JP7310842B2 - 出力制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両のモータの出力を制御する出力制御システムに関する。

モータの出力を制御する技術が知られている。特許文献１には、アクセルペダルが最大まで踏み込まれたときに、モータを最大出力で動作させる技術が開示されている。

特開平９－８４２０８号公報

しかしながら、モータを最大出力で動作させ続けると、モータが発熱することによりモータが故障するおそれがあるので、発熱したモータを冷却するためにモータの出力が制限されることがあった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、モータの出力を適切に制御することを目的とする。

本発明の態様においては、アクセルペダルと、前記アクセルペダルの踏込量が大きくなるほど出力を大きくする、車両を駆動するためのモータと、前記アクセルペダルの前記踏込量が、前記アクセルペダルの最大踏込量よりも小さい所定踏込量になる位置で、前記アクセルペダルに作用する抵抗を大きくする抵抗付与機構と、前記アクセルペダルの前記踏込量を取得する踏込量取得部と、前記踏込量取得部が取得した前記踏込量が前記所定踏込量であるときに前記モータの最大出力よりも小さい所定出力になるように、前記モータの出力を制御するモータ制御部と、を有する出力制御システムを提供する。

前記出力制御システムは、前記所定出力を前記最大出力よりも小さい前記モータの定格出力に設定する出力設定部をさらに有し、前記モータ制御部は、前記踏込量が前記所定踏込量であるときに、前記出力設定部が前記所定出力として設定した前記定格出力になるように、前記モータの出力を制御してもよい。

前記出力制御システムは、前記車両の総重量を示す総重量情報を取得する総重量取得部と、前記総重量情報が示す前記総重量が小さいほど前記所定出力を小さい値に設定する出力設定部と、をさらに有し、前記モータ制御部は、前記踏込量が前記所定踏込量であるときに、前記出力設定部が設定した前記所定出力になるように、前記モータの出力を制御してもよい。

前記出力制御システムは、前記車両の総重量を示す総重量情報を取得する総重量取得部と、前記所定出力を前記最大出力よりも小さい前記モータの定格出力に設定する第１モード、又は前記総重量情報が示す前記総重量が小さいほど前記所定出力を小さい値に設定する第２モードの設定を受け付ける設定受付部と、前記第１モードの設定を受け付けた場合、前記所定出力を前記定格出力に設定し、前記第２モードの設定を受け付けた場合、前記所定出力を前記総重量が小さいほど小さい値に設定する出力設定部と、をさらに有し、前記モータ制御部は、前記踏込量が前記所定踏込量であるときに、前記出力設定部が設定した前記所定出力になるように、前記モータの出力を制御してもよい。

前記出力制御システムは、前記踏込量取得部が取得した前記踏込量が前記所定踏込量であるときに前記所定出力が出力できない異常状態であると判定された場合、前記異常状態であることを示す情報を出力する出力装置をさらに有してもよい。

本発明によれば、モータの出力を適切に制御できるという効果を奏する。

出力制御システムの構成を模式的に示す図である。 総重量と、モータ１の出力として設定される値との関係を示す図である。 踏込量と出力との関係を模式的に示す図である。 所定踏込量であるときの車速と駆動力との関係を示すグラフである。 モータ制御装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

［出力制御システムＳの構成］
図１は、出力制御システムＳの構成を模式的に示す図である。出力制御システムＳは、車両を駆動するモータ１の出力を制御する。出力制御システムＳは、例えばトラックやトレーラなどの車両に搭載されている。出力制御システムＳは、モータ１と、入力装置２と、重量推定部３と、出力装置４と、モータ制御装置５と、アクセルペダル７１と、ディテント機構８と、踏込量センサ９とを有する。

モータ１は、車両を駆動するためのモータである。モータ１は、図示しないプロペラシャフトに連結され、プロペラシャフトを回転させることによりドライブシャフト及びタイヤを回転させる。モータ１は、アクセルペダル７１の踏込量が大きくなるほど出力が大きくなるように、モータ制御装置５に制御される。なお、モータ１は、プロペラシャフトを介さずにドライブシャフトに直接連結されてもよい。また、モータ１は、タイヤに直結されていてもよい。モータ１はタイヤに内蔵されたインホイールモータであってもよい。

