JP2013074676A - 被牽引車用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被牽引車を車両から切り離した状態で作動させることができる被牽引車用制御装置を提供する。
【解決手段】自走可能な車両３に牽引され、車輪５を駆動する駆動機構７，７ａと、電源９とを備えた被牽引車１１に搭載される被牽引車用制御装置１において、車両３と被牽引車１１とが接続された状態で車両３を補助する補助モード１３と、車両３と被牽引車１１とが切り離された状態で被牽引車１１を作動する独立モード１５とを有した。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に牽引される被牽引車用制御装置に関する。

従来、車両に牽引される被牽引車としては、車両としての電気自動車に牽引される被牽引車としてのトレーラを備え、このトレーラが燃料タンクとエンジン及び発電機からなる発電モジュールを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この被牽引車では、車両と接続された状態で、発電モジュールで発電した電力で車両のバッテリを充電しながら車両のモータを駆動して走行することにより、車両のバッテリを常に完全充電状態に維持でき、被牽引車を車両から切り離してもバッテリの電力での車両の走行を最大限に継続させている。

これに対して、車両としてのトラクターに牽引される被牽引車としてのトレーラーが車輪を駆動するためのモータなどからなる駆動機構と、モータを動かすための電源としてのバッテリとを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

この被牽引車では、車両と接続された状態で、車両の発進時に被牽引車の駆動機構を作動させることにより、車両側の駆動源の駆動力を減少させることができ、車両が排出する二酸化炭素を削減している。

特開平１１−３４１６０６号公報 特開２００６−３１５６５４号公報

しかしながら、上記特許文献１，２のような被牽引車は、車両に接続された状態で車両のバッテリの充電や車両の走行を補助するなど、車両に接続されて車両側の制御によって作動されるので、車両から切り離された状態、すなわち単独では作動することができなかった。

そこで、この発明は、被牽引車を車両から切り離した状態で作動させることができる被牽引車用制御装置の提供を目的としている。

本発明は、自走可能な車両に牽引され、車輪を駆動する駆動機構と、電源とを備えた被牽引車に搭載される被牽引車用制御装置であって、前記車両と前記被牽引車とが接続された状態で前記車両を補助する補助モードと、前記車両と前記被牽引車とが切り離された状態で前記被牽引車を作動する独立モードとを有することを特徴とする。

この被牽引車用制御装置では、車両と被牽引車とが接続された状態で車両を補助する補助モードと、車両と被牽引車とが切り離された状態で被牽引車を作動する独立モードとを有するので、被牽引車が車両から切り離されていても被牽引車を車両から独立して作動させることができる。

本発明によれば、被牽引車を車両から切り離した状態で作動させることができる被牽引車用制御装置を提供することができるという効果を奏する。

（ａ）は一例の駆動機構であるときの被牽引車に本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置が搭載されたときの車両と被牽引車の上面図である。（ｂ）は他例の駆動機構であるときの被牽引車に本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置が搭載されたときの車両と被牽引車の上面図である。（ｃ）は本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置が被牽引車に搭載されたときの車両と被牽引車の側面図である。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置が被牽引車に搭載されたときの車両と被牽引車の側面図である。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置が被牽引車に搭載されたときの被牽引車の側面図である。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の各モードを示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の駆動アシストモードの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の駐車アシストモードの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の回生ブレーキモードの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の電力供給モードの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の自立走行モードの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の充電モードの制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置の放電モードの制御を示すフローチャートである。

図１〜図１１を用いて本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置について説明する。

本実施の形態に係る被牽引車用制御装置１は、自走可能な車両３に牽引され、車輪５を駆動する駆動機構７，７ａと、電源９とを備えた被牽引車１１に搭載される。

そして、車両３と被牽引車１１とが接続された状態で車両３を補助する補助モード１３と、車両３と被牽引車１１とが切り離された状態で被牽引車１１を作動する独立モード１５とを有する。

また、独立モード１５は、電源９を起動して被牽引車１１を自走可能とする自立走行モード１７と、被牽引車１１を充電機構としてのスマートグリッドシステム１９に接続してスマートグリッドシステム１９から電源９に充電する充電モード２１と、被牽引車１１を放電機構としてのスマートグリッドシステム１９に接続して電源９からスマートグリッドシステム１９に放電する放電モード２３とを有する。

