JPH0781589A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電用補助エンジンの始動時にバッテリ電圧
が一時的に低下しても、パワーステアリング装置が不必
要にマニュアルステアリング装置に切換えられてしまう
ことを防止する。 【構成】 電源バッテリＭ１と、補助エンジンＭ３によ
り選択的に駆動されバッテリへ電力を供給する発電機Ｍ
２と、バッテリを電源とする電動式パワーステアリング
装置Ｍ４と、バッテリの電圧を検出する電圧検出装置Ｍ
５と、バッテリの電圧が所定値以下に低下するとバッテ
リよりパワーステアリング装置への電力供給を停止する
電力供給停止装置Ｍ６とを備えた電気自動車。エンジン
の始動を検出する始動検出装置Ｍ７を有し、エンジンの
始動が検出されたときには停止禁止装置Ｍ８により所定
時間電力供給停止手段による電力供給停止を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に係り、更
に詳細には電動式パワーステアリング装置を備えた電気
自動車に係る。

【０００２】

【従来の技術】電動式パワーステアリング装置の一つと
して、例えば実開昭６１−１７２８６６号公報に記載さ
れている如く、電源バッテリと、該バッテリを電源とす
る補助操舵用モータと、車輌の操舵状態に応じてモータ
を制御することにより操舵アシスト力を制御する制御装
置とを有し、バッテリ電圧が所定値以下のときにはバッ
テリよりモータへの電力の供給を停止して過放電を防止
するよう構成されたパワーステアリング装置が従来より
知られている。かかるパワーステアリング装置によれ
ば、バッテリ電圧が所定値以下に低下するとバッテリよ
りモータへの電力の供給が停止され、パワーステアリン
グ装置はマニュアルステアリング装置に切換えられるの
で、バッテリ電圧が更に低下すること及びパワーアシス
トが不適切に行われることを確実に防止することができ
る。

【０００３】また電動式パワーステアリング装置を備え
た電気自動車の一つとして、バッテリへ電力を供給する
発電機と、バッテリ電圧が基準値以下になると発電機を
駆動する補助エンジンとを有し、バッテリが発電機によ
って発電される電力にて充電されるよう構成された電気
自動車も従来より知られている。かかる電気自動車によ
れば、発電機及び補助エンジンを備えていない電気自動
車の場合に比してその走行距離を長くすることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし発電機及び補助
エンジンを備えた電気自動車に上述の公開公報に記載さ
れている如き電動式パワーステアリング装置がそのまま
適用されると、補助エンジンの始動時にはバッテリ電圧
が一時的に低下するため、バッテリ電圧の低下フェイル
の検出に誤判定が生じ、パワーステアリング装置が不必
要にマニュアルステアリング装置に切換えられてしまう
ことがある。

【０００５】本発明は、上述の如き従来の電気自動車に
於ける叙上の如き問題に鑑み、補助エンジンの始動時に
バッテリ電圧が一時的に低下しても、バッテリ電圧の低
下の誤判定が行われず、パワーステアリング装置が不必
要にマニュアルステアリング装置に切換えられてしまう
ことがないよう改良された電気自動車を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図１に示されている如く、電源バッテリＭ
１と、前記バッテリへ電力を供給する発電機Ｍ２と、前
記発電機を選択的に駆動する補助エンジンＭ３と、前記
バッテリを電源とする電動式パワーステアリング装置Ｍ
４と、前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段Ｍ５
と、前記バッテリの電圧が所定値以下に低下したときに
は前記バッテリより前記パワーステアリング装置への電
力の供給を停止する電力供給停止手段Ｍ６とを備えた電
気自動車にして、前記エンジンの始動を検出する始動検
出手段Ｍ７と、前記エンジンの始動が検出されたときに
は所定時間前記電力供給停止手段による電力供給停止を
禁止する停止禁止手段Ｍ８とを有することを特徴とする
電気自動車によって達成される。

【０００７】

【作用】上述の如き構成によれば、始動検出手段Ｍ７に
より補助エンジンＭ３の始動が検出されると、それより
所定時間の間停止禁止手段Ｍ８により電力供給停止手段
による電力供給停止が禁止されるので、発電機Ｍ２を駆
動してバッテリＭ１へ電力を供給すべくエンジンが始動
され、これによりバッテリの電圧が一時的に所定値以下
に低下しても、電力供給停止手段Ｍ６によってバッテリ
よりパワーステアリング装置Ｍ４への電力の供給が停止
されることが確実に防止され、従ってパワーステアリン
グ装置が不必要にマニュアルステアリング装置に切換え
られてしまうことが確実に防止される。

