(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに供給されるモータ電流を検出する電流検出部と、
前記モータの温度を検出する温度検出部と、
上位ＥＣＵに接続される制御部であって、
前記電流検出部に検出されたモータ電流の所定時間内における積算値を演算し、演算された積算値に基づいて前記モータの発生熱量を推定し、推定された発生熱量が所定の積算閾値を超えたか否かを判定し、前記発生熱量が積算閾値を超えたと判定した第１の場合に前記モータの動作を停止させ、
前記温度検出部により検出されたモータの温度が温度閾値を超えたか否かを判定し、前記モータの温度が温度閾値を超えたと判定した第２の場合にも前記モータの動作を停止させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１の場合に前記モータの動作を停止させた後、前記所定時間が経過したことに応じて、前記上位ＥＣＵからの指示に依らずに前記モータの動作を再開させ、
前記第２の場合に前記モータの動作を停止させた後、前記モータの温度が所定温度以下になるまで前記モータの動作を停止させ、前記モータの温度が所定温度以下となった場合、前記上位ＥＣＵからの出力指示を待って前記モータの動作を再開させる、
モータ制御装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記モータの温度が高いほど短く設定される、
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記積算閾値は、前記モータの温度が高いほど低く設定される、
請求項１または２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記モータの温度が前記温度閾値に達する前、または前記発生熱量が前記積算閾値に達する前に、前記モータの温度が前記温度閾値に近づくほど、または前記発生熱量が前記積算閾値に近づくほど、前記モータの出力トルクが低くなるよう前記モータを制御する、
請求項１から３のうち何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記モータの駆動力をギア機構を介して駆動部材に伝達し、前記駆動部材を駆動することで、運転者により操作される操作子に対し、前記操作子の操作方向とは逆方向の力を出力する駆動部と、
請求項１から４のうち何れか１項に記載のモータ制御装置と
を備える反力出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置および反力出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の発進時や走行時の意図しない急激な加速などを抑制するために、例えば、アクセルペダルを踏み込む力（踏力）とは逆方向の力（反力）をアクセルペダルに出力するアクセルペダル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のアクセルペダル装置は、ペダルアームの基端を回動可能に軸支するハウジングに、ペダルアームを初期位置に戻すためのリターンスプリングと、反力を作り出すためのモータと、そのモータの回転をペダルアームに伝達するためのレバーとが内蔵されている。このアクセルペダル装置では、モータが制御装置によってアクセルペダルの踏込状態に応じた出力に制御され、その出力が伝達レバーを通してペダルアームに付与されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１１３７９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、従来のモータ制御装置では、モータを焼損から保護するためにモータを連続動作期間が設計されており、当該連続動作期間を超えてモータを連続動作させることはできなかった。したがって、従来のモータ制御装置は、モータの通電パターンの自由度を高めることが困難であった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、モータを焼損から保護しつつ、モータの通電パターンの自由度を高めることができるモータ制御装置および反力出力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のモータ制御装置は以下の構成を採用した。
（１）モータに供給されるモータ電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部に検出されたモータ電流の所定時間内における積算値を演算し、演算された積算値に基づいて前記モータの発生熱量を推定し、推定された発生熱量が所定の積算閾値を超えたか否かを判定し、前記発生熱量が積算閾値を超えたと判定した場合に前記モータの動作を停止させる制御部とを備える。
