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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge, welches Leistung von einer Hochspannungsbatterie zum Antrieb eines Fahrzeugs zuführt.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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In einem herkömmlichen elektrischen Fahrzeug oder Hybridfahrzeug liefert ein Leistungszuführungssystem elektrische Leistung zu einem Hauptmotor, welcher ein Fahrzeug antreibt. Beispielsweise ist in einem Leistungszuführungssystem gemäß der
JP 41020310 ein Hauptmotor-Spannungsumsetzter vorgesehen, um eine Spannung an eine Treiberschaltung eines Hauptmotors abzugeben und es ist ein Systemrelais zwischen einer Gleichstrom-Leistungsquelle und dem Hauptmotor-Spannungsumsetzer vorgesehen. Eine Hilfsmaschinenverbraucher-Treiberschaltung ist zwischen dem Systemrelais und dem Hauptmotor-Spannungsumsetzer parallel zu dem Hauptmotor-Spannungsumsetzer relativ zu der Gleichstrom-Leistungsquelle vorgesehen. Somit wird die Leistung von der Gleichstrom-Leistungsquelle aufgeteilt und zu dem Hauptmotor-Spannungsumsetzer und der Hilfsmaschinenverbraucher-Treiberschaltung über das gemeinsame Systemrelais geliefert. Die Hilfsmaschinenverbraucher-Treiberschaltung ist beispielsweise eine Treiberschaltung für eine leistungsunterstützte Lenkeinrichtung oder eine Bremseinrichtung.
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Es ist möglich, die Anzahl von Batterien zu vermindern, indem die Gleichstrom-Leistungsquelle zum Antrieb des Hauptmotors geteilt benutzt wird, ohne dass eine Batterie ausschließlich für eine Treiberschaltung der Hilfsmaschinenverbraucher-Treiberschaltung vorgesehen wird. Die Spannung der Hauptmotor-Antriebsbatterie ist höher als diejenige der Batterie, welche ausschließlich für die Hilfsmaschinen vorgesehen ist.
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Durch Verwendung einer höheren Spannung durch die Hilfsmaschinenverbraucher-Treiberschaltung wird ein Strom, der zur Lieferung derselben Leistung erforderlich ist, herabgesetzt. Demzufolge werden Stromverluste, welche proportional zum Quadrat eines Stromes sind, vermindert und der Wirkungsgrad der Leistungszufuhr wird verbessert.
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Gemäß der
JP 4120310 wird, wenn das Systemrelais ausschaltet, um die Leistungszufuhr bei einer Fehlerhaftigkeit oder dergleichen des Hauptmotors oder der Hauptmotor-Treiberschaltung abzusperren, die Leistungszufuhr zu den Hilfsmaschinenverbrauchern ebenfalls gleichzeitig abgesperrt und die betreffende Hilfsmaschine kann nicht mehr arbeiten. Wenn eine leistungsunterstützte Lenkeinrichtung oder eine Bremseinrichtung, welche eine Funktion einer Lenkung oder eines Stillsetzens des Fahrzeuges haben, nicht mehr arbeiten können, dann werden die Lenkunterstützungswirkung und die Bremswirkung des Fahrzeugs unwirksam. Wenn ein Haltesignal, welches das Systemrelais im Einschlaltzustand unter einer vorbestimmten Bedingung weiterhin hält, erzeugt wird, um einen fortgesetzten Betrieb der Hilfsmaschine sicherzustellen, so wird die Steuerung kompliziert und die Belastung der Steuerungsberechung nimmt zu.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung ein Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge zu schaffen, welches verhindert, dass die Leistungszufuhr zu einer Lenkunterstützungs-Treiberschaltung auf Grund der Unterbrechung oder Abschaltung eines Leistungszuführungsweges wegen einer Fehlerhaftigkeit einer Hauptmaschine in dem Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge unterbrochen wird, in welchem eine Lenkunterstützungs-Treiberschaltung einer elektrischen leistungsunterstützten Lenkeinrichtung mit Leistung von einer Hochspannungsbatterie versorgt wird.