【０００８】

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。

【０００９】図２は電動式パワーステアリング装置を備
えた本発明による電気自動車の一つの実施例を示す概略
構成図、図３は図２に示された補助操舵用の電子制御装
置を示すブロック線図である。

【００１０】図２に於て、１０はステアリングホイール
を示しており、ステアリングホイール１０はステアリン
グシヤフト１２及びステアリングギヤボックス１４を介
してラックバー１６を駆動し、図２には示されていない
左右の操舵輪の切れ角を制御するようになっている。ス
テアリングシャフト１２には歯車減速機構１８によりパ
ワーユニット２０が駆動接続されている。パワーユニッ
ト２０は補助操舵用モータ２２と、歯車減速機構１８と
モータ２２とを選択的に駆動接続する電磁クラッチ２４
とを有し、ステアリングホイールの回転方向と同一の方
向へステアリングシャフトを駆動することにより補助操
舵を行うようになっている。

【００１１】図示の実施例に於ては、ステアリングシャ
フト１２には操舵トルクＴを検出するトルクセンサ２６
が設けられており、トルクセンサの出力は補助操舵用電
子制御装置２８へ供給されるようになっている。電子制
御装置２８には車速センサ３０により検出された車速Ｖ
を示す信号等も入力されるようになっている。電子制御
装置２８の動作電力は補機バッテリ３２よりＤＣ／ＤＣ
コンバータ３４を経て供給され、モータ２２及び電磁ク
ラッチ２４に対する駆動電力は補機バッテリ３２よりＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ３４、ジャンクションボックス３
６、駆動回路３８及び４０を経て供給されるようになっ
ている。

【００１２】ジャンクションボックス３６にはインバー
タ４２を介して走行用モータ４４が接続されており、モ
ータ４４に対する駆動電力は主バッテリ４６よりジャン
クションボックス３６及びインバータ４２を経て供給さ
れるようになっている。ジャンクションボックス３６及
びインバータ４２の動作は走行用電子制御装置４８によ
り制御され、走行用モータ４４は変速装置５０及び差動
装置５２を介して図には示されていない左右の駆動輪を
回転駆動するようになっている。

【００１３】更にジャンクションボックス３６には発電
機５４及びＳＯＣメータ５６が接続されている。発電機
５４は走行用電子制御装置４８よりの始動指令信号（ス
タータ信号）に応答してセルモータ５８が駆動されるこ
とによって始動される発電用補助エンジン６０により選
択的に駆動され、ジャンクションボックス３６を経て主
バッテリ４６を充電し、ジャンクションボックス３６及
びＤＣ／ＤＣコンバータ３４を経て補機バッテリ３２を
充電するようになっている。またＳＯＣメータ５６はジ
ャンクションボックス３６を介して主バッテリ４６の電
圧Ｖm を検出すると共に、ジャンクションボックス３６
及びＤＣ／ＤＣコンバータ３４を介して補機バッテリ３
２の電圧Ｖs を検出し、ＳＯＣメータ５６の検出結果は
補助操舵用電子制御装置２８及び走行用電子制御装置４
８へ出力されると共にインジケータ６２に表示されるよ
うになっている。

【００１４】図３に詳細に示されている如く、補助操舵
用電子制御装置２８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）６６
と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）６８と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）７０と、入力ポート装置７２
と、出力ポート装置７４とを有し、これらが双方向性の
コモンバス７６により互いに接続された一般的な構成の
マイクロコンピュータである。

【００１５】入力ポート装置７２にはトルクセンサ２６
により検出された操舵トルクＴを示す信号、車速センサ
３０により検出された車速Ｖを示す信号、ＳＯＣメータ
５６により検出された補機バッテリ３２の電圧Ｖs を示
す信号及び走行用電子制御装置４８よりセルモータ５８
へ出力される始動指令信号が入力されるようになってい
る。入力ポート装置７２はそれに入力された信号を適宜
に処理し、ＲＯＭ６８に記憶されている制御プログラム
に基くＣＰＵ６６の指示に従い、ＣＰＵ及びＲＡＭ７０
へ処理された信号を出力するようになっている。

【００１６】ＲＯＭ６８は図４に示された制御プログラ
ム及び図５、図６に示されたグラフに対応するマップを
記憶している。ＣＰＵ６６は図４に示された制御プログ
ラムに基き後述の如く種々の演算及び信号の処理を行う
ようになっている。出力ポート装置７４はＣＰＵ６６の
指示に従い駆動回路３８へ制御信号を出力することによ
り駆動回路より補助操舵用モータ２２へ供給される駆動
電流を制御し、また駆動回路４０へ制御信号を出力する
ことにより駆動回路より電磁クラッチ２４へ供給される
駆動電流を制御するようになっている。

