(57)【要約】      （修正有）【課題】電動トラックの優れた加速性を確保しつつ、積み荷の荷崩れを低減することができる電動トラックの制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ４０において、電動トラックの荷箱に積載される積載物の有無を判定する積載物判定部４１と、前記電動トラックが加速する場合、モータにドライバーのアクセル操作量に応じ、第１増加率でトルクを出力させるモータ制御部４２と、積載物判定部により積載物有と判定された場合、第１増加率を、第１増加率よりも小さい第２増加率に補正する補正部４３と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより駆動される電動トラックの制御装置であって、
前記電動トラックの荷箱に積載される積載物の有無を判定する積載物判定部と、
前記電動トラックが加速する場合、前記モータにドライバーのアクセル操作量に応じ、第１増加率でトルクを出力させるモータ制御部と、
前記積載物判定部により積載物有と判定された場合、前記第１増加率を、前記第１増加率よりも小さい第２増加率に補正する補正部と、を含む、電動トラックの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動トラックの制御装置であって、特に荷物を積んでいる状態におけるトルク制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷低減の観点から、トラック等の商用車の分野においても内燃機関を備えず、電動モータのみによって駆動する電動トラックの開発が行われている（特許文献１）。
【０００３】
このような電動車両はエンジンなどの内燃機関よりも低速でのトルク出力性能が優れ、かつ、出力応答性が高い電動モータで駆動されることから、内燃機関駆動車両に比べて車両の加速性能が優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、貨物輸送を役務とするトラックにおいては、積み荷状態により、このような優れた加速性に起因して積み荷の荷崩れが生じる虞がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電動トラックの優れた加速性を確保しつつ、積み荷の荷崩れを低減することができる、電動トラックの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本適用例に係る電動トラックの制御装置は、モータにより駆動される電動トラックの制御装置であって、前記電動トラックの荷箱に積載される積載物の有無を判定する積載物判定部と、前記電動トラックが加速する場合、前記モータにドライバーのアクセル操作量に応じ、第１増加率でトルクを出力させるモータ制御部と、前記積載物判定部により積載物有と判定された場合、前記第１増加率を、前記第１増加率よりも小さい第２増加率に補正する補正部と、を含む。
【０００８】
上記適用例に係る電動トラックの制御装置においては、上述した構成により、荷箱に積載物が有る場合には、通常の増加率である第１増加率よりも小さい第２増加率によってモータの出力トルクを制御することになる。すなわち、荷崩れが生じる可能性がある場合に、目標のトルク値までの到達時間をより遅らせるような第２増加率が選択され、当該第２増加率による制御よって急なトルク増加及び急加速に伴う荷崩れの低減が図られる。
【０００９】
一方で、荷箱に積載物が無いような荷崩れが生じない場合には、通常の増加率である第１増加率によってモータの出力トルクを制御することになる。すなわち、荷崩れが生じる可能性がない場合に、目標トルク値までの到達時間を上述した第２増加率の選択時よりも早くし、電動トラックの優れた加速性を有効に活用することになる。
【００１０】
以上のことから、本実施例に係る制御装置によれば、電動トラックの優れた加速性を確保しつつ、積み荷の荷崩れを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る制御装置を搭載した電動トラックの全体構成を概略的に示す上面図である。
【図２】本発明の実施例に係る制御装置及び当該制御装置によるモータ制御に関連する部材を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係る制御装置による制御に伴うトルク値の時間変化を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例に係る制御装置によるトルクの制御フローを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつその構成について詳細に説明する。
【００１３】
先ず、図１を参照しつつ、制御装置を搭載した電動トラック１０の全体構成を説明する。ここで、図１は、電動トラック１０の全体構成を概略的に示す上面図である。