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Gemäß einem Aspekt enthält ein Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge einen Hauptmotor zum Antrieb eines Fahrzeugs, eine Hauptreiberschaltung zum Antrieb des Hauptmotors, einen Lenkunterstützungsmotor zur Unterstützung eines Lenkbetriebes eines Fahrzeuges, eine Lenkunterstützungs-Treiberschaltung zum Antrieb des Lenkunterstützungsmotors und eine Batterie zur Lieferung von Leistung zu der Hauptmaschinen-Treiberschaltung und der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung.
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Das Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge enthält weiter einen Hauptmaschinen-Schalterkreis, der zwischen der Batterie und der Hauptmaschinen-Treiberschaltung vorgesehen und dazu ausgebildet ist, die Leistungszufuhr von der Hauptbatterie zu der Hauptmaschinen-Treiberschaltung abzuschalten. Das Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge enthält weiter einen Hilfsmaschinen-Schalterkreis, der zwischen der Batterie und der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung parallel zu der Hauptmaschinen-Treiberschaltung relativ zu der Batterie vorgesehen ist und dazu ausgebildet ist, die Leistungszufuhr von der Batterie zu der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung zu unterbrechen
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile eines Leistungszuführungssystems für Fahrzeuge ergeben sich noch deutlicher aus der folgende detaillierten Beschreibung, welche auf die begleitenden Zeichnungen Bezug nimmt. In den Zeichnung stellen dar:
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1 ein schematisches Blockschaltbild eines Leistungszuführungssystems für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit dem Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge gemäß der ersten Ausführungsform nach 1;
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3 ein schematisches Blockschaltbild eines Leistungszuführungssystems für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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4 ein schematisches Blockschaltbild eines Leistungszuführungssystems für Fahrzeuge gemäß einer dritten Ausführungsform;
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5 ein schematisches Blockschaltbild eines Leistungszuführungssystems für Fahrzeuge gemäß einer vierten Ausführungsform; und
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6 ein schematisches Schaltbild eines Leistungszuführungssystems für Fahrzeuge gemäß einem Vergleichsbeispiel.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein Leistungszuführungssystem wird nachfolgend unter Bezugnahme auf mehrere Ausführungsformen beschrieben, welche in den Zeichnungen gezeigt sind. In der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen sind im Wesentlichen gleichen Teilen jeweils gleiche Bezugszahlen zugeordnet, um die Beschreibung zu vereinfachen.
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Das Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge ist in einem elektrischen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug montiert, um elektrische Leistung zu jeder Einrichtung zu liefern, welche eine Hauptfunktion von „Fahrt, Kurvenfahrt, und Bremsen” und andere Funktionen eines Fahrzeugs durchführt.
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Einrichtungen, welche ein Fahrzeug antreiben, d. h. eine Funktion der „Fahrt” eines Fahrzeugs durchfahren, werden jeweils als Hauptmaschine bezeichnet. Andere Einrichtungen werden als Hilfsmaschinen bezeichnet. Unter den Hilfsmaschinen, insbesondere Einrichtungen zur Lenkung eines Fahrzeugs und zur Abbremsung eines Fahrzeugs, d. h. zur Durchführung der Funktion von „Kurvenfahrt” und der Funktion von „Bremsen”, werden als spezifizierte Hilfsmaschinen bezeichnet. Im Einzelnen enthält die spezifizierte Hilfsmaschine eine elektrische leistungsunterstützte Lenkeinrichtung und eine elektrische Bremseinrichtung in den folgenden Ausführungsformen. Sowohl die Hauptmaschine als auch die Hilfsmaschine werden normalerweise durch einen Betätigungsantrieb, beispielsweise einen Elektromotor, sowie eine Treiberschaltung gebildet, welche den Betätigungsantrieb betreibt.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform ist in den 1 und 2 gezeigt. Wie in 2 dargestellt, enthält ein Leistungszuführungssystem 10 für Fahrzeuge Hauptmotoren 33, einen Lenkunterstützungsmotor 43, Bremsmotoren 48 und Treiberschaltungen 32, 42 und 47 für den Antrieb der jeweils entsprechenden Motoren. Eine Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 ist so ausgebildet, dass sie die Hauptmotoren 33 antreibt, eine Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 ist so ausgebildet, dass sie die Lenkunterstützungsmotoren 43 antreibt und eine Brems-Treiberschaltung 47 ist so ausgebildet, dass sie die Bremsmotoren 48 antreibt, welche als Bremsbetätigungsantriebe vorgesehen sind.