係る構成によれば、モータ制御装置は、モータの電流の所定時間内における積算値を演算し、演算された積算値に基づいてモータの発生熱量を推定し、推定された発生熱量が所定の積算閾値を超えたか否かを判定し、発生熱量が積算閾値を超えたと判定した場合にモータの動作を停止させるので、所定期間ごとの積算値に基づいてモータを停止させることを判定でき、モータを焼損から保護しつつモータの通電パターンの自由度を高めることができる。
【０００８】
（２）モータの温度を検出する温度検出部を備え、前記制御部は、前記温度検出部に検出されたモータの温度が温度閾値を超えたか否かを判定し、前記モータの温度が温度閾値を超えたと判定した場合にも前記モータの動作を停止させもよい。
係る構成によれば、モータ制御装置は、推定された発生熱量Ｑに基づいてモータの動作を停止させると共に、モータの温度に基づいてモータを停止させることができるので、モータの焼損からさらに保護をすることができる。
【０００９】
（３）前記制御部は、前記発生熱量が積算閾値を超えたと判定して前記モータの動作を停止させた後、前記所定時間が経過したことに応じて前記モータの動作を再開させてもよい。
係る構成によれば、モータ制御装置は、推定された発生熱量Ｑに基づいてモータを停止させてもその後にモータの動作を開始させることができ、モータの通電パターンの自由度を高めることができる。
【００１０】
（４）前記制御部は、前記モータの温度が温度閾値を超えた後、前記モータの温度が所定温度になったことに応じて、外部から供給される入力値の待機状態に遷移させてもよい。
係る構成によれば、モータ制御装置は、モータ温度に基づいてモータの動作を停止させたときには待機状態に遷移させることができ、モータをさらに保護することができる。
【００１１】
本発明の反力出力装置は、以下の構成を採用した。
（５）モータの駆動力をギア機構を介して駆動部材に伝達し、前記駆動部材を駆動することで、運転者により操作される操作子に対し、前記操作子の操作方向とは逆方向の力を出力する駆動部と、請求項１から４のうち何れか１項に記載のモータ制御装置とを備える。
係る構成によれば、反力出力装置は、モータの電流の所定時間内における積算値を演算し、演算された積算値に基づいてモータの発生熱量を推定し、推定された発生熱量が所定の積算閾値を超えたか否かを判定し、発生熱量が積算閾値を超えたと判定した場合にモータの動作を停止させるので、所定期間ごとの積算値に基づいてモータを停止させることを判定でき、モータを焼損から保護しつつモータの通電パターンの自由度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モータを焼損から保護しつつ、モータの通電パターンの自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る反力出力装置１０を備えアクセルペダル装置１の外観構成の一例を示す図である。
【図２】一実施形態に係る反力出力装置１０の内部構造の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係る反力出力装置１０の制御回路を中心とした機能構成の一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ制御動作の機能を説明する図である。
【図５】一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ制御動作の動作モードの遷移を説明する図である。
【図６】図６は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ制御動作の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ２０におけるコイルの温度推移を示す図である。
【図８】図８は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ２０のコイルの発熱を仮定的に説明する図である。
【図９】図９は、一実施形態に係る反力出力装置１０における理論値と実測値とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態として示す反力出力装置を、図面を参照して説明する。一実施形態における反力出力装置は、例えば、車両の加速を指示するために設けられたアクセルペダル等の操作子に対し、踏み込む力（踏力）とは逆向きの力（反力）を出力する装置である。反力出力装置を使用することにより、アクセルフィーリングを向上させたり、燃費を節約したアクセルワークを促すよう伝達したり、種々の安全制御を行ったりすることができる。安全制御としては、カーブの手前や市街地、スクールゾーン等において、過剰な加速を抑制するために、比較的大きい反力を出力する制御が挙げられる。また、単に基準を超えた急なアクセルペダルの操作がなされた場合には、誤操作と判断して大きい反力を出力する制御が行われてもよい。また、本実施形態における反力の出力対象である操作子は、アクセルペダルに限定されず、ブレーキペダル、ステアリングホイール、或いはゲーム機の操作デバイス等であってもよい。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る反力出力装置１０を備えるアクセルペダル装置１の外観構成の一例を示す図である。