アクセルペダル７１には、ディテント機構８が連結されている。ディテント機構８は、アクセルペダル７１に抵抗を付与する抵抗付与機構である。具体的には、ディテント機構８は、アクセルペダル７１の踏込量が、アクセルペダル７１の最大踏込量よりも小さい所定踏込量になる位置で、アクセルペダル７１に作用する抵抗を大きくする。以下、ディテント機構８がアクセルペダル７１に作用する抵抗を大きくすることを説明する。

ディテント機構８は、ばね８１及びばね８１に連結されたピン８２により、アクセルペダル７１に抵抗を付与している。アクセルペダル７１に連結されたシャフト７２には、段差７３が設けられている。段差７３は、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量になる位置に設けられている。アクセルペダル７１が所定位置まで踏み込まれると、段差７３によりピン８２及びばね８１が押されることによりばね８１が縮み、ばね８１の復元力が大きくなるので、アクセルペダル７１に作用する抵抗が大きくなる。このように、ディテント機構８は、所定踏込量になる位置でアクセルペダル７１に作用する抵抗を大きくすることができる。なお、所定踏込量は、運転者の操作感等を考慮して適宜定めればよい。所定踏込量の具体的な値は、例えば最大踏込量を１００としたときに８０と定める。

所定踏込量になる位置でアクセルペダル７１に作用する抵抗を大きくすることで、車両を運転する運転者がアクセルペダル７１を所定踏込量になる位置まで踏み込んだときに、アクセルペダル７１から感じる抵抗を大きくすることができる。そのため、アクセルペダル７１を所定踏込量になる位置からさらに踏み込むためには踏み込む力を大きくする必要があるので、運転者が所定踏込量になる位置からアクセルペダル７１を踏み込みづらくなる。その結果、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量に維持されやすくなる。また、運転者は、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量になる位置まで踏み込んだことを把握できる。なお、抵抗付与機構は、ディテント機構８に限らず、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量になる位置で抵抗を大きくできる他の機構を用いてもよい。

踏込量センサ９は、アクセルペダル７１の踏込量を検出するセンサである。例えば、踏込量センサ９は、シャフト７２に設けられた磁石の位置を検出することで踏込量を検出する。なお、踏込量センサ９は、これに限らず踏込量を検出できるセンサであればよい。

入力装置２は、各種情報の入力を受け付ける。例えば、車両を運転する運転者は、入力装置２を操作することで各種情報を入力することができる。入力装置２は、例えばタッチパネル、スイッチ、ボタンであるが、これに限定するものではない。

重量推定部３は、重量を推定する計算リソースである。重量推定部３は、例えば車両の駆動力と加速度との関係より、荷台に積載された荷物の重量を推定する。なお、重量推定部３に替えて、荷物を積載する荷台に重量センサを設けてもよい。この場合、重量センサは、荷台に積載された荷物の重量を検出する。

出力装置４は、各種情報を報知する報知装置である。例えば、出力装置４は、各種情報に対応するランプを点灯させることにより各種情報を報知できる。また、出力装置４は、情報を画像として表示することで情報を報知する表示装置であってもよい。

モータ制御装置５は、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量であるときに所定出力になるように、モータ１の出力を制御する。以下、モータ制御装置５の構成を具体的に説明する。モータ制御装置５は、記憶部５１と、制御部５２とを有する。

記憶部５１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部５１は、制御部５２が実行するプログラムを記憶する。また、記憶部５１は、モータ１の定格出力を記憶する。定格出力は、モータ１の最大出力よりも小さい値であり、モータ１の仕様や性能により定められている。

制御部５２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部５２は、記憶部５１に記憶されたプログラムを実行することにより、設定受付部５２１、総重量取得部５２２、出力設定部５２３、踏込量取得部５２４及びモータ制御部５２５としての機能を実現する。

設定受付部５２１は、モータ１の所定出力を設定するモードの設定指示を受け付ける。例えば、設定受付部５２１は、入力装置２に入力されたモードの設定指示を受け付ける。具体的には、設定受付部５２１は、所定出力をモータ１の定格出力に設定する第１モード、又は車両の総重量が小さいほど所定出力を小さい値に設定する第２モードの設定指示を受け付ける。

総重量取得部５２２は、車両の総重量を示す総重量情報を取得する。具体的には、総重量取得部５２２は、重量推定部３が推定した重量と、予め記憶された自車の重量とを合算した値を車両の総重量として取得する。また、総重量取得部５２２は、入力装置２に入力された車両の総重量を示す総重量情報を取得してもよい。なお、車両の総重量は、車両が荷物を積載していない無荷状態で最小総重量になる。また、車両の総重量は、車両の最大積載量まで荷物を積載した状態で最大総重量になる。