さらに、補助モード１３は、車両３の走行を補助する走行補助モード２５と、車両３の減速時に駆動機構７，７ａを介して電源９を充電する回生ブレーキモード２７と、車両３に電源９の電力を供給する電力供給モード２９とを有する。

図１〜図４に示すように、車両３は、モータ４を変速機構６を介して駆動源とする電気自動車となっている。この車両３には、モータ４を起動させるためのバッテリ８と、車両３の走行状態や車両３に搭載された各機構の制御などを行う車両側コントローラ３１とが搭載されている。このような車両３は、被牽引車１１が接続部３３を介して接続されて被牽引車１１を牽引すると共に、接続部３３を介して電気的に接続され車両側コントローラ３１による被牽引車１１の制御が可能となる。

被牽引車１１は、駆動機構７，７ａと、電源９と、コントローラ３５とを備えている。なお、被牽引車１１には、被牽引車１１が車両３から切り離された状態で被牽引車１１を必要な動作に操作可能とする被牽引車走行操作部３６と共に移動時手動アクセル３７が設けられていると共に、被牽引車１１の走行を安定させる移動時補助輪３９が設けられている。

駆動機構７は、両側の車輪５を直接駆動する駆動源としてのインホイールモータ４１と、それぞれの車輪５に設けられたブレーキ４３とからなる。また、駆動機構７ａは、駆動源としてのモータ４５と、モータ４５の回転を減速させる減速機構４７と、減速機構４７と車輪５との間を連結するシャフト４９と、それぞれの車輪５に設けられたブレーキ４３とからなる。

これらの駆動機構７，７ａは、被牽引車１１が車両３に接続されている状態では車両３のバッテリ８、又は被牽引車１１に搭載された電源９からインホイールモータ４１、モータ４５に電力が供給され、被牽引車１１が車両３から切り離された状態では被牽引車１１に搭載された電源９からインホイールモータ４１、モータ４５に電力が供給される。

電源９は、被牽引車１１に搭載され、二次電池や二次電池を持つ発電機、或いは燃料電池からなる。この電源９は、被牽引車１１が車両３に接続されている状態では車両３の車両側コントローラ３１、又は車両側コントローラ３１とケーブル連結又は無線通信により連動可能で被牽引車１１に搭載されたコントローラ３５によって制御され、被牽引車１１が車両３から切り離された状態では被牽引車１１に搭載されたコントローラ３５によって制御される。

コントローラ３５は、被牽引車１１に搭載され、車両３と被牽引車１１とが接続された状態で車両３を補助する補助モード１３と、車両３と被牽引車１１とが切り離された状態で被牽引車１１を作動する独立モード１５とを有する。このコントローラ３５は、被牽引車１１が車両３に接続されている状態では車両側コントローラ３１に接続され車両３の走行状態に応じて補助モード１３の各モードを選択し、被牽引車１１が車両３から切り離された状態では被牽引車１１の状況に応じて独立モード１５の各モードを選択する。

補助モード１３は、走行補助モード２５と、回生ブレーキモード２７と、電力供給モード２９とを有する。走行補助モード２５は、車両３の走行を補助し、駆動アシストモード５１と駐車アシストモード５３とからなる。

駆動アシストモード５１は、車両３が低μ路や低μ登坂路などを走行時に車両の駆動輪が空転し、駆動力が十分に得られない場合に選択される。この駆動アシストモード５１では、車両３のバッテリ８又は被牽引車１１の電源９によって、インホイールモータ４１、もしくはモータ４５を発動して被牽引車１１を駆動し、車両３の走行時の駆動を補助する。

駐車アシストモード５３は、車両３が旋回を要する後退駐車の際に選択される。この駐車アシストモード５３では、車両３のバッテリ８又は被牽引車１１の電源９によって、インホイールモータ４１、もしくはモータ４５を発動し、旋回内輪側にブレーキをかけ、外輪側に駆動力を付与して車両３の回頭性を向上し、車両３の駐車時の駆動を補助する。

回生ブレーキモード２７は、被牽引車１１の電源９が充電を必要とするときに選択される。この回生ブレーキモード２７では、車両３が減速や停車のためにブレーキをかけられると、インホイールモータ４１、もしくはモータ４５による回生を行い、被牽引車１１の電源９に対する充電を行う。

