JP7838519B2 - On-vehicle snow melting device - Google Patents
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Description
本件は、車両に搭載される車載融雪装置に関する。 This matter concerns on-board snow-melting devices installed in vehicles.
従来、寒冷地における車両の運転操作を補助するための装置として、フロントガラスに貼り付けられた電熱線に通電することでガラス上の積雪を溶融させるものが知られている。この種の電熱線は、例えばワイパーブレードによるフロントガラスの払拭領域よりも車幅方向外側に配置される。ワイパーブレードは、電熱線が敷設された領域に向かってガラス上の積雪を移動させるように作用する。これにより、ガラス上の積雪が効率よく溶融され、運転者の視界が確保されやすくなる(特許文献1参照)。 Conventionally, a device has been known to assist in driving vehicles in cold climates by applying electricity to a heating element attached to the windshield to melt snow accumulated on the glass. This type of heating element is positioned, for example, outside the area wiped by the wiper blades in the vehicle width direction. The wiper blades act to move the snow accumulated on the glass towards the area where the heating element is installed. This efficiently melts the snow on the glass, making it easier to maintain the driver's visibility (see Patent Document 1).
一方、除雪されていない路面や積雪による深い轍(わだち)が形成された路面を走行したときに、車両の下面が路面上の積雪に接触した状態で車輪が路面から離隔し、車両がスタックすることがある。この場合、アクセルペダルを踏み込んだとしても車輪が空転してしまうため、他の車両や大人数で車両を移動させて車輪を接地させる必要が生じるという課題がある。このような課題は、車高が低い車両(すなわち、車両の下面が路面上の積雪に乗り上げた状態になりやすい車両)において顕著となる。 On the other hand, when driving on unplowed roads or roads with deep ruts formed by snow accumulation, the underside of the vehicle may come into contact with the snow on the road surface, causing the wheels to lift off the road and the vehicle to get stuck. In this case, even if the accelerator pedal is pressed, the wheels will spin freely, necessitating the use of other vehicles or a large number of people to move the vehicle and get the wheels back on the ground. This problem is particularly pronounced in vehicles with low ground clearance (i.e., vehicles whose undersides are more likely to ride up onto the snow on the road surface).
本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、雪道における路面の積雪と車両の下面との接触によるスタックを簡素な構成で解消できるようにした車載融雪装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けられる。 One of the objectives of this invention is to provide an on-board snow-melting device that addresses the aforementioned problems and can resolve vehicle-related issues such as getting stuck due to contact between the snow on the road surface and the underside of the vehicle, using a simple configuration. Furthermore, beyond this objective, other objectives of this invention include achieving effects and benefits not obtainable with conventional technology, derived from the various configurations described in the "Modes for Carrying Out the Invention" section below.
開示の車載融雪装置は、以下に開示する態様(適用例)として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。態様2以降の各態様は、何れもが付加的に適宜選択されうる態様であって、何れもが省略可能な態様である。態様2以降の各態様は、何れもが本件にとって必要不可欠な態様や構成を開示するものではない。 The disclosed vehicle-mounted snow melting device can be realized in the following embodiments (application examples) and solves at least some of the above-mentioned problems. Each of the embodiments from Embodiment 2 onward is an additional embodiment that can be appropriately selected and is also an embodiment that can be omitted. None of the embodiments from Embodiment 2 onward disclose any embodiments or configurations that are essential to this case.
態様1.開示の車載融雪装置は、車両が走行する路面と対向するように前記車両の下面に配索される電熱線と、前記車両の雪道でのスタックを検出する検出手段と、前記車両の雪道でのスタックが検出された場合に前記電熱線に通電する制御を実施する制御手段と、を備える。
態様2.上記の態様1において、前記車両が、駆動用モーター及び走行用バッテリーを具備する電動車両であって、前記制御手段が、前記走行用バッテリーの電力を前記電熱線に供給する制御を実施することが好ましい。
Embodiment 1. The disclosed on-board snow melting device comprises: a heating wire routed on the underside of the vehicle so as to face the road surface on which the vehicle travels; a detection means for detecting the vehicle getting stuck on a snowy road; and a control means for performing control to energize the heating wire when the vehicle getting stuck on a snowy road is detected.
Embodiment 2. In Embodiment 1 described above, it is preferable that the vehicle is an electric vehicle equipped with a drive motor and a traction battery, and that the control means performs control to supply power from the traction battery to the heating element.
態様3.上記の態様2において、前記車両が、駆動用エンジンを具備するハイブリッド車両であって、前記制御手段が、前記駆動用エンジンを始動させる制御を実施することが好ましい。
態様4.上記の態様3において、前記ハイブリッド車両が、前記駆動用エンジンの動力を利用して発電するジェネレーターを具備し、前記制御手段が、前記ジェネレーターの発電電力を前記走行用バッテリー及び前記電熱線に供給する制御を実施することが好ましい。
Embodiment 3. In Embodiment 2 described above, it is preferable that the vehicle is a hybrid vehicle equipped with a drive engine, and the control means performs control to start the drive engine.
Embodiment 4. In Embodiment 3 described above, it is preferable that the hybrid vehicle is equipped with a generator that generates electricity using the power of the drive engine, and that the control means implements control to supply the power generated by the generator to the traction battery and the heating element.
態様5.上記の態様3又は4において、前記駆動用エンジンの排気管が、前記車両の下面に配索されるとともに、前記電熱線が、前記車両の下面視において前記排気管を避けて面状の領域を覆うように蛇行して配索されることが好ましい。
態様6.上記の態様1を含む態様において、前記検出手段が、前記スタックの検出に際し、車輪の車体に対する距離が所定距離以上であることを判定することが好ましい。
Embodiment 5. In Embodiment 3 or 4 described above, it is preferable that the exhaust pipe of the drive engine is routed on the underside of the vehicle, and the heating element is routed in a meandering manner so as to avoid the exhaust pipe and cover a planar area when viewed from the underside of the vehicle.
Embodiment 6. In an embodiment including Embodiment 1 described above, it is preferable that the detection means determines that the distance of the wheels from the vehicle body is greater than or equal to a predetermined distance when detecting the stack.
態様7.上記の態様1を含む態様において、前記検出手段が、前記スタックの検出に際し、駆動輪の回転数の増加を判定することが好ましい。
態様8.上記の態様1を含む態様において、前記検出手段が、前記スタックの検出に際し、前記車両の停止を判定することが好ましい。
態様9.上記の態様1を含む態様において、前記検出手段が、前記スタックの検出に際し、前記車両の下面側の温度が所定温度未満であることを判定することが好ましい。
Embodiment 7. In an embodiment including Embodiment 1 described above, it is preferable that the detection means determines an increase in the rotational speed of the drive wheels when detecting the stack.
Embodiment 8. In an embodiment including Embodiment 1 described above, it is preferable that the detection means determines whether the vehicle has stopped when detecting the stack.
Embodiment 9. In an embodiment including Embodiment 1 described above, it is preferable that the detection means determines that the temperature on the underside of the vehicle is below a predetermined temperature when detecting the stack.
開示の車載融雪装置によれば、車両の雪道でのスタックが検出された場合に、路面と対向するように車両の下面に配索される電熱線に通電する制御が実施されるため、車両の下面に堆積している雪を効率よく溶かすことができる。これにより、車両の下面と車輪下の路面(轍の底面)との離隔距離を短縮でき、車輪を路面に接触させることができる。したがって、簡素な構成で雪道におけるスタックを解消できる。 According to the disclosed on-board snow-melting device, when a vehicle is detected to be stuck on a snowy road, a control system is implemented that energizes heating wires routed on the underside of the vehicle so as to face the road surface. This efficiently melts the snow accumulated on the underside of the vehicle. As a result, the distance between the underside of the vehicle and the road surface (the bottom of the rut) beneath the wheels can be reduced, allowing the wheels to make contact with the road surface. Therefore, a simple configuration can be used to resolve the issue of the vehicle getting stuck on snowy roads.
