JP2008178270A

JP2008178270A - 電源制御システム

Info

Publication number: JP2008178270A
Application number: JP2007011593A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Azuma; 賢一東
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-01-22
Also published as: JP4872678B2

Abstract

【課題】電源制御システムにおいて、車両走行に関係する部品に安定した電力を供給するとともに、車両全体の状況（故障発生等）により最適な電流制限処理（走行系システム優先供給）を可能とする。
【解決手段】走行制御用電気負荷に対して発電機及び第一の電源を接続して設ける一方、一般電気負荷に対して第二の電源を接続して設け、発電機及び第一の電源と第二の電源との間に電源制御手段を設け、この電源制御手段は走行制御用電気負荷と一般電気負荷との一つ以上の電気負荷に対する電力制限を行う電力制限機能を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電源制御システムに係り、特にステアバイワイヤ方式のステアリング装置を備えた車両（ドライブシミュレータ等を含む）の電源制御システムに関する。

車両のステアリング装置には、人為的に操作されるステアリングホイールに対して電気的に操舵輪を駆動する、いわゆるステアバイワイヤ方式（ステアバイワイヤシステム）を採用したものがある。
このステアバイワイヤ方式を採用したステアリング装置が備えられた車両では、複数の電源（バッテリ）を設け、１系統の電源装置に異常が発生しても、切替装置によってもう一方の電源装置に接続することで、フェールセーフを行っている。

従来、車両用電源システムには、優先して一般負荷に電力供給する主電源と発電機が接続された副電源とを備え、この主電源と副電源とを、ＤＣ／ＤＣコンバータを有する第１の給電回路とスイッチを有する第２の給電回路とで接続し、車両減速時等の回生エネルギを回収するものがある。
車両用操舵装置には、ステアバイワイヤ方式を採用したものにおいて、第１及び第２の電圧監視手段による電圧監視結果に基づいて、操舵装置用電源又はバックアップ用電源での異常発生の有無を判定する場合に、モータ駆動回路に対するモータ駆動用電力の切り換えを容易にし、操舵不能状態を回避するものがある。
車両用操舵装置には、ステアバイワイヤ方式を採用したものにおいて、モータ駆動回路に常時接続された操舵装置用電源が所定値以下に電圧降下したとき、操舵装置用電源を切換手段によりモータ駆動回路と切断し、モータ駆動回路の電源を操舵装置用電源から車両用電源に切り換え、電圧低下を回避するものがある。
車両用操舵装置には、ステアバイワイヤ方式を採用したものにおいて、操舵装置用電源と車両用電源とを、転舵軸駆動モータを回転駆動するモータ駆動回路に対して択一的にモータ駆動用電力を供給できるように並設し、専用電源に電圧降下等の異常が発生した場合でも、十分なバックアップ機能を持たせたものがある。
車両用操舵装置には、ステアバイワイヤ方式を採用したものにおいて、２以上の駆動電源のいずれをも２以上の操舵制御系に接続可能とすることにより、駆動電源系の障害時における駆動力不足を解消するものがある。
車両用操舵装置には、ステアバイワイヤ方式を採用したものにおいて、各構成要素が別個に冗長に配置されてなる２つのシステムから構成され、一方のシステムに他方のシステムの機能を補償させて、故障に対する強度を向上するものがある。
特開２００４−３２８９８８号公報特開２００４−３３８６５７号公報特開２００４−２９１８５２号公報特開２００４−２９１８４６号公報特開２００４−２７６８３３号公報特開２０００−５３０１２号公報

ところで、従来、上記の特許文献１においては、２個の電源間の接続を制御する制御手段（ＥＣＵ）が故障したり、切替部品（ＤＣ／ＤＣコンバータ、リレー等）が故障してオープン（開）となった場合に、主電源と発電機とで全負荷に電力を供給することになり、ステアバイワイヤシステム等の大電流を必要とする負荷に安定した電力を供給するには、主電源や発電機の容量を大きくする必要があり、大型化や，コスト及び重量が増加するという不都合があった。
また、上記の特許文献２〜５においては、１台の操舵用制御装置に２系統の電源入力回路（リレー等による切り替え、電圧監視回路等）が必要となり、部品点数の増加につながるという不都合があった。
更に、上記の特許文献６においては、電源が独立しているため、１個の電源が故障して片側のシステムが停止し、制御手段（ＥＣＵ）やモータが正常でもシステムが停止してしまい、よって、使用可能部分の切り捨てが大きくなり、また、１個の電源と片側のシステムによる操舵とでは、操舵性能が低下してしまい、高速操舵や据え切り等で、操舵遅れや操舵力不足となってしまうという不都合があった。

そこで、この発明の目的は、車両に搭載する（電気負荷としての）補機を、優先順位によってグループ分けし、それぞれのグループに電源を設け、優先度の高いグループに発電機を設け、各グループ間では、電源として相互補完するよう制御したり、優先順位に基づいていずれかのグループの動作を制限し、車両走行に関係する部品に安定した電力を供給することができる電源制御システムを提供することにある。

