| 【発明の名称】 |
電気自動車又はハイブリッド車の補機駆動装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】古藤 隆志
|
| 【要約】 |
【課題】必要最小限の駆動トルクを有する電動モータを使用することにより、電動モータを小型化でき、また車両重量及び製造コストを低減できる。
【解決手段】ブレーキ装置に供給される圧縮エアがエアコンプレッサ１１により発生され、パワーステアリング装置１２に供給される圧油がパワステポンプ１３により発生される。また単一の電動モータ１４の出力軸１４ａがエアコンプレッサ及びパワステポンプに第１及び第２電磁クラッチ２１，２２を介してそれぞれ接続される。ステアリングホイール１２ｃの操舵角がステアリング角センサ２３により検出され、エアコンプレッサにより発生した圧縮エアの圧力が圧力センサ２４により検出され、更に車速が車速センサ２６により検出される。上記ステアリング角センサ、圧力センサ及び車速センサの各検出出力に基づいてコントローラ２８が第１及び第２電磁クラッチを制御するように構成される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ブレーキ装置に供給される圧縮エアを発生するエアコンプレッサ(11)と、パワーステアリング装置(12)に供給される圧油を発生するパワステポンプ(13)と、出力軸(14a)が前記エアコンプレッサ(11)及び前記パワステポンプ(13)に第１及び第２電磁クラッチ(21,22)を介してそれぞれ接続された単一の電動モータ(14)と、ステアリングホイール(12c)の操舵角を検出するステアリング角センサ(23)と、前記エアコンプレッサ(11)により発生した圧縮エアの圧力を検出する圧力センサ(24)と、車速を検出する車速センサ(26)と、前記ステアリング角センサ(23)、前記圧力センサ(24)及び前記車速センサ(26)の各検出出力に基づいて前記第１及び第２電磁クラッチ(21,22)を制御するコントローラ(28)とを備えた電気自動車又はハイブリッド車の補機駆動装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車やハイブリッド車の補機を駆動する装置に関する。更に詳しくは、ブレーキ用の圧縮エアを発生するエアコンプレッサやパワーステアリング用の油圧を発生するパワステポンプを駆動する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エアコンプレッサ及びパワステポンプを１台の電動モータにより駆動することにより、パワーステアリング用の油圧及びブレーキ用のエア圧がそれぞれ発生される。そして上記電動モータの駆動トルクはエアコンプレッサ及びパワステポンプの必要最大トルクの合計から決定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の補機駆動装置のように、電動モータの駆動トルクをエアコンプレッサ及びパワステポンプの必要最大トルクの合計から決定すると、電動モータが大型化し、広い設置スペースを設けなければならず、また車両重量及び製造コストが増大する不具合があった。本発明の目的は、必要最小限の駆動トルクを有する電動モータを使用することにより、電動モータを小型化でき、また車両重量及び製造コストを低減できる電気自動車又はハイブリッド車の補機駆動装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、図１に示すように、ブレーキ装置に供給される圧縮エアを発生するエアコンプレッサ１１と、パワーステアリング装置１２に供給される圧油を発生するパワステポンプ１３と、出力軸１４ａがエアコンプレッサ１１及びパワステポンプ１３に第１及び第２電磁クラッチ２１，２２を介してそれぞれ接続された単一の電動モータ１４と、ステアリングホイール１２ｃの操舵角を検出するステアリング角センサ２３と、エアコンプレッサ１１により発生した圧縮エアの圧力を検出する圧力センサ２４と、車速を検出する車速センサ２６と、ステアリング角センサ２３、圧力センサ２４及び車速センサ２６の各検出出力に基づいて第１及び第２電磁クラッチ２１，２２を制御するコントローラ２８とを備えた電気自動車又はハイブリッド車の補機駆動装置である。