【００１４】
図１に示すように、電動トラック１０は、ラダーフレーム１１、キャブ１２、荷箱１３、車輪機構１４、駆動装置１５、バッテリパック１６、及び駆動電力供給部１７を備える。なお、図１では、電動トラック１０の上面からキャブ１２及び荷箱１３を透過するように見た場合の上面図として表している。
【００１５】
本実施例において、電動トラック１０は、走行用駆動源としてモータ（電動機）を備える電気自動車として想定されているが、エンジンを更に備えるハイブリッド自動車であってもよい。
【００１６】
ラダーフレーム１１は、左サイドレール２１Ｌ、右サイドレール２１Ｒ、及び複数のクロスメンバ２２を有する。左サイドレール２１Ｌ及び右サイドレール２１Ｒは、電動トラック１０の車長方向Ａに延在し、互いに車幅方向Ｂに対して平行に配置される。複数のクロスメンバ２２は、左サイドレール２１Ｌと右サイドレール２１Ｒとを連結している。そして、ラダーフレーム１１は、キャブ１２、荷箱１３、駆動装置１５、バッテリパック１６、及び電動トラック１０に搭載されるその他の重量物を支持する。以下において、左サイドレール２１Ｌ及び右サイドレール２１Ｒを総称して、単にサイドレール２１とも称する。
【００１７】
キャブ１２は、図示しない運転席を含む構造体であり、ラダーフレーム１１の前部上方に設けられている。一方、荷箱１３は、電動トラック１０によって搬送される荷物等が積載される構造体であり、ラダーフレーム１１の後部上方に設けられている。
【００１８】
車両前方に位置する車輪機構１４は、本実施例において、車両前方に位置する左右の前輪２３、２つの前輪２３の車軸としてのフロントアクスル２４から構成される。また、車両後方に位置する車輪機構１４は、車両後方に位置し且つ左右に各２つ配置された後輪２５、これらの後輪２５の車軸としてのリアアクスル２６から構成される。そして、電動トラック１０においては、後輪２５が駆動輪として機能するように駆動力が伝達され、電動トラック１０が走行することになる。なお、車輪機構１４は、図示しないサスペンション機構を介してラダーフレーム１１に懸架され、電動トラック１０の重量を支持する。
【００１９】
駆動装置１５は、モータユニット３１及びギアユニット３２を有する。モータユニット３１は、モータ、及び当該モータを収容するモータハウジングから構成される。一方、ギアユニット３２は、複数のギアからなる減速機構、当該減速機構から入力される動力を左右の後輪２５に対して振り分ける差動機構、並びにこれらの２つの機構を収容するギアハウジングから構成される。
【００２０】
また、駆動装置１５は、当該減速機構によって当該モータの駆動トルクを車両の走行に適した大きさに調整し、当該減速機構及び差動機構を介してリアアクスル２６に駆動力を伝達する。これにより駆動装置１５は、リアアクスル２６を介して後輪２５を回転させて電動トラック１０を走行させることができる。ここで、駆動装置１５は、本実施例においては、左サイドレール２１Ｌ及び右サイドレール２１Ｒに対して車幅方向Ｂの内側（すなわち、サイドレール間のスペース）に配置され、図示しない支持部材によりラダーフレーム１１に支持されている。
【００２１】
バッテリパック１６は、電動トラック１０を走行させるためのエネルギー源として駆動装置１５のモータに電力を供給するバッテリと、当該バッテリを収容するバッテリハウジングを有している。バッテリパック１６は、電動トラック１０に必要とされる電力を蓄えるために比較的大型で大容量の二次電池である。本実施例において、バッテリパック１６は、車幅方向Ｂに対して左サイドレール２１Ｌと右サイドレール２１Ｒとの間、且つ駆動装置１５の車両前方に配置されるが、当該配置場所に限定されることはない。また、バッテリパック１６は、図示しない連結部材によりラダーフレーム１１に固定又は懸架されることになる。
【００２２】
駆動電力供給部１７は、いわゆるインバータであり、バッテリパック１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータへ供給する。そして、電動トラック１０に対するアクセル操作に応じて、交流電力の供給量が制御され、モータの回転速度が制御されることになる。なお、図１において、駆動電力供給部１７はギアユニット３２の車両後方に設けられているが、バッテリパック１６と駆動装置１５との間に設けられてもよい。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照しつつ、制御装置として機能するＥＣＵ４０の構成、及びＥＣＵ４０のモータ制御に関連する部材、具体的なモータの出力トルク制御について説明する。ここで、図２は、ＥＣＵ４０及び当該ＥＣＵ４０によるモータ制御に関連する部材を示すブロック図である。また、図３は、ＥＣＵ４０による制御に伴うトルク値の時間変化を示すグラフである。なお、図３においては、縦軸がトルク値（Ｎ・ｍ）であり、横軸が時間（秒）となっている。
【００２４】