この発明は、走行制御に用いられて電力を消費する走行制御用電気負荷と一般に用いられて電力を消費する一般電気負荷とが含まれた電気負荷と、発電機と、複数の電源と、前記電気負荷に対して給電状態を制御する電源制御手段とを備える電源制御システムにおいて、前記走行制御用電気負荷に対して前記発電機及び第一の電源を接続して設ける一方、前記一般電気負荷に対して第二の電源を接続して設け、前記発電機及び前記第一の電源と前記第二の電源との間に前記電源制御手段を設け、前記電源制御手段は前記走行制御用電気負荷と前記一般電気負荷との一つ以上の電気負荷に対する電力制限を行う電力制限機能を有することを特徴とする。

この発明の電源制御システムは、車両走行に関係する部品に安定した電力を供給することができ、また、車両全体の状況（故障発生等）により最適な電流制限処理（走行系システムの優先供給）を可能とする。

この発明は、車両走行に関係する部品に安定した電力を供給する目的を、電源制御手段に走行制御用電気負荷と一般電気負荷との一つ以上の電気負荷に対する電力制限を行う電力制限機能を有さしめて実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図８は、この発明の第１実施例を示すものである。図２において、１は車両、２はステアリング装置である。このステアリング装置２は、いわゆるステアバイワイヤ方式（ステアバイワイヤシステム）を採用したものであり、機械的に連結の無い操作機構３と操舵機構４とを備え、操舵機構４を電気的に駆動してギヤレシオを自由に可変可能とする。

図２に示すように、操作機構３には、ステアリング軸５の上端部位に取り付けたステアリングホイール６と、ステアリング軸５の軸部位に取り付けたステアリングコラム７と、ステアリング軸５の下端部位に取り付けた反力発生機構８及び回転ストッパ機構９とが備えられている。反力発生機構８は、ステアリングホイール６に反力を与える。回転ストッパ機構９は、ステアリングホイール６の回転数を制限する。
また、ステアリング軸５の軸部位には、ステアリングコラム７の上端でステアリングホイール６の回転角を検出する第１回転角センサ１０と、ステアリングコラム７の下端と反力発生機構８間ではステアリングホイール６の回転トルクを検出するトルクセンサ１１及びステアリングホイール６の回転角を検出する第２回転角センサ１２とが取り付けられている。
ステアリングコラム７には、内蔵されたギヤに連結したステアリングモータ１３が取り付けられる。このステアリングモータ１３は、ステアリングホイール６の回転に対する反力又は回転をアシストするアシスト力（パワーステアリング力）を出力する。

操舵機構４には、操舵輪としての左前輪１４Ｌ、右前輪１４Ｒと、この左前輪１４Ｌ、右前輪１４Ｒを駆動する左タイロッド１５Ｌ、右タイロッド１５Ｒと、この左タイロッド１５Ｌ、右タイロッド１５Ｒに連結するラック軸を内蔵したステアリングボックス１６と、このステアリングボックス１６のラック軸に連結したピニオン軸１７と、このピニオン軸１７に取り付けられてギヤを内蔵した操舵モータギヤボックス１８とが備えられている。
また、ピニオン軸１７には、操舵モータギヤボックス１８の上側でピニオン軸１７の回転角を検出する第３回転角センサ１９、第４回転角センサ２０が取り付けられている。
操舵モータギヤボックス１８には、内蔵したギヤに連結するように２つの第１操舵モータ２１、第２操舵モータ２２が取り付けられている。この第１操舵モータ２１及び第２操舵モータ２２は、左前輪１４Ｌ、右前輪１４Ｒの操舵制御を行う。

ステアリング装置２は、制御装置としてのステアリング制御装置２３によって駆動される。このステアリング制御装置２３には、操作用制御装置２４と第１操舵用制御装置２５と第２操舵用制御装置２６とが備えられ、また、反力発生機構８と第１回転角センサ１０とトルクセンサ１１と第２回転角センサ１２とステアリングモータ１３と第３回転角センサ１９と第４回転角センサ２０と第１操舵モータ２１と第２操舵モータ２２とが連絡している。操作用制御装置２４は、ステアリングモータ１３と車両情報検出手段２７とに直接連絡し、ステアリングモータ１３の反力やアシスト力を指令する。車両情報検出手段２７は、車速、エンジン回転数、イグニションスイッチ状態、シフト位置等の各種車両情報を検出して操作用制御装置２４に出力する。第１操舵用制御装置２５は、第１操舵モータ２１に直接連絡し、この第１操舵モータ２１を駆動する。第２操舵用制御装置２６は、第２操舵モータ２２に直接連絡し、この第２操舵モータ２２を駆動する。