開示の車載融雪装置は、以下の実施例に示す車両10に適用される。この車両10には、少なくとも車両10が走行する路面と対向するように車両10の下面に配索された電熱線7が設けられる。電熱線7に通電される電力は、車両10に搭載された蓄電装置から供給される。蓄電装置の具体例としては、補機バッテリー(12Vバッテリー)や車両10の走行用バッテリー,汎用蓄電池,燃料電池等が挙げられる。 The disclosed on-board snow melting device is applied to the vehicle 10 shown in the following embodiment. This vehicle 10 is provided with a heating element 7 routed on its underside so as to face at least the road surface on which the vehicle 10 travels. The power supplied to the heating element 7 is provided by a power storage device mounted on the vehicle 10. Specific examples of the power storage device include an auxiliary battery (12V battery), the vehicle 10's traction battery, a general-purpose storage battery, a fuel cell, and the like.
開示の車載融雪装置を適用するのに好適な車両10としては、例えば駆動用モーター及び走行用バッテリーを具備する電動車両が挙げられる。この場合、電熱線7の電力源として、駆動用モーターを駆動するための電力が蓄えられる走行用バッテリーを利用可能である。また、他の好適な車両10としては、駆動用エンジンとエンジン動力を利用して発電するジェネレーターとを具備するハイブリッド車両が挙げられる。この場合、ジェネレーターの発電電力を利用した電熱線7への通電が可能である。 Suitable vehicles 10 for applying the disclosed on-board snow melting device include, for example, electric vehicles equipped with a drive motor and a traction battery. In this case, the traction battery, which stores the power to drive the drive motor, can be used as the power source for the heating element 7. Another suitable vehicle 10 is a hybrid vehicle equipped with a drive engine and a generator that generates electricity using engine power. In this case, it is possible to power the heating element 7 using the electricity generated by the generator.
以下の実施例で説明される車両10は、駆動用モーター,駆動用エンジン,ジェネレーター,走行用バッテリーを具備するプラグインハイブリッド自動車(PHEV,Plug-in Hybrid Electric Vehicle)である。プラグインハイブリッド自動車とは、走行用バッテリーに対する外部充電、又は、走行用バッテリーから各種電化製品への外部給電が可能なハイブリッド自動車を意味する。ここでいうプラグインハイブリッド自動車には、外部充電設備からの電力が送給される充電ケーブルを差し込むための充電口(インレット)や、外部給電用のコンセント(アウトレット)が設けられる。 The vehicle 10 described in the following embodiment is a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) equipped with a drive motor, drive engine, generator, and traction battery. A plug-in hybrid vehicle refers to a hybrid vehicle capable of external charging of the traction battery, or external power supply from the traction battery to various electrical appliances. This plug-in hybrid vehicle is equipped with a charging port (inlet) for inserting a charging cable that receives power from an external charging facility, and an outlet for external power supply.
[1.構成]
図1は、実施例としての車載融雪装置が適用される車両10の構成を示すブロック図である。この車両10は、駆動源としてのモーター1(駆動用モーター)及びエンジン2(駆動用エンジン)と、エンジン2の駆動軸に接続されるジェネレーター3と、モーター1及びジェネレーター3に接続されるインバーター4及びバッテリー5(走行用バッテリー)とを備えるハイブリッド車両(電動車両)である。
[1. Structure]
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a vehicle 10 to which an on-board snow melting device is applied as an embodiment. This vehicle 10 is a hybrid vehicle (electric vehicle) equipped with a motor 1 (drive motor) and an engine 2 (drive engine) as drive sources, a generator 3 connected to the drive shaft of the engine 2, and an inverter 4 and a battery 5 (driving battery) connected to the motor 1 and generator 3.
モーター1は、例えば三相交流式の同期型電動機兼発電機である。モーター1は、バッテリー5の電力やジェネレーター3の発電電力を用いて車両10を走行させる機能と、回生発電によりバッテリー5に充電する機能とを兼ね備える。モーター1の駆動軸は、車両10の駆動輪に連結される。モーター1と駆動輪とを繋ぐ動力伝達経路上には、図示しない変速機構や差動機構が介装されうる。モーター1の個数は不問であり、例えば単一のモーター1に前輪及び/又は後輪を駆動させてもよいし、複数のモーター1を用いて前輪及び後輪を個別に駆動するような装置構成にしてもよい。 Motor 1 is, for example, a three-phase AC synchronous motor and generator. Motor 1 has the function of driving the vehicle 10 using power from the battery 5 or the power generated by the generator 3, and also the function of regenerating power to charge the battery 5. The drive shaft of motor 1 is connected to the drive wheels of the vehicle 10. A transmission mechanism or differential mechanism (not shown) may be interposed in the power transmission path connecting motor 1 and the drive wheels. The number of motors 1 is not limited; for example, a single motor 1 may drive the front and/or rear wheels, or multiple motors 1 may be used to individually drive the front and rear wheels.
エンジン2は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。エンジン2の排気管6は、車両10の下面に沿って車両前後方向に配索される。また、ジェネレーター3は、例えば三相交流式の同期型電動機兼発電機である。ジェネレーター3は、エンジン2を始動させる際にクランキングする電動機としての機能と、始動後のエンジン2によって駆動されて発電する発電機としての機能とを兼ね備える。ジェネレーター3の発電電力は、モーター1の駆動やバッテリー5の充電に用いられる。エンジン2とジェネレーター3とを繋ぐ動力伝達経路上には、図示しない変速機構が介装されうる。 Engine 2 is an internal combustion engine, such as a gasoline or diesel engine. The exhaust pipe 6 of engine 2 is routed along the underside of the vehicle 10 in the longitudinal direction. The generator 3 is, for example, a three-phase AC synchronous motor/generator. The generator 3 combines the function of an electric motor that cranks the engine 2 when it starts, and the function of a generator that generates electricity when driven by the engine 2 after it has started. The electricity generated by the generator 3 is used to drive the motor 1 and charge the battery 5. A transmission mechanism (not shown) may be interposed in the power transmission path connecting engine 2 and generator 3.
バッテリー5は、数百ボルトの高電圧直流電流を供給しうる二次電池であり、例えばリチウムイオン二次電池,ニッケル水素電池等である。バッテリー5は、モーター1及びジェネレーター3に対し、インバーター4を介して接続される。インバーター4は、バッテリー5側の直流電力とモーター1及びジェネレーター3側の交流電力とを変換するための電力変換装置である。インバーター4には、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)などのスイッチ素子を含むインバーター回路が内蔵される。 Battery 5 is a secondary battery capable of supplying a high-voltage DC current of several hundred volts, such as a lithium-ion secondary battery or a nickel-metal hydride battery. Battery 5 is connected to the motor 1 and generator 3 via an inverter 4. The inverter 4 is a power conversion device for converting DC power from the battery 5 to AC power from the motor 1 and generator 3. The inverter 4 incorporates an inverter circuit including switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors).
インバーター4の作動状態(スイッチ素子のオンオフのタイミングや駆動周波数)を制御することで、モーター1及びジェネレーター3の出力(トルク)が制御される。インバーター4の作動状態は、制御装置20によって制御される。制御装置20は、少なくともモーター1及びジェネレーター3の出力(トルク)を制御する機能を持った電子制御装置(コンピューター,ECU,Electronic Control Unit)である。制御装置20の内部には、例えばプロセッサー(中央処理装置),メモリ(メインメモリ),記憶装置(ストレージ),インタフェース装置などが内蔵される。制御装置20が実施する制御の内容(制御プログラム)はメモリに保存され、その内容がプロセッサーに適宜読み込まれることによって実行される。 The output (torque) of the motor 1 and generator 3 is controlled by controlling the operating state of the inverter 4 (the timing of the on/off switching of the switch element and the drive frequency). The operating state of the inverter 4 is controlled by the control device 20. The control device 20 is an electronic control unit (computer, ECU, Electronic Control Unit) that has the function of controlling at least the output (torque) of the motor 1 and generator 3. Inside the control device 20, for example, there is a processor (central processing unit), memory (main memory), storage device, interface device, etc. The content of the control performed by the control device 20 (control program) is stored in memory, and the content is executed by appropriately reading it into the processor.