電力供給モード２９は、車両３のバッテリ８の残量がわずかなときや無いときに選択される。この電力供給モード２９では、被牽引車１１の電源９から車両３のバッテリ８に電力を供給し、車両３の走行距離の拡大や各種モータ補機、冷暖房装置などへの電力補完を行う。

独立モード１５は、自立走行モード１７と、充電モード２１と、放電モード２３とを有する。自立走行モード１７は、被牽引車１１が車両３から切り離された状態で、被牽引車１１を単独で移動させるときに選択される。この自立走行モード１７では、電源９によってインホイールモータ４１、もしくはモータ４５を発動し、被牽引車１１を自立走行可能として移動時手動アクセル３７によって被牽引車１１を移動操作する。

充電モード２１は、被牽引車１１の電源９にスマートグリッドシステム１９で充電する際に選択される。この充電モード２１では、被牽引車１１を自立走行モード１７で移動させ、被牽引車１１をスマートグリッドシステム１９に接続させて電源９に充電する。

放電モード２３は、被牽引車１１の電源９をスマートグリッドシステム１９で放電させる、もしくは被牽引車１１の電源９を緊急用電源装置（不図示）で放電させるなど被牽引車１１の電源９を他の機構の電源として用いる際に選択される。この放電モード２３では、例えば、被牽引車１１を自立走行モード１７で移動させ、被牽引車１１をスマートグリッドシステム１９に接続させて電源９から放電する。

このようなコントローラ３５によって選択される各モードの制御について、図５〜図１１に示すフローチャートを用いて説明する。

図５に示す駆動アシストモード５１では、車両３の駆動輪の空転を検出し（Ｓ１）、空転が有るか否かを判断する（Ｓ２）。空転が無い場合には、再び車両３の駆動輪の空転を検出する（Ｓ１）。空転が有る場合には、インホイールモータ４１、もしくはモータ４５を発動して被牽引車１１を駆動し、車両３の走行時の駆動を補助する（Ｓ３）。

図６に示す駐車アシストモード５３では、車両３の走行状態を変速機構６又は車室内に備えられたシフトレバー（不図示）などからの信号に基づくシフト位置によって検出し（Ｓ４）、後退：Ｒレンジにあるか否かを判断する（Ｓ５）。シフト位置が後退：Ｒレンジにない場合には、再び車両３の走行状態をシフト位置によって検出する（Ｓ４）。シフト位置が後退：Ｒレンジにある場合には、インホイールモータ４１、もしくはモータ４５を発動させ（Ｓ６）、旋回方向を検出し（Ｓ７）、右旋回（右転蛇）であるか否かを判断する（Ｓ８）。右旋回（右転蛇）である場合には、蛇角を入力し（Ｓ９）、右輪にブレーキをかけ左輪を駆動する（Ｓ１０）。右旋回（右転蛇）でない場合には、蛇角を入力し（Ｓ１１）、右輪を駆動し左輪にブレーキをかける（Ｓ１２）。なお、Ｓ８においては、左旋回であるか否かを判断し、Ｓ１０，Ｓ１２における制御を逆にしてもよい。

図７に示す回生ブレーキモード２７では、車両３の走行時に被牽引車１１の電源９が充電を必要とするか否かを判断する回生モードスイッチを検出し（Ｓ１３）、回生モードスイッチのON−OFF状態を判断する（Ｓ１４）。回生モードスイッチがOFF状態である場合には、再び回生モードスイッチを検出する（Ｓ１３）。回生モードスイッチがON状態である場合には、電源９の残量を検出し（Ｓ１５）、車速を検出して入力し（Ｓ１６）、インホイールモータ４１、もしくはモータ４５よる回生を行い、電源９に充電する（Ｓ１７）。

図８に示す電力供給モード２９では、車両３のバッテリ８の残量を検出し（Ｓ１８）、バッテリ８が空であるか否かを判断する（Ｓ１９）。バッテリ８が空でない場合には、再びバッテリ８の残量を検出する（Ｓ１８）。バッテリ８が空である場合には、被牽引車１１の電源９から車両３に電力を供給する（Ｓ２０）。