また、車両１には、図３に示すように、電源制御システム２８が搭載される。この電源制御システム２８は、走行制御（駆動、操舵、制動）に用いられて電力を消費する走行制御用電気負荷２９と、一般（保安機能部、快適、補助）に用いられて電力を消費する一般電気負荷３０とが含まれた電気負荷３１と、発電機（オルタネータ）３２と、複数の電源（バッテリ）としての第一の電源３３及び第２の電源３４、前記電気負荷３１に対して給電状態を制御する電源制御手段３５とを備えている。
走行制御用電気負荷２９は、エンジン、ブレーキ、ステアリング等のシステムであり、例えば、上記のステアリングモータ１３、第１操舵モータ２１、第２操舵モータ２２等である。一般電気負荷３０は、エンジン、ブレーキ、ステアリング等のシステムを除いたもので、例えば、灯火、エアコン、ナビゲーション装置等である。発電機３２は、電力を発生する。第一の電源３３、第２の電源３４は、鉛（Ｐｂ）等のバッテリであり、この第１実施例において、同一電圧である。

電源制御システム２８において、走行制御用電気負荷２９に対しては、発電機３２及び第一の電源３３が接続している。一般電気負荷３０に対しては、第二の電源３４が接続している。また、発電機３２及び第一の電源３３と第二の電源３４との間には、電源制御手段３５が設けられる。
この電源制御手段３５は、電流制限システム３６として複数の電力制限機能を個別に設けた第１〜３電流制限手段３７〜３９と、これら第１〜３電流制限手段３７〜３９と第一の通信回線４０を介して相互通信する主電源制御手段（ＥＣＭ）４１とを有している。
この主電源制御手段４１は、走行制御用電気負荷２９に設けられた制御装置としてのステアリング制御装置２３と第二の通信回線４２を介して相互通信し、この第二の通信回線４２を介して得られた車両１の各情報を基に複数の電力制限機能の動作を選択し、第一の通信回線４０を介して前記第１〜３電流制限手段３７〜３９を制御する。

第１電流制限手段３７は、図４に示すように、入力電流端子４３から入力電流（Ｃ−ｉｎ）を受け入れるフューズ４４と、このフューズ４４に連絡するとともに信号入出力端子４５に連絡した電流制限回路４６と、この電流制限回路４６に連絡するとともに出力電流端子４７に連絡して出力電流（Ｃ−ｉｎ）を出力するダイオード４８とを備えている。
フューズ４４は、入力電流（Ｃ−ｉｎ）が過電流（瞬時）の場合に回路を遮断し、過電流による回路破損を防止する。
信号入出力端子４５は、主電源制御手段４１から電流制限指令を入力し、電流制限回路４６の入出力電圧値を出力する。
電流制限回路４６は、入力電流（Ｃ−ｉｎ）に対して電流制限指令により電流値を制限（減少）させる回路（回路切り替えで低抵抗による電流制限等（電源電圧装置・電子負荷装置等の計測器の内部回路相当等）による。また、電流制限回路４６は、故障時に、切替回路が自動的に制限無しの回路に切り替わるように構成されている。
ダイオード４８は、出力側からの電流入力を防止する。
なお、第２、第３電流制限手段３８、３９については、第１電流制限手段３７と同様に構成されているので、ここでは、詳細な説明を省略する。

第一の通信回線４０は、主電源制御手段４１から第１〜３電流制限手段３７〜３９への電源制限値指令を送信するとともに、フューズ４４後及び電流制限後の電圧データを主電源制御手段４１に送信する。
第二の通信回線４２は、ＣＡＮ等の車両ＬＡＮである。

図３に示すように、第２電流制限手段３８には、エンジン制御装置４９が連絡している。第３電流制限手段３９には、ブレーキ制御装置５０が連絡している。第二の通信回線４２には、故障発生時に点灯する警告灯５１が連絡している。エンジン制御装置４９とブレーキ制御装置５０と警告灯５１とは、第二の通信回線４２に接続している。

電源制御手段３５は、電流制限システム３６に電流制限指令を出力し、目的の回路電流の制限を行うものであり、走行制御用電気負荷２９と一般電気負荷３０との一つ以上の電気負荷に対する電力制限を行う電力制限機能を有する。
この電力制限機能については、以下に具体的に説明する。
第１に、電力制限機能は、発電機３２及び第一の電源３３から第二の電源３４に流れる電流を第１電流制限手段３７により制限する第一の電流制限を有する。
第２に、前記電力制限機能は、第二の電源３４から発電機３２及び第一の電源３３に流れる電流を第２電流制限手段３８により制限する第二の電流制限を有する。
第３に、前記電力制限機能は、第二の電源３４から一般電気負荷３０に流れる電流を第３電流制限手段３９により制限する第三の電流制限を有する。
第４に、前記電力制限機能は、最初に、発電機３２及び第一の電源３３から第二の電源３４に流れる電流を第１電流制限手段３７により制限する第一の電流制限を行い、次に、第二の電源３４から一般電気負荷３０に流れる電流を第３電流制限手段３９により制限する第三の電流制限を行い、最後に、第二の電源３４から発電機３２及び第一の電源３３に流れる電流を第２電流制限手段３８により制限する第二の電流制限を行う。