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Wie aus 1 verständlich wird, in welcher die Hauptmotoren 33 und die Bremsmotoren 48 als ein einziger Motor dargestellt sind, sind die Hauptmaschinen-Treiberschaltung 33, die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 und die Brems-Treiberschaltung 47 parallel an eine Hauptbatterie 20 angeschlossen. Die Hauptbatterie 20 ist eine Hochspannungs-Gleichstrombatterie, welche eine hohe Spannung mit einer Potentialdifferenz von beispielsweise 288 V zwischen einer hochpotentialseitigen Elektrode 21 und einer niederpotentialseitigen Elektrode 22 liefert. Sämtliche der genannten Treiberschaltungen 32, 42 und 47 werden mit elektrischer Leistung von der Hauptbatterie 20 versorgt. Ein Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 ist zwischen der Hauptbatterie 20 und der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 vorgesehen. Ein Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 ist zwischen der Hauptbatterie 20 und der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 sowie der Brems-Treiberschaltung 47 vorgesehen. Der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 und der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 sind so ausgebildet, dass sie die Leistungszufuhr von der Hauptbatterie 20 zu einer entsprechenden Treiberschaltung unterbrechen, in welcher ein Fehler, beispielsweise ein Kurzschluss auftritt, der einen übergroßen Stromfluss verursacht.
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Wie in 2 dargestellt, liefert die elektrische Leistungslenkeinrichtung an eine Lenkwelle 92 ein Lenkunterstützungsmoment, welches von einem Ausgangsdrehmoment des Lenkunterstützungsmotors 3 über eine Drehzahluntersetzung zur Leistungsunterstützung eines Lenkbetriebes eines Lenkrades 91 des Fahrers erzeugt wird. Ein Ritzel 96 ist an einem Längsende der Lenkwelle 92 vorgesehen und steht mit einer Zahnstange 97 in Eingriff. Ein Paar von mit Reifen versehenen Rädern 98 ist mit den beiden Enden der Zahnstange 97 schwenkbar über Verbindungsbolzen und dergleichen gekuppelt. Die Drehbewegung der Lenkwelle 92 wird in eine lineare Bewegung der Zahnstange 97 durch das Ritzel 96 umgeformt, sodass das Paar von mit Reifen versehenen Rädern 98 über einen Winkel entsprechend der Länge der Linearbewegung der Zahnstange 97 gelenkt wird.
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Die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 enthält einen Leistungsumsetzer, welcher den Lenkunterstützungsmotor 43 mit Leistung durch Umsetzung der Gleichstromleistung der Hauptbatterie 20 versorgt, und eine Lenkunterstützungs-Steuerschaltung, welche die Ausgangsleistung des Leistungsumsetzers steuert. Beispielsweise kann ein dreiphasiger Inverter als ein elektrischer Leistungsumsetzer in einem Fall verwendet werden, in welchem der Lenkunterstützungsmotor 43 ein dreiphasiger bürstenloser Motor ist. Als Alternative kann ein Gleichstrom/Gleichstrom-Umsetzer als elektrischer Leistungsumsetzer in einem Fall verwendet werden, in welchem der Lenkunterstützungsmotor 43 ein Gleichstrommotor ist.
