车辆的制作方法

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车辆的制作方法

本发明涉及车辆。



背景技术:

以往,作为这种车辆,提出了在具备行驶用的电动机和驱动电动机的变换器的车辆中,在判定出了电动机被锁定了的状态(堵转状态)时,若变换器的温度成为了阈值以上则作为变换器的保护控制而限制电动机的转矩的车辆(例如,参照专利文献1)。在该车辆中,通过限制电动机的转矩,而将从蓄电池向变换器供给的电流抑制得少,从而抑制变换器的开关元件的温度上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5919012号



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在具备分别驱动左右的驱动轮的两个电动机和分别驱动两个电动机的两个变换器的车辆中,在成为了两个电动机被锁定了的状态(电流集中流向特定的相的状态)时,为了抑制两个电动机和两个变换器的温度上升,可考虑使两个电动机(驱动轮)旋转而切换两个电动机中的电流集中流动的相。在该情况下,若使两个电动机相等地向后退侧旋转而使车辆笔直地后退,则该后退距离(向正后方的移动距离)有时会变得比较长。

本发明的车辆的主要目的在于,在具备分别驱动左右的驱动轮的两个电动机和分别驱动两个电动机的两个变换器的车辆中,在两个电动机成为了锁定状态时,抑制两个电动机和两个变换器的温度上升并且缩短此时的车辆的后退距离。

用于解决课题的技术方案

本发明的车辆为了达成上述的主目的而采用了以下的技术方案。

本发明的车辆具备:

两个电动机,分别驱动左右的驱动轮;

两个变换器,分别驱动所述两个电动机;

蓄电装置,经由所述两个变换器与所述两个电动机交换电力;及

控制装置,在所述两个电动机成为了电流集中流向该两个电动机中的特定的相的锁定状态时,执行以使所述两个电动机中的电流集中流动的相发生切换的方式使所述两个电动机旋转的锁定保护控制,

其要旨在于,

作为所述锁定保护控制,所述控制装置以使所述车辆转弯的方式使所述两个电动机旋转。

在该本发明的车辆中,在两个电动机成为了电流集中流向两个电动机中的特定的相的锁定状态时,执行以使两个电动机中的电流集中流动的相发生切换的方式使两个电动机旋转的锁定保护控制。并且,作为锁定保护控制,以使车辆转弯的方式使两个电动机旋转。由此,能够切换两个电动机中的电流集中流动的相而抑制两个电动机和两个变换器的温度上升,并且能够使此时的车辆的后退距离(向正后方的移动距离)与以使车辆笔直地后退的方式使两个电动机旋转的情况相比变短。其结果,即使在容许后退距离比较短(在车辆后方存在物体)时也能够执行锁定保护控制。

在这样的本发明的车辆中,可以是,作为所述锁定保护控制,所述控制装置使所述两个电动机以彼此不同的旋转量旋转。这样,通过作为锁定保护控制而使两个电动机以彼此不同的旋转量旋转,能够使车辆转弯。

在作为锁定保护控制而使两个电动机以彼此不同的旋转量旋转的方案的本发明的车辆中,可以是,作为所述锁定保护控制,所述控制装置以使所述车辆以第一直线上的规定位置为转弯中心进行转弯的方式使所述两个电动机以彼此不同的旋转量旋转,该第一直线是在所述车辆的左右方向(宽度方向)上贯穿所述左右的驱动轮的直线。这样,通过作为锁定保护控制而使车辆以规定位置为转弯中心进行转弯,能够与使车辆笔直地后退的情况相比使车辆的后退距离变短。

在作为锁定保护控制而以使车辆以规定位置为转弯中心进行转弯的方式使两个电动机以彼此不同的旋转量旋转的方案的本发明的车辆中,可以是,所述规定位置是所述第一直线与第二直线的交点的位置,该第二直线是在所述车辆的前后方向上贯穿所述车辆的左右方向(宽度方向)的中心的直线,作为所述锁定保护控制,所述控制装置使所述两个电动机以方向彼此相反且绝对值相同的旋转量旋转。这样,能够进一步缩短车辆的后退距离。

另外,在作为锁定保护控制而以使车辆以规定位置为转弯中心进行转弯的方式使两个电动机以彼此不同的旋转量旋转的方案的本发明的车辆中,可以是,所述规定位置是所述第一直线上的所述车辆的外侧的位置,作为所述锁定保护控制,所述控制装置使所述两个电动机以方向相同且绝对值与所述左右的驱动轮各自和所述规定位置之间的距离之比对应的旋转量旋转。另外,可以是,所述规定位置是所述第一直线上的该第一直线与第二直线的交点和所述左右的驱动轮中的一方之间的位置,该第二直线是在所述车辆的前后方向上贯穿所述车辆的左右方向(宽度方向)的中心的直线,作为所述锁定保护控制,所述控制装置使所述两个电动机以方向彼此相反且绝对值与所述左右的驱动轮各自和所述规定位置之间的距离之比对应的旋转量旋转。这样,与使车辆以上述的第一直线与第二直线的交点的位置为转弯中心进行转弯的情况相比,能够抑制作用于车辆的前后方向上的与左右的驱动轮不同的位置的从动轮的、与从动轮的朝向正交的方向的力(拖拽从动轮的力)变大。其结果,能够抑制从动轮的磨耗。

