JP4626088B2 - 自動車の高電圧系遮断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車等の高電圧源を有する自動車において、緊急時に高電圧電気系統を遮断する、高電圧系遮断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車では、通常の自動車に載せられるバッテリ(一般には12ボルト)に比べて著しく高電圧(数百ボルト)の電源から車両の駆動力を得ている。このため、電気自動車では、万一の衝突時にかかる高電圧源に起因した車両火災や感電等の発生を防止する対策が要求され、従来から種々の技術が提案されている。
【0003】
例えば実開昭61−202101号公報、電気自動車において、車両が衝突したことを検知したら、電源から駆動装置への通電を遮断する技術が開示されている。また、特開平09−284901号公報には、複数のバッテリを搭載する電気自動車が衝突した際に、バッテリを分離することにより高電圧の漏電を防止し、さらに車両の損害状況が軽微な場合には、再度バッテリを接続して走行可能とする技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の衝突を検出するためのセンサは、センサ自体に加わる衝撃によって衝突を判断するため、実際には車両の衝突が発生していなくても、衝突したと判断する場合が考えられる。このような場合、走行可能にもかかわらずセンサ情報から電源からの通電を遮断して、走行用の駆動装置が停止して車両の走行が不可能になり車両がその場で停止してしまうことになる。
【0005】
ところで、電気自動車に関するものではないが、特開平06−316242号公報に開示された技術がある。この技術は、競技用自動車等の高速車両において、車両の衝突時に電気回路(高電圧ではない)が短絡して過熱し車内に漏出した燃料に引火してしまうのを防止するために、衝突後に電源供給回路を遮断する技術である。単に、車両の衝突のみを条件に電源供給回路を遮断すると走行中の車両が制御できなくなるため、かかる技術では、車両の衝突時に車両が停止するのを待って電源供給回路を遮断するようにして、車両の衝突後に車両が停止するまでは、電源供給回路を利用して車両を制御できるようにしている。
【0006】
車両が実際に衝突した場合は車両はその後停止するので、車両の衝突と停止との両条件に基づいて電源を遮断すれば、車両の衝突をより正確に判断して電源を遮断することができる。
しかしながら、電気自動車のように、高電圧の電源を搭載した自動車の場合、火災だけでなく感電のおそれもあるため、車両の衝突時には可能な限り速やかに電源との通電を遮断したい。この点、上記公報の技術は、車両が停止するまでは電源を遮断しないので、走行性は確保できるが停止までの間に乗員等に感電のおそれが発生する。もちろん、車両が実際に衝突をしたか否かは適切に判断して、車両が実際に衝突していないにもかかわらず、車両の走行が不可能になるような事態は回避したい。
【0007】
本発明は、このような課題に鑑み案出されたもので、車両の衝突時には速やかに電源を遮断し且つ車両が実際に衝突していない場合には電源を遮断することなく車両の走行性を確保することができるようにした、自動車の高電圧系遮断装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目標を達成するため、本発明の自動車の高電圧系遮断装置(請求項1)では、衝突検知センサによって、高電圧電源により走行駆動力を得る自動車の衝突が検知されたら、高電圧系遮断制御手段によって前記高電圧電源の回路が遮断され、該衝突検知信号を受けた時点から所定期間内に減速度検出手段によって検出された前記自動車の減速度が所定値以上にならなかった場合には、前記高電圧系遮断制御手段によって前記の遮断した高電圧電源の回路が再接続される。
【0009】
したがって、自動車の衝突があったと判定したら速やかに高電圧電源の回路が遮断され、高電圧電源の通電による不具合が回避される。しかも、減速度が所定値以上にならない場合には、高電圧電源の回路が再接続されるので、実際には自動車の衝突はなく衝突検知手段の誤作動によって高電圧電源の回路が遮断された場合にも、その後の自動車の走行駆動力を確保することができる。
【0010】
また、本発明の自動車の高電圧系遮断装置(請求項2)では、前記衝突検知センサは、エアバッグのためにそなえられている衝突検知センサであって、前記減速度検出手段は、車速センサと該車速センサからの車速信号から減速度を演算する減速度演算部とからなっている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の第1実施形態について図面に基づいて説明する。
図1〜図3は本発明の第1実施形態に係る自動車の高電圧系遮断装置を示すもので、図1はその自動車及び高電圧系遮断装置の要部構成を示すブロック図、図2,図3はその高電圧系遮断装置の動作を示すフローチャートである。