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Die Lenkunterstützungs-Steuerschaltung wird als ECU verwirklicht, d. h., eine elektronische Steuereinheit. Die Lenkunterstützungs-Steuerschaltung errechnet einen Lenkunterstützungsstrom-Befehlswert auf der Basis von Eingangssignalen eines Lenkmoments, welches von dem Fahrer ausgeübt wird, und einer gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit sowie eines Eingangssignals eines Drehwinkels, welcher von dem Lenkunterstützungsmotor 43 rückgekoppelt wird, und gibt den errechneten Befehlswert an den Leistungsumsetzer aus. Die elektrische Bremseinrichtung presst einen Bremsrotor 99 oder eine Bremsscheibe, welche in Entsprechung mit den mit Reifen versehenen Rädern 98 vorgesehen ist, mit dem Ausgangsmoment des Bremsmotors 48, um hierdurch das Fahrzeug abzubremsen. Bei einigen Fahrzeugen, welche hohes Gewicht haben und eine große Presskraft der Bremsscheibe oder des Bremsrotors 99 benötigen, dient das Ausgangsmoment des Bremsmotors 48 zum Antrieb einer hydraulischen Pumpe zum Pressen der Bremsscheibe oder des Bremsrotors 99 mit dem Druck der hydraulischen Pumpe, um so das Fahrzeug abzubremsen.
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Bei dem Leistungszuführungssystem für Fahrzeuge sind die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 zum Betreiben des Lenkunterstützungsmotors 43 und die Bremstreiberschaltung 47 zum Betreiben des Bremsmotors 48 nicht mit jeweiligen Batterien verbunden, welche ihnen exklusiv zugeordnet sind. Vielmehr teilen sich die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 und Brems-Treiberschaltung 47 die Hauptbatterie 20, welche in erster Linie zum Betrieb des Hauptmotors 33 durch die Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 vorgesehen ist. Somit kann die Anzahl von Batterien, welche in dem Fahrzeug montiert sind, vermindert werden. In einem Fall, in welchem die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 mit einer Batterie verbunden ist, die ausschließlich ihr zugeordnet ist, gibt die Batterie im Allgemeinen eine niedrige Spannung von etwa 14 V ab. Die Hauptbatterie 20 jedoch gibt etwa 288 V ab. Das bedeutet, die Hauptbatterie 20 gibt eine Spannung ab, welche bedeutend höher ist als eine Spannung, welche zum Betrieb des Lenkunterstützungsmotors 43 notwendig ist. Da die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 die höhere Spannung verwendet, wird der Strom, welcher zum Erreichen desselben Leistungspegels notwendig ist, herabgesetzt. Dies hat zum Ergebnis, dass die Stromverluste, welche proportional zu dem Quadrat des Stromes sind, herabgesetzt werden und der Leistungswirkungsgrad verbessert wird.
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Der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 ist zwischen der Hauptbatterie 20 und der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 in Serienschaltung hierzu vorgesehen. Der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 ist zwischen der Hauptbatterie 20 und der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 sowie der Brems-Treiberschaltung 47 in Serienschaltung vorgesehen. Der Hauptmaschinenschalterkreis 30 und der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 sind parallel relativ zu der Hauptbatterie 20 geschaltet.
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Der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 ist beispielsweise durch ein Hauptmaschinenrelais 31 gebildet, welches als EIN-/AUS-Schalter arbeitet. Der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 wird durch ein Hilfsmaschinenrelais 41, eine erste Sicherung 44 und eine zweite Sicherung 49 gebildet. Das Hauptmaschinenrelais 31 und das Hilfsmaschinenrelais 41 sind EIN-/AUS-Schalter. Die erste Sicherung 44 ist in Serie zu der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 geschaltet. Die zweite Sicherung 49 ist in Serie zu der Brems-Treiberschaltung 47 geschaltet. Die erste Sicherung 44 und die zweite Sicherung 49 sind parallel an die Ausgangsseite des Hilfsmaschinenrelais 41 gegenüberliegend zur Eingangsseite gelegt, welche mit der Hauptbatterie 20 verbunden ist.
