U2 shown in FIG. 9B is smaller than the undershoot U1 of the traveling speed V shown in FIG. 9A.
ステップS15において、第2中間速度指令V2を第1中間速度指令V1と等しい値に設定する。つまり、この場合には、第1中間速度指令V1がカーブ制限速度Vc以下であることから、特に制限をする必要がなく、第1中間速度指令V1を非制限として第2中間速度指令V2を設定する。 In step S15, the second intermediate speed command V2 is set to a value equal to the first intermediate speed command V1. In other words, in this case, since the first intermediate speed command V1 is equal to or lower than the curve limit speed Vc, there is no need to particularly limit, and the second intermediate speed command V2 is set without limiting the first intermediate speed command V1. To do.
このようにステップS14又はS15で求められた第2中間速度指令V2は電動車両12の目標速度となる。しかしながら、該第2中間速度指令V2をそのまま速度指令Vcomとすると現在速度との関係上、好適な乗車フィーリングが得られない場合もあり、ステップS16以下の処理によって経時的変化を与えながら速度指令Vcomを求める。
Thus, the second intermediate speed command V2 obtained in step S14 or S15 becomes the target speed of the
ステップS16において、第2中間速度指令V2から速度指令Vcomを減算した速度偏差Vεを求め、該速度偏差Vεが0である場合にはステップS17へ移り、0以外である場合にはステップS18(図6参照)へ移る。前記のとおり速度指令Vcomはドライバ30に供給されて電動車両12の走行速度Vを設定する基礎となるものであることから、実質的に現在速度と同視できるものである。もちろん、このステップS16において、所定のスイッチ機能部86の操作により、速度偏差Vεを第2中間速度指令V2から走行速度Vを減算して求めてもよい。いずれの場合にも、図4に示したように、それぞれ特有の効果が得られる。
In step S16, a speed deviation Vε obtained by subtracting the speed command Vcom from the second intermediate speed command V2 is obtained. If the speed deviation Vε is 0, the process proceeds to step S17. If it is not 0, step S18 (FIG. 6). As described above, the speed command Vcom is supplied to the
ステップS17において、第2中間速度指令V2を速度指令Vcomとして設定する。具体的には所定のパラメータである加速度係数kを仮設定し(又は何も設定せず)、ステップS26に移る。加速度係数kは、電動車両12の加減速を状況に応じて適切に実現するための調整用パラメータである。このステップS17では、Vε=0であることから、結局、ステップS26では、Vcom←V2となる。
In step S17, the second intermediate speed command V2 is set as the speed command Vcom. Specifically, an acceleration coefficient k, which is a predetermined parameter, is temporarily set (or nothing is set), and the process proceeds to step S26. The acceleration coefficient k is an adjustment parameter for appropriately realizing acceleration / deceleration of the
ステップS18において、速度偏差Vεの符号を確認し、プラスである場合には、ステップS19へ移り、マイナスである場合にはステップS21移る。 In step S18, the sign of the speed deviation Vε is confirmed. If it is positive, the process proceeds to step S19, and if it is negative, the process proceeds to step S21.