車両10は、走行モード(駆動力の伝達経路及び使用する駆動力の組み合わせについての制御様式)として、エンジン2が停止した状態でモーター1を使用して走行するEVモードと、モーター1及びエンジン2を併用して(場合によってはエンジン2のみを使用して)走行するハイブリッドモードとを有する。EVモードは、比較的低速な走行状態で自動的に選択される走行モードであり、ハイブリッドモードは、比較的高速な走行状態で自動的に選択される走行モードである。これらの走行モードの具体的な切り替え条件については公知の各種条件を適用可能である。 Vehicle 10 has two driving modes (control modes for the transmission path of driving force and the combination of driving force used): an EV mode in which the vehicle is driven using motor 1 with engine 2 stopped, and a hybrid mode in which the vehicle is driven using both motor 1 and engine 2 (or, in some cases, only engine 2). The EV mode is automatically selected for relatively low-speed driving conditions, and the hybrid mode is automatically selected for relatively high-speed driving conditions. Various known conditions can be applied to the specific switching conditions for these driving modes.
車両10の下部には、車両10が雪道でスタックした場合に、車両10の下面側にある雪を溶かすための電熱線7が設けられる。電熱線7は、車両10が走行する路面と対向するように、車両10の下面に配索される。図1に示すように、電熱線7はバッテリー5とインバーター4とを接続する直流回路から分岐するようにインバーター4に対して並列に設けられる。また、電熱線7の配索経路上には、電熱線7の通電状態を断接制御するためのスイッチ8が介装される。スイッチ8の作動状態は制御装置20によって制御される。 The underside of the vehicle 10 is equipped with a heating element 7 to melt snow on the underside of the vehicle 10 in case the vehicle 10 gets stuck on a snowy road. The heating element 7 is routed on the underside of the vehicle 10 so as to face the road surface on which the vehicle 10 travels. As shown in Figure 1, the heating element 7 is routed in parallel with the inverter 4, branching off from the DC circuit connecting the battery 5 and the inverter 4. A switch 8 is also installed along the routing path of the heating element 7 to control the energization state of the heating element 7. The operation state of the switch 8 is controlled by the control device 20.
電熱線7の配索レイアウトを図2に例示する。電熱線7は、車両10の下面視において、エンジン2の排気管6を避けて配索されるとともに、面状の領域を覆うように蛇行して配索される。図2に示すエンジン2の排気管6は、例えば車両10の車幅方向の中央付近において、車両前後方向に延在するように配置されている。排気管6の後端部は、車両10の下面後部に配置されたマフラー16に接続される。また、車両10の下面は、平板状の下面プレート17によって覆われており、この下面プレート17には排気管6を車両10の下方に露出させるスリット状の切り込みが形成されている。排気管6は、このスリット状の切り込みに対応するレイアウトで配索される。 Figure 2 illustrates the routing layout of the heating element 7. In a view from below the vehicle 10, the heating element 7 is routed to avoid the exhaust pipe 6 of the engine 2 and is routed in a meandering manner to cover a planar area. The exhaust pipe 6 of the engine 2, shown in Figure 2, is positioned, for example, near the center of the vehicle's width direction, extending in the longitudinal direction of the vehicle. The rear end of the exhaust pipe 6 is connected to a muffler 16 located at the rear of the underside of the vehicle 10. Furthermore, the underside of the vehicle 10 is covered by a flat underside plate 17, which has a slit-shaped cutout that exposes the exhaust pipe 6 to the underside of the vehicle 10. The exhaust pipe 6 is routed in a layout corresponding to this slit-shaped cutout.
電熱線7は、下面プレート17の板面に沿ってその下面側に配索されている。なお、下面プレート17は、熱伝導率の高い材質で形成されることが好ましい。また、下面プレート17は、排気管6の保護性を高めるべく、排気管6の下端部よりも下方においてほぼ水平に配設されることが好ましい。この場合、電熱線7が排気管6よりも下方(すなわち、排気管6よりも路面に近い位置)に配索されることになり、車両10の下面側に存在する雪を電熱線7で効率よく溶かしやすくなる。 The heating element 7 is routed along the surface of the lower plate 17, on its underside. Preferably, the lower plate 17 is made of a material with high thermal conductivity. Furthermore, to enhance the protection of the exhaust pipe 6, the lower plate 17 is preferably positioned approximately horizontally below the lower end of the exhaust pipe 6. In this case, the heating element 7 is routed below the exhaust pipe 6 (i.e., closer to the road surface than the exhaust pipe 6), making it easier to efficiently melt snow on the underside of the vehicle 10.
本実施例の制御装置20は、車両10が雪道でスタック状態に陥った場合に、そのスタック状態を解消するための融雪制御を実施する制御手段としての機能を持つ。この融雪制御を実施するにあたり、制御装置20は各種装置で得られる情報に基づいて、エンジン2やジェネレーター3,インバーター4,スイッチ8等の作動状態を制御する。また、制御装置20には、図示しない車載通信網を介して、タイヤ位置センサー11,下面温度センサー12,アクセル開度センサー13,車輪速センサー14が接続される。制御装置20は、これらの各種センサー11~14で取得された情報に基づいて融雪制御を実施する。なお、これらの各種センサー11~14は、制御装置20との協働により、車両10の雪道でのスタックを検出する検出手段として機能する。 In this embodiment, the control device 20 functions as a control means for performing snow-melting control to resolve a stuck state in the vehicle 10 when it becomes stuck on a snowy road. In performing this snow-melting control, the control device 20 controls the operating states of the engine 2, generator 3, inverter 4, switch 8, etc., based on information obtained from various devices. Furthermore, the control device 20 is connected to a tire position sensor 11, an underside temperature sensor 12, an accelerator opening sensor 13, and a wheel speed sensor 14 via an in-vehicle communication network (not shown). The control device 20 performs snow-melting control based on the information acquired by these various sensors 11-14. These various sensors 11-14, in cooperation with the control device 20, function as detection means for detecting when the vehicle 10 is stuck on a snowy road.
タイヤ位置センサー11は、車輪15の路面からの浮き上がり状態を検出するためのセンサーであり、車体から車輪15の車軸までの距離を検出するものである。例えば、タイヤ位置センサー11は、車輪15とサイドメンバーとの間を接続するサスペンションの伸縮量に基づいて、車体から車輪15の車軸までの距離を検出する。この距離は、例えば車両10の下面が路面上の積雪に接触した状態で車輪15が路面から離隔すると、極端に大きくなる。したがって、この距離が所定距離以上である場合には、車輪15が路面から浮き上がった状態であると判断することができる。タイヤ位置センサー11は、少なくとも駆動輪に設けられる。 The tire position sensor 11 is a sensor for detecting the degree to which the wheel 15 is lifted off the road surface, and it detects the distance from the vehicle body to the axle of the wheel 15. For example, the tire position sensor 11 detects the distance from the vehicle body to the axle of the wheel 15 based on the amount of extension and contraction of the suspension connecting the wheel 15 and the side member. This distance becomes extremely large, for example, when the underside of the vehicle 10 is in contact with snow on the road surface and the wheel 15 is lifted off the road surface. Therefore, if this distance is greater than or equal to a predetermined distance, it can be determined that the wheel 15 is lifted off the road surface. The tire position sensor 11 is provided on at least the drive wheels.