在本发明的车辆中,可以是,作为所述锁定保护控制,所述控制装置以使所述车辆相对于转弯中心向一侧转弯的方式使所述两个电动机旋转之后,以使所述车辆相对于转弯中心向另一侧转弯的方式使所述两个电动机旋转。这样,能够抑制在锁定保护控制的开始时和结束时车辆的位置大幅偏离。

附图说明

图1是示出作为发明的一实施例的电动汽车20的结构的概略的结构图。

图2是示出由实施例的电子控制单元60执行的前进上坡时控制例程的一例的流程图。

图3是示出右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时的车辆的状况的一例的说明图。

图4是示出右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时的车辆的状况的一例的说明图。

图5是示出在前进上坡时作用于右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的后退力fga、fgb、fgc的一例的说明图。

图6是示出通过第一转弯处理的执行而车辆转弯的状况的一例的说明图。

图7是示出变形例的前进上坡时控制例程的一例的流程图。

图8是示出右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb与轮距w的关系的一例的说明图。

图9是示出通过第三转弯处理的执行而车辆转弯的状况的一例的说明图。

图10是示出变形例的前进上坡时控制例程的一例的流程图。

图11是示出右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb与轮距w的关系的一例的说明图。

图12是示出通过第五转弯处理的执行而车辆转弯的状况的一例的说明图。

图13是示出变形例的电动汽车20b的结构的概略的结构图。

具体实施方式

接着,使用实施例对用于实施本发明的方式进行说明。

图1是示出作为本发明的一实施例的电动汽车20的结构的概略的结构图。如图所示,实施例的电动汽车20构成为具备对向配置的右前轮22a及左前轮22b和作为一个转向轮的后轮22c的三轮汽车,具备右前轮用、左前轮用电动机32a、32b、变换器34a、34b、蓄电池36、转向装置40、及电子控制单元60。

右前轮用、左前轮用电动机32a、32b分别构成为配置于右前轮22a、左前轮22b内并且具有埋入有永磁体的转子和卷绕有三相线圈的定子的同步发电电动机(所谓的轮内电动机),向右前轮22a、左前轮22b输出驱动力。在实施例中,右前轮用、左前轮用电动机32a、32b使用了相同的电动机。变换器34a、34b分别用于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动。通过利用电子控制单元60对变换器34a、34b的未图示的多个开关元件进行开关控制,来驱动右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转。

蓄电池36例如构成为锂离子二次电池或镍氢二次电池,经由变换器34a、34b与右前轮用、左前轮用电动机32a、32b交换电力。

转向装置40通过将方向盘48与后轮22c经由转向轴机械地连接而构成,基于驾驶员对方向盘48的操作而对后轮22c进行转向(调节后轮22c的转角)。此外,转向装置40也可以构成为方向盘48与后轮22c没有机械地连接的所谓的线控转向装置。

虽然未图示,但电子控制单元60构成为以cpu为中心的微处理器,除了cpu之外,还具备存储处理程序的rom、暂时存储数据的ram、输入输出端口、及通信端口。经由输入端口向电子控制单元60输入来自各种传感器的信号。作为向电子控制单元60输入的信号,可以举出例如来自对右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的转子的旋转位置进行检测的旋转位置检测传感器33a、33b的右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的转子的旋转位置θma、θmb、来自安装于转向装置40并对方向盘48的转向角进行检测的转向角传感器42的转向角θst。另外,也可以举出来自点火开关70的点火信号、来自对换档杆71的操作位置进行检测的档位传感器72的档位sp。而且,还可以举出来自对加速器踏板73的踩踏量进行检测的加速器踏板位置传感器74的加速器开度acc、来自对制动器踏板75的踩踏量进行检测的制动器踏板位置传感器76的制动器踏板位置bp、来自车速传感器78的车速v、来自坡度传感器79的路面坡度θrd。此外,作为档位sp,准备了驻车档(p档)、倒车档(r档)、空档(n档)、前进档(d档)等。经由输出端口从电子控制单元60输出各种控制信号。作为从电子控制单元60输出的信号,可以举出例如对于变换器34a、34b的多个开关元件的开关控制信号。电子控制单元60基于来自旋转位置检测传感器33a、33b的右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的转子的旋转位置θma、θmb来运算右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb、转速nma、nmb。

在这样构成的实施例的电动汽车20中,电子控制单元60基本上进行以下的行驶控制。在行驶控制中,首先,基于加速器开度acc和车速v来设定对车辆要求的要求驱动力fd*。接着,基于转向角θst来设定右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力分配比da、db(da+db=1)。在此,关于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力分配比da、db,在实施例中,基于转向角θst,在直行时(转向角θst为值0时)都设定值0.5,在转弯时(转向角θst不为值0时)以使内轮侧的驱动力变小并且使外轮侧的驱动力变大的方式来设定。当这样设定右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力分配比da、db后,将要求驱动力fd*乘以右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力分配比da、db来设定右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力指令fma*、fmb*。然后,以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b按照驱动力指令fma*、fmb*驱动的方式进行变换器34a、34b的多个开关元件的开关控制。