また、電源制御手段３５は、内部故障又は配線異常がある場合に電流制限を解除する。更に、電源制御手段３５は、図７に示すように、入出力比を線形的な関係とし、電流制限を電力制限機能への入力電流（Ｃ−ｉｎ）が予め設定した所定値（Ａ点）以上の場合に実施し、電力制限機能からの出力電流を定率減少若しくは超過部分カットにより成す。

ステアリング制御装置２３において、第１操舵用制御装置２５と第２操舵用制御装置２６とは、図５に示すように構成される。
第１操舵用制御装置２５は、第一の電源３３に連絡した第１リレー５２と、この第１リレー５２に連絡した２つの第１制御回路５３Ａ、５３Ｂと、これら第１制御回路５３Ａ、５３Ｂに連絡するとともにイグニションスイッチ５４に連絡した第１電圧回路５５と、第１制御回路５３Ａに連絡した第１制御用ドライバ回路５６と、第１制御回路５３Ａ、５３Ｂに連絡するとともに第１操舵モータ２１に連絡した第１モータ用ドライバ回路５７と、第１制御回路５３Ａに連絡した第１電圧計５８とを備えている。
第２操舵用制御装置２６は、第一の電源３３に連絡した第２リレー５９と、この第２リレー５９に連絡した２つの第２制御回路６０Ａ、６０Ｂと、この第２制御回路６０Ａ、６０Ｂに連絡するとともにイグニションスイッチ５４に連動する連動スイッチ６１に連絡した第２電圧回路６２と、第２制御回路６０Ａに連絡した第２制御用ドライバ回路６３と、第２制御回路６０Ａ、６０Ｂに連絡するとともに第２操舵モータ２２に連絡した第２モータ用ドライバ回路６４と、第２制御回路６０Ａに連絡した第２電圧計６５とを備えている。
また、第１制御用ドライバ回路５６は、第１ステアリングシステム系通信線６６に接続している。第２制御用ドライバ回路６３は、第２ステアリングシステム系通信線６７に接続している。
この図５に示すステアリング制御装置２３においては、冗長性を持たせるために、２つの第１、第２操舵用制御装置２５、２６と２つの第１、第２操舵モータ２１、２２を用いているとともに、信頼性を向上させるために、第１操舵用制御装置２５又は第２操舵用制御装置２６で２つの制御回路によってリレーとモータ用ドライバ回路とを駆動させている。

電源制御手段３５の電流制限実施条件の例は、図６に示されている。
図６に示すように、電流制限実施有無において、「Ｌｉｍ」の欄は、電流制限実施の場合であり、「空白」の欄は、電流制限が無い場合であり、「Ｘ」の欄は、故障の場合である。第１〜３電流制限手段３７〜３９の「故障」とは、電流制限実施不能の場合である。発電状態におい、「Ｈｉｇｈ」の欄は、発電機３２の発電量が最大の場合であり、「空白」の欄は、通常の場合であり、「Ｘ」の欄は、故障の場合である。
正常時に、電源制御システム２８の部品（発電機３２、第一の電源３３、第二の電源３４、第１〜３電流制御手段３７〜３９、第一の通信回線４０、主電源制御手段４１）の故障を検出した場合には、主電源制御手段４１が電源制限処理を行う。また、部品（第１操舵用制御装置２５、第２操舵用制御装置２６、第一の電源３３、第二の電源３４）の故障時は、エンジン制御装置４９に発電機３２の発電容量増加を要求する。

図７には、電流制限・減少特性の例を示す。
この図７において、入力電流（Ｃ−ｉｎ）のＡ点未満では、電流制限・減少処理無しとし（Ｓ１）、入力電流（Ｃ−ｉｎ）のＡ点以上では、電流制限・減少処理有りとする（Ｓ２、Ｓ３）。そして、電流制限無し特性Ｓ１は、入力電流（Ｃ−ｉｎ）に対して出力電流（Ｃ−ｏｕｔ）が、電流制限手段（３７〜３９）の純粋な回路損失分を引いた電流値となる。電流減少特性Ｓ２は、Ａ点−Ａ１点以上の入力電流（Ｃ−ｉｎ）に対して一定比率により電流を減少させる。電流制限特性Ｓ３は、Ａ点−Ａ１点以上の入力電流（Ｃ−ｉｎ）に対して出力電流（Ｃ−ｏｕｔ）が最大値Ａ１になるように電流制限をかける。
入力電流（Ｃ−ｉｎ）に対して、電流制限・減少の有無の選択点であるＡ点は、出力電流（Ｃ−ｏｕｔ）に接続される負荷の車両走行に関して最低限必要になる電流値以上とする。例えば、
Ａ点の電流値＝（設計最大電流値）＊（０．３〜０．６）
とする。
電流減少特性Ｓ２の電流減少及び電流制限特性Ｓ３の電流制限は、接続する回路及び出力側の負荷により選定する。
Ａ点（又はＡ１点）の値は、通常、前もって予め設定しておくが、状況（複数故障等）によっては、任意に可変することも可能である。