出力設定部５２３は、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量であるときの所定出力を設定する。以下、踏込量が所定踏込量であるときの所定出力を「設定出力」と言う。例えば、出力設定部５２３は、記憶部５１を参照して、設定出力をモータ１の定格出力に設定する。

出力設定部５２３は、設定受付部５２１が設定指示を受け付けた場合、受け付けた設定指示に応じて設定出力を設定する。具体的には、出力設定部５２３は、第１モードの設定指示を設定受付部５２１が受け付けた場合、設定出力を定格出力に設定する。出力設定部５２３は、第２モードの設定指示を設定受付部５２１が受け付けた場合、総重量が小さいほど設定出力を小さい値に設定する。また、出力設定部５２３は、総重量が大きいほど設定出力を大きい値に設定してもよい。具体的には、出力設定部５２３は、総重量とモータ１の出力として設定する値との関係を示す関係情報を参照して、総重量に対応するモータ１の出力として設定する値を特定する。関係情報は、予め記憶部５１に記憶されているものとする。そして、出力設定部５２３は、設定出力を特定した値に設定する。

図２は、総重量と、モータ１の出力の設定値との関係を示す図である。図２の横軸は総重量を示す。縦軸は、出力設定部５２３が設定する値を示す。図２に示すとおり、総重量に対して設定する値は、総重量が小さいほど小さい値に設定されている。出力設定部５２３は、車両の総重量が重量Ｔであるとき、設定出力を定格出力Ｒに設定する。出力設定部５２３は、車両の総重量が最小総重量Ｗｍｉｎであるとき、設定出力を定格出力よりも小さい値Ｎ１に設定する。また、出力設定部５２３は、車両の総重量が最大総重量Ｗｍａｘであるとき、設定出力を定格出力Ｒよりも大きい値Ｎ２に設定する。

踏込量取得部５２４は、アクセルペダル７１の踏込量を取得する。具体的には、踏込量取得部５２４は、踏込量センサ９が検出した踏込量を取得する。

モータ制御部５２５は、アクセルペダル７１の踏込量が大きくなるほど出力が大きくなるようにモータ１の出力を制御する。例えば、モータ制御部５２５は、踏込量が所定踏込量であるときに設定出力になるように、モータ１の出力を制御する。ディテント機構８により運転者が所定踏込量になる位置からアクセルペダル７１を踏み込みづらくなるから、モータ制御部５２５は、最大出力での出力を抑制でき、最大出力よりも小さい設定出力でモータ１を動作させることができる。

モータ制御部５２５は、出力設定部５２３が設定出力を定格出力に設定した場合、踏込量が所定踏込量であるときに定格出力になるように、モータ１の出力を制御する。設定出力が定格出力に設定されている場合、ディテント機構８により踏込量が所定踏込量に維持されやすいので、モータ制御部５２５は、定格出力での出力をモータ１に維持させられる。そして、定格出力でモータ１が動作している場合にはモータ１の発熱が抑制されるので、モータ１の発熱などによりモータ１の出力が制限されることが抑制される。このようにすることで、モータ制御部５２５は、最大出力でモータを動作させる必要がある場合にモータ１を最大出力で動作させられるように、モータ１の出力を適切に制御できる。

モータ制御部５２５は、設定出力が総重量に応じた値に設定された場合、モータ１の出力が、総重量に応じて設定された値になるように、モータ１の出力を制御する。図３は、踏込量と出力との関係を模式的に示す図である。図３の横軸はアクセルペダル７１の踏込量を示す。縦軸はモータ１の出力を示す。

モータ制御部５２５は、車両の総重量が重量Ｔである場合、所定踏込量ＨＲのときに定格出力Ｒになるようにモータ１の出力を制御する。モータ制御部５２５は、車両の総重量が最小総重量Ｗｍｉｎである場合、所定踏込量ＨＲのときに値Ｎ１になるようにモータ１の出力を制御する。モータ制御部５２５は、車両の総重量が最大総重量Ｗｍａｘである場合、所定踏込量ＨＲのときに値Ｎ２になるようにモータ１の出力を制御する。モータ制御部５２５は、いずれの場合であっても、最大踏込量ＨＭであるときに最大出力Ｍになるようにモータ１の出力を制御する。