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Das Hauptmaschinenrelais und das Hilfsmaschinenrelais 41 sind durch elektrische Signale von einer Gesamtsteuerschaltung 11 in einen Leitungszustand (EIN) und einen nicht leitenden Zustand (AUS) schaltbar. Die Gesamtsteuerschaltung 11 steuert übergeordnet den Leitungszustand und den nicht leitenden Zustand in dem Leistungszuführungssystem 10 für Fahrzeuge. Das Relais ist ein Gerät, welches zwischen einem Einschaltzustand und einem Ausschaltzustand durch das elektrische Signal oder einen Unterbrecher, beispielsweise eine Schutzschaltung, schaltbar ist. Die erste Sicherung 44 und die zweite Sicherung 49 fallen, wenn jeweils Ströme über einem vorgegebenen Stromfluss fließen. Die Sicherungen 44 und 49 sind nach einem Ansprechen nicht wieder einschaltbar und bedürfen des Austausches gegen neue Sicherungen. Sicherungen kosten weniger als Relais.
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Das Hauptmaschinenrelais 31 und das Hilfsmaschinenrelais 41 sind so ausgebildet, dass sie normalerweise in Zusammenhang mit einem Zündschalter (nicht dargestellt) das Fahrzeug einschalten und ausschalten. Wenn das Hauptmaschinenrelais 31 eingeschaltet ist, dann wird elektrische Leistung von der Hauptbatterie 20 zu dem Hauptmotor 33 geliefert, wodurch das Fahrzeug durch die Antriebsleistung des Hauptmotors 33 Fahrt aufnehmen kann. Wenn das Hilfsrelais 41 eingeschaltet ist und die erste Sicherung 44 nicht angesprochen hat, dann wird elektrische Leistung zu dem Lenkunterstützungsmotor 43 geliefert, wodurch der Fahrer in die Lage versetzt wird, das Fahrzeug unter Verwendung des Lenkunterstützungsmoments des Lenkunterstützungsmotors 43 zu lenken. Wenn das Hilfsmaschinenrelais 41 eingeschaltet ist und die zweite Sicherung 49 nicht angesprochen hat, dann wird elektrische Leistung zu dem Bremsmotor 48 geliefert, wodurch der Fahrer in die Lage versetzt wird, das Fahrzeug mit der Bremskraft abzubremsen, welche durch den Bremsmotor 48 verstärkt ist.
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Im Normalbetrieb fließt der Strom von der hochpotentialseitigen Elektrode 21 der Hauptbatterie 20 zu der niederpotentialseitigen Elektrode 22 auf drei Wegen. Der erste Weg wird von dem Hauptmaschinenrelais 31 und der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 gebildet. Der zweite Weg wird von dem Hilfsmaschinenrelais 41, der ersten Sicherung 44 und dem Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 gebildet. Der dritte Weg wird durch das Hilfsmaschinenrelais 41, die zweite Sicherung 49 und die Brems-Treiberschaltung 47 gebildet. Die zweite Sicherung 49 und die Brems-Treiberschaltung 47 zweigen von dem Hilfsmaschinenrelais 41 ab, sodass sie dazu parallel liegen. Da das Hauptmaschinenrelais 31 und das Hilfsmaschinenrelais 41 ausgeschaltet sind, wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, wird ein Leckstrom daran gehindert, von der Hauptbatterie 20 abzufließen. Dies ist von Vorteil, da der Leistungsverbrauch der Hauptbatterie 20 unterdrückt wird, wenn das Fahrzeug für eine längere Zeitdauer nicht benutzt wird.
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Der Betrieb und der Vorteil der ersten Ausführungsform, welche in der oben beschriebenen Weise ausgestaltet ist, wird im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel beschrieben, welches in 6 dargestellt ist. In einem Leistungszuführungssystem 19 für Fahrzeuge gemäß dem Vergleichsbeispiel sind die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 und die Brems-Treiberschaltung 47 parallel zu der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 über die Sicherungen 44 und 49 auf einer Seite des Hauptmaschinen-Schalterkreises 30 gegenüberliegend zur Hauptbatterie 20 geschaltet. Das bedeutet, der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 ist zwischen der Hauptbatterie 20 und drei Treiberschaltungen 32, 42 und 47 vorgesehen. Wenn eine Fehlerhaftigkeit, beispielsweise ein Kurzschluss oder ein Erdschluss in irgendeiner der Treiberschaltungen 32, 42 und 47 auftritt, dann wird der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 ausgeschaltet. Demzufolge werden die Funktionen der Treiberschaltungen 32, 42 und 47, d. h., die Funktionen der Fahrt, der Kurvenfahrt und des Bremsens des Fahrzeugs sämtliche zur gleichen Zeit unwirksam gemacht.
