JPH08511153A - 少なくとも１つの電動機を有する自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１つの電動機と、高電圧及び大電力をの電流を供給する少なくとも１つの電気エネルギ源とを有する自動車に関する。とりわけ、事故発生の場合、自動車の中又は外の人間を危険に曝すことを防止するために、本発明では、センサにより制御され電気的接続導線を直ちに中断する継電器装置（７，９）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも１つの電動機を有する自動車 本発明は、請求の範囲第１項の前段に記載の少なくとも１つの電動機を有する 自動車に関する。 電気的パワートレーンを有する自動車は、純粋な電気自動車（蓄電池自動車） と、電気ハイブリッド自動車とに区別され、さらに電気ハイブリッド自動車は、 他の観点から分類可能であり、この分類は、電気的パワートレーンと内燃機関的 パワートレーンとの間の関係により行われ、直列、並列、スプリットハイブリッ ドがある。電気的駆動エネルギを、機械的に結合されている内燃機関・発電機ユ ニットから受取る主電動機を有する自動車もある。最後に述べた自動車も相応の 蓄積装置（例えば蓄電池、発電機とクラッチ結合するフライホイール蓄積器）が 設けられている場合、純粋の電気自動車のように少なくともある程度の時間にわ たり電気駆動のみで、すなわち、同時に内燃機関を使用せずに作動できる。電気 エネルギ源として、電気的に駆動される自動車の場合、燃料電池も使用可能であ る。本発明の範囲内で、考慮されないのは、電気的駆動エネルギを連続的に、外 部のすなわち自動車自身の中に搭載されていない配電網から受取る自動車である 。 ドイツ特許出願公開第ＤＥ４１３３０１４Ａ１号公報から公知の自動車では、 ４つの駆動輪がそれぞれ１つの固有の電動機により駆動される。この場合電動機 への給電は電子制御装置により制御され電子出力装置として形成されているエネ ルギ配分器により行われ、このエネルギ配分器は内燃機関により駆動される発電 機に接続されている。発電機により発生された電力は直接に電動機に供給できる が、しかし一時的に電気エネルギの一部又は全体を電流配分器に接続されている 蓄電池に供給し、このようにしてまず初めに中間蓄積することも可能である。こ れによりある特定の作動フェーズでは、（例えば、排気ガスが規制されている市 内での運転のために）電気的駆動エネルギは、蓄電池のみから取出すことが可能 となる。 電気自動車に充分な魅力を与えるために、その走行出力を通常に駆動される自 動車の領域内に少なくとも近似的に入るように高めることが必要である。これは 、電動機の許容可能な構造容積に比して比較的大幅に大きい出力をモーターへ送 ることが必要であることを意味する。これは、実際の上で、所要電力（例えば少 なくとも２０〜３０ｋＷ）を考慮して、給電を高電圧により行うという条件の下 でしか実現できない。高電圧とは、この場合、通常は１２又は２４Ｖにすぎない 自動車搭載配電網の動作電圧より大幅に高い電圧のことである。この動作電圧は 、通常、１００Ｖを大幅に上回り、例えば６５０Ｖであり、多くの用途では更に 高い。 これは、勿論、障害発生の場合、ある程度の確率の危険発生を伴う、何故なら ば高電圧が長い時間にわたり存在し、持続的に高い電力を発生するからである。 これとは異なり、例えば内燃機関の点火コイルは確かに同様に高い電圧を発生す るが、危険の確率ははるかに低い。何故ならば、障害の際、電流は非常に短い時 間しか持続せず、従って平均時間で見て非常に僅かな電力しか発生しないからで ある。 本発明の課題は、冒頭に記載の形式の自動車を、自動車の中又は外において自 動車と接触する人間が危険に曝されることが、とりわけ事故発生の際にできるだ け回避されるように改善することにある。 上記課題は、本発明により、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の特徴により 解決される。本発明の自動車の有利な実施例は、第２項〜第１１項に記載されて いる。 本発明の基本思想は、エネルギ源と自動車の駆動に使用される電動機との間の 自動車配電網が、事故が検出されるとできるだけ迅速に電流をスイッチオフされ 、このスイッチオフがそれぞれエネルギ源の直近で行われることにある。これは 自動的にできるだけ外部の力が自動車に作用する前に行われ、導線に損傷が発生 しない前に遅くともこのような作用の開始直後に行われる。このためにセンサ装 置が設けられ、このセンサ装置は（場合に応じて発生直前の）事故の特性データ を求め、電子制御装置に特性データを供給し、この電子制御装置は給電のために 自動車の中に設けられているすべての装置を閉ループ制御及び／又は開ループ制 御で制御している。電子制御装置は、評価論理回路をを有し、評価論理回路は（ 例えば長手方向加速度、横方向加速度、底面と地面の間隔等の）関連データのた めの記憶された限界値と比較して事故状態を検出し、次いで、（間接的に）１つ 又は複数の継電器を駆動制御し、これにより継電器は配電網の電流をスイッチオ フする。このようにしてスイッチオフされるエネルギ源として、自動車内部の任 意の電源、例えば蓄電池、内燃機関／発電機ユニット及び燃料電池等がある。 電動機は、自動車のエンジンブレーキ作動では通常は発電機とし動作できる、 すなわち電流を発生でき、この電流は自動車の配電網の中に蓄積され、事故発生 の場合に危険の潜在因子となるので、電動機も、直近で配電網から分離でき、こ のために適切な継電器が設けられていると好適である。