アクセルペダル装置１は、運転席の足元前方に設置されるペダル本体ユニット２と、ペダル本体ユニット２の上方に設置される反力出力装置１０と、を備えている。
【００１６】
ペダル本体ユニット２は、車体に取り付けられる保持ベース２ａと、保持ベース２ａに設けられた支軸２ｂに基端が回動可能に支持されるペダルアーム４と、ペダルアーム４の先端部に設けられ、運転者によって踏力を付与されるペダル本体部６とを備え、保持ベース２ａには、ペダルアーム４を初期位置に常時付勢する図示しないリターンスプリングが設けられている。
【００１７】
ペダルアーム４には、ペダルアーム４の操作量（回動角度）に応じて内燃機関（エンジン）の図示しないスロットルバルブの開度を操作するための図示しないケーブルが接続されている。ただし、内燃機関が電子制御スロットルを採用する場合には、ペダル本体ユニット２にペダルアーム４の回動角度を検出するための回転センサを設け、その回転センサの検出信号を基にしてスロットルバルブの開度を制御するようにしてもよい。また、ペダルアーム４の基端の近傍部には、ペダルアーム４の延出方向とほぼ相反する方向に延出する反力伝達レバー８が一体に連結されている。
【００１８】
また、反力出力装置１０の駆動部材である出力レバー１２の先端部と反力伝達レバー８の先端部とは、当接可能となっている。反力出力装置１０の駆動部材である出力レバー１２の回動力は、反力伝達レバー８を介してペダルアーム４に出力される。このように反力出力装置１０は、踏力の方向とは逆方向の反力を操作子に出力する。
【００１９】
図２は、一実施形態に係る反力出力装置１０の内部構造の一例を示す図である。図２では、ハウジング部材１４の上面のカバーを取り去り、ハウジング部材１４（反力出力装置１０）の内部状態を示している。本実施形態における反力出力装置１０は、反力を作り出すための駆動源であるモータ２０と、ハウジング部材１４に回動可能に軸支される反力出力軸１６と、ギア減速機構３０と、回路基板５０とを備えている。
【００２０】
ギア減速機構３０は、モータ２０の回転子の回転を減速しモータ２０側から出力するトルクＴを増大させ、モータの回転軸２２方向から反力出力軸１６方向へと偏向して増大させたトルクＴを出力レバー１２に伝達する。反力出力軸方向の一端部は、ハウジング部材１４の側面から外側に突出し、その突出した端部に出力レバー１２が一体に連結されている。
【００２１】
モータ２０の回転子の回転は、回路基板５０に実装された制御回路によって制御される。回路基板５０には、後述する上位ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）と制御回路とで信号を送受信するための図示しないＣＡＮ（Controller  Area  Network）ケーブルが接続されている。また、回路基板５０とモータ２０とは図示しないケーブルを介して接続されており、回路基板５０から送られる制御信号に基づいて、モータ２０の回転子の回転が制御される。また、モータ２０の回転子を覆う筐体には小孔やスリット等が設けられ、小孔やスリット等にはホールＩＣ（Integrated  Circuit）が嵌込設置されている。ホールＩＣは、小孔やスリット等を透過する磁束強度を検出し、検出した磁束強度に応じたパルス状の電圧を出力する。ホールＩＣによって検出される磁束強度は、モータ２０内の回転子の回転に応じて変化する。このため、反力出力装置１０は、ホールＩＣの出力電圧に基づいて回転子の回転量（例えば回転数ｎ［ｒｐｍ］）を検出することができる。
【００２２】
図３は、一実施形態に係る反力出力装置１０の制御回路を中心とした機能構成の一例を示す図である。図３において、反力出力装置１０は、モータ２０と、上位ＥＣＵ７０との間でＣＡＮ通信を行うＣＡＮ制御回路５４と、マイクロコントローラ（マイコン）５６と、モータドライバＩＣ５８と、パワーＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）６０と、ホールＩＣ６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗと、ホールＩＣ６４と、電流検出センサ６６と、モータ温度センサ６８（温度検出部）とを備える。なお、以下において、ホールＩＣ６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗを特に区別しない場合、総称してホールＩＣ６４と記載する。