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、積載物判定部４１、モータ制御部４２、補正部４３、及び道路勾配判定部４４を含んでいる。ここで、ＥＣＵ４０は、電動トラック１０を全体的に制御する装置であるが、本実施例においては、モータ制御に焦点を当てて説明する。
【００２５】
積載物判定部４１は、荷重センサ５１からのセンサ信号を受信し、電動トラック１０の荷箱１３に積載される積載物の有無を判定する。例えば、荷重センサ５１は、電動トラック１０の各サスペンションに設けられ、サスペンションの沈み込み量を示すセンサ信号を送信してもよい。そして、積載物判定部４１は、当該サスペンションの沈み込み量から、積載物が荷箱１３に積載されていると判定することになる。なお、荷重センサ５１が荷箱１３の床面等に直接的に設けられ、荷箱１３の積載物の重量を直接的に計測し、荷箱１３における積載物の有無を判定してもよい。また、荷重センサ５１に代えて、ヘッドライトのオートレベリングシステムを利用し、オートレベリングシステムの取得情報から積載物判定部４１が積載物の有無を判定してもよい。
【００２６】
モータ制御部４２は、アクセルセンサ５２からドライバーのアクセル操作量に関するセンサ信号を受信し、当該アクセル操作量に応じ、所望の増加率でモータ５３がトルクを出力するように制御している。ここで、所定の増加率とは、アクセル操作に完全追従させるように、モータ５３の出力トルク値を要求トルク値まで急峻に増加させるのではなく、要求トルク値までの到達時間を若干遅らせるような制御をなす数値である。より具体的には、図３において実線で示すように、目標トルク値Ｔに到達するまでの時間を到達時間Ｓ１まで遅らせる制御が行われ、トルク値が目標トルク値Ｔまで増加する際の傾きが当該所望の増加率に該当する。これにより、アクセル操作に直接対応した急なモータ５３の回転数増加が防止され、ドライバーの不快感を防止することになる。
【００２７】
補正部４３は、積載物判定部４１から積載物の有無の判定結果を受信する。また、補正部４３は、積載物有の判定結果を受信した場合（すなわち、積載物判定部４１によって積載物が有ると判定された場合）、モータ制御部４２がモータ５３を制御する際に使用される所定の増加率を適切な値に補正する。具体的に、一般的な通常走行時において使用される第１増加率が、上述した所定の増加率としてモータ制御部４２に通常設定されている。そして、補正部４３は、積載物有の判定結果を受信すると、当該第１増加率よりも小さい第２増加率を算出し、モータ制御部４２における第１増加率を第２増加率に補正することになる。
【００２８】
当該補正とは、図３に示すように、目標トルク値Ｔに到達するまでの時間を到達時間Ｓ１から到達時間Ｓ２まで遅らせることに該当し、トルク値の増加に関する傾きが緩やかになる。すなわち、モータ制御部４２は、第１増加率が設定されていた場合よりも、要求トルク値までの到達時間を更に遅らせるように、モータ５３を制御することになる。
【００２９】
道路勾配判定部４４は、電動トラック１０に搭載された勾配センサ５４からセンサ信号を受信し、電動トラック１０が走行している道路勾配（道路状況）を判定する。そして、道路勾配判定部４４は、電動トラック１０が登坂路を走行中であると判定した場合には、その情報をモータ制御部４２に送信する。なお、道路勾配判定部４４は、勾配センサ５４からセンサ信号のみならず、カーナビゲーションの道路情報及び電動トラック１０の位置情報から、電動トラック１０が登坂路を走行中であるか否かを判定してもよい。
【００３０】
そして、モータ制御部４２は、道路勾配判定部４４から電動トラック１０が登坂路を走行中である旨の判定結果を受信した場合には、補正部４３が第１増加率を第２増加率に補正しようとしても、当該補正を禁止する。すなわち、モータ制御部４２は、電動トラック１０が登坂路を走行中である場合には、モータ５３のトルク出力に関する所定の増加率を、通常の増加率である第１増加率に維持することになる。これは、登坂路の場合においてトルクの増加要求がある場合には、登坂路の走行を維持するためにも、ドライバーの意思に合わせてトルクを増加する（すなわち、第１増加率によってトルクを増加する）必要があるためである。
【００３１】
次に、図２及び図４を参照しつつ、本実施例に係るＥＣＵ４０によるモータ５３のトルク制御フローについて詳細に説明する。ここで、図４は、本実施例のＥＣＵ４０によるトルクの制御フローを示すフロー図である。
【００３２】
先ず、ＥＣＵ４０のモータ制御部４２は、アクセルセンサ５２から供給されるセンサ信号に基づいて、ドライバーがトルクを増加するアクセル操作を行ったか否かを判定する（ステップＳ１１）。ドライバーがトルクを増加させるアクセル操作を行わない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、本フローは終了し、モータ制御部４２は、モータ５３のトルクの維持又はトルクを減少させる制御を行う。
【００３３】