事故の後にまだ自由回転 している車輪の回転エネルギを無くするために、本発明の１つの有利な実施例で は、この車輪に配置されている電動機の電気巻線が、制動抵抗を介して、この電 動機のための別個に配置されている又は適切に多機能に形成されている継電器装 置により短絡される。 電動機が、例えば電子転流回路を有する永久磁石励磁形直流電動機として形成 され、電流が少なくとも一時的に内燃機関／発電機ユニットから取出される場合 、コンデンサを備える直流電圧中間回路を設け、この回路の中に発電機が電気を 蓄積し、この回路から電動機の電子出力装置が走行用電流を取出すようにすると 好 適である。このような場合に、この直流電圧中間回路の中に蓄積されているエネ ルギは事故発生の際には潜在的危険因子である。従って、本発明の１つの有利な 実施例では、事故が検出されると、電子制御装置が１つ又は複数の継電器を作動 し、これにより継電器は、コンデンサが直近に配置されている電気抵抗を介して 制御されて放電すること、又は少なくともコンデンサを配電網から分離すること を保証する。 発生した事故又は展開する事故状態を検出するセンサとしてとりわけ好適なセ ンサは、自動車の縦方向加速度又は横方向加速度（又はこれらに等価な量）及び ／又は自動車の底面と地面の間隔を測定するセンサである。有利には、エアバッ グ装置が設けられている場合には自動車に既存であるセンサ装置及び評価論理回 路を利用する。有利には、センサ装置を付加的に、（長時間の摩耗又は材料欠陥 により）発生する配電網絶縁損傷を検出する絶縁監視装置及び／又は障害電流又 は障害電圧検出装置により補足する。これにより事故の際に付加的な安全が得ら れるだけでなく、自動車が作動されていない場合、又は、保守又は修理作業の際 に手作業を行う場合の事故の確率を低減できる。本発明の自動車の付加的利点は 、不当な作動（盗難）に対する防止がより良好であることにある、何故ならば、 点火キーが引出されている場合、自動的に、すべての継電器が電流遮断位置にあ るからである。 図に示されている実施例に基づいて、本発明を次に詳細に説明する。 第１図は本発明の自動車の給電ブロック回路図、第２図は継電器の制御装置の ブロック回路図である。 第１図に示されている給電装置は、例えば、図示されておらず自動車の中の内 燃機関により駆動される発電機１を有する。発電機１は、その電流を、図示され ていない電子制御装置により制御される電子出力装置３を介して、整流された形 で、配電網に供給する。配電網５からそれぞれ１つの別個の電子出力装置を介し て自動車の４つの駆動電動機２に供給される走行用電流が取出され、これらの電 子出力装置のうち１つのみしか図示されておらず、これらの電子出力装置はすべ て図示されていない自動車の電子制御装置により制御される。付加的に、自動車 は蓄電池６を電気的な中間蓄積器として有し、蓄電池６は発電機１により充電さ れ、蓄電池６は発電機６がスイッチオフされた場合にはただ１つの電源として用 いられる。配電網の中の動作電圧は例えば６５０Ｖであり、電動機２は例えばそ れぞれ２４ｋＷの定格電力を有する。事故の際に感電による人身障害を防止する ために電磁継電器（電気機械的保護開閉器）７，８及び９から成る継電器装置が 設けられ、継電器装置は発電機１、４つの電動機２又は蓄電池６の直接の近辺で それぞれの配電網端子を分離させる。これは、継電器８を示す第２図が示すよう に、センサ装置１１から連続的に故障状態を表す特性データが自動車の上位の電 子制御装置１０に供給され、電子制御装置１０はそれがある特定の記憶されてい る限界値を越えると、特性データから故障が発生したことを検出する。 故障発生が検出されると、直ちに制御リレー２が作動し、制御リレー１２は継 電器８（及び場合に応じて別の継電器も）を作動させ、自動車の中の配電網に電 流が流れないようにスイッチオフする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１０日 【補正内容】 れによりある特定の作動フェーズでは、（例えば、排気ガスが規制されている市 内での運転のために）電気的駆動エネルギは、蓄電池のみから取出すことが可能 となる。 電気自動車に充分な魅力を与えるために、その走行出力を通常に駆動される自 動車の領域内に少なくとも近似的に入るように高めることが必要である。これは 、電動機の許容可能な構造容積に比して比較的大幅に大きい出力をモーターへ送 ることが必要であることを意味する。これは、実際の上で、所要電力（例えば少 なくとも２０〜３０ｋＷ）を考慮して、給電を高電圧により行うという条件の下 でしか実現できない。高電圧とは、この場合、通常は１２又は２４Ｖにすぎない 自動車搭載配電網の動作電圧より大幅に高い電圧のことである。この動作電圧は 、通常、１００Ｖを大幅に上回り、例えば６５０Ｖであり、多くの用途では更に 高い。 ドイツ特許出願公開第ＤＥ−Ａ−３１１６８６７号公報から、エアバッグのた めの加速度スイッチが、燃料ポンプ、中央ロック装置及び警報点滅装置の切換え のためにも用いられることが公知である。 更に、フランス特許出願公開第ＦＲ−Ａ−２３４０２１９号公報から、発電機 及び蓄電池のための回路を、事故の際に機械的棒装置により中断することが公知 である。 しかし、これにおいては前述の高い電圧の場合に難点が現れる。 これは、勿論、障害発生の場合、ある程度の確率の危険発生を伴う、何故なら ば高電圧が長い時間にわたり存在し、持続的に高い電力を発生するからである。 これとは異なり、例えば内燃機関の点火コイルは確かに同様に高い電圧を発生す るが、危険の確率ははるかに低い。