下面温度センサー12は、車両10の下面側の温度を検出するセンサーである。車両10が雪道を走行しているときには、ここで検出された温度が氷点に近い値となる。したがって、ここで検出された温度に基づいて、車両10が雪道を走行しているか否かを判断することができる。下面温度センサー12は、例えば図2に示すように、車両10の下部における複数箇所に設けられる。アクセル開度センサー13は、アクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサーである。車輪速センサー14は、車輪15の角速度を検出するセンサーである。ここで検出される角速度に基づいて車両10の車速(移動速度)やオド値(オドメーター表示値,累積移動距離)が算出される。車輪速センサー14は、例えば四輪の各々に設けられる。 The underside temperature sensor 12 is a sensor that detects the temperature of the underside of the vehicle 10. When the vehicle 10 is traveling on a snowy road, the temperature detected here will be close to the freezing point. Therefore, based on the temperature detected here, it is possible to determine whether or not the vehicle 10 is traveling on a snowy road. The underside temperature sensor 12 is installed at multiple locations on the underside of the vehicle 10, for example, as shown in Figure 2. The accelerator pedal position sensor 13 is a sensor that detects the amount the accelerator pedal is pressed. The wheel speed sensor 14 is a sensor that detects the angular velocity of the wheels 15. Based on the angular velocity detected here, the vehicle speed (movement speed) and odometer value (odometer reading, cumulative distance traveled) of the vehicle 10 are calculated. The wheel speed sensor 14 is installed, for example, on each of the four wheels.
図3は、制御装置20の具体的な構成を例示するブロック図である。この制御装置20には、PHEV-ECU21(車両制御装置),エンジンECU22(エンジン制御装置),モーターECU23(モーター制御装置),BMU24(Battery Management Unit,バッテリー管理装置)が含まれる。これらのECU21~24は、図示しない車載通信網を介して互いに通信可能に接続される。 Figure 3 is a block diagram illustrating the specific configuration of the control device 20. This control device 20 includes a PHEV-ECU 21 (vehicle control device), an engine ECU 22 (engine control device), a motor ECU 23 (motor control device), and a BMU 24 (Battery Management Unit). These ECUs 21-24 are connected to each other via an in-vehicle communication network (not shown).
PHEV-ECU21は、車両10に搭載される他の全ての電子制御装置を総合的に管理する電子制御装置である。ここでは、パワートレーンに含まれる各種装置の作動状態や車両10の走行状態等が把握され、各種の電子制御装置による各種装置の作動状態が統括管理される。車両10の走行モードは、車両10の走行状態や運転者の操作入力等に基づいてPHEV-ECU21で選択,設定される。また、本実施例のスイッチ8の作動状態は、PHEV-ECU21又はBMU24によって制御される。 The PHEV-ECU 21 is an electronic control unit that comprehensively manages all other electronic control units installed in the vehicle 10. It monitors the operating status of various devices included in the powertrain and the driving status of the vehicle 10, and centrally manages the operating status of various devices controlled by the various electronic control units. The driving mode of the vehicle 10 is selected and set by the PHEV-ECU 21 based on the driving status of the vehicle 10 and the driver's input. Furthermore, the operating status of switch 8 in this embodiment is controlled by either the PHEV-ECU 21 or the BMU 24.
エンジンECU22は、エンジン2の作動状態を専門的に制御する電子制御装置である。モーターECU23は、モーター1,ジェネレーター3,インバーター4の作動状態を専門的に制御する電子制御装置である。モーター1及びジェネレーター3の出力は、モーターECU23によって制御される。BMU24は、バッテリー5の作動状態を制御する電子制御装置である。ここでは、バッテリー5の電圧,電流,温度等が計測されるとともに、充電率(SOC,State Of Charge),劣化度(SOH,State Of Health),最大出力等が算出される。 The engine ECU 22 is an electronic control unit that specializes in controlling the operating state of engine 2. The motor ECU 23 is an electronic control unit that specializes in controlling the operating state of motor 1, generator 3, and inverter 4. The output of motor 1 and generator 3 is controlled by the motor ECU 23. The BMU 24 is an electronic control unit that controls the operating state of battery 5. Here, the voltage, current, temperature, etc., of battery 5 are measured, and the charge level (SOC, State of Charge), degradation level (SOH, State of Health), maximum output, etc., are calculated.
[2.制御]
制御装置20で実施される融雪制御について詳述する。本実施例の融雪制御は、車両10の下面に堆積する雪を溶かす制御であり、少なくとも車両10が雪道でスタックした場合に開始される。雪道でのスタックの有無を判断するための各種条件を以下に例示する。本実施例では、開始条件1,2がともに成立し、かつ開始条件3,4の何れかが成立する場合に融雪制御が開始される。
[2. Control]
The snow melting control performed by the control device 20 will be described in detail. The snow melting control in this embodiment is a control that melts the snow accumulated on the underside of the vehicle 10, and is started at least when the vehicle 10 gets stuck on a snowy road. Various conditions for determining whether or not the vehicle is stuck on a snowy road are exemplified below. In this embodiment, the snow melting control is started when both start conditions 1 and 2 are met, and either start condition 3 or 4 is met.
開始条件1.車両10の走行モードがEVモードである。
開始条件2.車両10の下面側の温度が所定温度未満である。
開始条件3.車輪15(駆動輪)が路面から浮き上がった状態である。
開始条件4.アクセル操作に対して車両10が移動不能である。
開始条件5.車両10の現在位置が積雪地帯に含まれる。
開始条件6.車両10の現在位置で雪が降っている。
開始条件7.バッテリー5の充電率が所定充電率以上である。
Starting condition 1. The driving mode of vehicle 10 is EV mode.
Starting condition 2. The temperature of the underside of the vehicle 10 is below a predetermined temperature.
Starting condition 3. The wheels 15 (drive wheels) are lifted off the road surface.
Starting condition 4. The vehicle 10 is unable to move in response to accelerator operation.
Starting condition 5. The current location of vehicle 10 is within a snow-covered area.
Starting condition 6. It is snowing at the current location of vehicle 10.
Starting condition 7. The charge level of battery 5 is at or above a predetermined charge level.
開始条件1は、PHEV-ECU21で設定されている走行モードに基づいて判定可能である。開始条件1の判定により、エンジン2の排気熱が期待できない状況における車両10の下面の融雪を促進できる。開始条件2~4は、上記の各種センサー11~14で検出された情報に基づいて判定可能である。開始条件2に含まれる所定温度は、例えば氷点に近い温度であって、路面上における積雪の存在が推定される温度に設定される。開始条件3は、例えばタイヤ位置センサー11の検出値に基づいて車体から車輪15の車軸までの距離を算出し、その距離が所定距離以上であることを以て判定可能である。あるいは、その距離が所定距離以上である状態が所定時間以上継続されたことを以て判定可能である。 The starting condition 1 can be determined based on the driving mode set in the PHEV-ECU 21. Determining starting condition 1 can promote snow melting on the underside of the vehicle 10 in situations where exhaust heat from the engine 2 cannot be expected. Starting conditions 2 to 4 can be determined based on information detected by the various sensors 11 to 14 described above. The predetermined temperature included in starting condition 2 is set to, for example, a temperature close to freezing point, where the presence of snow on the road surface is estimated. Starting condition 3 can be determined, for example, by calculating the distance from the vehicle body to the axle of the wheel 15 based on the detection value of the tire position sensor 11, and confirming that this distance is greater than or equal to a predetermined distance. Alternatively, it can be determined if the state of this distance being greater than or equal to the predetermined distance continues for a predetermined time or longer.
開始条件5,6は、例えば図示しないカーナビゲーション装置で計測された車両10の位置情報や、インターネット経由で取得される気象情報に基づいて判定可能である。開始条件7は、BMU24で算出された充電率に基づいて判定可能である。なお、上記以外の開始条件として、エンジン2やジェネレーター3の故障の有無,バッテリー5の劣化度,エンジン2に供給可能な燃料量等を確認してもよい。 Starting conditions 5 and 6 can be determined based on, for example, the location information of the vehicle 10 measured by a car navigation system (not shown) or weather information obtained via the internet. Starting condition 7 can be determined based on the charge rate calculated by the BMU 24. In addition to the above, other starting conditions may be checked, such as whether the engine 2 or generator 3 is malfunctioning, the degree of battery degradation, and the amount of fuel that can be supplied to the engine 2.