接着,对这样构成的实施例的电动汽车20的动作、前进上坡时(档位sp为前进档且处于上坡路时)的动作进行说明。图2是示出由实施例的电子控制单元60执行的前进上坡时控制例程的一例的流程图。该例程在前进上坡时反复执行。

当执行前进上坡时控制例程时,电子控制单元60首先判定右前轮用、左前轮用电动机32a、32b是否处于锁定状态(步骤s100),在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b不处于锁定状态时,结束本例程。在该情况下,进行上述的行驶控制。

在此,“锁定状态”是指尽管从右前轮用、左前轮用电动机32a、32b输出着驱动力,右前轮用、左前轮用电动机32a、32b确大致停止了旋转的状态,即,电流集中流向右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的特定的相的状态。在该状态下,右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度容易上升。在实施例中,在与上述的行驶控制同样地设定的右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力指令fma*、fmb*的绝对值都比阈值fmref(例如数nm等)大且右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的转速nma、nmb的绝对值都为阈值nmref(例如,数十rpm等)以下时,判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态。

图3及图4是示出右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时(开始后述的锁定保护控制之前)的车辆的状况的一例的说明图,图5是示出在前进上坡时作用于右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的以车重m为起因的后退侧的力(以下,称作“后退力”)fga、fgb、fgc的一例的说明图。在图4中,“a1”表示在车辆的左右方向(宽度方向)上贯穿右前轮22a的中心及左前轮22b的中心的直线,“a2”表示在车辆的前后方向上贯穿车辆的左右方向(宽度方向)的中心(穿过后轮22c的中心)的直线,“p1”表示直线a1与直线a2的交点的位置。以下,关于各力(参照图3~图5的粗直线箭头),将车辆的前进方向设为正来进行说明。在前进上坡时右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,作为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb之和的车辆的前进用的驱动力fm的绝对值与作为作用于右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的后退力fga、fgb、fgc之和的作用于车辆的后退力fg的绝对值相同。在此,作用于右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的后退力fga、fgb、fgc可以使用车重m、重力加速度g、右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的载荷分配比ga、gb、gc、路面坡度θrd、上坡路的倾斜方向与右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的朝向所成的角度φa、φb、φc而根据式(1)~(3)求出。该式(1)~(3)能够使用图3~图5容易地导出。因此,作用于右前轮22a、左前轮22b的力fwa、fwb可以使用右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb和作用于右前轮22a、左前轮22b的后退力fga、fgb而根据式(4)、(5)求出。由于右前轮22a及左前轮22b对向配置(朝向平行),所以角度φa、φb相同。作用于后轮22c的力fwc成为作用于后轮22c的后退力fgc。

fga=-m·g·ga·sin(θrd)·cos(φa)(1)

fgb=-m·g·gb·sin(θrd)·cos(φb)(2)

fgc=-m·g·gc·sin(θrd)·cos(φc)(3)

fwa=fma-fga(4)

fwb=fmb-fgb(5)

在步骤s100中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,执行锁定保护控制(步骤s110~s160),而后结束本例程。在此,“锁定保护控制”是指以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相切换的方式使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转的控制。在实施例中,考虑在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时(开始锁定保护控制之前),转向角θst为值0且上坡路的倾斜方向与右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的朝向一致的情况,即上述的式(1)~(3)中的角度φa、φb、φc均成为值0的情况。

作为锁定保护控制,首先,执行如下的第一转弯处理:关于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的每单位时间的变化量dθea、dθeb,以满足“dθea>0、dθeb<0、|dθea|=|dθeb|”的方式,使右前轮用电动机32a的驱动力fma增加并且使左前轮用电动机32b的驱动力fmb减小(步骤s110)。在此,右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb的变更(增减)通过右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力指令fma*、fmb*的变更及使用了该驱动力指令fma*、fmb*的变换器34a、34b的控制来进行。此外,在实施例中,在第一转弯处理中,使得满足“|dθea|=|dθeb|=dθe1*”。在此,值dθe1*优选使用不会给驾驶员带来违和感的程度的值。

当这样执行第一转弯处理后,判定是否通过第一转弯处理的执行而使得右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换(步骤s120)。该判定例如可以通过判定从第一转弯处理开始时起的右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的总变化量sθea1、sθeb1的绝对值是否达到了阈值sθeref(例如,120°等)以上来进行。在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相未发生切换时,返回步骤s110。这样,直到在步骤s120中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换为止,反复执行步骤s110、s120的处理(持续进行第一转弯处理)。

