(57)【要約】アクセルペダル情報フィードバックシステムは、大型電気自動車のドライバーがリアルタイムで電力系統の状態を認識できるようにするため提供されてるものである。情報フィードバックシステムは、自動車の電力系統情報を使用し、系統的な負荷状態の情報を計算し、ドライバーにかかる情報をフィードバックする。その結果、ドライバーは、リアルタイムで、電力系統の負荷状態を認識できる。【選択図】なし
2016529149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダル情報フィードバックシステムであって、ベースプレート、可動ペダル、ペダル角センサ、固定弾性要素、調節可能な弾性要素、系統的負荷状態センサ、コントロールユニットを備え、
前記ベースプレートは、車両構造と結合し、強固な取り付け基盤を提供し、
前記可動ペダルは、前記ベースプレートに配置され、
前記ペダル角センサは、前記ペダルの変位を感知し、
前記固定弾性要素は前記ペダルに固定抗力を与え、
前記コントロールユニットは、前記系統的負荷状態センサにより提供される情報に基づき、前記調節可能な弾性要素を制御し、前記ペダルに可変抗力を与える、
アクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項２】
アクセルペダル情報フィードバックシステムであって、ベースプレート、可動ペダルを備え、
前記ベースプレートは、車両構造と結合し、強固な取り付け基盤を提供し、
前記可動ペダルは、前記ベースプレート上に配置され、選択的に第１の移動範囲または第２の移動範囲内で移動し、
前記ペダルが前記第１の移動範囲内にあるとき、固定抗力が前記ペダルに与えられ、前記ペダルが前記第２の移動範囲内にあるとき、可変抗力がペダルに与えられ、前記可変抗力は車両の電力システムの負荷情報と相関している、
アクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項３】
前記固定弾性要素がばねである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項４】
前記固定弾性要素がゴム状弾性体である、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項５】
前記固定弾性要素が電磁アクチュエータである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項６】
前記調節可能な弾性要素がばねである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項７】
前記調節可能な弾性要素が空気ばねである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項８】
前記調節可能な弾性要素が電磁アクチュエータである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項９】
前記ばねに付加される予圧力が変化されるときに、それに対応して、前記可変抗力が変化される、
請求項６に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１０】
空気ばねの気圧が変化されるとき、それに対応して、前記可変抗力が変化される、
請求項７に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム
【請求項１１】
大型電気自動車のアクセルペダル情報フィードバックシステムであって、アクセルペダル、第１の弾性要素、コントロールユニット、第２の弾性要素、予圧調整機構を備え、
前記第１の弾性要素は、前記アクセルペダルに、固定抗力を与え、
前記コントロールユニットは、電力システムの温度情報を受信し、前記電力システムの温度情報を含む計算式に基づき系統的負荷係数を算出し、
前記予圧調整機構は、前記系統的負荷係数に基づき、前記アクセルペダルに対する可変抗力を発生させ、ドライバーが、前記可変抗力の変化に基づき、電力システムのリアルタイムの負荷状況を認識する、
アクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１２】
前記コントロールユニットがさらにモータ制御装置の温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式が、さらにモータ制御装置の温度情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１３】
前記コントロールユニットがさらにモータの内部温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がモータの内部温度情報を含む、
請求項１２に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１４】
前記コントロールユニットが、さらにバッテリの温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらにバッテリの温度情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１５】
前記コントロールユニットがさらに電池残容量情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらに電池残容量情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１６】