【００２３】
上位ＥＣＵ７０は、例えば、ペダルアーム４の操作量に応じてスロットルバルブの開度等を制御することで、エンジン７２の駆動制御を行う。エンジン７２は、出力軸であるクランクシャフトが車軸に連結され、車両の走行駆動力を出力する。なお、走行駆動部としては、エンジン７２に走行用モータを加えた構成であってもよいし、エンジン７２を備えず走行用モータのみにより走行駆動力を出力する構成であってもよい。
【００２４】
マイコン５６（制御部）は、ＣＡＮ制御回路５４を介して上位ＥＣＵ７０とＣＡＮ通信を行う。マイコン５６は、反力出力装置１０が作り出す反力の大きさの基準となる反力設定値Ｐを、上位ＥＣＵ７０から受信する。反力設定値Ｐとは、「入力値」の一例である。反力設定値Ｐは、例えば、反力出力装置１０が搭載される車両の車速に応じて大きくなるように決定されてもよいし、燃費を向上させるために急なアクセル操作を抑制するために決定されてもよい。また、反力設定値Ｐは、反力出力装置１０が搭載される車両と先行車両との車間距離が短くなる程大きくなるように決定されてもよい。車間距離は、例えば、車両のフロント部に設置されたミリ波レーダや音波センサ、フロントガラス上部等に設置されたステレオカメラ装置等によって取得される。本発明の適用上、反力設定値Ｐの決定手法について特段の制限は存在しない。
【００２５】
マイコン５６は、反力設定値Ｐに基づいて、モータドライバＩＣ５８に与える制御量として電流指令値Ｉを決定する。この際、マイコン５６は、例えば、電流指令値Ｉと反力設定値Ｐとの関係を示した関係式に基づき、電流指令値Ｉを決定する。モータドライバＩＣ５８は、電流指令値Ｉに基づいてＰＷＭ制御時のパルス幅やデューティ比等を決定し、パワーＦＥＴ６０へ通電させる電流を制御し、モータ２０を回転させる。
【００２６】
マイコン５６は、モータ温度センサ６８から供給されるモータ２０の温度値および電流検出センサ６６から供給されるモータの電流値に基づいてモータ２０の動作を停止、および再開させる。モータ温度センサ６８は、例えばモータ２０のＷ相のコイル温度を検出するサーミスタである。なお、このマイコン５６のモータ制御装置としての動作については後述する。
【００２７】
パワーＦＥＴ６０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのパワーＦＥＴ６０Ｕ、６０Ｖ、６０Ｗを備え、各パワーＦＥＴは、モータ２０の対応する相のコイルにそれぞれ接続されている。モータドライバＩＣ５８は、各相のパワーＦＥＴを循環的にオン／オフすることで各相のコイルに磁界を発生させ、モータ２０の回転子を回転させる。
【００２８】
マイコン５６には、モータ２０へ通電される電流を検出するための電流検出センサ６６と、モータドライバＩＣ５８とが接続されている。マイコン５６は、電流検出センサ６６により検出された電流を示す信号を受信する。モータドライバＩＣ５８の入力端には、マイコン５６に加え、３つのホールＩＣ６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗが接続されており、モータドライバＩＣ５８は、ホールＩＣ６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗ各々が出力する電圧の変化を受け付ける。モータドライバＩＣ５８は、ホールＩＣ６４Ｕ、６４Ｖ、６４Ｗからの入力に基づいて、モータ２０の回転数ｎを示す信号をマイコン５６に出力する。これによって、マイコン５６は、モータ２０の回転数ｎを検出する。マイコン５６は、検出したモータ２０の回転数ｎに基づき、モータドライバＩＣ５８に与える電流指令値Ｉを決定する。
【００２９】
なお、上位ＥＣＵ７０およびマイコン５６の一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００３０】
次に、上述したように構成された反力出力装置１０において、モータ２０の温度値およびモータの電流値に基づいてモータ２０の動作を停止、および再開させるモータ制御動作について説明する。
【００３１】
図４は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ制御動作の機能を説明する図である。図５は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ制御動作の動作モードの遷移を説明する図である。なお、図５において、各動作モード（Ｍ１〜Ｍ４）の枠内には、当該各動作モードにおいて反力出力装置１０が実行する処理を記載している。
【００３２】
反力出力装置１０は、モータ２０の温度に基づいてモータ２０を保護するヒューズ機能と、モータ２０の電流に基づいてモータ２０を保護する動作制限機能とを有している。