また、融雪制御は、少なくとも車両10のスタックが解消された場合に終了する。ただし、融雪制御の実施時間が過剰に長くなった場合には、バッテリー5の電力の過放電や溶融しにくい氷雪の存在等の可能性を考慮して、融雪制御を停止させてもよい。融雪制御の終了条件を以下に例示する。本実施例では、終了条件1~3の何れかが成立する場合に融雪制御が終了する。 Furthermore, the snow melting control terminates when the vehicle 10 is freed from being stuck. However, if the snow melting control takes an excessively long time, the control may be stopped, taking into consideration possibilities such as over-discharge of the battery 5 or the presence of ice and snow that is difficult to melt. Examples of termination conditions for snow melting control are given below. In this embodiment, the snow melting control terminates when any of termination conditions 1 to 3 are met.
終了条件1.融雪制御の実施時間が所定時間以上になった。
終了条件2.車輪15(駆動輪)が路面に接地した状態になった。
終了条件3.アクセル操作に対して車両10が移動可能になった。
終了条件4.バッテリー5の充電率が所定第二充電率未満になった。
Termination condition 1. The snow melting control operation time exceeds the specified time.
Termination condition 2. The wheel 15 (drive wheel) is in contact with the road surface.
Termination condition 3. Vehicle 10 becomes capable of moving in response to accelerator operation.
Termination condition 4. The charge level of battery 5 falls below the predetermined second charge level.
終了条件1は、図示しないタイマーで計時される融雪制御の実施時間に基づいて判定可能である。終了条件1に含まれる所定時間は、例えば数分~数十分の範囲内で設定される。終了条件2,3は、上記の各種センサー11,13,14で検出された情報に基づいて判定可能であり、終了条件4は、BMU24で算出された充電率に基づいて判定可能である。終了条件4の所定第二充電率は、開始条件7の所定充電率と同一の値であってもよいし、所定充電率よりも低い値であってもよい。なお、上記以外の終了条件として、エンジン2やジェネレーター3の故障の有無,バッテリー5の劣化度,エンジン2に供給可能な燃料量等を確認してもよい。 Termination condition 1 can be determined based on the duration of snow melting control, which is measured by a timer (not shown). The predetermined time included in termination condition 1 is set within a range of, for example, several minutes to several tens of minutes. Termination conditions 2 and 3 can be determined based on information detected by the various sensors 11, 13, and 14 described above, and termination condition 4 can be determined based on the charge rate calculated by the BMU 24. The predetermined second charge rate for termination condition 4 may be the same value as the predetermined charge rate for start condition 7, or it may be a lower value. In addition to the above, other termination conditions may be checked, such as whether there is a malfunction in the engine 2 or generator 3, the degree of battery degradation, and the amount of fuel that can be supplied to the engine 2.
融雪制御には、少なくともバッテリー5の電力で電熱線7に通電することで、車両10の下面側の雪を溶かす制御が含まれる。好ましくはこれに加えて、エンジン2を作動させる制御(排気熱を利用して車両10の下面側の雪を溶かす制御)や、ジェネレーター3の発電電力で電熱線7に通電する制御(ジェネレーター3の発電電力を利用して車両10の下面側の雪を溶かす制御)が含まれる。エンジン2の作動状態は、エンジンECU22によって制御され、ジェネレーター3の作動状態は、モーターECU23によって制御される。また、電熱線7のスイッチ8の作動状態は、PHEV-ECU21やBMU24によって制御される。 The snow melting control includes a control that melts snow on the underside of the vehicle 10 by energizing the heating element 7 with at least the power from the battery 5. Preferably, in addition to this, it also includes a control that operates the engine 2 (a control that melts snow on the underside of the vehicle 10 using exhaust heat) and a control that energizes the heating element 7 with the power generated by the generator 3 (a control that melts snow on the underside of the vehicle 10 using the power generated by the generator 3). The operating state of the engine 2 is controlled by the engine ECU 22, and the operating state of the generator 3 is controlled by the motor ECU 23. Furthermore, the operating state of the switch 8 of the heating element 7 is controlled by the PHEV-ECU 21 and BMU 24.
[3.フローチャート]
図4,図5は、融雪制御の手順を例示するフローチャートである。図4に示すフローは融雪制御の開始条件の判定に係るものであり、車両10のメインスイッチ(主電源)がオンである状態において、所定の周期で繰り返し実行される。図5に示すフローは融雪制御の終了条件の判定に係るものであり、融雪制御が開始された後に、図4に示すフローの代わりに所定の周期で繰り返し実行される。
[3. Flowchart]
Figures 4 and 5 are flowcharts illustrating the procedure for snow melting control. The flowchart shown in Figure 4 relates to the determination of the start conditions for snow melting control and is executed repeatedly at predetermined intervals when the main switch (main power supply) of the vehicle 10 is ON. The flowchart shown in Figure 5 relates to the determination of the end conditions for snow melting control and is executed repeatedly at predetermined intervals after snow melting control has started, instead of the flowchart shown in Figure 4.
図4のステップA1では、車両10の走行モードがEVモードであるか否かが判定される。ここで、走行モードがEVモードである場合にはステップA2に進み、EVモードでない場合にはこの制御周期での制御が終了する。ステップA2では、アクセル開度センサー13の検出情報に基づき、アクセル操作の有無が判定される。ここで、アクセル操作があればステップA3に進み、アクセル操作がなければステップA5に進む。 In step A1 of Figure 4, it is determined whether the vehicle 10 is in EV mode. If the driving mode is EV mode, the process proceeds to step A2; otherwise, the control cycle ends. In step A2, it is determined whether or not the accelerator has been operated based on the detection information from the accelerator pedal position sensor 13. If the accelerator has been operated, the process proceeds to step A3; if there has been no accelerator operation, the process proceeds to step A5.
ステップA3では、駆動輪に関するタイヤ回転数の今回値(最新値)が前回値(過去の演算周期で算出された値)よりも大きいか否かが判定される。ここでは、アクセル操作によって駆動輪が回転している状態であるか否かが判定される。ここで、駆動輪が回転している状態であればステップA4に進み、回転していない状態(例えば、何らかの理由により駆動輪が拘束された状態)であればこの制御周期での制御が終了する。 In step A3, it is determined whether the current (latest) tire rotation speed for the drive wheels is greater than the previous value (the value calculated in a previous calculation cycle). Here, it is determined whether the drive wheels are rotating due to accelerator operation. If the drive wheels are rotating, the process proceeds to step A4; if they are not rotating (for example, if the drive wheels are constrained for some reason), the control for this cycle ends.
ステップA4では、車両10がスタック中であるか否かが判定される。例えば、車輪速センサー14の検出値に基づいて算出されるオド値の今回値が前回値に等しいか否か(オド値が一定であるか否か)が判定される。あるいは、車速がほぼ0であるか否かが判定される。ここで、車両10がスタック中であると判断されればステップA6に進み、車両10がスタック中ではないと判断されればこの制御周期での制御が終了する。 In step A4, it is determined whether or not vehicle 10 is stuck. For example, it is determined whether the current odometer value, calculated based on the detection value of the wheel speed sensor 14, is equal to the previous value (i.e., whether the odometer value is constant). Alternatively, it is determined whether or not the vehicle speed is approximately zero. If it is determined that vehicle 10 is stuck, the process proceeds to step A6; if it is determined that vehicle 10 is not stuck, the control for this control cycle ends.