【０００５】この請求項１に記載された電気自動車又はハイブリッド車の補機駆動装置では、先ずブレーキ装置に供給される圧縮エアの圧力がブレーキ装置を作動させるのに必要な最小限の圧力未満の状態でエンジンを始動すると、コントローラ２８は第１電磁クラッチ２１を接続してエアコンプレッサ１１を作動させ、第２電磁クラッチ２２を切断してパワステポンプ１３を不作動の状態に保つ。上記圧縮エアの圧力が上記ブレーキ装置を作動させるのに必要な最小限の圧力以上になったことを圧力センサ２４が検出すると、コントローラ２８は第１電磁クラッチ２１を接続しまま、第２電磁クラッチ２２を接続してパワステポンプ１３を作動させる。次に車速センサ２６が車速を０ｋｍ／時を検出している状態、即ち車両の停止状態でステアリング角センサ２３がステアリングホイール１２ｃの操舵開始、即ちすえ切り開始を検出すると、コントローラ２８は第２電磁クラッチ２２を接続したまま第１電磁クラッチ２２を切断してエアコンプレッサ１１を不作動にする。一方、第１及び第２電磁クラッチ２１，２２が接続された状態で、車両が走行して車速センサ２６が車速を０ｋｍ／時以外、即ち車両が走行していることを検出し、かつステアリング角センサ２３がステアリングホイール１２ｃの操舵を検出すると、コントローラ２８は第１及び第２電磁クラッチ２１，２２を接続した状態に保つ。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この実施の形態では電気自動車は路線バスであり、このバスの補機駆動装置はブレーキ装置に供給される圧縮エアを発生するエアコンプレッサ１１と、パワーステアリング装置１２に供給される圧油を発生するパワステポンプ１３と、出力軸１４ａがエアコンプレッサ１１及びパワステポンプ１３に第１及び第２電磁クラッチ２１，２２を介してそれぞれ接続された単一の電動モータ１４とを備える。エアコンプレッサ１１はクランクケース１１ａに回転可能に収容されたクランク軸（図示せず）と、このクランク軸にコンロッド（図示せず）を介して接続されシリンダケース１１ｂ内のシリンダ室（図示せず）に摺動可能に収容されたピストン（図示せず）とを有する。またシリンダケース１１ｂの上部には吸入口１１ｃ及び吐出口１１ｄが設けられる。吸入口１１ｃは吸入側逆止弁（図示せず）を介してシリンダ室に接続され、吐出口１１ｄは吐出側チェック弁（図示せず）を介してシリンダ室に接続される。また吐出口１１ｄはエア管路１６を介してエアタンク１７に接続される。ブレーキ装置はこの実施の形態ではエアブレーキ装置であり、図示しないがブレーキペダルの踏込み量に応じて上記エアタンク１７に貯えられた圧縮エアをブレーキバルブ及びリレーバルブを介して各車輪のブレーキチャンバに導くように構成される。
【０００７】一方、パワステポンプ１３はポンプ本体１３ａと、このポンプ本体１３ａの上面に取付けられオイルを貯留可能なオイルタンク１３ｂとを有する。またパワーステアリング装置１２は上記パワステポンプ１３により発生した油圧を制御するコントロールバルブ１２ａと、ステアリングギヤケース１２ｂに収容されステアリングホイール１２ｃの操舵力をステアリングシャフト１２ｄ、ピットマンアーム（図示せず）及びクロスロッド（図示せず）に伝達するステアリングギヤ（図示せず）と、基端が車体に枢着され先端がクロスロッドに枢着されたパワーシリンダ（図示せず）とを有する。コントロールバルブ１２ａはステアリングギヤケース１２ｂに取付けられ、パワーシリンダは上記油圧によりステアリングホイール１２ｃの操舵方向にクロスロッドを移動させる、即ちステアリングホイール１２ｃの操舵を支援するように構成される。
【０００８】ポンプ本体１３ａの吐出ポート１３ｃはコントロールバルブ１２ａの供給ポート１２ｅにフィードチューブ１８を介して接続され、コントロールバルブ１２ａの排出ポート１２ｆはオイルタンク１３ｂの戻りポート１３ｄにリターンチューブ１９を介して接続される。またコントロールバルブ１２ａはステアリングホイール１２ｃを操舵すると、内部のスプール（図示せず）が移動し油圧回路が切換わるようになっている。更に電動モータ１４の出力軸１４ａには駆動プーリ１４ｂが嵌着され、第１及び第２電磁クラッチ２１，２２の出力軸２１ａ，２２ａには第１及び第２従動プーリ２１ｂ，２２ｂがそれぞれ嵌着される。上記駆動プーリ１４ｂと第１及び第２従動プーリ２１ｂ，２２ｂとには第１及び第２ベルト３１，３２がそれぞれ掛け渡される。