前記コントロールユニットがさらに累積駆動時間情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらに累積駆動時間情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１７】
前記コントロールユニットがさらに車両重量情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらに車両重量情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバーに電力系統の負荷状態の情報を提供するアクセルペダル情報フィードバックシステムに関するものであり、より具体的には、系統的動作情報を収集するためセンサを使用し、車両の電力系統の負荷状態を計算するためコンピュータプログラムを用い、負荷状態情報に基づきアクセルペダルの抗力を調整し、ドライバーへ負荷状況情報を提供するアクセルペダル情報フィードバックシステムに関するものである。かかるアクセルペダル情報フィードバックシステムは、大型電気自動車に適用される。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンを使用する車両と比較して、電気自動車は、低騒音・低振動などの多くの利点を持っている。一般的に、内燃機関を備えた車両の運転中、ドライバーは、エンジンにより発生する振動や騒音に基づき、エンジンの負荷状況を認識し、車両の動作が、正常であるか否か判断することができる。電気自動車の低騒音と低振動のために、ドライバーは、発生した振動や騒音から電動車両の運転状況を認識することができない。その結果、過負荷や過熱状況における電気自動車の故障を引き起こす可能性が増加する。車体には、計器が装備されているが、ドライバーは、交通条件が混雑している又は運転時間が非常に長い場合、計器のメッセージを無視してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のように、内燃機関を用いた車両は、車両の運転中、振動や騒音が生じる。振動や騒音の特徴は、電力系統の負荷状況と相関しており、ドライバーは、車両の振動や騒音を検知することにより、車両の電力系統の負荷状態を認識することができる。内燃エンジンを用いた車両が電気自動車に変わった場合、ドライバーは、電気自動車の電力系統により発生する振動や騒音が大幅に削減するので、電力系統の負荷状況を認識できない。電力系統が、長い時間、重い負荷状況で、動作した場合、過熱、過負荷の問題がおよそ発生してしまう。負荷状態に基づく電流制限保護機構は有効であるけれども、ドライバーによって入力された命令は、実際の車両の出力電力と対応しない。このような状況の下では、ドライバーが疲れを感じ、車を信頼できない。緊急事態が発生し、大電力出力が要求される場合、電力は制限され、事故がおよそ発生してしまう。
【０００４】
従来、大型電気自動車が長い時間、重い負荷状態にある場合、大型電気自動車の電力系統には、過熱の問題が生じている。本発明は、効果的にドライバーに体系的負荷情報を伝える改良系統的負荷状態フィードバックシステムを提供する。その結果、重い負荷の状態にある場合の大型電気自動車の過熱の問題は、克服される。
【０００５】
本発明は次の目的を有する。最初の目的は、周囲に対するドライバーの注意力に悪影響を与えることのない系統的負荷状態フィードバックシステムを提供することにある。第２の目的は、リアルタイムでドライバーに対し系統的負荷状態をフィードバックする機構を提供することにある。第３の目的は、安全性を高める系統的負荷状態フィードバックシステムを提供することにある。第４の目的は、不適切な操作に起因する過負荷の問題を回避するための安全性の高い系統的保護メカニズムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様によれば、アクセルペダル情報フィードバックシステムが提供される。アクセルペダル情報フィードバックシステムは、ベースプレート、可動ペダル、ペダル角センサ、固定弾性要素、調節可能な弾性要素、系統的負荷状態センサ及びコントロールユニットを有する。ベースプレートは、強固な取り付け基盤を提供するため、車両構造に結合されている。可動ペダルは、ベースプレート上に配置されている。ペダル角センサは、ペダルの変位を感知するために用いられる。固定弾性要素は、ペダルへの固定抗力を与えるため用いられる。コントロールユニットは、系統的負荷状態センサにより与えられる情報に基づき、ペダルへの可変抗力を与える調節可能な弾性要素を制御するために用いられる。
【０００７】
一実施形態では、固定弾性要素はばねである。
【０００８】
一実施形態では、固定弾性要素はゴム状弾性体である。
【０００９】
一実施形態では、固定弾性要素は電磁アクチュエータである。
【００１０】
一実施形態では、調節可能な弾性要素はばねであり、ばねに付加される予圧する力が変えられる場合、可変抗力はそれに応じて変化される。
【００１１】
一実施形態では、調節可能な弾性要素は空気ばねであり、空気ばねのガス圧が変化される場合、可変抗力はそれに応じて変化される。
【００１２】
一実施形態では、調節可能な弾性要素は電磁アクチュエータである。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、アクセルペダル情報フィードバックシステムが提供される。アクセルペダル情報フィードバックシステムは、ベースプレートや可動ペダルを有する。ベースプレートは、強固な取り付け基盤を提供するため、車両構造に結合している。可動ペダルはベースプレート上に配置されており、第1の移動範囲または第2の移動範囲で選択的に動く。固定抗力は、ペダルが第１の移動範囲にあるとき、ペダルに対して与えられる。可変抗力は、ペダルが第２の移動範囲にあるとき、ペダルに対して与えられる。可変抗力は、車両の電力系統の負荷情報と相関している。