【００１７】走行用電子制御装置４８も上述の補助操舵
用電子制御装置２８と同様に構成されたマイクロコンピ
ュータであり、図７に示されている如くＣＰＵ８０と、
ＲＯＭ８２と、ＲＡＭ８４と、入力ポート装置８６と、
出力ポート装置８８とを有し、これらは双方向性のコモ
ンバス９０により互いに接続されている。また図２には
示されていないが、電子制御装置４８の動作電力も補機
バッテリ３２よりＤＣ／ＤＣコンバータ３４を経て供給
されるようになっている。

【００１８】入力ポート装置８６にはＳＯＣメータ５６
により検出された主バッテリ４６の電圧Ｖm を示す信号
及び踏込み量検出センサ９２により検出されたアクセル
ペダルの踏込み量を示す信号が入力されるようになって
いる。入力ポート装置８６はそれに入力された信号を適
宜に処理し、ＲＯＭ８２に記憶されている制御プログラ
ムに基くＣＰＵ８０の指示に従い、ＣＰＵ及びＲＡＭ７
４へ処理された信号を出力するようになっている。

【００１９】ＲＯＭ８２は図８に示されたエンジン制御
プログラム及び図には示されていない走行制御プログラ
ムを記憶しており、ＣＰＵ８０はこれらの制御プログラ
ムに基き後述の如く種々の演算及び信号の処理を行うよ
うになっている。出力ポート装置８８はＣＰＵ８０の指
示に従いインバータ４２を経て走行用モータ４４へ駆動
電流を出力し、補助エンジン６０を始動するときにはセ
ルモータ５８及び補助操舵用電子制御装置２８へスター
タ信号を出力し、ジャンクションボックス３６へその切
換えを制御する信号を出力するようになっている。

【００２０】次に図４に示されたフローチャートを参照
して図示の実施例に於けるパワーステアリング装置の作
動について説明する。尚電子制御装置２８による制御は
図には示されていないイグニッションスイッチが閉成さ
れることにより開始される。また図４に示されたフロー
チャートに於けるフラグＦstは補助操舵用モータ２２へ
の電力供給停止を禁止すべき期間にあるか否かに関する
ものであり、１は電力供給停止を禁止すべき期間にある
ことを示している。

【００２１】まずステップ１０に於ては駆動回路４０を
経て電磁クラッチ２４へ制御信号が出力されることによ
りクラッチが接続され、ステップ２０に於てはトルクセ
ンサ２６により検出された操舵トルクＴを示す信号、車
速センサ３０により検出された車速Ｖを示す信号、ＳＯ
Ｃメータ５６により検出された補機バッテリ３２の電圧
Ｖs を示す信号の読込みが行われ、特に走行用電子制御
装置４８よりセルモータ５８へスタータ信号が出力され
るときにはその信号の読込みも行われる。

【００２２】ステップ３０に於てはステップ２０に於て
読込みまれた操舵トルクＴに基き図５に示されたグラフ
に対応するマップより基本アシスト量Ｔabが演算され、
ステップ４０に於てはステップ２０に於て読込みまれた
車速Ｖに基き図６に示されたグラフに対応するマップよ
り車速係数Ｋv が演算される。ステップ５０に於てはス
テップ３０に於て演算された基本アシスト量Ｔabとステ
ップ４０に於て演算された車速係数Ｋv との積としてア
シスト量Ｔa が演算される。

【００２３】尚ステップ３０〜５０に於けるアシスト量
Ｔa の演算自体は本発明の要旨をなすものではなく、ア
シスト量は少くとも操舵トルクＴに応じて演算される限
り任意の態様にて演算されてよい。

【００２４】ステップ６０に於てはスタータ信号が入力
されたか否かの判別が行われ、スタータ信号が入力され
なかったときにはステップ８０へ進み、スタータ信号が
入力されたときにはステップ７０に於てフラグＦstが１
にセットされると共にタイマのカウント値Ｔc が０にリ
セットされた後ステップ１４０へ進む。ステップ８０に
於てはフラグＦstが１であるか否かの判別が行われ、Ｆ
st＝０である旨の判別が行われたときにはステップ１２
０へ進み、Ｆst＝１である旨の判別が行われたときには
ステップ９０に於てタイマのカウント値Ｔc が１インク
リメントされた後ステップ１００へ進む。

