JPH0496603A - 電動車両における衝突防止装置 - Google Patents

電動車両における衝突防止装置

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JPH0496603A
JPH0496603A JP2209483A JP20948390A JPH0496603A JP H0496603 A JPH0496603 A JP H0496603A JP 2209483 A JP2209483 A JP 2209483A JP 20948390 A JP20948390 A JP 20948390A JP H0496603 A JPH0496603 A JP H0496603A
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motor
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brake
vehicle
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Yukihiro Minesawa
峯沢　幸弘
Mutsumi Kawamoto
睦 川本
Eiko Inagaki
稲垣　英光
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Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車輪が電動モータにより駆動される電動車両
に関し、特に電動車両の前方に障害物があるときにその
障害物に電動車両が衝突するのを防止する電動車両にお
ける衝突防止装置に関するものである。
［従来の技術］ 近低　環境の改善、化石燃料依存からの脱紙あるいはエ
ネルギの多様化等により、電動モータを駆動源とする電
動車両が開発されている。この電動車両としては、例え
ばフォークリフトやゴルフカート等を始め種々の車両が
ある。
ところで、このような電動車両を制動する場合、通常の
内燃機関を駆動源とする車両と異なり、電気ブレーキに
より制動を働かせることができる。
しかし、この電気ブレーキによる制動では車両を完全に
あるいは急激に停止させることができない。
そこで、油圧による摩擦ブレーキと電気ブレーキとを併
用している場合が多い。
一方、車両前方に障害物があるときは、一般に運転者は
、フットブレーキを作動させて車両を減速または停止さ
せるカベ　あるいはステアリングハンドルを操作して車
両を操舵させるかして、その障害物に衝突しないように
している。しかしながら、運転者がそのような障害物に
気付かなかったり、その障害物がすぐ前を走る車両であ
る場合にはその車両との相対速度や車間距離の目測を誤
りたすすることがあり、その結果　車両がその障害物に
衝突してしまうことがある。
このような問題に対処するために、従来、特開昭６３−
３２３８８号公報及び特開昭６４−４６１１号公報によ
り、レーダ装置により障害物を検出してフットブレーキ
を作動させるものが提案されている。これらの公報に開
示されたものによれば、自動車が障害物に衝突すること
を未然に防止することができる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、特開昭６３−３２３８８号公報に開示さ
れたものでは、自動的にブレーキを作動させるために、
大きな力を出すことのできるアクチュエータが必要とな
る。このため、装置が大掛かりとなるばかりでなく、高
価なものとなる。
また特開昭６４−４６１１号公報に開示されたものでは
、自律走行に使用されているために、ブレーキ力をコン
トロールする制御装置は複雑なものとならざるを得ない
。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、電動モータを制御することにより障害
物との衝突を簡単かつ確実に防止することができるとと
もに、コンパクトに形成することができる電動車両にお