【００１４】
本発明のさらなる態様によれば、大型電気自動車のアクセルペダル情報フィードバックシステムが提供される。アクセルペダル情報フィードバックシステムは、アクセルペダル、第１の弾性要素、コントロールユニット、第２弾性要素及び予圧調整機構が含まれる。第１の弾性要素は、固定抗力をアクセルペダルに与える。コントロールユニットは、電力系統の温度情報を含む計算式に基づき、電力系統の温度情報を受け取り、系統的負荷係数を計算するのに用いられる。予圧調整機構は、系統的負荷係数に基づき、アクセルペダルに対して可変抗力を与えるのに用いられる。電気自動車のドライバーは、可変抗力の変化に基づき、リアルタイムの電力系統の負荷状況を認識する。
【００１５】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらにモータ制御装置の温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式はモータ制御装置の温度情報をさらに含む。
【００１６】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、モータの内部温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式はモータの内部温度情報をさらに含む。
【００１７】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、バッテリの温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式はバッテリの温度情報をさらに含む。
【００１８】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、電池残容量情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式は電池残容量情報をさらに含む。
【００１９】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、累積駆動時間情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式は累積駆動時間情報をさらに含む。
【００２０】
一実施形態では、コントロールユニットは、車両重量情報をさらに受信し、系統的負荷係数を計算する計算式は車両重量情報をさらに含む。
【００２１】
本発明の上記の内容は、以下の詳細な説明及び添付図面を検討すれば、当業者にとって、より容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に基づき、模式的にアクセルペダル情報フィードバックシステムを説明したものである。
【図２】図２は、本発明のアクセルペダル情報フィードバックシステムの制御方式を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、以下の欠点を効果的に解決するため、系統的負荷状態フィードバックシステムを提供するものである。
【００２４】
まず、ドライバーが系統的な負荷状態の認識を望む場合、ドライバーは計器に注意を払う必要があり、その間、ドライバーは周囲に注意を払うことができない。従来から、電力系統のメッセージはドライビングコンソールにインストールされた計器上に表示される。系統的負荷状態を読み取るため、ドライバーは路面からドライビングコンソールに視線をそらさなければならない。このような状況の下で、ドライバーは、一時的に道路状況を注意をすることができない。緊急事態がこの期間に生じた場合、処理タイミングが遅れ、事故が生じてしまう。
【００２５】
第２に、ドライバーは直観的に系統的負荷状態を認識できず、取得したメッセージを解釈するのに時間がかかるし、注意を払わなければならない。従来から、電力系統情報は、デジタル形式またはポインタの形で示されている。メッセージが受け取られた場合、ドライバーは、受け取ったメッセージを解釈することができる能力を必要とする。さらに、ドライバーは路面と駆動コンソールとの間で視線をそらすので、ドライバーの目の疲労が集中力に影響を及ぼしてしまう。
【００２６】
第３に、系統的負荷状態警告機能が故障した場合、車両を操作し、集中するドライバーの能力が悪影響を受ける。従来から、電力系統の過負荷警告メッセージは、車両が過負荷であることをドライバーに知らせるため、フラッシュライト又は警告音によりなされている。センサが故障し、誤判定が生じる場合、持続的なフラッシュライト又は警告音は、ドライバーの集中力や気分に影響を与え、乗客をパニックにする。
【００２７】
第４に、システムが過負荷状態にある場合、電流制限保護機構のため、ドライバーが車両を操作することができず、車両が危険にさらされる。従来、電力系統の過負荷保護機構は、出力電流の制限に基づき、制御システムにより決定され、過負荷保護機構は、電力系統の状況が過負荷になるのを防ぐため、車両の出力電力を低減するよう使用されている。過負荷保護機構が有効である間に、ドライバーが事故を防ぐため動力を要する場合、ドライバーは正確に運転をできない。このような状況の下で,事故は生じてしまう。
【００２８】
効果的に上記の欠点を解決するために、本発明は、アクセルペダル情報フィードバックシステムを提供する。本発明の実施形態では、アクセルペダル情報フィードバックシステムは、抗力の調整可能なアクセルペダル機構、複数の系統的状態センサ及びコントロールユニットを含む。抗力の調整可能なアクセルペダル機構は、ペダルベースプレート、ペダル本体、ペダル角センサ、固定弾性要素、調節可能な弾性要素及び予圧調整機構からなる。