【００２５】ステップ１００に於てはタイマのカウント
値Ｔc が基準値Ｔe （正の定数）以上であるか否かの判
別、即ち補助操舵用モータ２２への電力供給停止を禁止
すべき期間が経過したか否かの判別が行われ、Ｔc ≧Ｔ
e ではない旨の判別が行われたときにはステップ１４０
へ進み、Ｔc ≧Ｔe である旨の判別が行われたときには
ステップ１１０に於てフラグＦst及びカウント値Ｔc が
０にリセットされた後ステップ１４０へ進む。

【００２６】ステップ１２０に於ては補機バッテリ３２
の電圧Ｖs が基準値Ｖse（正の定数）以上であるか否か
の判別、即ち補機バッテリの電圧が正常な補助操舵を行
うことができる電圧であるか否かの判別が行われ、Ｖs
≧Ｖseである旨の判別が行われたときにはステップ１４
０へ進み、Ｖs ≧Ｖseではない旨の判別が行われたとき
にはステップ１３０に於て補助操舵用モータ２２への通
電が停止される共にクラッチ２４が解放されてパワース
テアリング装置がマニュアルステアリング装置に切換え
られる。

【００２７】ステップ１４０に於てはアシスト量Ｔa に
対応する制御信号が駆動回路３８を経て補助操舵用モー
タ２２へ出力されることにより補助操舵力がアシスト量
Ｔaに対応する値に制御され、しかる後ステップ２０へ
戻る。

【００２８】次に図８に示されたフローチャートを参照
して図示の実施例に於ける発電用補助エンジンの制御に
ついて説明する。尚電子制御装置４８による制御も図に
は示されていないイグニッションスイッチが閉成される
ことにより開始される。また図８に示されたフローチャ
ートに於けるフラグＦは補助エンジン６０が運転されて
いるか否かに関するものであり、１は補助エンジンが運
転されていることを示している。

【００２９】ステップ２１０に於てはＳＯＣメータ５６
により検出された主バッテリ４６の電圧Ｖm を示す信号
が読込まれ、ステップ２２０に於ては電圧Ｖm が基準値
Ｖme（正の定数）未満であるか否かの判別、即ち主バッ
テリの電圧が車輌の正常な走行を行うことができない虞
れのある電圧に低下したか否かの判別が行われ、Ｖm＜
Ｖmeではない旨の判別が行われたときにはステップ２５
０へ進み、Ｖm ＜Ｖmeである旨の判別が行われたときに
はステップ２３０へ進む。

【００３０】ステップ２３０に於てはフラグＦが１であ
るか否かの判別が行われ、Ｆ＝１である旨の判別が行わ
れたときには補助エンジン６０の運転が維持された状態
でステップ２１０へ戻り、Ｆ＝１ではない旨の判別が行
われたときにはステップ２４０に於てセルモータ５８へ
スタータ信号が出力されることにより補助エンジン６０
が始動されると共にフラグＦが１にセットされた後ステ
ップ２１０へ戻る。ステップ２５０に於ては補助エンジ
ンが停止され又は停止状態に維持されると共にフラグＦ
が０にリセットされる。

【００３１】かくして図示の実施例によれば、補助操舵
制御のステップ３０〜５０に於て操舵トルクＴ及び車速
Ｖに応じてアシスト量Ｔa が演算され、ステップ１２０
に於て補機バッテリ３２の電圧Ｖs が基準値Ｖse以上で
あるか否かの判別が行われ、Ｖs ≧Ｖseであり正常な補
助操舵を行い得る旨の判別が行われたときにはステップ
１４０に於て補助操舵力がアシスト量Ｔa に対応する値
に制御され、これにより操舵アシスト力は操舵トルクに
対応すると共に車速が高いほど低くなるよう制御される
ので、低車速域に於ける軽快な操舵が確保されると共に
高車速域に於ける良好な操縦安定性が確保される。

【００３２】また補機バッテリ３２の電力消耗によりそ
の電圧Ｖs が基準値Ｖse未満になり、補機バッテリの電
圧不足により正常な補助操舵を行うことができない虞れ
が生じると、ステップ１２０に於てノーの判別が行わ
れ、ステップ１３０に於て補助操舵用モータ２２への通
電が停止される共にクラッチ２４が解放されてパワース
テアリング装置がマニュアルステアリング装置に切換え
られ、これにより不適切な補助操舵が行われることが確
実に防止される。