ける衝突防止装置を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 車輪が電動モータにより駆動されるとともに、前記電動
モータが制動される電動車両において、障害物センサと
、この障害物センサからの検出情報を処理するとともに
その処理結果が所定の条件にあるときブレーキ作動信号
を出力して前記電動モータに制動を働かせる制御装置と
を備えていることを特徴としている。
［作用および発明の効果］ このように構成されている本発明の電動車両における衝
突防止装置によれば、障害物センサと、〔Ｊス　上　赤
　Ｄ〕 この障害物センサからの検出情報を処理するとともにそ
の処理結果が所定の条件にあるときブレーキ作動信号を
出力して前記電動モータに制動を働かせる制御装置とを
備えているので、障害物センサが障害物を検知するとと
もに障害物までの距離をを計測し、これらの情報を制御
装置に送る。制御装置はこれらの情報に基づいて演算処
理し、その結果が所定の条件にあるとき、制御装置は電
動モータに例えば回生ブレーキ等のブレーキをかけ、電
動車両を制動する。これにより、電動車両は減速あるい
は停止するので、電動車両が障害物に衝突することを未
然に防止することができる。
またその場合、電動モータの制御装置によりブレーキを
モータ制御の一貫として働かせるようになるので、ブレ
ーキ制御が簡単であるばかりでなく、常用ブレーキを作
動させるための大出力のアクチュエータ等の特別の部品
が不要となり、装置をコンパクトにすることができる。
更にブレーキとして回生ブレーキを用いるようにすれば
、エネルギを回収することができ、省エネルギ効果を発
揮することができる。
［実施例］ 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明が適用される電動車両の一例を概略的に
示す図であり、同図（ａ）は各車輪毎に配設されたモー
タが配設された電動車両における電源装置、制御装置、
モータドライバおよびモータの配置の例を示す図、同図
（ｂ）は電ｉ装置、制御装置、モータドライバおよびモ
ータの接続状態を示す回路図である。図中、１は電動車
両、　１１は前輪、　１２は後輪、　１３，１４はモー
タ、　１５は制御装置、　１６．１７は電源装置、　１
８．１９はモータドライバ、２０，２１ば制御信号線、
　２２．２３，２４．２５は電力線、　２６は手動ステ
アリング装置を示す。
本発明が適用される電動車両１においては、　４つの車
輪は、それぞｔｌ、、４個の駆動用モータにより、動力
伝達装置等を用いることなく、直接に駆動されるように
なさね　各モータはそれぞれ別個に配設されたモータド
ライバにより駆動されるようになっている。このモータ
ドライバはモータを駆動するためのものであって、モー
タに回転方向トルクに応じて電力を供給するものである
。具体的には、右前輪１１．にはモータ１３．が搭載さ
ね左前輪１１２には第１図に図示されていないがモータ
１３２が搭載さね　右後輪１２．にはモータ１４１が搭
載さね　左後輪１２２には第１図に図示されていないが
モータ１４２が搭載されている。そして、前輪１１１，
１１２を結ぶ線の近傍のほぼ中央には電源装置１６が配
置さね　該電源装置１６の上には、モータ１３．を駆動
するためのモータドライバ１８７、およびモータ１３２
を駆動するためのモータドライバ１８２が配置されてい
る。また、後輪１２、、　１２２′を結ぶ線の近傍のほ
ぼ中央には電源装置１７が配置さね　該電源装置１７の
上には、モータ１４．を駆動するためのモータドライバ
１９．、およびモータ１４２を駆動するためのモータド
ライバ１９２が配置されている。
制御装置１５は、モータドライバ１８．、　１８２゜１
９、．１９２に指示するモータ指令値を演算するもので
あり、例えば第１図（ａ）に示すように運転席の下に配
置される。
制御装置１５で決定された各モータに対する指令値は、
それぞれ制御信号線を介してモータドライバに通知され
るが、第１図（ｂ）に示すようにモータ１３．に対する
駆動力は制御信号線２０．を介してモータドライバ１８
．に通知さね　モータ１３２に対する駆動力は制御信号