【００２９】
複数の系統的状態センサは、電力系統の負荷状態情報を感知しコントロールユニットへ情報を提供するために用いられている。例えば、系統的負荷ステータス情報は、モータ温度情報、モータードライバー温度情報、電池温度情報、冷却システムの温度情報及びバッテリ充電状態情報を含む。コントロールユニットは、ペダルの力の減衰を系統的状態センサにより提供される情報に基づき決定し、対応する調整動作を実行するアクセルペダル機構を制御する。
【００３０】
図１と図２を参照すると、図１は、本発明の第１の実施形態に基づき、模式的にアクセルペダル情報フィードバックシステムを示しており、図２は、本発明のアクセルペダル情報フィードバックシステムの制御方式を示すフローチャートを示している。強固な取り付け基盤を提供するため、ベースプレート１０１は、車両構造体に結合されている。ペダル１０２は、回動可能にベースプレート１０１に連結されており、回転軸に対して回転自在である。ペダル１０２とベースプレート１０１との間の角度を検知するため、角度センサ１０３は、ペダル１０２及びベースプレート１０１に接続されている。さらに、角度センサ１０３は、電力系統にペダル１０２の変位を提供するために使用される。
【００３１】
第１ばね１０４は、ペダル１０２に安定した抗力を与えるため、用いられている。
【００３２】
第２ばね１０５は、指定された距離でペダル１０２から離されている。ペダル１０２の変位が前記の指定された距離よりも小さく、第１の移動範囲にある場合、ペダル１０２は、第２ばね１０５と接触しない。その間、第１ばね１０４のみが、ペダル１０２に抗力を与える。ペダル１０２の変位が前記の指定された距離よりも大きく、第２の移動範囲にある場合、ペダル１０２は、第２ばね１０５と接触する。その間、第１ばね１０４と第２ばね１０５はともに、ペダル１０２に抗力を与える。
【００３３】
予備圧縮器１０６は、第２ばね１０５に予圧する力を与えるために用いられる。予圧力に応じて、第２ばね１０５によりペダル１０２に提供される抗力は増加する。予圧調整機構１０７がコントロールユニットから命令を受信すると、予圧調整機構１０７は、予備圧縮器１０６の予圧する力を調整する。その結果、第２ばね１０５からペダル１０２に提供される抗力は、それに応じて調整される。
【００３４】
本発明は、さらに制御方法を提供する。車両が始動されると、次の手順が予圧調整機構１０７を制御するために実行される。
【００３５】
ステップ１では、全てのセンサが正常に動作しているかどうかを確認するため、システムは、セルフチェック状態になる。
【００３６】
ステップ２では、複数の系統的なセンサが系統的負荷ステータス情報をコントロールユニットに提供する。前記系統的負荷ステータス情報は、モータ温度情報、モータードライバー温度情報、電池温度情報、冷却システムの温度情報及びバッテリ充電状態情報を有する。
【００３７】
ステップ３では、前記コントロールユニットがペダルの抗力を前記系統的負荷ステータス情報の基づき計算し、第２ばね１０５のパラメータに基づき、対応する予圧力を計算する。
【００３８】
ステップ４では、前記予圧力は制御命令に変換され、前記制御命令は、予圧調整機構１０７に伝送される。その結果、予圧調整機構１０７は、予備圧縮器１０６を制御して、第２ばね１０５に対し予圧する力を調整する。
【００３９】
ステップ５では、第２ばね１０５に対する前記予圧力の調整が終わったのち、制御方式が終了し、次回の始動手順が待っている。
【００４０】
アクセルペダル情報フィードバックシステムや本発明の制御方式は、電力系統の過負荷問題を克服することができる。加えて、コントロールユニットは、他の車両関連情報を使用して、安全運転やエネルギー利用効率を向上できる。例えば、車両関連情報は、車両重量情報、セクションの制限速度、累積駆動時間情報、フロント車からの距離及びバッテリ充電状態情報を含む。
【００４１】
本発明の概念は、従来技術の欠点を解決でき、次のような利点を実現できる。
【００４２】
まず、運転中、ドライバーは、アクセルペダルの抗力に基づき、系統的な負荷状態を認識できる。その結果、ドライバーは路面からドライビングコンソールに視線をそらす必要はなく、車両は安全である。
【００４３】
第２に、ドライバーは、アクセルペダルの抗力に基づき、データまたはポインタ位置を解釈する必要なく直観的に系統的な負荷状態を認識できる。データまたはポインタの位置を解釈する場合に比べて、足の筋肉で感知されるアクセルペダルの抗力は、より素早くドライバーに系統的負荷ステータス情報を伝達できる。
【００４４】
第３に、システムが故障している場合、第２ばねの抗力のみが影響を受ける。すなわち、車両を操作するドライバーの能力は悪影響を受けず、ドライバーに安易に影響を与える光のフラッシュまたは警告音は発生しない。
【００４５】
第４に、電力系統が重負荷状態にある場合、本発明の情報フィードバックシステムは、ペダルに適用され、第２ばねの抗力を増加させるのみであり、電力系統の出力を制限するものではない。事故を回避しつつ、ドライバーが車両の出力電力の大幅な増加を望んでいる場合、ドライバーは、ペダルを押し、大きな下向きの力を与えるのみでよい。その結果、電力系統は依然としてペダルの変位に基づき、出力ができる。
【図１】
2016529149.tif 000003
【図２】
2016529149.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月18日(2016.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダル情報フィードバックシステムであって、ベースプレート、可動ペダル、ペダル角センサ、固定弾性要素、調節可能な弾性要素、系統的状態センサ、コントロールユニットを備え、