アクセル操作がない場合に実施されるステップA5では、駆動輪の浮き上がりが検出されたか否かが判定される。例えば、タイヤ位置センサー11の検出値に基づいて算出される車体から車輪15の車軸までの距離が所定距離以上であるか否かが判定される。あるいは、その距離が所定距離以上である状態が所定時間以上継続されたか否かが判定される。ここで、駆動輪の浮き上がりが検出されればステップA6に進み、検出されなければこの制御周期での制御が終了する。 In step A5, which is performed when there is no accelerator operation, it is determined whether or not lift of the drive wheels has been detected. For example, it is determined whether the distance from the vehicle body to the axle of the wheel 15, calculated based on the detection value of the tire position sensor 11, is greater than or equal to a predetermined distance. Alternatively, it is determined whether the state of this distance being greater than or equal to the predetermined distance has continued for a predetermined time or longer. If lift of the drive wheels is detected, the process proceeds to step A6; otherwise, the control for this control cycle ends.
ステップA6では、車両10の下面側の温度が所定温度未満であるか否かが判定される。ステップA2~A5が車両10のスタックを把握するためのステップであるのに対し、ステップA6は、そのスタックが雪道でのスタックであることを把握するためのステップである。ここで、下面側の温度が所定温度未満であればステップA7に進む。一方、所定温度以上であれば、雪道以外でのスタックが発生しているものと判断され、この制御周期での制御が終了する。 In step A6, it is determined whether the temperature of the underside of the vehicle 10 is below a predetermined temperature. While steps A2 to A5 are for detecting when the vehicle 10 is stuck, step A6 is for determining whether the stuck vehicle is stuck on a snowy road. If the temperature of the underside is below the predetermined temperature, the process proceeds to step A7. On the other hand, if the temperature is above the predetermined temperature, it is determined that the vehicle is stuck on a road other than a snowy road, and the control for this control cycle ends.
ステップA7では、スイッチ8を接続するための制御信号がPHEV-ECU21又はBMU24から出力されて電熱線7が通電され、融雪制御が開始される。このとき、図示しないタイマーによる計時が開始され、融雪制御の実施時間がカウントされる。続くステップA8では、エンジン2を始動させるための制御信号がエンジンECU22から出力され、エンジン2が駆動される。また、ジェネレーター3及びインバーター4の作動状態がモーターECU23によって制御され、ジェネレーター3の発電電力がインバーター4とバッテリー5とを繋ぐ直流回路へと導入される。これにより、ジェネレーター3の発電電力がバッテリー5や電熱線7に供給される。 In step A7, a control signal for connecting switch 8 is output from the PHEV-ECU 21 or BMU 24, energizing the heating element 7 and initiating snow melting control. At this time, a timer (not shown) begins timing, and the duration of the snow melting control is counted. In the subsequent step A8, a control signal for starting engine 2 is output from the engine ECU 22, and engine 2 is driven. Furthermore, the operating states of generator 3 and inverter 4 are controlled by the motor ECU 23, and the power generated by generator 3 is introduced into the DC circuit connecting inverter 4 and battery 5. This supplies power from generator 3 to battery 5 and heating element 7.
融雪制御が開始されると、図5に示すフローが開始される。図5のステップB1では、融雪制御の実施時間が所定時間未満であるか否かが判定される。ここで、実施時間が所定時間未満である場合にはステップB2に進む。実施時間が所定時間以上である場合には、融雪制御の終了条件が成立するものと判断され、ステップB6に進む。このステップB6では、スイッチ8を切断するための制御信号がPHEV-ECU21又はBMU24から出力されて電熱線7への通電が停止される。続くステップB7では、エンジン2を停止させるための制御信号がエンジンECU22から出力され、エンジン2が非作動の状態となり、ジェネレーター3での発電も停止する。これにより、融雪制御が終了する。 When snow melting control is initiated, the flow shown in Figure 5 begins. In step B1 of Figure 5, it is determined whether the snow melting control execution time is less than a predetermined time. If the execution time is less than the predetermined time, the process proceeds to step B2. If the execution time is equal to or greater than the predetermined time, it is determined that the snow melting control termination condition is met, and the process proceeds to step B6. In step B6, a control signal to disconnect switch 8 is output from the PHEV-ECU 21 or BMU 24, stopping the power supply to the heating element 7. In the following step B7, a control signal to stop engine 2 is output from the engine ECU 22, rendering engine 2 inoperable and stopping power generation by generator 3. This completes the snow melting control.
ステップB2では、アクセル開度センサー13の検出情報に基づき、アクセル操作の有無が判定される。ここで、アクセル操作があればステップB3に進み、アクセル操作がなければステップB5に進む。
ステップB3では、ステップA3と同様に、アクセル操作によって駆動輪が回転している状態であるか否かが判定される。ここで、駆動輪が回転している状態であればステップB4に進み、回転していない状態であればステップB8に進んで融雪制御が継続される。
In step B2, it is determined whether or not the accelerator has been operated based on the detection information from the accelerator position sensor 13. If the accelerator has been operated, the process proceeds to step B3; if the accelerator has not been operated, the process proceeds to step B5.
In step B3, similar to step A3, it is determined whether or not the drive wheels are rotating due to accelerator operation. If the drive wheels are rotating, the process proceeds to step B4; otherwise, it proceeds to step B8 and snow melting control continues.
ステップB4では、車両10のスタックが解消されたか否かが判定される。例えば、車輪速センサー14の検出値に基づいて算出されるオド値の今回値が前回値よりも大きいか否かが判定される。あるいは、車速が正の所定速度以上であるか否かが判定される。ここで、車両10のスタックが解消されたと判断されれば、融雪制御を終了させるためのステップB6に進む。一方、車両10のスタックが解消されていないと判断されればステップB8に進み、融雪制御が継続される。 In step B4, it is determined whether the vehicle 10 has been freed from being stuck. For example, it is determined whether the current odometer value, calculated based on the detection value of the wheel speed sensor 14, is greater than the previous value. Alternatively, it is determined whether the vehicle speed is above a predetermined positive speed. If it is determined that the vehicle 10 has been freed from being stuck, the process proceeds to step B6 to terminate the snow melting control. On the other hand, if it is determined that the vehicle 10 is not freed from being stuck, the process proceeds to step B8, and the snow melting control continues.
ステップB5では、駆動輪の接地が検出されたか否かが判定される。例えば、タイヤ位置センサー11の検出値に基づいて算出される車体から車輪15の車軸までの距離が所定距離未満(通常値)であるか否かが判定される。あるいは、その距離が所定距離未満(通常値)である状態が所定時間以上継続されたか否かが判定される。ここで、駆動輪の接地が検出されれば、融雪制御を終了させるためのステップB6に進む。一方、駆動輪の接地が検出されなければステップB8に進み、融雪制御が継続される。 In step B5, it is determined whether or not the drive wheels have made contact with the ground. For example, it is determined whether the distance from the vehicle body to the axle of the wheel 15, calculated based on the detection value of the tire position sensor 11, is less than a predetermined distance (normal value). Alternatively, it is determined whether the state of this distance being less than the predetermined distance (normal value) has continued for a predetermined time or longer. If contact with the ground is detected for the drive wheels, the process proceeds to step B6 to terminate the snow melting control. On the other hand, if contact with the ground is not detected for the drive wheels, the process proceeds to step B8, and the snow melting control continues.
[4.効果]
(1)上記の実施例に係る車載融雪装置は、電熱線7と検出手段(各種センサー11~14及び制御装置20)と制御手段(制御装置20)とを備える。電熱線7は、車両10が走行する路面と対向するように車両10の下面に配索される。検出手段は、車両10の雪道でのスタックを検出する。制御手段は、車両10の雪道でのスタックが検出された場合に電熱線7に通電する制御を実施する。
[4. Effects]
(1) The vehicle-mounted snow melting device according to the above embodiment comprises a heating element 7, detection means (various sensors 11 to 14 and a control device 20), and control means (control device 20). The heating element 7 is routed on the underside of the vehicle 10 so as to face the road surface on which the vehicle 10 travels. The detection means detects when the vehicle 10 is stuck on a snowy road. The control means performs control to energize the heating element 7 when it is detected that the vehicle 10 is stuck on a snowy road.