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Gemäß der ersten Ausführungsform sind im Gegensatz hierzu der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 und der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 parallel relativ zu der Hauptbatterie 20 geschaltet. Selbst wenn der Schalterkreis durch einen Fehler, beispielsweise der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 abgeschaltet wird, dann wird die Leistungszufuhr zu der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 und der Bremstreiberschaltung 47 so lange fortgesetzt wie der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 im Einschaltzustand ist. Wenn daher der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 sich ausschaltet und der Hauptmotor 33 aus irgendeinem Grund seine Drehung einstellt, während sich das Fahrzeug in Fahrt befindet, ist es möglich, weiterhin die leistungsunterstützte Lenkeinrichtung und die Bremseinrichtung zu benutzen, während sich das Fahrzeug auf Grund seiner Trägheit weiter bewegt. Beispielsweise kann der Fahrer mit dem Lenkunterstützungsmoment das Fahrzeug an einen Straßenrand fahren, bremsen und durch die Bremsung stillsetzen. Da es nicht notwendig ist, eine komplizierte Steuerung durchzuführen, beispielsweise die Erzeugung eines Haltesignals zur Aufrechterhaltung des Einschaltzustandes eines Systemrelais, wie dies bei herkömmlichen Systemen der Fall ist, kann die Verarbeitungsbelastung für die Steuerungsberechnung reduziert werden.
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Gemäß der ersten Ausführungsform enthält der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 die erste Sicherung 44 und zweite Sicherung 49. Im Allgemeinen schmilzt eine Sicherung durch und unterbricht einen Stromflussweg, wenn ein übergroßer Strom auf Grund eines Fehlers fließt, beispielsweise auf Grund eines Kurzschlusses eines Verbrauchers. Da jedoch ein Stromwert, welcher ein Fallen der Sicherung bewirkt, sich verändert, ist es schwierig, eine Sicherung geeigneter Bemessung zu wählen, falls eine Leistungsquellenspannung nicht so hoch ist und ein Strom nur höchstens mehrer Male auf den Wert zu normaler Zeit ansteigt, selbst zu der Zeit eines Kurzschlussfehlers. Das bedeutet, wenn die Sicherung unter Priorität so gewählt ist, dass sie bei Normalbetrieb nicht fällt, dann kann sie möglicherweise auch nicht ansprechen, selbst wenn der Fall eines Kurzschlussfehlers vorliegt. Wenn die Sicherung mit Priorität so gewählt ist, dass sie sicher im Falle eines Kurzschlussfehlers unterbricht, dann kann sie möglicherweise auch im Normalbetrieb ansprechen. Aus diesem Grund ist es manchmal notwendig teure Geräte zu verwenden, beispielsweise einen Stromunterbrecher anstelle einer Sicherung.
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Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Spannung der Hauptbatterie 20 nicht geringer als etwa 288 V und ist bedeutend höher als eine Spannung von etwa 14 V, welche im Allgemeinen für die leistungsunterstützte Lenkeinrichtung und die Bremseinrichtung erforderlich ist. Aus diesem Grund fließt ein Strom von etwa mehreren hundert Ampere zu der Zeit eines Kurzschlussfehlers im Vergleich zu einem Normalstrom von etwa mehreren Ampere. Es ist somit möglich, eine Stromdifferenz vorzusehen, welche ausreichend größer als ein Bereich der Änderung des Unterbrechungsstroms der Sicherung ist. Demzufolge ist es möglich, die Sicherung in solcher Weise zu verwenden, dass sie nicht bei Normalbetrieb anspricht und sicher zur Zeit einer Fehlerhaftigkeit durchschmilzt.
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Gemäß der ersten Ausführungsform sind das Hilfsmaschinenrelais 41 und die erste Sicherung 44 in Reihe geschaltet und das Hilfsmaschinenrelais 41 und die zweite Sicherung 49 sind in Reihe geschaltet. Ein Schwellwert des Stroms zur Ausschaltung des Hilfsmaschinenrelais 41 ist so eingestellt, dass er bedeutend größer ist als Schwellenwerte des Stroms zum Durchschmelzen der Sicherungen 44 und 49.