何故ならば、障害の際、電流は非常に短い時 間しか持続せず、従って平均時間で見て非常に僅かな電力しか発生しないからで ある。 本発明の課題は、冒頭に記載の形式の自動車を、自動車の中又は外において自 動車と接触する人間が危険に曝されることが、とりわけ事故発生の際にできるだ け回避されるように改善することにある。 上記課題は、本発明により、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の特徴により 解決される。本発明の自動車の有利な実施例は、第２項〜第１１項に記載されて いる。 本発明の基本思想は、エネルギ源と自動車の駆動に使用される電動機との間の 請求の範囲（補正） １． 少なくとも一時的に少なくとも１つの駆動輪を駆動する少なくとも１つ の電動機（２）と、高電圧かつ大電力の電流を供給する少なくとも１つの電気エ ネルギ源（１，６）を具備し、それぞれの前記電動機（２）への給電が、自動車 の運転者によりペダルを介して入力された走行信号に応じて制御される上位の電 子制御装置（１０）により制御される電子出力装置（３，４）を介して行われる 自動車において、 １つ又は複数の前記電気エネルギ源（１，６）の空間的直近に、それぞ れ１つの継電器装置（７，９）が設けられ、前記継電器装置（７，９）により前 記エネルギ源（１，６）の電気的接続線が人間にとって危険な電圧が現れるのを 防止するために中断可能であり、 自動車の中に、事故の発生直前又は発生直後の自動車を損傷する作用、 特に事故状態に関するデータを検出するのに適したセンサ装置（１１）が設けら れ、 前記センサ装置（１１）が、データ処理されて自動車の電子制御装置（ １０）に接続され、 前記電子制御装置（１０）が故障状態を検出する評価論理回路を有し、 故障発生が検出されると、直ちにすべての継電器装置（７，９）を作動させるよ うに構成されていることを特徴とする少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ２． エンジンブレーキ作動で発電機として動作可能であるそれぞれの電動機 （２）が、故障発生が検出されると、電子制御装置（１０）に従って、前記電動 機（２）の空間的直近に配置されている継電器装置（８）により、前記電動機（ ２）の電気的接続線から分離可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ３． エンジンブレーキ作動で発電機として動作可能であり電気巻線を有する 電動機（２）が、故障発生が検出されると、電子制御装置（１０）に従って、前 記電動機（２）の空間的直近に配置されている継電器装置により、制動抵抗を介 して短絡可能であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の少な くとも１つの電動機を有する自動車。 ４． 自動車に内燃機関・発電機ユニットがエネルギ源として設けられ、前記 内燃機関・発電機ユニットは、コンデンサを有する直流電圧中間回路を介して電 流を供給し、前記直流電圧中間回路から、電子的に転流された永久磁石励磁形電 動機（２）のための電流が取出され、 故障発生が検出されると、前記コンデンサが、電子制御装置（１０）に 従って、前記コンデンサの空間的直近に配置されている継電器装置及び電気抵抗 を介して、短時間で放電可能であることを特徴とする請求の範囲第１項から第３ 項のうちのいずれか１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ５． センサ装置（１１）が、自動車横方向加速度を検出する少なくとも１つ のセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のうちのいずれ か１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車に。 ６． センサ装置（１１）が、自動車縦方向加速度を検出する少なくとも１つ のセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のうちのいずれ か１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ７． センサ装置（１１）が、自動車の底面と地面の間隔を検出する少なくと も１つのセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のうちの いずれか１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ８． センサ装置（１１）が、少なくとも部分的に、エアバッグシステムの構 成部分であることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項のうちのいずれか１ つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ９． センサ装置（１１）が、電気導線における絶縁損傷を検出する少なくと も１つのセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のうちの いずれか１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 １０． センサ装置（１１）が、障害電流又は障害電圧検出装置を有すること を特徴とする請求の範囲第１項から第９項のうちのいずれか１つの項に記載の少 なくとも１つの電動機を有する自動車。 １１． 