图6是示出通过第一转弯处理的执行而车辆转弯的状况的一例的说明图。在图6中,虚线表示车辆转弯之前的状况,实线表示车辆进行了转弯时的状况。另外,在图6中,“粗曲线箭头”表示车辆的转弯方向。而且,图6的放大图(车辆转弯之前的后轮22c的放大图)中的“粗直线箭头”表示在通过第一转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时除了上述的后退力fgc以外作用于后轮22c的力fc1。通过第一转弯处理的执行,会使右前轮用电动机32a的电角度θea向正侧(前进侧)且使左前轮用电动机32b的电角度θeb向负侧(后退侧)以绝对值彼此相同的旋转量旋转,所以右前轮22a向正侧(前进侧)且左前轮22b向负侧(后退侧)以绝对值彼此相同的旋转量旋转。由此,如图6所示,车辆以位置p1为转弯中心而逆时针转弯。因此,能够切换右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相而抑制右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度上升,并且能够使此时的车辆的后退距离(向正后方的移动距离)与作为锁定保护控制而使车辆笔直地后退的情况相比变短。在实施例中,由于使用仅具备一个后轮22c的三轮汽车作为电动汽车20,所以具体地说能够使车辆的后退距离成为大致值0。其结果,即使在容许后退距离llim比较短(在车辆后方存在物体)时也能够执行锁定保护控制。此外,在通过第一转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时,后轮22c由与穿过转弯中心(位置p1)和后轮22c的中心的直线(直线a2)正交的方向(在实施例中,由于考虑的是转向角θst为值0的情况,所以是与后轮22c的朝向正交的方向(图6的右方向))的力fc1拖拽。

在步骤s120中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换时,执行如下的第一旋转停止处理:以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b停止旋转的方式,使右前轮用电动机32a的驱动力fma减小并且使左前轮用电动机32b的驱动力fmb增加(步骤s130)。

接着,执行如下的第二转弯处理:关于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的每单位时间的变化量dθea、dθeb,以满足“dθea<0、dθeb>0、|dθea|=|dθeb|”的方式,使右前轮用电动机32a的驱动力fma减小并且使左前轮用电动机32b的驱动力fmb增加(步骤s140)。此外,在实施例中,在第二转弯处理中,与第一转弯处理同样,使得满足“|dθea|=|dθeb|=dθe1*”。

当这样执行第二转弯处理后,判定是否通过第二转弯处理的执行而使得右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换(步骤s150)。该判定例如可以通过判定从第二转弯处理开始时起的右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的总变化量sθea2、sθeb2的绝对值是否达到了上述的阈值sθeref以上来进行。在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相未发生切换时,返回步骤s140。这样,直到在步骤s150中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换为止,反复执行步骤s140、s150的处理(持续进行第二转弯处理)。

通过这样的第二转弯处理的执行,会使右前轮用电动机32a的电角度θea向负侧(后退侧)且使左前轮用电动机32b的电角度θeb向正侧(前进侧)以绝对值彼此相同的旋转量旋转,所以右前轮22a向负侧(后退侧)且左前轮22b向正侧(前进侧)以绝对值彼此相同的旋转量旋转。由此,车辆以上述的位置p1为转弯中心而沿图6的顺时针转弯。因此,能够切换右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相而抑制右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度上升。此外,在通过第二转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时,后轮22c由与上述的力fc1相反朝向的力fc2拖拽。

在步骤s150中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换时,执行如下的第二旋转停止处理:以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b停止旋转的方式,使右前轮用电动机32a的驱动力fma增加并且使左前轮用电动机32b的驱动力fmb减小(步骤s160),结束锁定保护控制,结束本例程。这样,通过在第一转弯处理及第一旋转停止处理之后执行第二转弯处理及第二旋转停止处理,能够抑制在锁定保护控制的开始时和结束时车辆的位置大幅偏离。

并且,在下次执行本例程时,在步骤s100中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,再次执行锁定保护控制(步骤s110~s160),结束本例程。这样,直到在步骤s100中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态为止,反复执行锁定保护控制。

在以上说明的实施例的电动汽车20中,在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,作为锁定保护控制,以使车辆以在车辆的左右方向(宽度方向)上贯穿右前轮22a的中心及左前轮22b的中心的直线a1与在车辆的前后方向上贯穿车辆的左右方向(宽度方向)的中心(穿过后轮22c的中心)的直线a2的交点的位置p1为转弯中心进行转弯的方式使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转。由此,能够切换右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相而抑制右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度上升,并且能够使此时的车辆的后退距离(向正后方的移动距离)与作为锁定保护控制而使车辆笔直地后退的情况相比变短。其结果,即使在容许后退距离llim比较短(在车辆后方存在物体)时也能够执行锁定保护控制。

在实施例的电动汽车20中,在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,作为锁定保护控制,在使车辆以位置p1为转弯中心而沿图6的逆时针转弯之后,使车辆同样地以位置p1为转弯中心而沿图6的顺时针转弯。但是,作为锁定保护控制,也可以在使车辆以位置p1为转弯中心沿图6的顺时针转弯之后,使车辆同样地以位置p1为转弯中心沿图6的逆时针转弯。

在实施例的电动汽车20中,在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,使车辆以直线a1上的位置p1为转弯中心进行转弯,但也可以使车辆以直线a1上的位置p1以外的位置为转弯中心进行转弯。图7是示出该情况下的前进上坡时控制例程的一例的流程图。

当执行图7的前进上坡时控制例程时,电子控制单元60首先判定右前轮用、左前轮用电动机32a、32b是否处于锁定状态(步骤s200),在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b不处于锁定状态时,结束本例程。在该情况下,进行上述的行驶控制。

在步骤s200中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,执行锁定保护控制(步骤s210~s280),结束本例程。此外,与实施例同样,考虑在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时(开始锁定保护控制之前),转向角θst为值0且上坡路的倾斜方向与右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的朝向一致的情况,即上述的式(1)~(3)中的角度φa、φb、φc均为值0的情况。