図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）には、電流制限・減少波形の例を示す。
図８（Ａ）においては、入力電流波形１に対してＡ点以上は、出力電流波形１（実線）の減少した波形となる。この出力電流波形１の破線は、電流制限・減少処理が無い場合の波形である（入力電流に近い波形（電流制御手段の回路の損失分による減少のみ））。
図８（Ｂ）においては、入力電流波形２に対してＡ点以上は、出力電流波形２（実線）の制限した波形となる。
図８（Ｃ）においては、入力電流波形３に対してＡ点以上は、電流制限処理を実施する前にフューズ４４で溶断する。

次に、電源制御システム２８の電源制御を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、電源制御システム２８が正常でプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、電源制御システム２８の部品の故障（フュール）を検出したか否かを判断し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、警告灯５１の点灯を要求し（ステップＡ０３）、第１電流制限手段（「電流制限手段１」と記す）３７の電流制限が必要か否かを判断する（ステップＡ０４）。
このステップＡ０４がＮＯの場合には、第１電流制限手段３７に電流制限解除指令を出力し（ステップＡ０５）、この第１電流制限手段３７の電流解除完了か否かを判断し（ステップＡ０６）、このステップＡ０６がＮＯの場合には、電流解除処理のタイムアウト（故障）か否かを判断し（ステップＡ０７）、このステップＡ０７がＮＯの場合には、前記ステップＡ０６に戻す。
前記ステップＡ０４がＹＥＳの場合には、第１電流制限手段３７に電流制限指令を出力し（ステップＡ０８）、この第１電流制限手段３７の電流制限完了か否かを判断し（ステップＡ０９）、このステップＡ０９がＮＯの場合には、電流制限処理のタイムアウト（故障）か否かを判断し（ステップＡ１０）、このステップＡ１０がＮＯの場合には、前記ステップＡ０９に戻す。
前記ステップＡ０６がＹＥＳの場合、前記ステップＡ０７がＹＥＳの場合、前記ステップＡ０９がＹＥＳの場合及び前記ステップＡ１０がＹＥＳの場合には、第３電流制限手段（「電流制限手段３」と記す）３９の電流制限が必要か否かを判断する（ステップＡ１１）。
このステップＡ１１がＮＯの場合には、第３電流制限手段３９に電流制限解除指令を出力し（ステップＡ１２）、この第３電流制限手段３９の電流解除完了か否かを判断し（ステップＡ１３）、このステップＡ１３がＮＯの場合には、電流解除処理のタイムアウト（故障）か否かを判断し（ステップＡ１４）、このステップＡ１４がＮＯの場合には、前記ステップＡ１３に戻す。
前記ステップＡ１１がＹＥＳの場合には、第３電流制限手段３９に電流制限指令を出力し（ステップＡ１５）、この第３電流制限手段３９の電流制限完了か否かを判断し（ステップＡ１６）、このステップＡ１６がＮＯの場合には、電流制限処理のタイムアウト（故障）か否かを判断し（ステップＡ１７）、このステップＡ１７がＮＯの場合には、前記ステップＡ１６に戻す。
前記ステップＡ１３がＹＥＳの場合、前記ステップＡ１４がＹＥＳの場合、前記ステップＡ１６がＹＥＳの場合及び前記ステップＡ１７がＹＥＳの場合には、第２電流制限手段（「電流制限手段２」と記す）３８の電流制限が必要か否かを判断する（ステップＡ１８）。
このステップＡ１８がＮＯの場合には、第２電流制限手段３８に電流制限解除指令を出力し（ステップＡ１９）、この第２電流制限手段３８の電流解除完了か否かを判断し（ステップＡ２０）、このステップＡ２０がＮＯの場合には、電流解除処理のタイムアウト（故障）か否かを判断し（ステップＡ２１）、このステップＡ２１がＮＯの場合には、前記ステップＡ２０に戻す。
前記ステップＡ１８がＹＥＳの場合には、第２電流制限手段３８に電流制限指令を出力し（ステップＡ２２）、この第２電流制限手段３８の電流制限完了か否かを判断し（ステップＡ２３）、このステップＡ２３がＮＯの場合には、電流制限処理のタイムアウト（故障）か否かを判断し（ステップＡ２４）、このステップＡ２４がＮＯの場合には、前記ステップＡ２３に戻す。
前記ステップＡ２０がＹＥＳの場合、前記ステップＡ２１がＹＥＳの場合、前記ステップＡ２３がＹＥＳの場合及び前記ステップＡ２４がＹＥＳの場合には、発電機３２の容量増加の要求が必要か否かを判断し（ステップＡ２５）、このステップＡ２５がＹＥＳの場合には、エンジン制御装置４９に発電機３２の容量増加の要求を出力する（ステップＡ２６）。
このステップＡ２６の処理後又は前記ステップＡ２５がＮＯの場合には、プログラムをエンドとする（ステップＡ２７）。