線２０２を介してモータドライバ１８２に通知さ托　モ
ータ１４．に対する駆動力は制御信号線２１．を介して
モータドライバ１９．に通知され。そしてモータ１４２
に対する駆動力は制御信号線２１２を介してモータドラ
イバ１９２に通知される。
制御信号線２０１．　２０２．　２１１．　２１２とし
ては光ケーブルが使用され　制御装置１５から各モータ
ドライバ１８．，１８２，１９．、　１９□に指示され
るモータ指令値は光通信により行われる。
電源装置は二つに分割されており、一方の電源装置１６
は前輪の駆動用モータ１３．．１３２のみを駆動するた
めに使用されるので、第１図（ｂ）に示すように電力線
２２．．２２２を介してそれぞれモータドライバ１８１
，１８２に接続さね　他方の電源装置１７は、後輪の駆
動用モータ１４１，１４２のみを駆動するために使用さ
れるので、電力線２４、．２４２を介してそれぞれモー
タドライバ１９、．１９２に接続されている。そして、
モータドライバ１８．の出力は電力線２３１を介してモ
ータ１３１に供給さね　モータドライバ１８２の出力は
電力線２３２を介してモータ１３２に供給さ托　モータ
ドライバ１９．の出力は電力線２５．を介してモータ１
４１に供給さ札　モータドライバ１９２の出力は電力線
２５２を介してモータ１４２に供給される。
以上の構成によれば、モータドライバ１８．．１８２、
　１９１．　１９２は、制御装置１５から通知されたモ
ータ指令値に基づいてスイッチング素子の開通状態を切
り換え、電源装置１６または１７から供給される電力を
制御して、それぞれ所定の電力をモータ１３＋、　　１
３２．　１４１，１４２に供給する。
第２図は各モータの制御回路のブロック図である。第２
図に示すように、この電動車両における各駆動モータ１
３１　１３２．　１４１．　１４２へ供給する電流を制
御するためのモータトライバ１８．。
１８２、　１９＋、　　１９．、は、　トランジスタ４
０及びダイオード４１からなり、モータへの電流を制御
するブリッジ回路４２を備えている。
次に、制御装置１５か行う処理について説明する。
第３図は、本発明に係る電動車両の制御系統図である。
図中、３０は障害物センサ、３１は車速センサ、　３２
は舵角センサ、　３３は前後進指示スイッチ、　３４は
アクセル開度センサ、３５はブレーキセンサを示す。
第３図において、モータドライバ１８．．１８□。
１９、、　１９２からはそれぞれモータ１３１．　１３
２゜１４、．１４２の回転数が制御装置１５に出力され
る。なお、モータ１３＋、　　１３２．　１４１．　１
４２の回転数は、図示しないレゾルバからの信号により
検出される。
障害物センサ３０はマイクロ波やミリ波等を利用した電
波あるいはレーザ光等を用いた公知のセンサであり、車
両前方の障害物を検知すると共にその障害物までの距離
を計測するものである。
車速センサ３１は車両における車輪の回転数を計測する
センサである。また、舵角センサ３２はステアリングハ
ンドルの操舵角を検知するものであり、前後進指示スイ
ッチ３３は車両を前進させるのか、あるいは後進させる
のかを運転手が指示するためのものである。更に、アク
セル開度センサ３４はアクセルペダルの踏み込み量を検
知するためのものであり、ブレーキセンサ３５はブレー
キペダルの踏み込み量を検知するためのものである。こ
れら各センサの出力は所定のタイミングで制御装置１５
に取り込まＦＩＡ　Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりデ
ジタル化されて処理される。
そしてこれらの各センサおよびスイッチからの検出信号
が制御装置１５に入力さね　制御装置１５はこれらの検
出信号の基づいて処理演算し、その結果に基づいて各モ
ータドライバに駆動制御信号を出力する。
ところで、本発明では電動車両が、走行中において、車
両前方に障害物があってその障害物に車両が衝突するお
それがある場合に、駆動用モータに電気ブレーキをかけ
るように制御することにより、電動車両がその障害物に
衝突するのを未然に回避するようにしている。以下にそ
の制御について説明する。