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Wenn also das Hilfsmaschinenrelais 41 und die erste Sicherung 44 oder die zweite Sicherung 49 an dem Punkt X von 1 geerdet werden, dann wird das Hilfsmaschinenrelais 41 ausgeschaltet. In diesem Fall, kann die elektrische Leitung wiederhergestellt werden, indem die Ursache der Erdung beseitigt wird und das Hilfsmaschinenrelais 41 eingeschaltet wird. Wenn der Erdungsfehler in der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 oder Brems-Treiberschaltung 47 auftritt, dann schmilzt die Sicherung 44 oder die Sicherung 49 durch, bevor das Hilfsmaschinenrelais 41 ausgeschaltet wird. Wenn somit beispielsweise die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 ausfällt, dann schmilzt nur die Sicherung 44 durch und die Leistungszuführung zu der Brems-Treiberschaltung 47 kann fortgesetzt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform, welche in 3 gezeigt ist, ist die Gesamtsteuerschaltung 11 körperlich entfernt von der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32, der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 43 und der Brems-Treiberschaltung 47 angeordnet und über eine Verbindungseinrichtung 15 angeschlossen. Die Verbindungseinrichtung 15 kann durch elektrische Signalleitungen gebildet werden, welche körperlich entfernte Geräte verbinden, sowie vielerlei drahtlose Einrichtungen, welche Licht, Magnetismus, Radiowellen und dergleichen verwenden.
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Es sei angenommen, dass eine Fehlerhaftigkeit, beispielsweise ein Kurzschluss oder ein Erdschluss, in der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 auftritt und ein übergroßer Strom fließt. Das Hauptmaschinenrelais 31, d. h., der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 schaltet dann aus. Die Gesamtsteuerschaltung 11 empfängt ein Signal von der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 über die Verbindungseinrichtung 15 und erkennt, dass der Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 ausgeschaltet hat. Die Gesamtsteuerschaltung 11 empfängt Signale von der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 und der Brems-Treiberschaltung 47 über die Verbindungseinrichtung 15 und erkennt, dass die Treiberschaltungen 42 und 47 im Normalzustand sind. Somit behält das Hilfsmaschinenrelais 41 seinen Einschaltzustand bei und versorgt weiterhin die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 und die Brems-Treiberschaltung 47 mit Leistung.
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Da die Gesamtsteuerschaltung 11 also mit den Treiberschaltungen 32, 42 und 47 über die Verbindungseinrichtung 15 verbunden ist, kann die Gesamtsteuerschaltung 11 an einer Position ohne Begrenzungen angeordnet werden. Durch Anordnen der Gesamtsteuerschaltung 11 an einer Position, welche nicht zu sehr durch die Kollision eines Fahrzeugs in Mitleidenschaft gezogen wird, ist es möglich, die Gesamtsteuerschaltung 11 vor Beschädigung zu schützen und die Zuverlässigkeit des Systems sicherzustellen.
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(Dritte Ausführungsform)
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Gemäß einer dritten Ausführungsform, welche in 4 gezeigt ist, ist die Gesamtsteuerschaltung 11 in einer von der zweiten Ausführungsform verschiedenen Weise mit den Treiberschaltungen 32, 42 und 47 verbunden.
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Die Gesamtsteuerschaltung 11 ist zusammen mit den Treiberschaltungen 32, 42 und 47 auf einem einzigen Steuereinheitensubstrat 110 angeordnet und über einen internen Signalleiter 16 verbunden. Das bedeutet, die Gesamtsteuerschaltung 11 ist im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform nicht körperlich getrennt und entfernt angeordnet. Da die Schaltungen 11, 32, 42 und 47 auf einem einzigen Substrat integriert sind und die Verbindungseinrichtung 15 der zweiten Ausführungsform keine Verwendung findet, ist es möglich, die körperlich Größe und die Kosten zu reduzieren.
