JP4449840B2 - バッテリ劣化検出装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1のものでは、電動パワーステアリング装置への電源を供給するバッテリの劣化状態を検出するために、イグニッションキーの投入時に、操舵アシスト用の電動モータに所定電流を流し、そのときの電流−電圧特性を電流センサと電圧センサとにより測定する。そして、所定電流を流したときにバッテリの急激な電圧低下が検出された場合には、バッテリ劣化ありと判断する。
一般に、電動パワーステアリング装置は、その消費電力量が多く、バッテリの全電気負荷に対する電力消費のウエイトが高いため、バッテリが劣化している場合に、電動パワーステアリングが作動すると、電動モータに大電流が流れてバッテリ電圧が大きく下がってしまう。こうした場合、フェイルセーフにより電動パワーステアリング装置の作動が停止したり、車両全体の電源システムがダウンしたりするおそれがある。
このため、電動パワーステアリング装置の機能が十分に活かしきれていない。
尚、この場合、時間計測を開始するための所定電圧と時間計測を終了するための所定電圧とを必ずしも同一にしなくてもよい。
また、電動モータ15として3相ブラシレスモータを用い、モータ駆動回路32としてのインバータ回路にて3相駆動電流を電動モータに流すようにするが、Hブリッジ回路にて2相ブラシモータを駆動制御する等、種々のモータや駆動回路を採用できる。
また、アシスト用電子制御装置31には、運転者に対してバッテリ交換を促す報知器29が接続される。
そして、昇圧回路40の出力電圧が目標電圧となるように、第1、第2スイッチング素子SW1,SW2のデューティ比(通電時間比率)がPWM制御により調整される。
昇圧回路40の出力は、モータ駆動回路32に供給される。
そこで、そこで電源制御装置45は、上述した昇圧制御と並行して、以下に示すバッテリ劣化判定処理を行う。図4は、電源制御装置45が実行するバッテリ劣化判定制御ルーチンを表すもので、電源制御装置45のROM内に制御プログラムとして記憶される。
このフラグFは、第2スイッチング素子SW2をオン保持して回生電力をバッテリ側に回収している状況にある場合にはF=1に、そうでない場合はF=0にセットされるもので本制御ルーチンの起動時においてはF=0にセットされている。
従って、本制御ルーチンが開始されたのち、最初に回生電力の発生が検出されると、ステップS3の判断は「NO」となり、ステップS4の処理に移行する。
また、これと同時に時間計測用のタイマをスタートさせる。
尚、この場合、モータ供給電圧Vhが目標昇圧電圧を上回っているため、実質的な昇圧動作は行われず第1スイッチング素子SW1はオフになっている。
電動モータ15で回生電力が発生した場合は、図5に示すように一時的にモータ供給電圧Vhが回生判定基準電圧V1を超える。この図5に示す例では、時刻t1から時刻t2にかけてモータ供給電圧Vhが回生判定基準電圧V1を超えるため、この期間はステップS2の判断が「YES」となる。この場合、すでにフラグFがF=1にセットされているため、ステップS1〜ステップS3の処理が繰り返されることになる。従って、この間、回生電力は、モータ電源供給ライン61を介してバッテリ50に吸収される。
こうして、モータ供給電圧Vhが正常な値に戻ると、フラグFがF=0にセットされ、ステップS1,S2,S6の処理が繰り返される。
尚、本実施形態では、電源制御装置45とアシスト用電子制御装置31とを分けているが、アシスト用電子制御装置31に昇圧制御機能やバッテリ劣化判定機能を組み込んでもよい。
図6は、アシスト用電子制御装置31が実行するアシスト制御ルーチンを表すもので、アシスト用電子制御装置31のROM内に制御プログラムとして記憶され、短い周期で繰り返し実行される。
例えば、上述したバッテリ劣化判定制御処理では、昇圧回路40の出力電圧(モータ供給電圧)Vhをモニタしたが、昇圧回路40の入力側、つまりバッテリ電圧Vbを検出してもよい。この場合、図4のステップS2の判断処理を、Vb>V2(回生判定基準電圧)に変更すればよい。一般に、電動パワーステアリングシステムにおいては、バッテリ電圧をモニタし、バッテリ電圧に応じて電動モータ15に供給する電力を制御することも行われているが、その制御に使用するバッテリ電圧モニタ信号を利用して劣化判定を行うことができるため、電圧センサを新たに設ける必要が無く、既存のハードウエアをそのまま使うことが可能となる。
Claims (4)
- バッテリから電源供給され操舵トルクを操舵輪に付与する電動モータと、操舵ハンドルの操舵状態に応じて上記電動モータへの通電量を制御するモータ制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置に用いられるバッテリ劣化検出装置において、
操舵ハンドルの急激な操作や路面から操舵輪に加わる力によって上記電動モータで発生した回生電力を上記バッテリ側に戻すように逆流可能に電源供給路を構成するとともに、
上記電動モータへの電源供給路の任意の部位の電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電動モータで発生した回生電力により、上記電圧検出手段による検出電圧が一旦所定電圧以上に上昇してから所定電圧以下に下降するまでの時間を計測する時間計測手段と
を備え、上記時間計測手段により計測された時間に基づいて上記バッテリの劣化状態を判断することを特徴とするバッテリ劣化検出装置。 - 上記モータ制御装置は、上記電動モータへの電源供給路に直列に設けられる昇圧用コイルと、上記昇圧用コイルの負荷側を開閉可能に接地する第1スイッチング素子と、上記電源供給ラインにおける上記第1スイッチング素子の接続部よりも負荷側に直列に設けられる第2スイッチング素子とを有し、少なくとも上記第1スイッチング素子をオンオフさせてバッテリ電圧を昇圧する昇圧回路を備え、
上記電圧検出手段による検出電圧が上記所定電圧以上に上昇したときに、上記第2スイッチング素子にオン状態に保持するようにオン保持信号を出力して、上記電動モータで発生した回生電力を上記昇圧回路を経由して上記バッテリ側に戻すことを特徴とする請求項1記載のバッテリ劣化検出装置。 - 上記電圧検出手段は、上記昇圧回路の出力電圧を検出することを特徴とする請求項2記載のバッテリ劣化検出装置。
- 上記電圧検出手段は、上記昇圧回路の入力側となるバッテリ電圧を検出することを特徴とする請求項2記載のバッテリ劣化検出装置。
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