作为锁定保护控制,首先设定车辆的容许后退距离llim(步骤s210)。在此,关于容许后退距离llim,例如可以通过未图示的毫米波雷达、超声波声呐、后视相机等测定与车辆后方的物体的距离来设定。

当这样设定容许后退距离llim后,基于设定的容许后退距离llim来设定通过锁定保护控制使车辆转弯时的右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb(步骤s220)。在此,左前轮22b的转弯轨道半径rb在本变形例中以处于比右前轮22a、左前轮22b的中心间距离(以下,称作“轮距”)w长的范围内且在容许后退距离llim长时与短容许后退距离llim时相比变长(具体地说,容许后退距离llim越长则越长)的方式设定。关于右前轮22a的转弯轨道半径ra,设定从左前轮22b的转弯轨道半径rb减去轮距w后的值(rb-w)的绝对值。图8是示出右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb与轮距w的关系的一例的说明图。图中,“p2”表示直线a1上的从右前轮22a、左前轮22b的中心离开了转弯轨道半径ra、rb的位置。由于左前轮22b的转弯轨道半径rb比轮距w长,所以位置p2成为车辆右方(图8中的比右前轮22a靠右侧处)。

接着,执行如下的第三转弯处理:关于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的每单位时间的变化量dθea、dθeb,以满足“dθea<0、dθeb<0、ra:rb(ra<rb)=|dθea|:|dθeb|”的方式,使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb减小(步骤s230)。此外,在第三转弯处理中,使得满足“|dθea|<|dθeb|=dθe2*”。在此,值dθe2*优选使用不会给驾驶员带来违和感的程度的值。

当这样执行第三转弯处理后,判定是否通过第三转弯处理的执行而使得右前轮用电动机32a中的电流集中流动的相发生了切换(步骤s240)。该判定例如可以通过判定从第三转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea3的绝对值是否达到了上述的阈值sθeref以上来进行。此外,在第三转弯处理中,由于“|dθea|<|dθeb|”,所以在从第三转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea3的绝对值达到阈值sθeref以上时,从第三转弯处理开始时起的左前轮用电动机32b的电角度θeb的总变化量sθeb3的绝对值当然也达到了阈值sθeref以上。在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相未发生切换时,返回步骤s230。这样,直到在步骤s240中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换为止,如此反复执行步骤s230、s240的处理(持续进行第三转弯处理)。

图9是示出通过第三转弯处理的执行而车辆转弯的状况的一例的说明图。图9中,虚线表示车辆转弯之前的状况,实线表示车辆进行了转弯时的状况。另外,在图9中,“粗曲线箭头”表示车辆的转弯方向,“a3”表示穿过位置p2和后轮22c的中心的直线。而且,图9的放大图(车辆转弯之前的后轮22c的放大图)中的“粗直线箭头”表示在通过第三转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时除了上述的后退力fgc以外作用于后轮22c的力fc3及其分力fc31、fc32。通过第三转弯处理的执行,会使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb向负侧(后退侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转,所以右前轮22a及左前轮22b向负侧(后退侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转。由此,如图9所示,车辆以位置p2为转弯中心而沿逆时针转弯。因此,能够切换右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相而抑制右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度上升,并且能够使此时的车辆的后退距离(向正后方的移动距离)与作为锁定保护控制而使车辆笔直地后退的情况相比变短。其结果,即使在容许后退距离llim比较短(在车辆后方存在物体)时也能够执行锁定保护控制。此外,车辆的后退距离与使车辆以上述的位置p1为转弯中心进行转弯的情况相比稍微变长。

另外,在通过第三转弯处理而实现的车辆的转弯时,后轮22c根据与直线a3正交的方向(图9的右下方向)的力fc3而受到拖拽。在转向角θst为值0时,上述的力fc1(图6参照)成为与后轮22c的朝向正交的方向的力,相对于此,该力fc3(图9参照)可认为是后轮22c的朝向的分力fc31和与该朝向正交的方向的分力fc32之和。因此,在上述的力fc1的大小与该力fc3的大小相同的情况下,力fc3的分力fc32与力fc1相比变小,所以作用于后轮22c与路面之间的摩擦力(拖拽后轮22c的力)变小,能够抑制后轮22c的磨耗。

即,在作为锁定保护控制而使车辆以位置p2为转弯中心进行转弯的情况下,与使车辆以位置p1为转弯中心进行转弯的情况相比,虽然车辆的后退距离稍微变长,但能够抑制后轮22c的磨耗。位置p2距车辆越远,则车辆的后退距离越长,并且越能够抑制后轮22c的磨耗,所以通过基于容许后退距离llim来设定位置p2,能够更合适地实现车辆的后退距离及后轮22c的磨耗的抑制的兼顾。

在步骤s240中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换时,执行如下的第三旋转停止处理:以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b停止旋转的方式,使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb增加(步骤s250)。