前記ベースプレートは、車両構造と結合し、強固な取り付け基盤を提供し、
前記可動ペダルは、前記ベースプレートに配置され、
前記ペダル角センサは、前記ペダルの変位を感知し、
前記固定弾性要素は前記ペダルに固定抗力を与え、、
前記コントロールユニットは、前記系統的状態センサにより提供される情報に基づき、前記調節可能な弾性要素を制御し、前記ペダルに可変抗力を与える、
アクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項２】
アクセルペダル情報フィードバックシステムであって、ベースプレート、可動ペダルを備え、
前記ベースプレートは、車両構造と結合し、強固な取り付け基盤を提供し、
前記可動ペダルは、前記ベースプレート上に配置され、選択的に第１の移動範囲または第２の移動範囲内で移動し、
前記ペダルが前記第１の移動範囲内にあるとき、固定抗力が前記ペダルに与えられ、前記ペダルが前記第２の移動範囲内にあるとき、可変抗力がペダルに与えられ、前記可変抗力は車両の電力システムの負荷情報と相関している、
アクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項３】
前記固定弾性要素がばねである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項４】
前記固定弾性要素がゴム状弾性体である、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項５】
前記固定弾性要素が電磁アクチュエータである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項６】
前記調節可能な弾性要素がばねである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項７】
前記調節可能な弾性要素が空気ばねである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項８】
前記調節可能な弾性要素が電磁アクチュエータである、
請求項1に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項９】
前記ばねに付加される予圧力が変化されるときに、それに対応して、前記可変抗力が変化される、
請求項６に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１０】
空気ばねの気圧が変化されるとき、それに対応して、前記可変抗力が変化される、
請求項７に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム
【請求項１１】
大型電気自動車のアクセルペダル情報フィードバックシステムであって、アクセルペダル、第１の弾性要素、コントロールユニット、第２の弾性要素、予圧調整機構を備え、
前記第１の弾性要素は、前記アクセルペダルに、固定抗力を与え、
前記コントロールユニットは、電力システムの温度情報を受信し、前記電力システムの温度情報を含む計算式に基づき系統的負荷係数を算出し、
前記予圧調整機構は、前記系統的負荷係数に基づき、前記アクセルペダルに対する可変抗力を発生させ、ドライバーが、前記可変抗力の変化に基づき、電力システムのリアルタイムの負荷状況を認識する、
アクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１２】
前記コントロールユニットがさらにモータ制御装置の温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式が、さらにモータ制御装置の温度情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１３】
前記コントロールユニットがさらにモータの内部温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がモータの内部温度情報を含む、
請求項１２に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１４】
前記コントロールユニットが、さらにバッテリの温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらにバッテリの温度情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１５】
前記コントロールユニットがさらに電池残容量情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらに電池残容量情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１６】
前記コントロールユニットがさらに累積駆動時間情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらに累積駆動時間情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【請求項１７】
前記コントロールユニットがさらに車両重量情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式がさらに車両重量情報を含む、