このように、モータ制御部５２５は、車両が荷物を積載しておらず、車両の総重量が小さいときには不必要に大きな出力にならないようにモータ１を制御できる。また、モータ制御部５２５は、荷物を搭載して車両の総重量が大きいときには、車両を駆動するために必要な出力になるようにモータ１の出力を制御できる。このようにすることで、モータ制御部５２５は、車両の総重量に応じて、モータ１の出力を適切に制御できる。

図４は、所定踏込量ＨＲであるときの車速と駆動力との関係を示すグラフである。図４の横軸は車両の車速を示す。縦軸は車両の駆動力を示す。図４に示すとおり、出力が一定の場合、車速が大きくなるほど車両の駆動力は小さくなる。車両の総重量が重量Ｔである場合の車速と駆動力との関係を実線で示す。車両の総重量が最小総重量Ｗｍｉｎである場合の車速と駆動力との関係を一点鎖線で示す。車両の総重量が最大総重量Ｗｍａｘである場合の車速と駆動力との関係を点線で示す。アクセルペダル７１の踏込量が最大踏込量ＨＭであるときの車速と駆動力との関係を破線で示す。

図４に示すとおり、車両の総重量が大きいほど、所定踏込量ＨＲでの駆動力が大きくなる。そのため、出力制御システムＳは、車両の総重量に応じた適切な駆動力で車両を駆動できる。また、いずれの場合であっても、出力制御システムＳは、最大踏込量ＨＭまでアクセルペダル７１が踏み込まれたときには、所定踏込量ＨＲでの駆動力よりも大きな駆動力で車両を駆動できる。

なお、モータ１や、モータ１に電力を供給するバッテリの状態によって、所定踏込量ＨＲのときに設定出力を出力できない場合がある。そこで、出力制御システムＳは、所定踏込量ＨＲのときに設定出力を出力できない状態であることを運転者に通知する。例えば、モータ制御装置５は、踏込量が所定踏込量であるときに設定出力が出力できない異常状態であるか否かを判定する。具体的には、モータ制御装置５は、モータ１やバッテリの温度が所定温度以上である場合、異常状態であると判定する。また、モータ制御装置５は、バッテリの残容量が所定値以下である場合、異常状態であると判定してもよい。

出力装置４は、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量であるときに設定出力が出力できない異常状態であると判定された場合、異常状態であることを示す注意情報を出力する。例えば、出力装置４は、注意情報を示すランプを点灯させる。また、出力装置４は、異常状態であることを示す画像を注意情報として表示してもよい。このようにすることで、出力制御システムＳは、車両を運転する運転者に異常状態であることを通知できる。

［モータ制御装置５が実行する処理の流れ］
図５は、モータ制御装置５が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、設定受付部５２１は、入力装置２を介して入力されたモードを設定する指示を受け付ける（ステップＳ１）。具体的には、設定受付部５２１は、入力装置２に入力された、第１モードの設定指示、又は第２モードの設定指示を受け付ける。

出力設定部５２３は、受け付けた指示が、第１モードの設定指示か否かを判定する（ステップＳ２）。出力設定部５２３は、第１モードの設定指示が受け付けられた場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、設定出力を定格出力に設定する（ステップＳ３）。

総重量取得部５２２は、第２モードの設定指示が受け付けられた場合（ステップＳ３でＮｏ）、車両の総重量を示す総重量情報を取得する（ステップＳ４）。例えば、総重量取得部５２２は、重量推定部３が推定した積載された荷物の重量と、予め記憶された自車の重量とを合算した値を車両の総重量として取得する。

出力設定部５２３は、総重量に応じた値を設定出力に設定する（ステップＳ５）。例えば、出力設定部５２３は、総重量と、総重量に対して設定された値との関係を示すグラフ（図２を参照）を参照して、総重量に対応するモータ１の出力として設定する値を特定し、特定した値を設定出力に設定する。

［出力制御システムＳの効果］
以上説明したとおり、ディテント機構８は、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量になる位置でアクセルペダル７１に作用する抵抗を大きくする。そして、モータ制御装置５は、所定踏込量のときにモータ１の最大出力よりも小さい設定出力になるように、モータ１の出力を制御する。