【０００９】一方、ステアリングシャフト１２ｄにはステアリングホイール１２ｃの操舵角を検出するステアリング角センサ２３が設けられ、エアタンク１７にはこのタンク１７内の圧縮エアの圧力を検出する圧力センサ２４が設けられ、更に図示しない変速機の出力軸にはバスの車速を検出する車速センサ２６が設けられる。また図１の符号２７はキースイッチである。ステアリング角センサ２３、圧力センサ２４、車速センサ２６及びキースイッチ２７の各検出出力はコントローラ２８の制御入力に接続され、コントローラ２８の制御出力は電動モータ１４、第１及び第２電磁クラッチ２１，２２に接続される。
【００１０】ブレーキ装置を作動させるのに必要な最小限のエア圧を３４０ｋＰａ、最大限のエア圧を６４０ｋＰａとするとき、コントローラ２８は上記各センサ２３，２４，２６，２７の各検出出力に基づいて基本的に下記の４つのパターンで制御するように構成される。またコントローラ２８は通常エアタンク１７のエア圧が４９０ｋＰａ〜６４０ｋＰａの範囲内にあるように第１電磁クラッチ２１を介してエアコンプレッサ１１を制御するように構成される。
【００１１】■車速センサ２６が車速＝０を検出し、圧力センサ２４がエア圧＜３４０ｋＰａを検出したときには、第２電磁クラッチ２２を切断し、第１電磁クラッチ２１を接続する。
■車速センサ２６が車速＝０を検出し、圧力センサ２４がエア圧≧３４０ｋＰａを検出し、かつステアリング角センサ２３がステアリングホイール１２ｃの操舵を検出したときには、第１電磁クラッチ２１を切断し、第２電磁クラッチ２２を接続する。
■車速センサ２６が車速≠０を検出し、圧力センサ２４がエア圧＜６４０ｋＰａを検出したときには、第１及び第２電磁クラッチ２１，２２の両者を接続する。
■車速センサ２６が車速≠０を検出し、圧力センサ２４がエア圧≧６４０ｋＰａを検出したときには、第１電磁クラッチ２１を切断し、第２電磁クラッチ２２を接続する。
【００１２】上記■はエンジンの暖機運転時であり、圧力センサ２４がエア圧＞３４０ｋＰａになるまでバスは発進できず、かつステアリングホイール１２ｃを操舵できないようになっている。またこの実施の形態では、エアコンプレッサ１１を駆動するのに必要なトルクはバスの停止又は走行に拘らず１４．５Ｎｍであり、パワステポンプ１３を駆動するのに必要なトルクはバスが停止した状態でステアリングホイール１２ｃを操舵したとき、即ちすえ切り時に６６．６Ｎｍ、バスが走行した状態でステアリングホイール１２ｃを操舵したときに７．８〜３４．３Ｎｍ（車速によって変化する。）である。なお、ステアリングホイール１２ｃを操舵しないときにパワステポンプ１３を駆動するのに必要なトルクは７．８Ｎｍである。
【００１３】このように構成された電気自動車の補機駆動装置の動作を図１及び図２に基づいて説明する。先ずエアタンク１７内のエア圧が０ｋＰａの状態でキースイッチ２７をオンしてエンジンを始動すると、コントローラ２８は第１電磁クラッチ２１を接続してエアコンプレッサ１１を作動させ、第２電磁クラッチ２２を切断してパワステポンプ１３を不作動の状態に保つ。このとき電動モータ１４はエアコンプレッサ１１を駆動するのに必要なトルク［１４．５Ｎｍ］があればよい。また上記暖機運転時にはバスは発進できず、かつステアリングホイール１２ｃを操舵できない。エアタンク１７内の圧縮エアの圧力が３４０ｋＰａ以上になったことを圧力センサ２４が検出すると、コントローラ２８は第１電磁クラッチ２１を接続しまま、第２電磁クラッチ２２を接続してパワステポンプ１３を作動させる。このときの電動モータ１４はエアコンプレッサ１１及びパワステポンプ１３（ステアリングホイール１２ｃを操舵しないとき）を駆動するのに必要なトルク［１４．５＋７．８＝２２．３Ｎｍ］があればよい。次に車速センサ２６が車速を０ｋｍ／時を検出している状態でステアリング角センサ２３がステアリングホイール１２ｃの操舵開始、即ちすえ切り開始を検出すると、コントローラ２８は第２電磁クラッチ２２を接続したまま第１電磁クラッチ２１を切断してエアコンプレッサ１１を不作動にする。このとき電動モータ１４はパワステポンプ１３を駆動するのに必要なトルク［６６．６Ｎｍ］があればよい。