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(Vierte Ausführungsform)
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Gemäß der vierten Ausführungsform, welche in 5 gezeigt ist, ist der Hilfsmaschinenschalterkreis 40 nur durch das Hilfsmaschinenrelais 41 gebildet, welches exklusiv der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 zugeordnet ist, wie in durchgezogenen Linien dargestellt ist. Der Hilfsmaschinen-Schalterkreis 40 ist parallel zu dem Hauptmaschinen-Schalterkreis 30 mit Bezug auf die Hauptbatterie 20 geschaltet.
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Gemäß der dritten Ausführungsform, welche in 4 gezeigt ist, wird, wenn ein Fehler, beispielsweise eine Kurzschluss, in der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 auftritt, das Hilfsmaschinenrelais 41 ausgeschaltet, sodass nur die Lenkunterstützungseinrichtung, welche der Funktion „Kurvenfahrt” zugeordnet ist, stillgesetzt wird. In diesem Fall braucht keine Sicherung zwischen dem Hilfsmaschinenrelais 41 und der Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 vorgesehen zu sein. Die Bremseinrichtung braucht nicht anteilig die Hauptbatterie 20 zu benutzen, sondern kann durch eine Batterie mit Leistung versorgt werden, welche ausschließlich für die Bremseinrichtung vorgesehen ist.
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In einem Falle, dass nicht nur die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 43, sondern auch die Brems-Treiberschaltung 47 mit der Hauptbatterie 20 verbunden sind, wie dies durch unterbrochene Linien in 5 dargestellt ist, bildet ein Relais 46, welches ausschließlich für die Brems-Treiberschaltung 47 vorgesehen ist, einen anderen Hilfsmaschinen-Schalterkreis 45. Es braucht keine Sicherung zwischen dem Relais 46 und der Brems-Treiberschaltung 47 vorgesehen zu sein. Da also nur das Hilfsmaschinenrelais 41 ausschaltet, wenn die Lenkunterstützungs-Treiberschaltung 42 in einen abnormalen Zustand kommt und nur das Relais 46 ausgeschaltet wird, wenn die Brems-Treiberschaltung 47 in einen abnormalen Zustand kommt, beeinflussen sich diese Treiberschaltungen 42 und 47 nicht gegenseitig. Da keine Sicherung benötigt wird, kann das System seinen Normalbetrieb wieder aufnehmen, indem die Ursache der Abnormalität beseitigt wird, und dann die Relais 41 und 46 eingeschaltet werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Treiberschaltung 43 der leistungsunterstützten Lenkeinrichtung und die Treiberschaltung 47 der Bremseinrichtung parallel in dem Leistungszuführungssystem 10 für Fahrzeuge zur Batterie 20 als die besondere Hilfsmaschine geschaltet, welche die Funktion von „Kurvenfahrt und Stillsetzung” des Fahrzeugs sicherstellt.
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Bei anderen Ausführungsformen kann eine Treiberschaltung für eine Hilfsmaschine, welche von der speziellen Hilfsmaschine verschieden ist, an die Batterie 20 angeschlossen sein. Solch eine von der genannten speziellen Hilfsmaschine verschiedene Hilfsmaschine kann beispielweise ein Fensterantrieb, ein Klimaanlagenlüfter, ein Scheibenwischer oder dergleichen sein. Im Unterschied zu der genannten speziellen Hilfsmaschine haben solche Hilfsmaschinen nicht in solchem Maß nachteiligen Einfluss, wenn die jeweiligen Funktionen zur selben Zeit verloren gehen, zu der das Fahrzeug nicht mehr fahren kann. Aus diesem Grund können die Treiberschaltungen für solche Hilfsmaschinen an eine Verbindung zwischen dem Hauptmaschinenrelais 31 und der Hauptmaschinen-Treiberschaltung 32 beispielsweise über jeweilige Sicherungen angeschlossen sein. Es ist somit möglich, durch billige Sicherungen die Abschaltfunktion für jede Hilfsmaschine zu erreichen und die Anzahl der Relais zu vermindern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 41020310 [0002]
- JP 4120310 [0005]