上記の実施例では、車両10の雪道でのスタックが検出された場合に、路面と対向するように車両10の下面に配索される電熱線7に通電する制御が実施されるため、車両10の下面に堆積している雪を効率よく溶かすことができる。これにより、車両10の下面と車輪15の下の路面(轍の底面)との離隔距離を短縮でき、車輪15を路面に接触させる(接地させる)ことができる。したがって、簡素な構成で雪道における車両10のスタックを解消でき、車両10の利便性を向上させることができる。 In the above embodiment, when vehicle 10 is detected to be stuck on a snowy road, a control is implemented to energize the heating element 7, which is routed on the underside of vehicle 10 so as to face the road surface. This efficiently melts the snow accumulated on the underside of vehicle 10. As a result, the distance between the underside of vehicle 10 and the road surface (bottom of the rut) beneath the wheels 15 can be shortened, allowing the wheels 15 to make contact with the road surface (ground contact). Therefore, vehicle 10 can be resolved from being stuck on snowy roads with a simple configuration, improving the usability of vehicle 10.
(2)上記の車載融雪装置は、図1に示すように、駆動用モーター(モーター1)及び走行用バッテリー(バッテリー5)を具備する電動車両(車両10)に適用されうる。また、制御手段は、走行用バッテリーの電力を電熱線7に供給する制御を実施しうる。このような構成により、車両10のスタック時には消費されない走行用バッテリーの電力を利用して融雪を促進できる。また、走行用バッテリーは、例えば補機バッテリーと比較して大電流を出力できるため、短時間で効率的に雪道スタックを解消でき、車両10の利便性をさらに向上させることができる。 (2) The above-described on-board snow melting device can be applied to an electric vehicle (vehicle 10) equipped with a drive motor (motor 1) and a traction battery (battery 5), as shown in Figure 1. The control means can also control the supply of power from the traction battery to the heating element 7. This configuration allows for snow melting to be accelerated by utilizing the power of the traction battery, which is not consumed when the vehicle 10 is stuck. Furthermore, since the traction battery can output a larger current compared to, for example, an auxiliary battery, it can efficiently resolve snow-stuck situations in a short time, further improving the convenience of the vehicle 10.
(3)上記の車載融雪装置は、図1に示すように、駆動用エンジン(エンジン2)を具備するハイブリッド車両(車両10)に適用されうる。また、制御手段は、電熱線7に通電する制御とともに駆動用エンジンを始動させる制御を実施しうる。このような構成により、駆動用エンジンの排気管6の熱を利用して効率的に融雪を促進できる。したがって、短時間で効率的に雪道スタックを解消でき、車両10の利便性をさらに向上させることができる。 (3) The above-described on-board snow melting device can be applied to a hybrid vehicle (vehicle 10) equipped with a drive engine (engine 2), as shown in Figure 1. The control means can perform control to energize the heating element 7 and simultaneously control to start the drive engine. With this configuration, snow melting can be efficiently promoted by utilizing the heat from the exhaust pipe 6 of the drive engine. Therefore, snow-stuck situations can be resolved quickly and efficiently, further improving the convenience of the vehicle 10.
(4)上記の車載融雪装置は、図1に示すように、駆動用エンジンの動力を利用して発電するジェネレーター3を具備するハイブリッド車両(車両10)に適用されうる。また、制御手段は、ジェネレーター3の発電電力を走行用バッテリー及び電熱線7に供給する制御を実施しうる。このような構成により、ジェネレーター3の発電電力を利用して、短時間で効率的に雪道スタックを解消できる。また、走行用バッテリーの電力を温存できるため、例えば雪道スタックの解消後における走行可能距離の減少を防止でき、車両10の走行性能を確保できる。したがって、車両10の利便性をさらに向上させることができる。 (4) The above-described on-board snow melting device can be applied to a hybrid vehicle (vehicle 10) equipped with a generator 3 that generates electricity using the power of the drive engine, as shown in Figure 1. The control means can also control the supply of power generated by the generator 3 to the traction battery and the heating element 7. With this configuration, snow-stuck conditions can be resolved quickly and efficiently by utilizing the power generated by the generator 3. Furthermore, since the power of the traction battery can be conserved, a reduction in the remaining driving range after snow-stuck conditions can be prevented, for example, ensuring the driving performance of vehicle 10. Therefore, the convenience of vehicle 10 can be further improved.
(5)上記の実施例では、駆動用エンジンの排気管6が車両10の下面に配索される。また、電熱線7は図2に示すように、車両10の下面視において排気管6を避けて面状の領域を覆うように蛇行して配索される。このような構成により、車両10の下面における排気管6以外の領域を電熱線7で効率的に加熱できる。また、排気管6の直下方には電熱線7を設けないようにすることで、排気熱を効率よく雪面に伝達できる。さらに、車両10の下面の全体に電熱線7を配索した場合と比較して、電熱線7の長さ(総延長距離)を短縮でき、省エネ効果を高めることができる。 (5) In the above embodiment, the exhaust pipe 6 of the drive engine is routed on the underside of the vehicle 10. Furthermore, as shown in Figure 2, the heating wire 7 is routed in a meandering manner to cover a planar area, avoiding the exhaust pipe 6 when viewed from below the vehicle 10. This configuration allows for efficient heating of the area on the underside of the vehicle 10 other than the exhaust pipe 6 using the heating wire 7. Additionally, by not providing the heating wire 7 directly below the exhaust pipe 6, exhaust heat can be efficiently transferred to the snow surface. Moreover, compared to the case where the heating wire 7 is routed across the entire underside of the vehicle 10, the length of the heating wire 7 (total length) can be shortened, thereby increasing energy-saving effects.
(6)上記の検出手段は、スタックの検出に際し、車輪15の車体に対する距離が所定距離以上であることを判定しうる。この判定は、例えばタイヤ位置センサー11で検出された車体から車輪15の車軸までの距離と予め設定された所定距離との比較によってなされる。このような構成により、車輪15が路面から浮き上がった状態を精度よく把握することができ、雪道スタックの検出精度を改善できる。 (6) The above detection means can determine if the distance of the wheel 15 from the vehicle body is greater than or equal to a predetermined distance when detecting a stuck vehicle. This determination is made, for example, by comparing the distance from the vehicle body to the axle of the wheel 15, as detected by the tire position sensor 11, with a preset predetermined distance. With this configuration, the state in which the wheel 15 is lifted off the road surface can be accurately grasped, and the accuracy of detecting stuck vehicles on snowy roads can be improved.
(7)上記の検出手段は、スタックの検出に際し、駆動輪の回転数の増加を判定しうる。この判定は、例えば図4のステップA3に示すように、駆動輪に関するタイヤ回転数の今回値と前回値との比較によってなされる。このような構成により、スタック時のアクセル操作による駆動輪のスリップ状態(すなわち、アクセルペダルを踏み込んでも車両10が前進しない状態であること)を精度よく把握することができ、雪道スタックの検出精度を改善できる。 (7) The above detection means can determine an increase in the rotational speed of the drive wheels when detecting a stuck state. This determination is made, for example, by comparing the current value and the previous value of the tire rotational speed of the drive wheels, as shown in step A3 of Figure 4. With this configuration, the slip state of the drive wheels due to accelerator operation during a stuck state (i.e., the state in which the vehicle 10 does not move forward even when the accelerator pedal is pressed) can be accurately grasped, and the accuracy of detecting a stuck state on a snowy road can be improved.
(8)上記の検出手段は、スタックの検出に際し、車両10の停止を判定しうる。この判定は、例えば図4のステップA4に示すように、オド値の今回値と前回値との比較によってなされる。このような構成により、車両10がスタック(停止)していることを精度よく把握することができ、雪道スタックの検出精度を改善できる。 (8) The above detection means can determine if the vehicle 10 is stopped when detecting a stuck vehicle. This determination is made, for example, by comparing the current odometer value with the previous odometer value, as shown in step A4 of Figure 4. With this configuration, it is possible to accurately determine if the vehicle 10 is stuck (stopped), and the accuracy of detecting stuck vehicles on snowy roads can be improved.