【0013】
本実施形態にかかる自動車は、例えば数百ボルトといった高電圧電源により走行駆動力を得る電気自動車であり、図1に示すように、駆動輪を回転駆動するための走行用モータ1をそなえている。このモータ1に電力を供給するために、例えば12ボルトバッテリを多数直列接続されてなるメインバッテリ2と、このメインバッテリ2に接続されたメインコンタクタ3と、メインコンタクタ3とモータ1との間に介装されたモータコントローラ4とがそなえられている。
【0014】
したがって、モータ1は、モータコントローラ4により制御されてメインコンタクタ3を介して供給されるメインバッテリ2の電力によって回動するようになっている。なお、メインバッテリ2が高電圧電源に相当し、また、メインバッテリ2,メインコンタクタ3,モータコントローラ4,モータ1,及びメインバッテリ2からメインコンタクタ3を介してモータコントローラ4,モータ1に通じる回路5を総称して高電圧系6と呼ぶことにする。
【0015】
本高電圧系遮断装置10は、かかる自動車の衝突を検知する衝突検知センサ(衝突検知手段)11と、自動車の減速度を検出する減速度検出手段12と、衝突検知手段11及び減速度検出手段12からの検出情報に基づいて高電圧電源2の回路5の遮断を制御する衝突検知電源遮断ECU(高電圧系遮断制御手段)13とをそなえている。
【0016】
衝突検知センサ11には例えばピエゾ素子等を用いた加速度センサや光ファイバと発光体等とを組み合わせた光学的センサを適用できるが、衝突検知センサ11はこれらに特に限定されない。また、エアバッグのためにそなえられている衝突検知センサからの情報を直接又はエアバッグECUを介して用いるなどして既存の衝突検知センサを流用しても良い。減速度検出手段12は、ここでは車速センサ12aとこの車速センサ12aからの車速信号から減速度を演算する減速度演算部12bとからなるが、車両の走行方向の加速度を広範囲に検知する加速度センサを用いても良い。
【0017】
衝突検知電源遮断ECU13は、衝突検知センサ11からの衝突検知信号を受けたらメインコンタクタ3を通じて高電圧電源2の回路5を遮断するとともに、衝突検知センサ11から衝突検知信号を受けた時点から所定期間内に減速度検出手段12で検出された減速度が所定値以上にならなかった場合には、メインコンタクタ3を通じて遮断した高電圧電源2の回路5を再接続するように制御する。
【0018】
本発明自動車の第1実施形態としての高電圧系遮断装置は、上述のように構成されているので、例えば図2,図3に示すように高電圧系の遮断制御が行なわれる。
図2のメインルーチンに示すように、自動車の駆動系のキースイッチがオンされると、メインコンタクタ3をオンとして(ステップa10)、衝突推定フラグがクリヤされ(ステップa20)、割込が許可される(ステップa30)。
【0019】
この割込許可によって、図3に示すような減速度の判定ルーチンが周期的に行なわれる。つまり、減速度検出手段12の減速度演算部12bでは、図3に示すように、車速センサ12aからの車速信号を入力され(ステップb10)、この車速信号から車速を計算し(ステップb20)、さらに計算した車速に基づいて減速度を計算する(ステップb30)。衝突検知電源遮断ECU13では、計算した減速度が予め設定された設定値(所定値)以上であるか否かを判定し(ステップb40)、計算した減速度が設定値以上なら衝突推定フラグをセットする(ステップb50)。なお、かかる設定値は実験等に基づいて予め設定される。
【0020】
再び図2のメインルーチンを参照するが、割込許可(ステップa30)を行なったら、キースイッチがオン状態か否かを判定し(ステップa40)、キースイッチがオン状態でなければ(即ち、キースイッチがオフとされたら)メインコンタクタ3をオフとして(ステップa50)制御を終える。キースイッチがオン状態であれば、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されたか(即ち、衝突検知センサ11がオンか)否かが判定される(ステップa60)。
【0021】
ここで、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されなければ、ステップa40に戻る。なお、ステップa40の判定は所定周期で行なわれる。
一方、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されれば、車両が衝突したものと仮判定してメインコンタクタ3をオフとする(ステップa70)。さらに、減速度判定ルーチン(図3)で衝突推定フラグがセットされているか否かが判定される(ステップa80)。衝突推定フラグがセットされていれば、車両が衝突したものと本判定してメインコンタクタ3のオフ状態を続行する。そして、キースイッチがオフ状態か否かの判定(ステップa90)によって、キースイッチがオフになったら制御を終える。なお、ステップa90の判定も所定周期で行なわれる。