【００３３】また発電用補助エンジン制御のステップ２
２０に於て主バッテリ４６の電圧Ｖm が基準値Ｖme未満
に低下した旨の判別が行われると、ステップ２４０に於
てセルモータ５８へスタータ信号が出力されることによ
り補助エンジン６０が始動され、発電機５４により発電
される電力にて主バッテリ４６及び補機バッテリ３２が
充電される。この場合補助エンジン６０の始動時に二つ
のバッテリの電圧が一時的に低下する。このことに対処
すべく、ステップ６０〜１１０に於て走行用電子制御装
置４８により補助エンジン６０が始動された時点よりＴ
c 時間が経過するまではステップ１２０に於ける補機バ
ッテリ３２の電圧不足の判定が禁止され、これによりス
テップ１２０が実行されることが禁止される。

【００３４】従って図示の実施例によれば、補機バッテ
リ３２の電圧Ｖs が基準値Ｖse未満に低下しても、それ
が補助エンジン６０の始動に伴う一時的なものであると
きには、ステップ１２０が実行されることが確実に防止
され、これによりパワーステアリング装置が不必要にマ
ニュアルステアリング装置に切換えられてしまうことが
確実に防止される。

【００３５】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００３６】例えば上述の実施例に於ては補助エンジン
６０が始動されると、それよりＴc時間ステップ１２０
に於ける補機バッテリ３２の電圧低下の判定が禁止され
ることにより補助操舵用モータ２２への電力供給停止が
禁止されるようになっているが、例えば図９に示されて
いる如く、補機バッテリ３２の電圧Ｖs が基準値Ｖse未
満の場合にのみステップ８０に於て補助エンジン６０が
始動されたか否かを判定し、補助エンジンが始動された
場合にはステップ９０〜１１０に於て電力供給停止を禁
止する処理が行われるよう構成されてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、始動検出手段Ｍ７により補助エンジンＭ３
の始動が検出されると、それより所定時間の間停止禁止
手段Ｍ８により電力供給停止手段による電力供給停止が
禁止されるので、発電機Ｍ２を駆動してバッテリＭ１へ
電力を供給すべくエンジンが始動され、これによりバッ
テリの電圧が一時的に所定値以下に低下しても、電力供
給停止手段Ｍ６によってバッテリよりパワーステアリン
グ装置Ｍ４への電力の供給が停止されることを確実に防
止し、従ってパワーステアリング装置が不必要にマニュ
アルステアリング装置に切換えられてしまうことを確実
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気自動車の構成を特許請求の範
囲の記載に対応させて示す説明図である。

【図２】電動式パワーステアリング装置を備えた本発明
による電気自動車の一つの実施例を示す概略構成図であ
る。

【図３】図２に示された補助操舵用電子制御装置を示す
ブロック線図である。

【図４】図２及び図３に示された補助操舵用電子制御装
置により達成される補助操舵制御のルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図５】トルクセンサにより検出される操舵トルクＴと
基本アシスト量Ｔabとの間の関係を示すグラフである。

【図６】車速センサにより検出される車速Ｖと車速係数
Ｋv との間の関係を示すグラフである。

【図７】図２に示された走行用電子制御装置を示すブロ
ック線図である。

【図８】図２及び図７に示された走行用電子制御装置に
より達成される発電用補助エンジンの制御ルーチンを示
すフローチャートである。

【図９】図２及び図３に示された補助操舵用電子制御装
置により達成される補助操舵制御のルーチンの他の一つ
の実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…ステアリングホイール １２…ステアリングシャフト ２２…補助操舵用モータ ２４…電磁クラッチ ２６…トルクセンサ ２８…補助操舵用電子制御装置 ３０…車速センサ ３２…補機バッテリ ４４…走行用モータ ４６…主バッテリ ４８…走行用電子制御装置 ５４…発電機 ５６…ＳＯＣメータ ６０…補助エンジン

フロントページの続き (72)発明者 岩崎 尚 愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車 株式会社内 (72)発明者 坪井 正昭 愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源バッテリと、前記バッテリへ電力を供
   給する発電機と、前記発電機を選択的に駆動する補助エ
   ンジンと、前記バッテリを電源とする電動式パワーステ
   アリング装置と、前記バッテリの電圧を検出する電圧検
   出手段と、前記バッテリの電圧が所定値以下に低下した
   ときには前記バッテリより前記パワーステアリング装置
   への電力の供給を停止する電力供給停止手段とを備えた
   電気自動車にして、前記エンジンの始動を検出する始動
   検出手段と、前記エンジンの始動が検出されたときには
   所定時間前記電力供給停止手段による電力供給停止を禁
   止する停止禁止手段とを有することを特徴とする電気自
   動車。