(9)上記の検出手段は、スタックの検出に際し、車両10の下面側の温度が所定温度未満であることを判定しうる。このような構成により、積雪による車両10のスタック(すなわち、泥道や砂利道でのスタックではないこと)を精度よく把握することができ、雪道スタックの検出精度を改善できる。 (9) The above detection means can determine if the temperature of the underside of the vehicle 10 is below a predetermined temperature when detecting a vehicle getting stuck. This configuration allows for accurate detection of the vehicle getting stuck due to snow (i.e., not stuck on a muddy or gravel road), improving the accuracy of detecting vehicles stuck on snowy roads.
[5.その他]
上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例の各構成は必要に応じて取捨選択でき、あるいは、適宜組み合わせることができる。
[5. Others]
The above embodiments are merely illustrative examples, and there is no intention to exclude various modifications or applications of techniques not explicitly stated in these embodiments. Each configuration of these embodiments can be modified in various ways without departing from their intended purpose. Furthermore, each configuration of these embodiments can be selected or combined as needed.
上記の実施例では、車両10の走行モードがEVモードであるときに実施される融雪制御について詳述したが、他の走行モード時に走行モードを実施してもよい。融雪制御の開始条件や終了条件は適宜変更可能である。上記の実施例では、四つのセンサー11~14を例示して制御装置20との協働により検出手段として機能する場合を説明したが、センサー11~14の一部を検出手段として機能させてもよい。少なくとも、車両10の雪道でのスタックが検出された場合に融雪制御を実施することで、車両10の下面に堆積している雪を効率よく溶かすことができ、車両10のスタックを解消できる。 In the above embodiment, snow melting control performed when the vehicle 10 is in EV mode has been described in detail, but it may also be performed in other driving modes. The start and end conditions for snow melting control can be changed as appropriate. In the above embodiment, four sensors 11 to 14 were used as examples to describe how they function as detection means in cooperation with the control device 20, but some of the sensors 11 to 14 may also function as detection means. At a minimum, by performing snow melting control when vehicle 10 is detected to be stuck on a snowy road, the snow accumulated on the underside of vehicle 10 can be efficiently melted, and the vehicle 10 can be resolved from being stuck.
また、上記の実施例に係る融雪制御では、電熱線7への通電だけでなくエンジン2を始動させてジェネレーター3に発電させ、その発電電力を利用して雪を効率よく溶かしているが、エンジン2の始動やジェネレーター3の発電は省略してもよい。また、電熱線7への通電に使用される電力として、バッテリー5(走行用バッテリー)の電力を用いてもよいし、図示しない補機バッテリー(12Vバッテリー)や燃料電池等の電力を用いてもよい。電熱線7への通電に係る電力の供給源は適宜変更可能である。 Furthermore, in the snow melting control according to the above embodiment, in addition to energizing the heating element 7, the engine 2 is started to generate electricity in the generator 3, and this generated power is used to efficiently melt the snow. However, starting the engine 2 and generating electricity in the generator 3 may be omitted. Also, the power used to energize the heating element 7 may be from the battery 5 (driving battery), or from an auxiliary battery (12V battery) or fuel cell (not shown). The power source for energizing the heating element 7 can be changed as appropriate.
本件は、車両に搭載される車載融雪装置の製造産業に利用可能であり、車載融雪装置が搭載された車両の製造産業にも利用可能である。 This technology is applicable to the manufacturing industry of on-board snow-melting devices installed in vehicles, and also to the manufacturing industry of vehicles equipped with such devices.
1 モーター(駆動用モーター)
2 エンジン(駆動用エンジン)
3 ジェネレーター
4 インバーター
5 バッテリー(走行用バッテリー)
6 排気管
7 電熱線
8 スイッチ
10 車両(電動車両,ハイブリッド車両)
11 タイヤ位置センサー(検出手段)
12 下面温度センサー(検出手段)
13 アクセル開度センサー(検出手段)
14 車輪速センサー(検出手段)
15 車輪
16 マフラー
17 下面プレート
20 制御装置(制御手段,検出手段)
21 PHEV-ECU
22 エンジンECU
23 モーターECU
24 BMU
1. Motor (Drive motor)
2. Engine (Drive engine)
3. Generator 4. Inverter 5. Battery (driving battery)
6. Exhaust pipe 7. Heating element 8. Switch 10. Vehicle (electric vehicle, hybrid vehicle)
11. Tire position sensor (detection means)
12. Bottom surface temperature sensor (detection means)
13. Accelerator opening sensor (detection means)
14. Wheel speed sensor (detection means)
15 Wheels 16 Muffler 17 Bottom plate 20 Control device (control means, detection means)
21 PHEV-ECU
22 Engine ECU
23 Motor ECU
24 BMU
Claims (9)
前記車両の雪道でのスタックを検出する検出手段と、
前記車両の雪道でのスタックが検出された場合に前記電熱線に通電する制御を実施する制御手段と、
を備えることを特徴とする、車載融雪装置。 A heating element is routed on the underside of the vehicle so as to face the road surface on which the vehicle travels,
A detection means for detecting when the vehicle gets stuck on a snowy road,
A control means that implements a control to energize the heating element when the vehicle is detected to be stuck on a snowy road,
A vehicle-mounted snow melting device characterized by being equipped with the following features.
前記制御手段が、前記走行用バッテリーの電力を前記電熱線に供給する制御を実施する
ことを特徴とする、請求項1記載の車載融雪装置。 The aforementioned vehicle is an electric vehicle equipped with a drive motor and a traction battery,
The on-board snow melting device according to claim 1, characterized in that the control means performs control to supply power from the traction battery to the heating element.
前記制御手段が、前記駆動用エンジンを始動させる制御を実施する
ことを特徴とする、請求項2記載の車載融雪装置。 The aforementioned vehicle is a hybrid vehicle equipped with a drive engine,
The on-board snow melting device according to claim 2, characterized in that the control means performs control to start the drive engine.
前記制御手段が、前記ジェネレーターの発電電力を前記走行用バッテリー及び前記電熱線に供給する制御を実施する
ことを特徴とする、請求項3記載の車載融雪装置。 The aforementioned hybrid vehicle is equipped with a generator that generates electricity using the power of the drive engine,
The on-board snow melting device according to claim 3, characterized in that the control means performs control to supply the power generated by the generator to the traction battery and the heating element.
前記電熱線が、前記車両の下面視において前記排気管を避けて面状の領域を覆うように蛇行して配索される
ことを特徴とする、請求項3又は4記載の車載融雪装置。 The exhaust pipe of the aforementioned drive engine is routed on the underside of the vehicle,
The on-board snow melting device according to claim 3 or 4, characterized in that the heating element is routed in a meandering manner so as to avoid the exhaust pipe and cover a planar area when viewed from below the vehicle.
ことを特徴とする、請求項1記載の車載融雪装置。 The on-board snow melting device according to claim 1, characterized in that the detection means determines that the distance of the wheels from the vehicle body is greater than or equal to a predetermined distance when detecting the stack.
ことを特徴とする、請求項1記載の車載融雪装置。 The on-board snow melting device according to claim 1, characterized in that the detection means determines an increase in the rotation speed of the drive wheels when detecting the stack.
ことを特徴とする、請求項1記載の車載融雪装置。 The on-board snow melting device according to claim 1, characterized in that the detection means determines that the vehicle has stopped when it detects the stack.
ことを特徴とする、請求項1記載の車載融雪装置。 The on-board snow melting device according to claim 1, characterized in that the detection means determines that the temperature on the underside of the vehicle is below a predetermined temperature when detecting the stack.
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