ステップS19において、図10に示される速度偏差修正テーブル300を参照し、修正速度偏差Vε’を求める。速度偏差修正テーブル300は、所定の記憶部に記録されており、速度偏差Vεに基づいて参照される第1値302、第2値304及び第3値306が保持されている。ステップS19(つまり、速度偏差Vεがプラスである場合)では、第1値302が参照され修正速度偏差Vε’として設定される。
In step S19, with reference to the speed deviation correction table 300 shown in FIG. 10, a corrected speed deviation Vε ′ is obtained. The speed deviation correction table 300 is recorded in a predetermined storage unit, and holds a
修正速度偏差Vε’は、必ずしもテーブル参照に限らず、例えば実験式等に基づいて設定してもよい。第1値302、第2値304及び第3値306は、比較が容易なように1つの座標上で表したが、個別のテーブル型式で設定されていてもよい。また、速度偏差修正テーブル300は、マップ形式として修正速度偏差Vε’を参照できるため、演算処理スピードによらない容易なチューニングが可能となる。
The corrected speed deviation Vε ′ is not necessarily limited to the table reference, and may be set based on, for example, an empirical formula. Although the
ステップS20において、図11に示される加速度係数テーブル310を参照し、加速度係数kを求める。加速度係数テーブル310は、所定の記憶部に記録されており、ステアリング操作量Lに基づいて参照される3つの加速度補正値312、第1の減速度補正値(第1の減速度係数)314及び第2の減速度補正値(第2の減速度係数)316が保持されている。ステップS20(つまり、速度偏差Vεがプラスである場合)では、その時点のステアリング操作量Lに基づいて加速度補正値312が参照され加速度係数kとして設定される。この後、ステップS26に移る。
In step S20, the acceleration coefficient k is obtained with reference to the acceleration coefficient table 310 shown in FIG. The acceleration coefficient table 310 is recorded in a predetermined storage unit, and includes three acceleration correction values 312, a first deceleration correction value (first deceleration coefficient) 314 that are referred to based on the steering operation amount L, and A second deceleration correction value (second deceleration coefficient) 316 is held. In step S20 (that is, when the speed deviation Vε is positive), the
加速度補正値312、第1の減速度補正値314及び第2の減速度補正値316は、ステアリング操作量Lに応じて予め規定された値であり、同じステアリング操作量Lに対して第1の減速度補正値314は第2の減速度補正値316以下に設定されている。
The
加速度係数kは、必ずしもテーブル参照に限らず、例えば実験式等に基づいて設定してもよい。加速度補正値312、第1の減速度補正値314及び第2の減速度補正値316は、比較が容易なように1つの座標上で表したが、個別のテーブル型式で設定されていてもよい。
The acceleration coefficient k is not necessarily limited to the table reference, and may be set based on, for example, an empirical formula. The
ステップS21において、直線走行時(つまり、ステアリング操作量Lが、L=0)又は第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vcよりも小さいときにはステップS22に移り、それ以外のときにはステップS24に移る。すなわち、ステップS24に移るのは、カーブ走行時(つまり、ステアリング操作量Lが、L≠0)且つ第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vc以上のときである。 In step S21, the process proceeds to step S22 during straight running (that is, the steering operation amount L is L = 0) or when the second intermediate speed command V2 is smaller than the curve speed limit Vc, and otherwise the process proceeds to step S24. That is, the process proceeds to step S24 when the vehicle travels on a curve (that is, the steering operation amount L is L ≠ 0) and the second intermediate speed command V2 is equal to or higher than the curve speed limit Vc.
ステップS22において、速度偏差修正テーブル300(図10参照)を参照し、修正速度偏差Vε’を求める。ステップS22(つまり、速度偏差Vεがマイナスで、直線走行時又は第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vcよりも小さいとき)では、第2値304が参照され修正速度偏差Vε’として設定される。
In step S22, the speed deviation correction table 300 (see FIG. 10) is referred to, and a corrected speed deviation Vε ′ is obtained. In step S22 (that is, when the speed deviation Vε is negative and the vehicle travels linearly or when the second intermediate speed command V2 is smaller than the curve speed limit Vc), the
ステップS23において、加速度係数テーブル310(図11参照)を参照し、加速度係数kを求める。ステップS23(つまり、速度偏差Vεがマイナスで、直線走行時又は第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vcよりも小さいとき)では、その時点のステアリング操作量Lに基づいて第1の減速度補正値314が参照され加速度係数kとして設定される。この後、ステップS26に移る。