このようにすることで、車両を運転する運転者がアクセルペダル７１を所定踏込量になる位置まで踏み込んだときに、アクセルペダル７１から感じる抵抗を大きくできる。そのため、アクセルペダル７１を所定踏込量になる位置からさらに踏み込むためには踏み込む力を大きくする必要があるので、運転者が所定踏込量になる位置からアクセルペダル７１を踏み込みづらくなる。その結果、アクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量に維持されやすい。

そして、モータ制御装置５は、ディテント機構８により運転者が所定踏込量になる位置からアクセルペダル７１を踏み込みづらくなるから、最大出力での出力を抑制できる。また、運転者がアクセルペダル７１の踏込量が所定踏込量に維持されやすいので、モータ制御装置５は、最大出力よりも小さい設定出力での出力をモータ１に維持させられる。そして、設定出力でモータ１が動作している場合にはモータ１の発熱が抑制されるので、モータ１の発熱が抑制される。このようにすることで、出力制御システムＳは、最大出力でモータを動作させる必要がある場合にモータ１を最大出力で動作させられるように、モータ１の出力を適切に制御できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

Ｓ 出力制御システム
１ モータ
２ 入力装置
３ 重量推定部
４ 出力装置
５ モータ制御装置
５１ 記憶部
５２ 制御部
５２１ 設定受付部
５２２ 総重量取得部
５２３ 出力設定部
５２４ 踏込量取得部
５２５ モータ制御部
７１ アクセルペダル
７２ シャフト
８ ディテント機構
９ 踏込量センサ

Claims (5)

1. アクセルペダルと、
   前記アクセルペダルに連結されて、前記アクセルペダルの踏込量が前記アクセルペダルの最大踏込量よりも小さい所定踏込量になる位置に段差が設けられたシャフトと、
   前記踏込量が大きくなるほど出力を大きくする、車両を駆動するためのモータと、
   ピンと、前記ピンに連結されて前記アクセルペダルが踏み込まれる方向と垂直な方向に前記ピンを前記シャフトに対して押し付ける力を加えるばねと、を備えて、前記アクセルペダルが前記所定踏込量になる位置まで踏み込まれると、前記段差により前記ピン及び前記ばねが押されて前記ばねが縮むことにより前記ばねの復元力が大きくなることを利用して、前記アクセルペダルの前記踏込量が前記所定踏込量になる位置で、前記アクセルペダルに作用する抵抗を大きくする抵抗付与機構と、
   前記アクセルペダルの前記踏込量を取得する踏込量取得部と、
   前記踏込量取得部が取得した前記踏込量が前記所定踏込量であるときに前記モータの最大出力よりも小さい所定出力になるように、前記モータの出力を制御するモータ制御部と、
   を有する出力制御システム。
2. 前記所定出力を前記最大出力よりも小さい前記モータの定格出力に設定する出力設定部をさらに有し、
   前記モータ制御部は、前記踏込量が前記所定踏込量であるときに、前記出力設定部が前記所定出力として設定した前記定格出力になるように、前記モータの出力を制御する、
   請求項１に記載の出力制御システム。
3. 前記車両の総重量を示す総重量情報を取得する総重量取得部と、
   前記総重量情報が示す前記総重量が小さいほど前記所定出力を小さい値に設定する出力設定部と、をさらに有し、
   前記モータ制御部は、前記踏込量が前記所定踏込量であるときに、前記出力設定部が設定した前記所定出力になるように、前記モータの出力を制御する、
   請求項１に記載の出力制御システム。
4. 前記車両の総重量を示す総重量情報を取得する総重量取得部と、
   前記所定出力を前記最大出力よりも小さい前記モータの定格出力に設定する第１モード、又は前記総重量情報が示す前記総重量が小さいほど前記所定出力を小さい値に設定する第２モードの設定を受け付ける設定受付部と、
   前記第１モードの設定を受け付けた場合、前記所定出力を前記定格出力に設定し、前記第２モードの設定を受け付けた場合、前記所定出力を前記総重量が小さいほど小さい値に設定する出力設定部と、をさらに有し、
   前記モータ制御部は、前記踏込量が前記所定踏込量であるときに、前記出力設定部が設定した前記所定出力になるように、前記モータの出力を制御する、
   請求項１に記載の出力制御システム。
5. 前記踏込量取得部が取得した前記踏込量が前記所定踏込量であるときに前記所定出力が出力できない異常状態であると判定された場合、前記異常状態であることを示す情報を出力する出力装置をさらに有する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の出力制御システム。

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