接着,执行如下的第四转弯处理:关于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的每单位时间的变化量dθea、dθeb,以满足“dθea>0、dθeb>0、ra:rb(ra<rb)=|dθea|:|dθeb|”的方式,使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb增加(步骤s260)。此外,在该变形例中,在第四转弯处理中,与第三转弯处理同样,使得满足“|dθea|<|dθeb|=dθe2*”。

当这样执行第四转弯处理后,判定是否通过第四转弯处理的执行而使得右前轮用电动机32a中的电流集中流动的相发生了切换(步骤s270)。该判定例如可以通过判定从第四转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea4的绝对值是否达到了上述的阈值sθeref以上来进行。此外,在第四转弯处理中,由于“|dθea|<|dθeb|”,所以在从第四转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea4的绝对值达到阈值sθeref以上时,从第四转弯处理开始时起的左前轮用电动机32b的电角度θeb的总变化量sθeb4的绝对值当然也达到了阈值sθeref以上。在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相未发生切换时,返回步骤s260。这样,直到在步骤s270中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换为止,反复执行步骤s260、s270的处理(持续进行第四转弯处理)。

通过这样的第四转弯处理的执行,会使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb向正侧(前进侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转,所以右前轮22a及左前轮22b向正侧(前进侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转。由此,车辆以上述的位置p2为转弯中心而沿图9的顺时针转弯。因此,能够切换右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相而抑制右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度上升。此外,在通过第四转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时,后轮22c由与上述的力fc3相反朝向的力fc4拖拽。

现在,考虑的是在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时(开始锁定保护控制之前),转向角θst为值0且上坡路的倾斜方向与右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的朝向一致的情况,即上述的式(1)~(3)中的角度φa、φb、φc均为值0的情况。当从该状态起通过锁定保护控制中的第三转弯处理的执行而使车辆以位置p2为转弯中心沿图9的逆时针转弯时,角度φa、φb、φc的绝对值变大,右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的后退力fga、fgb、fgc的绝对值变小。因此,在锁定保护控制中的第四转弯处理中车辆一边转弯一边前进(上坡)所需的右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb比在转向角θst为值0且上坡路的倾斜方向与右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的朝向一致时车辆笔直地前进(上坡)所需的右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb小。由此,能够进一步扩大能够执行锁定保护控制的路面坡度θrd的范围。

在步骤s270中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换时,执行如下的第四旋转停止处理:以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b停止旋转的方式,使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb减小(步骤s280),结束锁定保护控制,结束本例程。这样,通过在第三转弯处理及第三旋转停止处理之后执行第四转弯处理及第四旋转停止处理,能够抑制在锁定保护控制的开始时和结束时车辆的位置大幅偏离。

在图7的前进上坡时控制例程中,在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,作为锁定保护控制,在使车辆以直线a1上的车辆右方的位置p2为转弯中心而沿图9的逆时针转弯之后,使车辆同样地以位置p2为转弯中心而沿图9的顺时针转弯。但是,作为锁定保护控制,也可以在使车辆以直线a1上的车辆左方的位置p2’为转弯中心而沿图9的顺时针转弯之后,使车辆同样地以位置p2’为转弯中心而沿图9的逆时针转弯。

在图7的前进上坡时控制例程中,左前轮22b的转弯轨道半径rb在比轮距w长的范围内设定,但也可以在比轮距w短且比轮距w的一半长的范围内设定。图10是示出该情况下的前进上坡时控制例程的一例的说明图,图11是示出该情况下的右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb与轮距w的关系的一例的说明图。在图11中,“p3”表示直线a1上的从右前轮22a、左前轮22b的中心离开了转弯轨道半径ra、rb的位置。由于左前轮22b的转弯轨道半径rb比轮距w短且比轮距w的一半长,所以位置p3处于上述的位置p1与右前轮22a的中心之间。图10的例程除了代替步骤s230~s280的处理而执行步骤s330~s380的处理这一点之外,与图7的例程相同。因此,关于相同的处理,标注相同的步骤编号而省略其详细的说明。

在图10的前进上坡时控制例程中,作为锁定保护控制,首先,与图7的前进上坡时控制例程同样地设定车辆的容许后退距离llim(步骤s210),设定右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb(步骤s220)。接着,执行如下的第五转弯处理:关于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的每单位时间的变化量dθea、dθeb,以满足“dθea<0、dθeb<0、ra:rb(ra<rb)=|dθea|:|dθeb|”的方式,使右前轮用电动机32a的驱动力fma增加并且使左前轮用电动机32b的驱动力fmb减小(步骤s330)。此外,在第五转弯处理中,使得满足“|dθea|<|dθeb|=dθe3*”。在此,值dθe3*优选使用不会给驾驶员带来违和感的程度的值。

当这样执行第五转弯处理后,判定是否通过第五转弯处理的执行而使得右前轮用电动机32a中的电流集中流动的相发生了切换(步骤s340)。该判定例如可以通过判定从第五转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea5的绝对值是否达到了上述的阈值sθeref以上来进行。此外,在第五转弯处理中,由于“|dθea|<|dθeb|”,所以在从第五转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea5的绝对值达到阈值sθeref以上时,从第五转弯处理开始时起的左前轮用电动机32b的电角度θeb的总变化量sθeb5的绝对值当然也达到了阈值sθeref以上。在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相未发生切换时,返回步骤s330。这样,直到在步骤s340中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换为止,如此反复执行步骤s330、s340的处理(持续进行第五转弯处理)。