In step S23, an acceleration coefficient k is obtained with reference to the acceleration coefficient table 310 (see FIG. 11). In step S23 (that is, when the speed deviation Vε is negative and the vehicle travels linearly or when the second intermediate speed command V2 is smaller than the curve speed limit Vc), the first deceleration correction is performed based on the steering operation amount L at that time. The
ステップS24において、速度偏差修正テーブル300(図10参照)を参照し、修正速度偏差Vε’を求める。ステップS22(つまり、速度偏差Vεがマイナスで、カーブ走行時且つ第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vc以上であるとき)では、第3値306が参照され修正速度偏差Vε’として設定される。
In step S24, a speed deviation correction table 300 (see FIG. 10) is referred to, and a corrected speed deviation Vε ′ is obtained. In step S22 (that is, when the speed deviation Vε is negative and the curve travels and the second intermediate speed command V2 is equal to or higher than the curve speed limit Vc), the
ステップS25において、加速度係数テーブル310(図11参照)を参照し、加速度係数kを求める。ステップS25(つまり、速度偏差Vεがマイナスで、カーブ走行時且つ第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vc以上であるとき)では、その時点のステアリング操作量Lに基づいて第2の減速度補正値316が参照され加速度係数kとして設定される。
In step S25, an acceleration coefficient k is obtained by referring to the acceleration coefficient table 310 (see FIG. 11). In step S25 (that is, when the speed deviation Vε is negative and the vehicle is traveling on the curve and the second intermediate speed command V2 is equal to or higher than the curve speed limit Vc), the second deceleration correction is performed based on the steering operation amount L at that time. The
ステップS26において、速度指令Vcomを、修正速度偏差Vε’及び加速度係数kに基づいてVcom←Vε’×k+Vcom、として更新する(この場合、前記と同様の理由から走行速度Vに基づいて、Vcom←Vε’×k+Vとしてもよい。)。この後、得られた速度指令Vcomをドライバ30に供給して、図5及び図6に示す処理を終了する。
In step S26, the speed command Vcom is updated as Vcom ← Vε ′ × k + Vcom based on the corrected speed deviation Vε ′ and the acceleration coefficient k (in this case, Vcom ← based on the traveling speed V for the same reason as described above). Vε ′ × k + V may be used). Thereafter, the obtained speed command Vcom is supplied to the
なお、このステップS26の式では、修正速度偏差Vε’(及び速度偏差Vε)の符号がプラスであるときは加算処理であり、マイナスであるときには減算処理となっていることは当然である。 In the equation of step S26, when the sign of the corrected speed deviation Vε ′ (and the speed deviation Vε) is positive, it is an addition process, and when it is negative, it is a subtraction process.
図5及び図6に示す処理は、微小時間毎に繰り返して実行され、仮にカーブ走行時で、アクセル操作量及びステアリングのステアリング操作量Lが一定である場合には、第2中間速度指令V2、修正速度偏差Vε’及び加速度係数kは一定に保持され、ステップS26の式によって速度指令Vcomが次第に変化して、最終的に第2中間速度指令V2に一致するように自動的に調整される。 The processing shown in FIGS. 5 and 6 is repeatedly executed every minute time. If the accelerator operation amount and the steering operation amount L of the steering are constant during curve driving, the second intermediate speed command V2, The corrected speed deviation Vε ′ and the acceleration coefficient k are kept constant, and the speed command Vcom gradually changes according to the formula of step S26, and is automatically adjusted so as to finally coincide with the second intermediate speed command V2.
この後、ドライバ30では、PID制御部においてトルク指令値の算出がなされ、電圧指令演算部でモータ駆動指令値の演算がなされ、DCブラシレスモータ制御部でPWM制御がなされて、電動モータ20が速度指令Vcomに対応した速度で回転し、電動車両12が走行することになる。
Thereafter, in the
PID制御部では、高い応答性が得られ、しかも定常偏差が0となるように制御できる。 The PID control unit can be controlled so that high responsiveness is obtained and the steady-state deviation is zero.