即ち、車両走行に直接関係する走行システム（ステアリング制御装置２３、エンジン制御装置４９、ブレーキ制御装置５０）は、発電機３２及び電源（バッテリ）１個から電力を供給する。車両負荷に対しては、もう１個の電源及び発電機３２で電力を供給する。ここで、図３に示す電源系の部品が故障した場合、走行システムヘの電力供給を優先しながら車両負荷にも最低限の電力供給を可能とする（図６参照）。つまり、車両負荷に流れる電流量及び車両負荷用の第二の電源３４の充電電流を制限し、優先的に走行システムに電力を供給することで、車両走行の円滑化を維持する。これにより、発電機３２と電源の１個でもステアリング制御装置２３に安定した電力を供給することができ、発電機３２、電源の容量を特に増加する必要が無い。
また、図３に示す電源制御システム２８により、第１操舵用制御装置２５、第２操舵用制御装置２６は、複数の電源入力回路が不要となり、制御装置１台に複数の部品（リレー等）を用いる必要が無くなる。
また、電源制御システム２８に用いる第１〜３電流制限手段３７〜３９の内部回路（図４参照）において、第１〜３電流制限手段３７〜３９に入る入力電流（Ｃ−ｉｎ）と電流制限後の出力電流（Ｃ−ｏｕｔ）の特性は、図７に示されている。電流制限は、ある一定値以上の入力電流（Ｃ−ｉｎ）に対して行われる。この場合、出力側の負荷に車両走行において必要最低限必要と考えられる電流は、供給できるようにする。
従って、電源制御システム２８に異常が生じた場合に、車両走行を継続するのに必要な走行性能を確保すること、それを実現するための電源制御システム２８は、構成する各制御装置をグループ別に分けてのグループ毎の稼働率を高く維持し、また、システム全体を標準化且つ軽量コンパクトに構築することができる。
つまり、車両１に搭載する（電気負荷としての）補機を、優先脚立によってグループ分けし、それぞれに電源３３、３４を設け、優先度の高いグループに発電機３２を設け、各グループ間では、電源として相互補完するよう制御したり、優先順位に基づいていずれかのグループの動作を制限したりする。

以上この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に係る発明において、走行制御用電気負荷２９に対して発電機３２及び第一の電源３３を接続して設ける一方、一般電気負荷３０に対して第二の電源３４を接続して設け、発電機３２及び第一の電源３３と第二の電源３４との間に電源制御手段３５を設け、この電源制御手段３５は走行制御用電気負荷２９と一般電気負荷３０との一つ以上の電気負荷に対する電力制限を行う電力制限機能を有する。
これにより、車両走行に関係する部品に安定した電力を供給することができ、また、車両全体の状況（故障発生等）により最適な電流制限処理（走行系システム優先供給）が可能となる。
請求項２に係る発明において、電力制限機能は、発電機３２及び第一の電源３３から第二の電源３４に流れる電流を制限する第一の電流制限を有する。
これにより、発電機３２及び第一の電源３３から流れる電流量を状況によって制限することができる。
請求項３に係る発明において、電力制限機能は、第二の電源３４から発電機３２及び第一の電源３３に流れる電流を制限する第二の電流制限を有する。
これにより、第二の電源３４から第一の電源３３に流れる電流量を状況によって制限することができる。
請求項４に係る発明において、電力制限機能は、第二の電源３４から一般電気負荷３０に流れる電流を制限する第三の電流制限を有する。
これにより、車両負荷に流れる電流量を状況によって制限することができる。
請求項５に係る発明において、電源制御手段３５は、内部故障又は配線異常がある場合に電流制限を解除する。
これにより、電流制限手段３５が制限不能となっても、異常な制限がかかることを回避させることができる。
請求項６に係る発明において、電力制限機能は、最初に、発電機３２及び第一の電源３３から第二の電源３４に流れる電流を第１電流制限手段３７により制限する第一の電流制限を行い、次に、第二の電源３４から一般電気負荷３０に流れる電流を第３電流制限手段３９により制限する第三の電流制限を行い、最後に、第二の電源３４から発電機３２及び第一の電源３３に流れる電流を第２電流制限手段３８により制限する第二の電流制限を行う。
これにより、先ず、発電機３２及び第一の電源３３から流れ出る第１電流制限手段３７から制限をかけることにより、走行システムの電力を最初に確保することができる。
請求項７に係る発明において、電源制御手段３５は、入出力比を線形的な関係とし、電流制限を電力制限機能への入力電流が予め設定した所定値以上の場合に実施し、電力制限機能からの出力電流を定率減少若しくは超過部分カットにより成す。
これにより、出力側の負荷により最適な電流制限方法を選択することができる（例えば、負荷の電流変動が大→電流減少方法等）。また、電流制限を実施しても、出力側が完全に停止しないことより、負荷の急激な停止による車両システムヘの影響を最小限にすることができる。更に、選択ポイント（Ａ点等）が任意変更可能より、電源制御システム２８の故障状況（複数故障等）により、電流の最適供給制御が可能となる。
請求項８に係る発明において、電源制御手段３５は、複数の電力制限機能を個別に設けた第１〜３電流制限手段（３７〜３９）と、これら第１〜３電流制限手段（３７〜３９）と第一の通信回線４０を介して相互通信する主電源制御手段４１とを有し、この主電源制御手段４１は、走行制御用電気負荷２９に設けられる制御装置であるステアリング制御装置２３と第二の通信回線４２を介して相互通信し、この第二の通信回線４２を介して得られた車両の各情報を基に複数の電力制限機能の動作を選択し、第一の通信回線４０を介して第１〜３電流制限手段（３７〜３９）を制御する。
これにより、車両全体の状況（故障発生等）により、最適な電流制限処理（走行系システム優先供給）が可能となる。