图12是示出通过第五转弯处理的执行而车辆转弯的状况的一例的说明图。在图12中,虚线表示车辆转弯之前的状况,实线表示车辆进行了转弯时的状况。另外,在图12中,“粗曲线箭头”表示车辆的转弯方向,“a4”表示穿过位置p3和后轮22c的中心的直线。而且,图12的放大图(车辆转弯之前的后轮22c的放大图)中的“粗直线箭头”表示在通过第五转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时除了上述的后退力fgc以外作用于后轮22c的力fc5及其分力fc51、fc52。通过第五转弯处理的执行,会使右前轮用电动机32a的电角度θea向正侧(前进侧)且使左前轮用电动机32b的电角度θeb向负侧(后退侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转,所以右前轮22a向正侧(前进侧)且左前轮22b向负侧(后退侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转。由此,如图12所示,车辆以位置p3为转弯中心而沿逆时针转弯。因此,能够切换右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相而抑制右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度上升,并且能够使此时的车辆的后退距离(向正后方的移动距离)与作为锁定保护控制而使车辆笔直地后退的情况相比变短。其结果,即使在容许后退距离llim比较短(在车辆后方存在物体)时也能够执行锁定保护控制。此外,车辆的后退距离与使车辆以上述的位置p1为转弯中心进行转弯的情况相比稍微变长,并且与使车辆以上述的位置p2为转弯中心进行转弯的情况相比稍微变短。

另外,在通过第五转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时,后轮22c根据与直线a4正交的方向(图12的右下方向)的力fc5而受到拖拽。在转向角θst为值0时,该力fc5可以与上述的力fc3同样地认为是后轮22c的朝向的分力fc51和与该朝向正交的方向的分力fc52之和。因此,在上述的力fc1的大小与该力fc5的大小相同的情况下,力fc5的分力fc52与力fc1相比变小,所以作用于后轮22c与路面之间的摩擦力(拖拽后轮22c的力)变小,能够抑制后轮22c的磨耗。

即,在作为锁定保护控制而使车辆以位置p3为转弯中心进行转弯的情况下,与使车辆以位置p1为转弯中心进行转弯的情况相比,虽然车辆的后退距离稍微变长,但能够抑制后轮22c的磨耗。位置p3离位置p1越远,则车辆的后退距离越长,并且越能够越抑制后轮22c的磨耗,所以通过基于容许后退距离llim设定位置p3,能够更合适地实现车辆的后退距离及后轮22c的磨耗的抑制的兼顾。

在步骤s340中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换时,执行如下的第五旋转停止处理:以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b停止旋转的方式,使右前轮用电动机32a的驱动力fma减小并且使左前轮用电动机32b的驱动力fmb增加(步骤s350)。

接着,执行如下的第六转弯处理:关于右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的电角度θea、θeb的每单位时间的变化量dθea、dθeb,以满足“dθea>0、dθeb>0、ra:rb(ra<rb)=|dθea|:|dθeb|”的方式,使右前轮用电动机32a的驱动力fma减小并且使左前轮用电动机32b的驱动力fmb增加(步骤s360)。此外,在该变形例中,在第六转弯处理中,与第五转弯处理同样地使得满足“|dθea|<|dθeb|=dθe3*”。

当这样执行第六转弯处理后,判定是否通过第六转弯处理的执行而使得右前轮用电动机32a中的电流集中流动的相发生了切换(步骤s370)。该判定例如可以通过判定从第六转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea6的绝对值是否达到了上述的阈值sθeref以上来进行。此外,在第六转弯处理中,由于“ra<rb”且“|dθea|<|dθeb|”,所以在从第六转弯处理开始时起的右前轮用电动机32a的电角度θea的总变化量sθea6的绝对值达到阈值sθeref以上时,从第六转弯处理开始时起的左前轮用电动机32b的电角度θeb的总变化量sθeb6的绝对值当然也达到了阈值sθeref以上。在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相未发生切换时,返回步骤s360。这样,直到在步骤s370中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换为止,反复执行步骤s360、s370的处理(持续进行第六转弯处理)。

通过这样的第六转弯处理的执行,会使右前轮用电动机32a的电角度θea向负侧(后退侧)且使左前轮用电动机32b的电角度θeb向正侧(前进侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转,所以右前轮22a向负侧(后退侧)且左前轮22b向正侧(前进侧)以与转弯轨道半径ra和转弯轨道半径rb之比对应的绝对值的旋转量旋转。由此,如图12所示,车辆以位置p3为转弯中心而沿图12的顺时针转弯。因此,能够切换右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相而抑制右前轮用、左前轮用电动机32a、32b和变换器34a、34b的温度上升。此外,在通过第六转弯处理的执行而实现的车辆的转弯时,后轮22c由与上述的力fc5相反朝向的力fc6拖拽。

在步骤s370中判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b中的电流集中流动的相发生了切换时,执行如下的第六旋转停止处理:以使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b停止旋转的方式,使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b的驱动力fma、fmb减小(步骤s380),结束锁定保护控制,结束本例程。这样,通过在第五转弯处理及第五旋转停止处理之后执行第六转弯处理及第六旋转停止处理,能够抑制在锁定保护控制的开始时和结束时车辆的位置大幅偏离。