電圧指令演算部では、電流リミッタ処理により電動モータ20の三相電流の過負荷を検出したときに、トルク指令値を下げてDCブラシレスモータ制御部の故障を防止する。また、制御系の追従性の向上のためにトルク指令値の適正化を行う。これにより、トルク指令値を制御マップ64の演算有効範囲内に納めるをことができる。
In the voltage command calculation unit, when an overload of the three-phase current of the
図12Aは、直線走行時(つまり、ステアリング操作量LがL=0)又は第2中間指令V2がカーブ制限速度Vcよりも小さいときで、速度偏差修正テーブル300による速度偏差Vεの修正をしない場合のステップ応答波形であり、図12Bは、速度偏差修正テーブル300によって求めた修正速度偏差Vε’に基づく処理をした場合のステップ応答波形である。 FIG. 12A shows a case where the speed deviation Vε is not corrected by the speed deviation correction table 300 when the vehicle travels straight (that is, when the steering operation amount L is L = 0) or when the second intermediate command V2 is smaller than the curve limit speed Vc. FIG. 12B is a step response waveform when processing based on the corrected speed deviation Vε ′ obtained by the speed deviation correction table 300 is performed.
この場合、図12Aに示す収束時間T1と図12Bに示す収束時間T2はほぼ等しい。また、図12Aに示すアンダーシュートU1よりも図12Bに示すアンダーシュートU2の方が小さい。 In this case, the convergence time T1 shown in FIG. 12A and the convergence time T2 shown in FIG. 12B are substantially equal. Further, the undershoot U2 shown in FIG. 12B is smaller than the undershoot U1 shown in FIG. 12A.
上述したように、本実施の形態に係る電動車両の制御装置10によれば、ステアリング操作時における減速が必要な速度域(つまり、カーブ制限速度Vc以上の速度域)において所定の減速をしているので、減速する必要のない場合(例えば、直線走行時やカーブ制限速度Vc以下の速度域)には不必要に減速をすることがなく、目的地により早く到着することができる。
As described above, according to the
また、加速度係数kは、ステアリング操作量Lに応じて予め規定されており、ステアリングの状態に応じた適切な加減速を実現することができる。 The acceleration coefficient k is defined in advance according to the steering operation amount L, and appropriate acceleration / deceleration according to the steering state can be realized.
さらに、同じステアリング操作量Lでは、第1の減速度補正値314は第2の減速度補正値316以下に設定されている。従って、直線走行時又は目標速度である第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vcよりも小さいときには、適度で滑らかな減速をして、快適な操作性が得られ、特に高齢者や身体障害者向けの運転や、ゴルフ場等の不整地、起伏地の走行においても快適な操作性が実現できる。
Further, at the same steering operation amount L, the first
また、同じステアリング操作量Lでは、第2の減速度補正値316は第1の減速度補正値314以上に設定されていることから、カーブ走行時で且つ目標速度である第2中間速度指令V2がカーブ制限速度Vcよりも大きいときには、不快な遠心力が発生しないように適度に速く減速させて、より高い安定性が得られる。
Further, at the same steering operation amount L, the second
また、図11から明らかなように、加速度補正値312は、第1の減速度補正値314と比較して略逆比例的に設定されており、最大値及び最小値が等しく設定されている。従って、例えば直線走行時における加速時には滑らかな加速をして、快適な操作性が得られる。また、速度偏差の絶対値が同じであるときには、直線走行時における加速度と減速度はほぼ等しくなり、扱いやすい。
Further, as is clear from FIG. 11, the
なお、設計及びセッティングにおいて、ステアリング操作量Lに基づく加速度係数kの作用によって十分な性能が得られる場合には、修正速度偏差Vε’を求める処理を省略し、速度偏差Vεをそのまま用いてもよい。 In the design and setting, when sufficient performance is obtained by the action of the acceleration coefficient k based on the steering operation amount L, the process for obtaining the corrected speed deviation Vε ′ may be omitted and the speed deviation Vε may be used as it is. .