請求項１１に記載のアクセルペダル情報フィードバックシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバーに電力系統の負荷状態の情報を提供するアクセルペダル情報フィードバックシステムに関するものであり、より具体的には、系統的動作情報を収集するためセンサを使用し、車両の電力系統の負荷状態を計算するためコンピュータプログラムを用い、負荷状態情報に基づきアクセルペダルの抗力を調整し、ドライバーへ負荷状況情報を提供するアクセルペダル情報フィードバックシステムに関するものである。かかるアクセルペダル情報フィードバックシステムは、大型電気自動車に適用される。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンを使用する車両と比較して、電気自動車は、低騒音・低振動などの多くの利点を持っている。一般的に、内燃機関を備えた車両の運転中、ドライバーは、エンジンにより発生する振動や騒音に基づき、エンジンの負荷状況を認識し、車両の動作が、正常であるか否か判断することができる。電気自動車の低騒音と低振動のために、ドライバーは、発生した振動や騒音から電動車両の運転状況を認識することができない。その結果、過負荷や過熱状況における電気自動車の故障を引き起こす可能性が増加する。車体には、計器が装備されているが、ドライバーは、交通条件が混雑している又は運転時間が非常に長い場合、計器のメッセージを無視してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のように、内燃機関を用いた車両は、車両の運転中、振動や騒音が生じる。振動や騒音の特徴は、電力系統の負荷状況と相関しており、ドライバーは、車両の振動や騒音を検知することにより、車両の電力系統の負荷状態を認識することができる。内燃エンジンを用いた車両が電気自動車に変わった場合、ドライバーは、電気自動車の電力系統により発生する振動や騒音が大幅に削減するので、電力系統の負荷状況を認識できない。電力系統が、長い時間、重い負荷状況で、動作した場合、過熱、過負荷の問題がおよそ発生してしまう。負荷状態に基づく電流制限保護機構は有効であるけれども、ドライバーによって入力された命令は、実際の車両の出力電力と対応しない。このような状況の下では、ドライバーが疲れを感じ、車を信頼できない。緊急事態が発生し、大電力出力が要求される場合、電力は制限され、事故がおよそ発生してしまう。
【０００４】
従来、大型電気自動車が長い時間、重い負荷状態にある場合、大型電気自動車の電力系統には、過熱の問題が生じている。本発明は、効果的にドライバーに体系的負荷情報を伝える改良系統的負荷状態フィードバックシステムを提供する。その結果、重い負荷の状態にある場合の大型電気自動車の過熱の問題は、克服される。
【０００５】
本発明は次の目的を有する。最初の目的は、周囲に対するドライバーの注意力に悪影響を与えることのない系統的負荷状態フィードバックシステムを提供することにある。第２の目的は、リアルタイムでドライバーに対し系統的負荷状態をフィードバックする機構を提供することにある。第３の目的は、安全性を高める系統的負荷状態フィードバックシステムを提供することにある。第４の目的は、不適切な操作に起因する過負荷の問題を回避するための安全性の高い系統的保護メカニズムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様によれば、アクセルペダル情報フィードバックシステムが提供される。アクセルペダル情報フィードバックシステムは、ベースプレート、可動ペダル、ペダル角センサ、固定弾性要素、調節可能な弾性要素、系統的負荷状態センサ及びコントロールユニットを有する。ベースプレートは、強固な取り付け基盤を提供するため、車両構造に結合されている。可動ペダルは、ベースプレート上に配置されている。ペダル角センサは、ペダルの変位を感知するために用いられる。固定弾性要素は、ペダルへの固定抗力を与えるため用いられる。コントロールユニットは、系統的負荷状態センサにより与えられる情報に基づき、ペダルへの可変抗力を与える調節可能な弾性要素を制御するために用いられる。
【０００７】
一実施形態では、固定弾性要素はばねである。
【０００８】
一実施形態では、固定弾性要素はゴム状弾性体である。
【０００９】
一実施形態では、固定弾性要素は電磁アクチュエータである。
【００１０】
一実施形態では、調節可能な弾性要素はばねであり、ばねに付加される予圧する力が変えられる場合、可変抗力はそれに応じて変化される。
【００１１】
一実施形態では、調節可能な弾性要素は空気ばねであり、空気ばねのガス圧が変化される場合、可変抗力はそれに応じて変化される。
【００１２】
一実施形態では、調節可能な弾性要素は電磁アクチュエータである。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、アクセルペダル情報フィードバックシステムが提供される。アクセルペダル情報フィードバックシステムは、ベースプレートや可動ペダルを有する。ベースプレートは、強固な取り付け基盤を提供するため、車両構造に結合している。可動ペダルはベースプレート上に配置されており、第1の移動範囲または第2の移動範囲で選択的に動く。固定抗力は、ペダルが第１の移動範囲にあるとき、ペダルに対して与えられる。可変抗力は、ペダルが第２の移動範囲にあるとき、ペダルに対して与えられる。可変抗力は、車両の電力系統の負荷情報と相関している。
【００１４】
