DE4308879A1 - Steuerungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug - Google Patents

Steuerungsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug

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DE4308879A1
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controlling
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Yuusuke Takamoto
Ryoso Masaki
Sanshiro Obara
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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