第４図はこの制御を行うためのフローを示す図である。
第４図に示すように初期設定の後、　１０ｍ５ｅｃ毎に
測定が行われるように設定されており、　１０ｍ５ｅｃ
が経過すると、各センサからの検出信号が制御装置１５
に入力される。その場合、電動車両が走行中に、例えば
車両直前で走行する車両等の障害物があると、その障害
物が障害物センサ３０によって検知されるとともに、自
軍からその障害物までの距離が計測さね　その検知信号
および距離信号が制御装置１５に入力される。また、舵
角センサ３２から操舵角信号および前後進指示スイッチ
３３から電動車両が前進であるか、後進であるかの信号
がそれぞれ制御装置１５に入力される。
制御装置１５はこれらの入力信号の基づいて、相対速度
決定のサブルーチンにより障害物と自軍との相対速度を
演算する。第５図に示すように、前回に測定した自軍か
ら障害物までの距離Ｄｏと今回（すなわち１０ｍ５ｅｃ
経過後）測定した距離Ｄ１とから、Ｖ＝Ｄ１−Ｄｏの式
から相対速度Ｖを演算する。その場合、測定時間間隔が
１０ｍ５ｅｃに設定されてるので、演算はきわめて簡単
になる。
また、今回の測定距離Ｄ１を前回の測定距離り。
に入札　再び相対速度の新たな演算が行われる。
次にこのようにして演算された相対速度に基づいて、危
険判断サブルーチンを用いて危険判断処理が行われる。
第６図に示すように、今回の測定距離Ｄ１と舵角センサ
３２からの舵角θとから自車が障害物に衝突するか否か
を判断する。この判断にあたっては、第７図に示すよう
な舵角および障害物との距離の関係から、車両が障害物
に衝突することなく旋回することができる領域を安全と
して設定し、また車両が旋回したとしても障害物に衝突
するおそれがある領域を危険として設定したマツプを制
御装置１５内のメモリに予め記憶させておく。そして、
制御装置１５は今回の測定距離Ｄ１と舵角センサ３２か
らの舵角θとから、自軍かマツプのいずれの領域にある
かを判断する。
危険と’ｔ’ｌｌ断されると、相対速度Ｖと今回の測定
距離Ｄ１とから自軍が障害物に衝突するか否かを判断す
る。この判断にあたっては、第８図に示すような障害物
との相対速度Ｖおよび障害物との距離Ｄ１の関係から、
車両が障害物に衝突するおそれがない領域を安全として
設定し、また車両が障害物に衝突するおそれがある領域
を危険として設定したマツプを予め制御装置１５内のメ
モリに予め記憶させておく。その場合、現在の車両の運
転状況が危険領域にある時はその危険度合に応じていく
つかの段階を設定している（本実施例では４段階）。す
なわち、安全領域に近い危険段階１が危険度合の最も小
さい危険状態であり、危険段階の数字が大きくなるにつ
れて危険度合が大きくなるように設定されている。そし
て、制御装置１５は今回の測定距離Ｄ１と相対速度Ｖと
から、自軍がマツプのいずれの領域にあるかを判断する
。危険と判断されると、制御装置１５は測定側１ｉｌＩ
Ｄ１と相対速度Ｖとから車両の現在の危険度合に応じた
、換言すれば車両が衝突することのない大きさの制動力
を決定する。その場合、制動力を決定するにあたっては
、予め作成さね　記憶されているマツプに基づいて最適
な制動力が決定される。このマツプとして、例えば車両
と障害物との相対距離が比較的小さい場合には、その相
対距離と制動力との関係が第９図（ａ）に示すような関
係となるマツプが作成されると共に、車両と障害物との
相対距離が比較的大きい場合には、その相対距離と制動
力との関係が第９図（ｂ）に示すような関係となるマツ
プが作成される。同時に、危険フラグがセットされる。
また、舵角と今回の測定距離とからの危険状態の判断お
よび相対速度と今回の測定距離とからの危険状態の判断
において、それぞれ安全であると判断されると、制御装
置１５は危険フラッグをリセットする。
次に、危険フラッグがセットされているか、またはリセ
ットされているかが判断される。危険フラッグがリセッ
トされていると判断されると、制御装置１５は通常のモ
ータのトルク制御を行う。
すなわち、制御装置１５は前後進指示スイッチ３３から
のモータの回転方向、アクセル開度センサ３４からのか