【００１４】一方、第１及び第２電磁クラッチ２１，２２が接続された状態で、バスが走行して車速センサ２６が車速を０ｋｍ／時以外を検出し、かつステアリング角センサ２３がステアリングホイール１２ｃの操舵を検出すると、コントローラ２８は第１及び第２電磁クラッチ２１，２２を接続した状態に保つ。このとき電動モータ１４はエアコンプレッサ１１及びパワステポンプ１３を駆動するのに必要なトルク［１４．５＋（７．８〜３４．３）＝（２２．３〜４８．８）Ｎｍ］があればよい。この結果、ステアリングホイール１２ｃのすえ切り時にエアコンプレッサ１１を不作動にするので、電動モータ１４の駆動トルクはステアリングホイール１２ｃのすえ切り時にエアコンプレッサ１１を作動させた場合のトルク［８１．１Ｎｍ］を必要とせず、ステアリングホイール１２ｃのすえ切りに必要な駆動トルク［６６．６Ｎｍ］があれば十分である。従って、電動モータ１４を小型化でき、またバスの重量及び製造コストを低減できる。
【００１５】なお、この実施の形態では、電気自動車として路線バスを挙げたが、観光バス、乗用車又はその他の車両でもよく、電気自動車ではなくエンジンによって発電機が駆動されかつ発電機の発電出力がバッテリの放電出力とともに走行用モータの駆動に使用されるシリーズ型のハイブリッド車であってもよい。また、この実施の形態に挙げたエアタンク内の圧縮エアのエア圧、エアコンプレッサ及びパワステポンプの必要トルクは一例であって、これらの数値に限定されるものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ブレーキ装置に供給される圧縮エアをエアコンプレッサが発生し、パワーステアリング装置に供給される圧油をパワステポンプが発生し、単一の電動モータの出力軸をエアコンプレッサ及びパワステポンプに第１及び第２電磁クラッチを介してそれぞれ接続し、更にステアリングホイールの操舵角を検出するステアリング角センサと上記圧縮エアの圧力を検出する圧力センサと車速を検出する車速センサとの各検出出力に基づいてコントローラが第１及び第２電磁クラッチを制御するように構成したので、先ずブレーキ装置に供給される圧縮エアの圧力がブレーキ装置を作動させるのに必要な最小限の圧力未満の状態でエンジンを始動すると、コントローラは第１電磁クラッチを接続し、第２電磁クラッチを切断した状態に保つ。上記エア圧がブレーキ装置を作動させるのに必要な最小限の圧力以上になったことを圧力センサが検出すると、コントローラは第１電磁クラッチを接続したまま、第２電磁クラッチを接続する。
【００１７】次に車速センサ及びステアリング角センサによりすえ切りの開始を検出すると、コントローラは第２電磁クラッチを接続したまま第１電磁クラッチを切断する。また第１及び第２電磁クラッチが接続された状態で、車速センサが車速を０ｋｍ／時以外、即ち車両が走行していることを検出し、かつステアリング角センサがステアリングホイールの操舵を検出すると、コントローラは第１及び第２電磁クラッチを接続した状態に保つ。この結果、ステアリングホイールのすえ切り時にエアコンプレッサを不作動にするので、電動モータの駆動トルクはステアリングホイールのすえ切り時にエアコンプレッサを作動させた場合のトルクを必要とせず、ステアリングホイールのすえ切りに必要な駆動トルクがあれば十分である。従って、電動モータを小型化でき、またバスの重量及び製造コストを低減できる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５４６３
【氏名又は名称】日野自動車株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年６月３０日（１９９８．６．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５３７２
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 正義
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−２３３０１（Ｐ２０００−２３３０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１月２１日（２０００．１．２１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１８３５００ |
|