反力出力装置１０は、上位ＥＣＵ７０から反力設定値Ｐによりモータ２０の出力指示を受け付けたことに応じて、モータ出力停止モードＭ１（イニシャル待機）からモータ出力モードＭ２に遷移する。
【００３３】
ヒューズ機能は、モータ出力モードＭ２において、モータ２０の温度を監視し、モータ２０の温度が閾値Ｔ１に達したことを判定した時にモータ２０の通電をオフに制御する（モータ出力停止モードＭ３（温度停止））。さらに、ヒューズ機能は、モータ２０の温度がＴ２を下回った時にモータ２０の動作を初期化させる（モータ出力停止モードＭ１（イニシャル待機））。
【００３４】
動作制限機能は、モータ出力停止モードＭ２において、所定時間Ａごとにモータ２０の発生熱量Ｑが閾値Ｂを超えないように制限する。動作制限機能は、所定時間Ａ以内に発生熱量Ｑを推定する。動作制限機能は、所定のコイル間抵抗Ｒ、モータの電流値Ｉ、通電時間ｔに基づいて、下記の式１により発生熱量Ｑを推定する。
Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ  （式１）
動作制限機能は、所定時間Ａ内における発生熱量Ｑが閾値Ｂを超えた場合に、モータ２０の通電をオフに制御する（モータ出力停止モードＭ４（電流積算禁止））。さらに、動作制限機能は、モータ２０の通電をオフにした後、所定時間Ａが経過したことに応じてモータ２０の動作を再開させる（モータ出力モードＭ２）。
【００３５】
なお、動作制限機能において、所定時間Ａは、モータ２０の温度に基づいて変化させてもよい。マイコン５６は、モータ２０の温度が高いほど、モータ２０の焼損を回避するため、所定時間Ａを短く設定する。また、動作制限機能において、閾値Ｂは、モータ２０の温度に基づいて変化させてもよい。マイコン５６は、モータ２０の温度が高いほど、モータ２０の焼損を回避するため、閾値Ｂを小さく設定する。さらに、動作制限機能において、所定時間Ａおよび閾値Ｂは、車両の起動初期におけるモータ２０の温度に基づいて設定してもよく、車両の走行中にモータ２０の温度に基づいて動的に変化させてもよい。
【００３６】
このような反力出力装置１０の機能は、モータ２０の保護のための優先度を、動作制限機能よりもヒューズ機能を高くしている。すなわち、ヒューズ機能は、モータ２０に不具合を与える温度を直接的に検出してモータ２０の動作を停止させている。一方、動作制限機能は、間接的にモータ２０の温度を推定してモータ２０の動作を停止させている。したがって、ヒューズ機能によりモータ２０を停止させた場合、動作制限機能によってモータ２０の動作を再開させることができなくなる。
【００３７】
図６は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ制御動作の処理手順を示すフローチャートである。
先ず、車両の起動がなされると、マイコン５６は、内部に保持しているカウンタのカウント値の初期化（ステップＳ１０１）を実行すると共に、電流積算値の初期化（ステップＳ１０２）を実行する。初期化を実行した後、マイコン５６は、モータ出力停止モードＭ１に遷移する。このモータ出力停止モードＭ１において、マイコン５６は、反力設定値Ｐの入力を監視すると共に（ステップＳ１０４）、モータ２０の温度を監視する（ステップＳ１０６；モータ温度監視動作）。
【００３８】
マイコン５６は、反力設定値Ｐを入力したことに応じて（ステップＳ１０８；ＹＥＳ）モータ出力モードＭ２に遷移する（ステップＳ１１０）。このモータ出力モードＭ２において、マイコン５６は、入力された反力設定値Ｐに基づいて電流指令値Ｉをモータ２０に供給してモータ２０を動作させる（モータ出力動作）。このとき、マイコン５６は、モータ２０に供給された電流指令値Ｉの積算値を更新する（ステップＳ１１２；電流積算処理）と共に、カウンタ値の更新を実施する（ステップＳ１１４；カウンタのインクリメント）。このカウンタ値の更新により、所定時間Ａが経過した場合、マイコン５６は、電流積算値をリセットする。また、このモータ出力モードＭ２において、マイコン５６は、モータ出力停止モードＭ１と同様に、モータ２０の温度の監視を継続する（モータ温度監視動作）。
【００３９】
マイコン５６は、電流積算処理により、電流積算値に基づいて推定された発生熱量Ｑが積算閾値としてのＢ［Ｊ］を超えたか否かを判定する。発生熱量Ｑが積算閾値を超えた場合には、動作モードをモータ出力停止モードＭ４に遷移させる（ステップＳ１１８）。このモータ出力停止モードＭ４において、マイコン５６は、モータ２０への電力供給を停止させると共に、カウンタ値のインクリメントを開始する。マイコン５６は、カウンタ値を参照して、モータ出力停止モードＭ４に遷移してから所定時間Ａが経過すると（ステップＳ１２０；ＹＥＳ）、ステップＳ１０８に処理を戻す。その後、マイコン５６の動作モードはモータ出力モードＭ２に移行する。