らのアクセルペダル踏み込み量およびブレーキセンサ３
５からのブレーキペダル踏み込み量に基づいて駆動力ま
たは制動力（換言するとモータのトルク）を、予め作成
されたマツプから決定する。次いで、制御装置１５は、
駆動用モータがこの決定されたトルクとなるようにモー
タドライバへ制御信号を出力する。
一方、危険フラッグがセットされていると判断されると
、制御装置１５はモータに危険判断処理で決定した制動
力の制動をかけるためにモータドライバにブレーキ信号
を出力する。モータドライバにおいてはそｄブリッジ回
路内の各トランジスタのスイッチが制御されることによ
り、モータにブレーキがかけられる。このブレーキとし
ては、回生ブレーキや発電ブレーキ等の電気的ブレーキ
が用いられる。特に回生ブレーキを採用すれば、エネル
ギの回収を行うことができるので、省エネルギ効果を発
揮することができる。
こうして、電動車両は減速されて前方の障害物との相対
速度が小さくさね　その障害物に衝突するおそれが低減
する。そして、再び１０　ｍ５ｅｃ毎に各センサからの
検出信号が制御装置１５に入力さ托　前述と同様の処理
および制御が行われる。
このようにして、第４図に示す制御フローが繰り返され
ることにより、電動車両が前方にある障害物に衝突する
ことが未然に回避される。
以上のように本発明によれば、電動車両の前方に障害物
があり、電動車両がその障害物に衝突するおそれがある
ときは、電動車両の駆動用モータに自動的にブレーキが
かけられるので、電動車両が障害物に衝突することが確
実に防止さね　安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る電動車両における衝突防止装置が
適用される電動車両を概略的に示し、　（ａ）は各構成
部材の配置図、　（ｂ）は各モータ、各モータドライバ
、電ｉ装置および制御装置の接続状態を示す図、第２図
はモータ制御回路のブロック図、第３図は電気制御系統
を示す図、第４図は衝突防止制御を行うための制御フロ
ーを示す図、第５図は相対速度を決定するためのサブル
ーチンを示す図、第６図は危険判断処理を行うためのサ
ブルーチンを示す図、第７図は舵角および障害物との距
離の関係における安全領域と危険領域とを設定するマツ
プを示す図、第８図は障害物との相対速度および障害物
との距離の関係における安全領域と危険領域とを設定す
るマレプを示す図、第９図は障害物との相対速度に対す
る制動力を決定するためのマツプを示し、　（ａ）は障
害物との距離が比較的小さい場合のためのマツプを示す
図。 （ｂ）障害物との距離が比較的大きい場合のためのマツ
プを示す図である。 １・電動車両、１１．．１１２・・・前輪、１２＋、１
２２・・・後輪、　１３１．　１３２．　１４１．　１
４２・・・駆動用モータ（電動モータ）、　１５・・・
制御装置、　１６，１７・・・電源装置、１８１．　１
８２．　１９１．　１９２・・・モータドライベ　３０
・・・障害物センサ、３１・・・車速センサ、　３２・
・・舵角センサ、３３・・・前後進指示スイッチ、　３
４・・・アクセル開度センサ、３５・・・ブレーキセン
サ 特　許　出　願　人　　　　　　　アイシン・エイ・り
゛フ゛リュ株式会社代理人　弁理士　　　　青　木　健
　二（外７名）第１図 （ｂ） 第４ 図 第７ 図 第８ 図 障害物との相対速度（ｋ墓／ｈ） 第５図 相対速度の決定 危険判断 Ｃ−つ 第９図 （ａ） （ｂ） 障害物との相対速度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 車輪が電動モータにより駆動されるとともに、前記電動
    モータが制動される電動車両において、障害物センサと
    、この障害物センサからの検出情報を処理するとともに
    その処理結果が所定の条件にあるときブレーキ作動信号
    を出力して前記電動モータに制動を働かせる制御装置と
    を備えていることを特徴とする電動車両における衝突防
    止装置。
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