図９に示す自立走行モード１７では、車両３と被牽引車１１との接続状態を検出し（Ｓ２１）、被牽引車１１が車両３から切り離されたか否かを判断する（Ｓ２２）。被牽引車１１が車両３から切り離されていない場合には、再び車両３と被牽引車１１との接続状態を検出する（Ｓ２１）。被牽引車１１が車両３から切り離されている場合には、インホイールモータ４１、もしくはモータ４５を発動させ（Ｓ２３）、移動時手動アクセル３７の信号を検出し（Ｓ２４）、被牽引車１１を自立走行可能とさせる（Ｓ２５）。

図１０に示す充電モード２１では、被牽引車１１がスマートグリッドシステム１９に接続された状態で被牽引車１１の電源９に充電するか否かを判断する充電モードスイッチを検出し（Ｓ２６）、充電モードスイッチのON−OFF状態を判断する（Ｓ２７）。充電モードスイッチがOFF状態である場合には、再び充電モードスイッチを検出する（Ｓ２６）。充電モードスイッチがON状態である場合には、電源９の残量を検出し（Ｓ２８）、スマートグリッドシステム１９から電源９に充電する（Ｓ２９）。

図１１に示す放電モード２３では、被牽引車１１がスマートグリッドシステム１９（もしくは緊急用電源装置など）に接続された状態で被牽引車１１の電源９を放電させるか否かを判断する放電モードスイッチを検出し（Ｓ３０）、放電モードスイッチのON−OFF状態を判断する（Ｓ３１）。充電モードスイッチがOFF状態である場合には、再び放電モードスイッチを検出する（Ｓ３０）。放電モードスイッチがON状態である場合には、電源９の残量を検出し（Ｓ３２）、電源９からスマートグリッドシステム１９（もしくは緊急用電源装置など）に放電する（Ｓ３３）。

このような被牽引車用制御装置１では、車両３と被牽引車１１とが接続された状態で車両３を補助する補助モード１３と、車両３と被牽引車１１とが切り離された状態で被牽引車１１を作動する独立モード１５とを有するので、被牽引車１１が車両３から切り離されていても被牽引車１１を車両３から独立して作動させることができる。

また、独立モード１５は、自立走行モード１７と、充電モード２１と、放電モード２３とを有するので、被牽引車１１を単独で移動操作することができ、被牽引車１１の搬送性を向上することができる。また、被牽引車１１を他の機構に接続して電源９を使用することができ、被牽引車１１の汎用性を向上することができる。

さらに、補助モード１３は、走行補助モード２５と、回生ブレーキモード２７と、電力供給モード２９とを有するので、被牽引車１１によって車両３の走行距離の拡大や各種モータ補機、冷暖房装置などへの電力補完を行うことができると共に、車両３の走行時の駆動を補助することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る被牽引車用制御装置では、車両が電気自動車となっているが、これに限らず、車両はエンジンとモータとを駆動源として有するハイブリッド車両やエンジンのみを駆動源とする車両など、自走可能な車両であればよい。

１…被牽引車用制御装置
３…車両
５…車輪
７，７ａ…駆動機構
９…電源
１１…被牽引車
１３…補助モード
１５…独立モード
１７…自立走行モード
１９…スマートグリッドシステム（充電機構、放電機構）
２１…充電モード
２３…放電モード
２５…走行補助モード
２７…回生ブレーキモード
２９…電力供給モード

Claims (3)

1. 自走可能な車両に牽引され、車輪を駆動する駆動機構と、電源とを備えた被牽引車に搭載される被牽引車用制御装置であって、
   前記車両と前記被牽引車とが接続された状態で前記車両を補助する補助モードと、前記車両と前記被牽引車とが切り離された状態で前記被牽引車を作動する独立モードとを有することを特徴とする被牽引車用制御装置。
2. 請求項１記載の被牽引車用制御装置であって、
   前記独立モードは、前記電源を起動して前記被牽引車を自走可能とする自立走行モードと、前記被牽引車を充電機構に接続して前記充電機構から前記電源に充電する充電モードと、前記被牽引車を放電機構に接続して前記電源から前記放電機構に放電する放電モードとを有することを特徴とする被牽引車用制御装置。
3. 請求項１又は２記載の被牽引車用制御装置であって、
   前記補助モードは、前記車両の走行を補助する走行補助モードと、前記車両の減速時に前記駆動機構を介して前記電源を充電する回生ブレーキモードと、前記車両に前記電源の電力を供給する電力供給モードとを有することを特徴とする被牽引車用制御装置。

Images