図９は、この発明の第２実施例を示すものである。
以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、第一の電源３３と第二の電源３４とは、同電圧である。そして、第２操舵用制御装置２６は、第二の電源３４に連絡している。
この第２実施例によれば、第２操舵用制御装置２６に第二の電源３４からの電力を供給させ、また、上記の第１実施例と同様な効果を奏する。

図１０、図１１は、この発明の第３実施例を示すものである。
この第３実施例の特徴とするところは、特許請求の範囲の請求項９に係る発明であり、以下の点にある。即ち、電源制御システム２８において、第一の電源３３と第二の電源３４とは、互いに異なる定格電圧である。第一の電源３３は、第二の電源３４より高い電圧である。電源制御手段３５と発電機３２及び第一の電源３３との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７１が設けられる。このＤＣ／ＤＣコンバータ７１は、発電機３２及び第一の電源３３の電圧値を第二の電源３４及び車両負荷の電圧値に変圧する。
第一の電源３３は、互いに等しい定格電圧を有する複数の単位電源が組み合わされた組電源とし、例えば、３つの単位電源３３Ｈ、３３Ｍ、３３Ｌを備えている。
電源制御手段３５は、電流制限システム３６内で第一の電源３３と第二の電源３４間に配置された選択式電流制限手段７２を備え、この選択式電流制限手段７２の電圧差検知手段７３による電圧差が規定値の範囲内である場合に、第一の電源３３から第二の電源３４へ電流を流して第二の電源３４を充電可能とする充電機能と、発電機３２及び第一の電源３３から第二の電源３４に流れる電流を制限する電流制限機能とを有する。電圧差検知手段７３は、単位電源３３Ｈ、３３Ｍ、３３Ｌ同士の電圧差を検知する。
選択式電流制限手段７３は、上記の第１実施例における図３の電源制御システム２８の第２電流制限手段３８の代わりに配置されたものであり、例えば、第一の電源３３の複数個（単位電源３３Ｈ、３３Ｍ、３３Ｌ）接続している１個の単位電源３３Ｌの電圧値と別の１個の単位電源３３Ｍの電圧値との電圧差を測定し、規定電圧値以内の場合は、単位電源３３Ｌから第二の電源３４への充電を許可し且つ電流制限を行い、単位電源３３Ｌの容量が低下した等で規定電圧値を外れた場合には、第二の電源３４への充電を停止する。
規定電圧値＝単位電源３３Ｍの電圧値−単位電源３３Ｌの電圧値
但し、第一の電源３３から第二の電源３４への充電する単位電源は、単位電源３３Ｌと限定されるものではない。
また、図１０においては、上記の第１実施例における図３の電源制御システム２８のブレーキ制御装置５０が省略されている。
この第３実施例における電流制限実施条件の例は、図１１に示されている。
図１１に示すように、電流制限実施有無において、「Ｌｉｍ」の欄は、電流制限実施の場合であり、「空白」の欄は、電流制限が無い場合であり、「Ｘ」の欄は、故障の場合である。第１〜３電流制限手段３７〜３９の「故障」とは、電流制限実施不能の場合である。発電状態におい、「Ｈｉｇｈ」の欄は、発電機３２の発電量が最大の場合であり、「空白」の欄は、通常の場合であり、「Ｘ」の欄は、故障の場合である。
正常時に、電源制御システム２８の部品（発電機３２、第一の電源３３、第二の電源３４、第１電流制御手段３７、第３電流制御手段３９、第一の通信回線４０、主電源制御手段４１、ＤＣ／ＤＣコンバータ７１、選択式電流制限手段７２）の故障を検出した場合には、主電源制御手段４１が電源制限処理を行う。また、部品（第１操舵用制御装置２５、第２操舵用制御装置２６、第一の電源３３、第二の電源３４）の故障時は、エンジン制御装置４９に発電機３２の発電容量増加を要求する。
この第３実施例によれば、電圧の異なる第一の電源３３と第二の電源３４との間においても、電圧が同じ電源と同様の安定した電力供給が可能となり、また、上記の第１実施例と同様な効果を奏する。

図１２は、この発明の第４実施例を示すものである。
この第４実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、上記の第１実施例における図３の電源制御システム２８の発電機（オルタネータ）３２の代わりに、車両充電システム８１として、高電圧電源８２とこの高電圧電源８２に接続するＤＣ／ＤＣコンバータ８３とを設けた。高電圧電源８２は、ハイブリッド車両や電気自動車に用いられるものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ８３は、高電圧を低電圧（５０Ｖ以下）に変圧して第二の電源３４に充電するものである。
この第４実施例によれば、電圧の異なる第一の電源３３と第二の電源３４との間においても、電圧が同じ電源と同様の安定した電力供給が可能となる。
なお、この第４実施例の構成は、上記の第１〜３実施例にも適用可能である。