一方、ドライバーがトルクを増加させるアクセル操作を行った場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０の道路勾配判定部４４は、勾配センサ５４から供給されるセンサ信号に基づいて、走行中の道路が登坂路であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。電動トラック１０が登坂路を走行中である場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、モータ制御部４２に設定される上述した所定の増加率は、第１増加率のままで維持され（ステップＳ１４）、ドライバーのアクセル操作量に応じ、第１増加率でモータ５３のトルクを出力するように制御が行われ、電動トラック１０の走行が継続されることになる。すなわち、図３の実線によって示すような、通常の第１増加率によって目標トルク値Ｔに到達するような通常のトルク制御が行われる。
【００３４】
電動トラック１０が登坂路を走行中でない場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０の積載物判定部４１は、荷重センサから供給されるセンサ信号に基づいて、荷箱１３に積載物が存在するか否かを判定する（ステップＳ１３）。荷箱１３に積載物が存在しない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、荷箱１３内の荷崩れが発生する可能性がないため、モータ制御部４２に設定される上述した所定の増加率は、第１増加率のままとなる（ステップＳ１４）。そして、ドライバーのアクセル操作量に応じ、第１増加率でモータ５３のトルクを出力するように制御が行われ、電動トラック１０の走行が継続されることになる。
【００３５】
一方、荷箱１３に積載物が存在する場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、荷箱１３内の荷崩れが発生する可能性があるため、補正部４３は、モータ制御部４２に設定される上述した所定の増加率を第１増加率から第２増加率に補正することになる（ステップＳ１５）。そして、ドライバーのアクセル操作量に応じ、第２増加率でモータ５３のトルクを出力するように制御が行われ、モータ５３のトルク増加率が低い状態で、電動トラック１０の走行が継続されることになる。
【００３６】
なお、上述したステップＳ１２及びステップＳ１３の順序は限定されることなく、先に積載物の有無の判定を行い、その後に登坂路であるか否かの判定を行うような流れであってもよい。
【００３７】
以上のように、本実施例に係るＥＣＵ４０は、上述した構成及び制御により、荷箱１３に積載物が有る場合であって、電動トラック１０が登坂路を走行していない場合には、通常の増加率である第１増加率よりも小さい第２増加率によってモータの出力トルクを制御することになる。すなわち、荷崩れが生じる可能性がある場合に、目標トルク値Ｔまでの到達時間を遅らせるような制御を行い、発進時及び走行中における急なトルク増加及び急加速に伴う荷崩れの低減を図っている。
【００３８】
一方で、荷箱１３に積載物が無いような荷崩れが生じない場合には、通常の増加率である第１増加率によってモータの出力トルクを制御することになる。すなわち、荷崩れが生じる可能性がない場合に、目標トルク値Ｔまでの到達時間をできる限り早くし、電動トラック１０の優れた加速性を有効に活用することになる。
【００３９】
以上のことから、本実施例に係るＥＣＵ４０によれば、電動トラック１０の優れた加速性を確保しつつ、積み荷の荷崩れを低減することが可能になる。
【００４０】
なお、本実施例においては、積載物の有無に応じてトルクの増加率を制御していたが、積載状況（平積みであるか否か、積載物の積層数、荷箱１３内における積載物の位置及び積載分布等）に応じてトルクの増加率を補正するか否かを決定してもよい。これにより、積載状況に対応じた荷崩の低減をより的確に図ることができ、電動トラックの優れた加速性も確保をより的確に行うことになる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    電動トラック
１１    ラダーフレーム
１２    キャブ
１３    荷箱
１４    車輪機構
１５    駆動装置
１６    バッテリパック
１７    駆動電力供給部
４０    ＥＣＵ（制御装置）
４１    積載物判定部
４２    モータ制御部
４３    補正部
４４    道路勾配判定部
５１    荷重センサ
５２    アクセルセンサ
５３    モータ
５４    勾配センサ
Ａ    車長方向
Ｂ    車幅方向
【図１】
2020102928.tif 000003
【図２】
2020102928.tif 000004
【図３】
2020102928.tif 000005
【図４】
2020102928.tif 000006