本発明のさらなる態様によれば、大型電気自動車のアクセルペダル情報フィードバックシステムが提供される。アクセルペダル情報フィードバックシステムは、アクセルペダル、第１の弾性要素、コントロールユニット、第２弾性要素及び予圧調整機構が含まれる。第１の弾性要素は、固定抗力をアクセルペダルに与える。コントロールユニットは、電力系統の温度情報を含む計算式に基づき、電力系統の温度情報を受け取り、系統的負荷係数を計算するのに用いられる。予圧調整機構は、系統的負荷係数に基づき、アクセルペダルに対して可変抗力を与えるのに用いられる。電気自動車のドライバーは、可変抗力の変化に基づき、リアルタイムの電力系統の負荷状況を認識する。
【００１５】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらにモータ制御装置の温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式はモータ制御装置の温度情報をさらに含む。
【００１６】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、モータの内部温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式はモータの内部温度情報をさらに含む。
【００１７】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、バッテリの温度情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式はバッテリの温度情報をさらに含む。
【００１８】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、電池残容量情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式は電池残容量情報をさらに含む。
【００１９】
一実施形態では、コントロールユニットは、さらに、累積駆動時間情報を受信し、系統的負荷係数を計算する計算式は累積駆動時間情報をさらに含む。
【００２０】
一実施形態では、コントロールユニットは、車両重量情報をさらに受信し、系統的負荷係数を計算する計算式は車両重量情報をさらに含む。
【００２１】
本発明の上記の内容は、以下の詳細な説明及び添付図面を検討すれば、当業者にとって、より容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に基づき、模式的にアクセルペダル情報フィードバックシステムを説明したものである。
【図２】図２は、本発明のアクセルペダル情報フィードバックシステムの制御方式を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、以下の欠点を効果的に解決するため、系統的負荷状態フィードバックシステムを提供するものである。
【００２４】
まず、ドライバーが系統的な負荷状態の認識を望む場合、ドライバーは計器に注意を払う必要があり、その間、ドライバーは周囲に注意を払うことができない。従来から、電力系統のメッセージはドライビングコンソールにインストールされた計器上に表示される。系統的負荷状態を読み取るため、ドライバーは路面からドライビングコンソールに視線をそらさなければならない。このような状況の下で、ドライバーは、一時的に道路状況を注意することができない。緊急事態がこの期間に生じた場合、処理タイミングが遅れ、事故が生じてしまう。
【００２５】
第２に、ドライバーは直観的に系統的負荷状態を認識できず、取得したメッセージを解釈するのに時間がかかるし、注意を払わなければならない。従来から、電力系統情報は、デジタル形式またはポインタの形で示されている。メッセージが受け取られた場合、ドライバーは、受け取ったメッセージを解釈することができる能力を必要とする。さらに、ドライバーは路面と駆動コンソールとの間で視線をそらすので、ドライバーの目の疲労が集中力に影響を及ぼしてしまう。
【００２６】
第３に、系統的負荷状態警告機能が故障した場合、車両を操作し、集中するドライバーの能力が悪影響を受ける。従来から、電力系統の過負荷警告メッセージは、車両が過負荷であることをドライバーに知らせるため、フラッシュライト又は警告音によりなされている。センサが故障し、誤判定が生じる場合、持続的なフラッシュライト又は警告音は、ドライバーの集中力や気分に影響を与え、乗客をパニックにする。
【００２７】
第４に、システムが過負荷状態にある場合、電流制限保護機構のため、ドライバーが車両を操作することができず、車両が危険にさらされる。従来、電力系統の過負荷保護機構は、出力電流の制限に基づき、制御システムにより決定され、過負荷保護機構は、電力系統の状況が過負荷になるのを防ぐため、車両の出力電力を低減するよう使用されている。過負荷保護機構が有効である間に、ドライバーが事故を防ぐため動力を要する場合、ドライバーは正確に運転をできない。このような状況の下で,事故は生じてしまう。
【００２８】
効果的に上記の欠点を解決するために、本発明は、アクセルペダル情報フィードバックシステムを提供する。本発明の実施形態では、アクセルペダル情報フィードバックシステムは、抗力の調整可能なアクセルペダル機構、複数の系統的状態センサ及びコントロールユニットを含む。抗力の調整可能なアクセルペダル機構は、ペダルベースプレート、ペダル本体、ペダル角センサ、固定弾性要素、調節可能な弾性要素及び予圧調整機構からなる。
【００２９】
複数の系統的状態センサは、電力系統の負荷状態情報を感知しコントロールユニットへ情報を提供するために用いられている。例えば、系統的負荷ステータス情報は、モータ温度情報、モータードライバー温度情報、電池温度情報、冷却システムの温度情報及びバッテリ充電状態情報を含む。コントロールユニットは、ペダルの力の減衰を系統的状態センサにより提供される情報に基づき決定し、対応する調整動作を実行するアクセルペダル機構を制御する。また、コントロールユニットは、電力系統が受信した温度情報を含む計算式に基づき系統的負荷係数を算出する。