上述したように、本実施の形態に係る電動車両の制御装置10によれば、直線走行時又は低速カーブ走行時には滑らか加減速が得られるとともに、高速カーブ走行時には不快な遠心力が発生しないように速やかな減速をすることができる。
As described above, according to the
本発明に係る電動車両の制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The control device for an electric vehicle according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can of course adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
10…制御装置 12…電動車両
20…電動モータ 22…操作部
36…走行レバー 46…速度設定ノブ
300…速度偏差修正テーブル 310…加速度係数テーブル
312…加速度補正値
314…第1の減速度補正値(第1の減速度係数)
316…第2の減速度補正値(第2の減速度係数)
L…ステアリング操作量 V…走行速度
V1…第1中間速度指令 V2…第2中間速度指令
Vc…カーブ制限速度 Vcom…速度指令
Vmax…最高制限速度 Vε…速度偏差
Vε’…修正速度偏差 k…加速度係数
DESCRIPTION OF
316: Second deceleration correction value (second deceleration coefficient)
L: Steering operation amount V ... Travel speed V1 ... First intermediate speed command V2 ... Second intermediate speed command Vc ... Curve limit speed Vcom ... Speed command Vmax ... Maximum limit speed Vε ... Speed deviation Vε '... Corrected speed deviation k ... Acceleration coefficient
Claims (3)
フルステアリングにおけるカーブ走行時の最高速度を規定したカーブ制限速度を記憶し、
微小時間毎に、前記アクセル操作量に応じて増加する第1中間速度指令を求め、
前記第1中間速度指令が前記カーブ制限速度よりも大きい場合で、ステアリング操作量が0のときに前記第1中間速度指令となり、フルステアリングのときに前記カーブ制限速度となるように制限され、前記第1中間速度指令が前記カーブ制限速度以下である場合に非制限とされる第2中間速度指令を求め、
前記第2中間速度指令から現在速度を減算して速度偏差を求め、
前記速度偏差が0である場合に、前記第2中間速度指令を前記速度指令として設定し、
前記速度偏差がプラスである場合に、前記速度偏差に加速度係数を乗算した値を、現在速度に加算して前記速度指令として設定し、
前記速度偏差がマイナスである場合で、直線走行時又は前記第2中間速度指令が前記カーブ制限速度よりも小さいときに、前記速度偏差に第1の減速度係数を乗算した値を、現在速度から減算して前記速度指令として設定し、
前記速度偏差がマイナスである場合で、カーブ走行時且つ前記第2中間速度指令が前記カーブ制限速度以上であるときに、前記速度偏差に第2の減速度係数を乗算した値を、現在速度から減算して前記速度指令として設定し、
前記加速度係数、前記第1の減速度係数及び前記第2の減速度係数は、ステアリング操作量に応じて予め規定された値であり、同じステアリング操作量に対して前記第1の減速度係数は前記第2の減速度係数以下に設定されていることを特徴とする電動車両の制御装置。 In a control device for an electric vehicle that travels in a curve according to a steering operation amount and travels by driving an electric motor so as to be a speed command set based on an accelerator operation amount,
Stores the curve speed limit that defines the maximum speed during curve driving in full steering,
A first intermediate speed command that increases according to the accelerator operation amount is obtained every minute time,
When the first intermediate speed command is larger than the curve limit speed, the first intermediate speed command is set when the steering operation amount is 0, and the curve limit speed is set when the steering operation is full. Obtaining a second intermediate speed command which is not limited when the first intermediate speed command is equal to or lower than the curve speed limit;
Subtracting the current speed from the second intermediate speed command to obtain a speed deviation;
When the speed deviation is 0, the second intermediate speed command is set as the speed command;
When the speed deviation is positive, a value obtained by multiplying the speed deviation by an acceleration coefficient is added to the current speed and set as the speed command,
When the speed deviation is negative and when the vehicle is traveling in a straight line or when the second intermediate speed command is smaller than the curve speed limit, a value obtained by multiplying the speed deviation by a first deceleration coefficient is obtained as a current speed. Is subtracted from and set as the speed command,
When the speed deviation is negative and the vehicle is running on a curve and the second intermediate speed command is equal to or higher than the curve speed limit, a value obtained by multiplying the speed deviation by a second deceleration coefficient is a current speed. Is subtracted from and set as the speed command,
The acceleration coefficient, the first deceleration coefficient, and the second deceleration coefficient are values that are defined in advance according to a steering operation amount. For the same steering operation amount, the first deceleration coefficient is A control device for an electric vehicle, wherein the control device is set to be equal to or less than the second deceleration coefficient.