在图10的前进上坡时控制例程中,在判定为右前轮用、左前轮用电动机32a、32b处于锁定状态时,作为锁定保护控制,在使车辆以直线a1上的上述的位置p1与右前轮22a的中心之间的位置p3为转弯中心而沿图12的逆时针转弯之后,使车辆同样地以位置p3为转弯中心而沿图12的顺时针转弯。但是,作为锁定保护控制,也可以在使车辆以直线a1上的上述的位置p1与左前轮22b的中心之间的位置p3’为转弯中心而沿图12的顺时针转弯之后,使车辆同样地以位置p3’为转弯中心而沿图12的逆时针转弯。

在图7、图10的前进上坡时控制例程中,在执行锁定保护控制时,基于容许后退距离llim来设定右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb,但也可以将容许后退距离llim设为一样的值来设定右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb,即,也可以将右前轮22a、左前轮22b的转弯轨道半径ra、rb分别设为一样的值。

在实施例、变形例的电动汽车20中,如使用图2、图7、图10的前进上坡时控制例程所说明那样,作为锁定保护控制,在以使车辆相对于转弯中心(位置p1、位置p2、位置p3)向一侧转弯的方式使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转之后(在执行了第一转弯处理、第三转弯处理、第五转弯处理之后),以使车辆相对于转弯中心向另一侧转弯的方式使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转(执行第二转弯处理、第四转弯处理、第六转弯处理)。但是,作为锁定保护控制,也可以以使车辆相对于转弯中心向一侧转弯的方式使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转,但在之后不以使车辆相对于转弯中心向另一侧转弯的方式使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转。

在实施例、变形例的电动汽车20中,虽然对转向角θst为值0的情况进行了说明,但在转向角θst不为值0时也同样地作为锁定保护控制而以使车辆转弯的方式使右前轮用、左前轮用电动机32a、32b旋转即可。

在实施例、变形例的电动汽车20中,如使用图2、图7、图10的前进上坡时控制例程所说明那样,设想了前进上坡的情况,但也可以设想在前进中越过路缘石等台阶的情况。

在实施例的电动汽车20中,具备右前轮用、左前轮用电动机32a、32b、变换器34a、34b、蓄电池36及转向装置40,但也可以如图13的变形例的电动汽车20b所示,除了电动汽车20的结构之外还具备倾斜装置50。在此,倾斜装置50具备倾斜机构52和驱动倾斜机构52的倾斜致动器54,该倾斜机构52安装于车身本体和右前轮22a及左前轮22b,通过相对于车辆本体将右前轮22a及左前轮22b中的一方抬起并且将另一方按下而使车身本体在左右方向(宽度方向)上倾斜。,经由输入端口向电子控制单元60输入来自对作为由倾斜装置50实现的车身本体的倾斜角的倾斜角进行检测的倾斜角传感器56的倾斜角θl,经由输出端口从电子控制单元60输出对于倾斜致动器54的控制信号。并且,在进行上述的行驶控制时,电子控制单元60除了变换器34a、34b的控制之外,还基于转向角θst以使车辆本体在转弯时向内轮侧倾斜的方式控制倾斜装置50的倾斜致动器54。在具备这样的倾斜装置50的情况下,轮距w根据倾斜角θl而不同,所以在执行图7、图10的前进上坡时控制例程中的锁定保护控制时,优选在步骤s220的处理中使用与倾斜角θl对应的轮距w。

在实施例的电动汽车20中,作为蓄电装置使用了蓄电池36,但也可以使用电容器。

在实施例的电动汽车20中,设为具备由右前轮用、左前轮用电动机32a、32b分别驱动的右前轮22a、左前轮22b和作为一个转向轮的后轮22c的三轮汽车的结构。但是,也可以设为具备作为一个转向轮的前轮和由两个电动机分别驱动的左右的后轮的三轮汽车的结构。另外,也可以设为具备由两个电动机分别驱动并且作为两个转向轮的左右的前轮和作为一个从动轮的后轮的三轮汽车的结构。而且,也可以设为具备作为一个从动轮的前轮和由两个电动机分别驱动并且作为两个转向轮的左右的后轮的三轮汽车的结构。

在实施例的电动汽车20中,设为具备右前轮22a、左前轮22b、后轮22c的三轮汽车的结构,但也可以设为具备左右的前轮和左右的后轮的四轮汽车的结构。

对实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系进行说明。在实施例中,右前轮用、左前轮用电动机32a、32b相当于“两个电动机”,变换器34a、34b相当于“两个变换器”,蓄电池36相当于“蓄电装置”,电子控制单元60相当于“控制装置”。

此外,实施例是用于对用于实施用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的方式进行具体说明的一例,所以实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系不对用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的要素进行限定。即,关于用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的解释应该基于该栏的记载来进行,实施例不过是用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的具体的一例。

以上,虽然使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明,但本发明不受这样的实施例的任何限定,当然能够在不脱离本发明的要旨的范围内以各种方式来实施。

产业上的可利用性

本发明可利用于车辆的制造产业等。

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