【００４０】
発生熱量Ｑが積算閾値を超えていなく（ステップＳ１１６；ＮＯ）、モータ温度が温度閾値のＴ１［℃］を超えている場合（ステップＳ１２２；ＹＥＳ）、動作モードをモータ出力停止モードＭ３に遷移させる（ステップＳ１２４）。このモータ出力停止モードＭ４において、マイコン５６は、モータ２０への電力供給を停止させると共に、モータ２０の温度の監視を継続する。マイコン５６は、モータ２０の温度を参照して、モータ２０の温度が所定値のＴ２［℃］よりも低くなると（ステップＳ１２６；ＹＥＳ）、ステップＳ１００に処理を戻す。このＴ２は、直ちにモータ２０を動作させても焼損が生じない温度が設定されている。その後、マイコン５６の動作モードはモータ出力停止モードＭ１に移行する。
【００４１】
以上のように、反力出力装置１０によれば、モータ２０の温度を監視しつつ、電流積算値に基づく発生熱量Ｑが積算閾値を超えたか否かを判定する。これにより、反力出力装置１０は、モータ２０の温度が温度閾値のＴ１に達していなくても発生熱量Ｑが積算閾値を超えたことに応じてモータ出力停止モードＭ４に遷移して、モータ出力を一時的に停止させることができる。この結果、反力出力装置１０によれば、モータ２０が温度閾値のＴ１に達することを抑制でき、対応可能なモータ２０の通電パターンを多くすることができる。
なお、上述したマイコン５６は、モータ２０の温度が温度閾値のＴ１に達する前、または発生熱量Ｑが閾値Ｂに達する前に、モータ２０の温度が温度閾値のＴ１に近づくほど、または発生熱量Ｑが閾値Ｂに近づくほどモータ２０の出力トルクを低くしてもよい。これにより、反力出力装置１０は、モータ出力モードＭ２からモータ出力停止モードＭ３、Ｍ４に移行することを抑制することができる。
【００４２】
次に、上述した反力出力装置１０において、発生熱量Ｑの推定処理について説明する。
図７は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ２０におけるコイルの温度推移を示す図である。このように変化するモータ２０のコイルの温度変化は、下記の式２および式３のように表される。
モータ２０のコイルの所定時間（ｔ）当たりの温度上昇幅は、式２のようになる。
△Ｔ＝Ｒ・Ｑ・（１−ｅ［−（ｔ／Ｒ・Ｃ）］） （式２）
式２において、△Ｔはt秒後の温度上昇[℃]であり、コイル温度Ｔcoilから外気ＴTambientを差し引いた温度であり、Ｒは熱抵抗[K/W]であり、Qは発熱量[W]であり、Cはコイルの熱容量[J/K]であってコイルの比熱と重量との乗算値であり、ｔは時間[sec]である。
モータ２０のコイルの所定時間（ｔ）当たりの温度低下幅は、式３のようになる。
△Ｔ＝△Ｔ０・ｅ［−（ｔ／Ｒ・Ｃ）］  （式２）
式３において、△Ｔ０は、冷却初期の温度上昇幅［℃］である。
【００４３】
式２および式３は、モータ２０のコイルの発熱が輻射により空気雰囲気に放熱によってのみ奪われると仮定すると、図８に示すように表すことができる。図８は、一実施形態に係る反力出力装置１０におけるモータ２０のコイルの発熱を仮定的に説明する図である。図８において、Ｒは電力Ｐ［Ｗ］を印加した時のコイル温度Ｔｃｏｉｌと雰囲気温度Ｔａｍｂｉｅｎｔとの差分により求まる。
【００４４】
図９は、一実施形態に係る反力出力装置１０における理論値と実測値とを示す図である。理論値Ｂは、式２および式３に、モータ２０に定格電力を供給させたときの発生熱量Ｑ、熱抵抗、比熱、質量の値を当てはめたことにより得た結果である。
図９によれば、実測値Ａと理論値Ｂとは乖離があるものの、モータ２０のコイルによる放熱の要因として熱輻射以外の要因を追加すればよい。例えば、モータ２０のコイルの熱が熱伝導によりインシュレータへ放熱する量を理論式に組み入れればよい。
【００４５】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態の反力出力装置１０によれば、モータ２０の温度が温度閾値を超えるか否かを判定すると共にモータ電流の所定時間内における積算値が所定の積算閾値を超えるか否かを判定し、モータ２０の動作を停止させることができるので、モータ２０を焼損から保護しつつ、モータの通電パターンの自由度を高めることができる。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１‥アクセルペダル装置、２…ペダル本体ユニット、４…ペダルアーム、６…ペダル本体部、１０…反力出力装置、１２…出力レバー、２０…モータ、３０…ギア減速機構、５０…回路基板、５６…マイコン、６６…電流検出センサ、６８…モータ温度センサ、７０…上位ＥＣＵ、７２…エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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