前記加速度係数、前記第1の減速度係数又は前記第2の減速度係数を乗算する前に、前記速度偏差を補正し、該速度偏差の補正は、前記速度偏差がプラスの場合は、第1値を用いて補正し、前記速度偏差がマイナスである場合で、直線走行時又は前記第2中間速度指令が前記カーブ制限速度よりも小さいときには、第2値を用いて補正し、前記速度偏差がマイナスである場合で、カーブ走行時且つ前記第2中間速度指令が前記カーブ制限速度以上であるときには、第3値を用いて補正し、
前記第3値を用いて補正した場合には、前記第2値を用いて補正するよりも前記速度偏差がマイナス側に大きくなるように補正されることを特徴とする電動車両の制御装置。 In the control apparatus of the electric vehicle according to claim 1,
The acceleration coefficients, prior to multiplying the first deceleration coefficient or said second deceleration factor, the speed deviation and compensation, correction of the speed deviation, if the speed deviation is positive, the When the speed deviation is negative when the speed deviation is negative and the second intermediate speed command is smaller than the curve speed limit, the speed deviation is corrected using the second value. Is negative, and when the vehicle travels on a curve and the second intermediate speed command is equal to or higher than the curve speed limit, the third value is used for correction.
The control apparatus for an electric vehicle , wherein when the correction is made using the third value, the speed deviation is corrected to be larger on the minus side than the correction using the second value .
微小時間毎に、前記アクセル操作量に基づいて目標速度を求め、
前記目標速度から現在速度を減算して速度偏差を求め、
前記速度偏差がプラスである場合に、前記速度偏差に加速度係数を乗算した値を、現在速度に加算して前記速度指令として設定し、
前記速度偏差がマイナスである場合で、直線走行時又は前記目標速度が閾値速度よりも小さいときに、前記速度偏差に第1の減速度係数を乗算した値を、現在速度から減算して前記速度指令として設定し、
前記速度偏差がマイナスである場合で、カーブ走行時且つ前記目標速度が前記閾値速度以上であるときに、前記速度偏差に第2の減速度係数を乗算した値を、現在速度から減算して前記速度指令として設定し、
前記第1の減速度係数及び前記第2の減速度係数は、ステアリング操作量に応じて予め規定された値であり、同じステアリング操作量に対して前記第1の減速度係数は前記第2の減速度係数以下に設定されていることを特徴とする電動車両の制御装置。 In a control device for an electric vehicle that travels in a curve according to a steering operation amount and travels by driving an electric motor so as to be a speed command set based on an accelerator operation amount,
Every minute time, the target speed is obtained based on the accelerator operation amount,
Subtract the current speed from the target speed to obtain a speed deviation,
When the speed deviation is positive, a value obtained by multiplying the speed deviation by an acceleration coefficient is added to the current speed and set as the speed command,
When the speed deviation is negative, when the vehicle is traveling straight or when the target speed is smaller than a threshold speed, a value obtained by multiplying the speed deviation by a first deceleration coefficient is subtracted from the current speed, and Set as speed command,
When the speed deviation is negative, and when traveling on a curve and the target speed is equal to or higher than the threshold speed, a value obtained by multiplying the speed deviation by a second deceleration coefficient is subtracted from the current speed. Set as the speed command,
The first deceleration coefficient and the second deceleration coefficient are predetermined values according to a steering operation amount, and the first deceleration coefficient is the second deceleration coefficient for the same steering operation amount. A control device for an electric vehicle, wherein the control device is set to a deceleration coefficient or less.
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