【００３０】
図１と図２を参照すると、図１は、本発明の第１の実施形態に基づき、模式的にアクセルペダル情報フィードバックシステムを示しており、図２は、本発明のアクセルペダル情報フィードバックシステムの制御方式を示すフローチャートを示している。強固な取り付け基盤を提供するため、ベースプレート１０１は、車両構造体に結合されている。ペダル１０２は、回動可能にベースプレート１０１に連結されており、回転軸に対して回転自在である。ペダル１０２とベースプレート１０１との間の角度を検知するため、角度センサ１０３は、ペダル１０２及びベースプレート１０１に接続されている。さらに、角度センサ１０３は、電力系統にペダル１０２の変位を提供するために使用される。
【００３１】
固定弾性要素は、ペダル１０２に安定した抗力を与えるために用いられる。固定弾性要素は、第１スプリング１０４（又は第１弾性要素）である。固定弾性要素の例に含まれるが、ばね、ゴム状弾性体または電磁アクチュエータに限定されるものではない。
【００３２】
第２ばね１０５は、指定された距離でペダル１０２から離されている。ペダル１０２の変位が前記の指定された距離よりも小さく、第１の移動範囲にある場合、ペダル１０２は、第２ばね１０５と接触しない。その間、第１ばね１０４のみが、ペダル１０２に抗力を与える。ペダル１０２の変位が前記の指定された距離よりも大きく、第２の移動範囲にある場合、ペダル１０２は、第２ばね１０５と接触する。その間、第１ばね１０４と第２ばね１０５はともに、ペダル１０２に抗力を与える。第２スプリング１０５（又は第２弾性要素）は、調整可能な弾性要素の例である。
【００３３】
予備圧縮器１０６は、第２ばね１０５に予圧する力を与えるために用いられる。予圧力に応じて、第２ばね１０５によりペダル１０２に提供される抗力は増加する。予圧調整機構１０７がコントロールユニットから命令を受信すると、予圧調整機構１０７は、予備圧縮器１０６の予圧する力を調整する。その結果、第２ばね１０５からペダル１０２に提供される抗力は、それに応じて調整される。第２弾性部材１０５が空気ばねである場合には、予圧調整機構１０７は、空気ばねのガス圧を変更するために予備圧縮器１０６を制御する。その結果、ペダル１０２に付与される空気ばねの抗力はそれに応じて変更される。
【００３４】
本発明は、さらに制御方法を提供する。車両が始動されると、次の手順が予圧調整機構１０７を制御するために実行される。
【００３５】
ステップ１では、全てのセンサが正常に動作しているかどうかを確認するため、システムは、セルフチェック状態になる。
【００３６】
ステップ２では、複数の系統的なセンサが系統的負荷ステータス情報をコントロールユニットに提供する。前記系統的負荷ステータス情報は、モータ温度情報、モータードライバー温度情報、電池温度情報、冷却システムの温度情報及びバッテリ充電状態情報を有する。また、系統的負荷係数を計算する計算式は、さらに、モータ制御装置、電動機の内部の温度情報とバッテリの温度情報を含む。
【００３７】
ステップ３では、前記コントロールユニットがペダルの抗力を前記系統的負荷ステータス情報の基づき計算し、第２ばね１０５のパラメータに基づき、対応する予圧力を計算する。
【００３８】
ステップ４では、前記予圧力は制御命令に変換され、前記制御命令は、予圧調整機構１０７に伝送される。その結果、予圧調整機構１０７は、予備圧縮器１０６を制御して、第２ばね１０５に対し予圧する力を調整する。
【００３９】
ステップ５では、第２ばね１０５に対する前記予圧力の調整が終わったのち、制御方式が終了し、次回の始動手順が待っている。また、系統的負荷係数を計算する計算式は、さらに電池残容量情報、累積駆動時間情報と車両重量情報を含む。
【００４０】
アクセルペダル情報フィードバックシステムや本発明の制御方式は、電力系統の過負荷問題を克服することができる。加えて、コントロールユニットは、他の車両関連情報を使用して、安全運転やエネルギー利用効率を向上できる。例えば、車両関連情報は、車両重量情報、セクションの制限速度、累積駆動時間情報、フロント車からの距離及びバッテリ充電状態情報を含む。
【００４１】
本発明の概念は、従来技術の欠点を解決でき、次のような利点を実現できる。
【００４２】
まず、運転中、ドライバーは、アクセルペダルの抗力に基づき、系統的な負荷状態を認識できる。その結果、ドライバーは路面からドライビングコンソールに視線をそらす必要はなく、車両は安全である。
【００４３】
第２に、ドライバーは、アクセルペダルの抗力に基づき、データまたはポインタ位置を解釈する必要なく直観的に系統的な負荷状態を認識できる。データまたはポインタの位置を解釈する場合に比べて、足の筋肉で感知されるアクセルペダルの抗力は、より素早くドライバーに系統的負荷ステータス情報を伝達できる。
【００４４】
第３に、システムが故障している場合、第２ばねの抗力のみが影響を受ける。すなわち、車両を操作するドライバーの能力は悪影響を受けず、ドライバーに安易に影響を与える光のフラッシュまたは警告音は発生しない。
【００４５】
第４に、電力系統が重負荷状態にある場合、本発明の情報フィードバックシステムは、ペダルに適用され、第２ばねの抗力を増加させるのみであり、電力系統の出力を制限するものではない。事故を回避しつつ、ドライバーが車両の出力電力の大幅な増加を望んでいる場合、ドライバーは、ペダルを押し、大きな下向きの力を与えるのみでよい。その結果、電力系統は依然としてペダルの変位に基づき、出力ができる。
【国際調査報告】
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