接続導線を中断する継電器（７，８，９）が、自動車が停止している 場合、電子制御装置（１１）により、盗難防止すなわち無断運転防止のために制 御されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項のうちのいずれか １つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも一時的に少なくとも１つの駆動輪を駆動する少なくとも１つ の電動機（２）と、高電圧かつ大電力の電流を供給する少なくとも１つの電気エ ネルギ源（１，６）を具備し、それぞれの前記電動機（２）への給電が、自動車 の運転者によりペダルを介して入力された走行信号に応じて制御される上位の電 子制御装置（１０）により制御される電子出力装置（３，４）を介して行われる 自動車において、 １つ又は複数の前記電気エネルギ源（１，６）の空間的直近に、それぞ れ１つの継電器装置（７，９）が設けられ、前記継電器装置（７，９）により前 記エネルギ源（１，６）の電気的接続線が中断可能であり、 自動車の中に、事故の発生直前又は発生直後の自動車を損傷する作用（ 事故状態）に関するデータを検出するのに適したセンサ装置（１１）が設けられ 、 前記センサ装置（１１）が、データ処理されて自動車の電子制御装置（ １０）に接続され、 前記電子制御装置（１０）が故障状態を検出する評価論理回路を有し、 故障発生が検出されると、直ちにすべての継電器装置（７，９）を作動させるよ うに構成されていることを特徴とする少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ２． エンジンブレーキ作動で発電機として動作可能であるそれぞれの電動機 （２）が、故障発生が検出されると、電子制御装置（１０）に従って、前記電動 機（２）の空間的直近に配置されている継電器装置（８）により、前記電動機（ ２）の電気的接続線から分離可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ３． エンジンブレーキ作動で発電機として動作可能であり電気巻線を有する 電動機（２）が、故障発生が検出されると、電子制御装置（１０）に従って、前 記電動機（２）の空間的直近に配置されている継電器装置により、制動抵抗を介 して短絡可能であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の少な くとも１つの電動機を有する自動車。 ４． 自動車に内燃機関・発電機ユニットがエネルギ源として設けられ、前記 内燃機関・発電機ユニットは、コンデンサを有する直流電圧中間回路を介して電 流を供給し、前記直流電圧中間回路から、電子的に転流された永久磁石励磁形電 動機（２）のための電流が取出され、 故障発生が検出されると、前記コンデンサが、電子制御装置（１０）に 従って、前記コンデンサの空間的直近に配置されている継電器装置及び電気抵抗 を介して、短時間で放電可能であることを特徴とする請求の範囲第１項から第３ 項のうちのいずれか１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ５． センサ装置（１１）が、自動車横方向加速度を検出する少なくとも１つ のセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のうちのいずれ か１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車に。 ６． センサ装置（１１）が、自動車縦方向加速度を検出する少なくとも１つ のセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のうちのいずれ か１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ７． センサ装置（１１）が、自動車の底面と地面の間隔を検出する少なくと も１つのセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のうちの いずれか１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ８． センサ装置（１１）が、少なくとも部分的に、エアバッグシステムの構 成部分であることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項のうちのいずれか１ つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 ９． センサ装置（１１）が、電気導線における絶縁損傷を検出する少なくと も１つのセンサを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のうちの いずれか１つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。 １０． センサ装置（１１）が、障害電流又は障害電圧検出装置を有すること を特徴とする請求の範囲第１項から第９項のうちのいずれか１つの項に記載の少 なくとも１つの電動機を有する自動車。 １１． 接続導線を中断する継電器（７，８，９）が、自動車が停止している 場合、電子制御装置（１１）により、盗難防止すなわち無断運転防止のために制 御されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項のうちのいずれか １つの項に記載の少なくとも１つの電動機を有する自動車。