電源制御手段に走行制御用電気負荷と一般電気負荷との一つ以上の電気負荷に対する電力制限を行う電力制限機能を有さしめることを、他の制御にも適用することができる。

第１実施例において電源制御のフローチャートである。第１実施例において車両のステアリング装置の構成図である。第１実施例において電源制御システムの構成図である。第１実施例において電流制御手段の構成図である。第１実施例においてステアリング制御装置の第１、第２操舵用制御装置の構成図である。第１実施例において各部品における電流制限実施条件の例を示す図である。第１実施例において電流制限・減少特性の例を示す図である。第１実施例において電流制限・減少波形の例を示す図である。第２実施例において電源制御システムの構成図である。第３実施例において電源制御システムの構成図である。第３実施例において各部品における電流制限実施条件の例を示す図である。第４実施例において電源制御システムの一部構成図である。

符号の説明

１車両
２ステアリング装置
３操作機構
４操舵機構
６ステアリングホイール
１３ステアリングモータ
２１第１操舵モータ
２２第２操舵モータ
２３ステアリング制御装置
２４操作用制御装置
２５第１操舵用制御装置
２６第２操舵用制御装置
２８電源制御システム
２９走行制御用電気負荷
３０一般電気負荷
３１電気負荷
３２発電機
３３第一の電源
３４第二の電源
３５電源制御手段
３６電流制限システム
３７第１電流制限手段
３８第２電流制限手段
３９第３電流制限手段
４０第一の通信回線
４１主電源制御手段
４２第二の通信回線

Claims

走行制御に用いられて電力を消費する走行制御用電気負荷と一般に用いられて電力を消費する一般電気負荷とが含まれた電気負荷と、発電機と、複数の電源と、前記電気負荷に対して給電状態を制御する電源制御手段とを備える電源制御システムにおいて、前記走行制御用電気負荷に対して前記発電機及び第一の電源を接続して設ける一方、前記一般電気負荷に対して第二の電源を接続して設け、前記発電機及び前記第一の電源と前記第二の電源との間に前記電源制御手段を設け、前記電源制御手段は前記走行制御用電気負荷と前記一般電気負荷との一つ以上の電気負荷に対する電力制限を行う電力制限機能を有することを特徴とする電源制御システム。
前記電力制限機能は、前記発電機及び前記第一の電源から前記第二の電源に流れる電流を制限する第一の電流制限を有することを特徴とする請求項１に記載の電源制御システム。
前記電力制限機能は、前記第二の電源から前記発電機及び前記第一の電源に流れる電流を制限する第二の電流制限を有することを特徴とする請求項２に記載の電源制御システム。
前記電力制限機能は、前記第二の電源から前記一般電気負荷に流れる電流を制限する第三の電流制限を有することを特徴とする請求項３に記載の電源制御システム。
前記電源制御手段は、内部故障又は配線異常がある場合に電流制限を解除することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電源制御システム。
前記電力制限機能は、最初に、前記発電機及び前記第一の電源から前記第二の電源に流れる電流を制限する第一の電流制限を行い、次に、前記第二の電源から前記一般電気負荷に流れる電流を制限する第三の電流制限を行い、最後に、前記第二の電源から前記発電機及び前記第一の電源に流れる電流を制限する第二の電流制限を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電源制御システム。
前記電源制御手段は、入出力比を線形的な関係とし、電流制限を電力制限機能への入力電流が予め設定した所定値以上の場合に実施し、電力制限機能からの出力電流を定率減少若しくは超過部分カットにより成すことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の電源制御システム。
前記電源制御手段は、複数の電力制限機能を個別に設けた電流制限手段と、これら電流制限手段と第一の通信回線を介して相互通信する主電源制御手段とを有し、この主電源制御手段は、前記走行制御用電気負荷に設けられる制御装置と第二の通信回線を介して相互通信し、この第二の通信回線を介して得られた車両の各情報を基に複数の電力制限機能の動作を選択し、前記第一の通信回線を介して前記各電流制限手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の電源制御システム。
前記第一の電源と前記第二の電源とは互いに異なる定格電圧且つ前記第一の電源が前記第二の電源よりも高い電圧とし、前記電源制御手段と前記発電機及び前記第一の電源との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、前記第一の電源は、互いに等しい定格電圧を有する複数の単位電源が組み合わされた組電源とし、この単位電源同士の電圧差を検知する電圧差検知手段を設け、前記電源制御手段は、前記電圧差検知手段による電圧差が規定値の範囲内である場合に前記第一の電源から前記第二の電源へ電流を流して前記第二の電源を充電可能とする充電機能と、前記発電機及び前記第一の電源から前記第二の電源に流れる電流を制限する電流制限機能とを有することを特徴とする請求項１に記載の電源制御システム。