【0022】
また、車両が衝突したものとの仮判定によりメインコンタクタ3をオフとしてから衝突推定フラグがセットされなければ、車両の衝突検知後(衝突検知センサ11のオン後)衝突推定フラグがセットされない状態で所定時間(ここでは1秒)が経過したか否かを判定する(ステップa100)。そして、車両の衝突検知後所定時間が経過しても衝突推定フラグがセットされなければ、車両の衝突は誤判定であるとしてメインコンタクタ3をオンにして(ステップa110)、ステップa40に戻る。
【0023】
このようにして、衝突検知電源遮断ECU13では、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されれば、車両が衝突したものと仮判定して速やかにメインコンタクタ3をオフとして高電圧電源2の回路5を遮断するので、衝突時に高電圧電源が通電していることによる車両火災や感電等が発生するおそれを未然に回避することができる。
【0024】
しかも、車両が衝突したものと仮判定してから、所定時間内に減速度が所定値以上にならない場合には、車両が衝突したものとの仮判定が誤判定であったとして、メインコンタクタ3をオンとして高電圧電源2の回路5が再接続されるので、衝突検知センサ11の誤作動によって高電圧電源の回路が遮断された場合にも、その後の自動車の走行駆動力を確保することができるようになる。
【0025】
次に、本発明の第2実施形態について図面に基づいて説明する。
図4は本発明の第2実施形態に係る自動車の高電圧系遮断装置の動作を示すフローチャートである。
本実施形態にかかる自動車及び高電圧系遮断装置のハード構成は第1実施形態と同様であるのでこれらについては説明を省略し、第1実施形態と異なるソフト構成について説明する。
【0026】
本実施形態では、衝突自動車が衝突したか否かの判定を、▲1▼衝突検知センサ11がオンとなること(即ち、衝突検知センサ11で自動車の衝突が検知されたこと)、及び、▲2▼衝突検知センサ11がオンとなって以後所定時間内に減速度検出手段12で検出(算出)された減速度が所定値以上になること、の両条件から判定する。そして、衝突検知電源遮断ECU13では、▲1▼▲2▼の両条件が成立した場合にメインコンタクタ3をオフとして高電圧電源2の回路5を遮断するように構成されている。
【0027】
本発明自動車の第2実施形態としての高電圧系遮断装置は、上述のように構成されているので、例えば図4に示すように高電圧系の遮断制御が行なわれる。なお、図4において図2と同符号は同様の処理ステップを示す。また、本実施形態でも、割込許可(図のステップa30)により図3に示す減速度判定ルーチンが実施される。
【0028】
図4のメインルーチンに示すように、自動車の駆動系のキースイッチがオンされると、メインコンタクタ3をオンとして(ステップa10)、衝突推定フラグがクリヤされ(ステップa20)、割込許可(ステップa30)が行なわれ、図3に示す減速度判定ルーチンが実施される。
割込許可(ステップa30)を行なったら、キースイッチがオン状態か否かを判定し(ステップa40)、キースイッチがオン状態でなければ(即ち、キースイッチがオフとされたら)メインコンタクタ3をオフとして(ステップa50)制御を終える。キースイッチがオン状態であれば、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されたか(即ち、衝突検知センサ11がオンか)否かが判定される(ステップa60)。
【0029】
ここで、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されなければ、ステップa40に戻る。なお、ステップa40の判定は所定周期で行なわれる。
一方、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されれば、減速度判定ルーチン(図3)で衝突推定フラグがセットされているか否かが判定される(ステップa80)。ここで、衝突推定フラグがセットされていれば、車両が衝突したものと判定してメインコンタクタ3をオフとする(ステップa82)。そして、キースイッチがオフ状態か否かの判定(ステップa90)によって、キースイッチがオフになったら制御を終える。なお、ステップa90の判定も所定周期で行なわれる。
【0030】
また、ステップa80で衝突推定フラグがセットされていないとされれば、ステップa100に進み、車両の衝突検知後(衝突検知センサ11のオン後)所定時間(ここでは1秒)が経過したか否かを判定する。そして、車両の衝突検知後所定時間が経過しなければ、ステップa80に戻るので、車両の衝突検知後所定時間内に衝突推定フラグがセットされれば、車両が衝突したものと判定してメインコンタクタ3をオフとする(ステップa82)。
【0031】
一方、車両の衝突検知後所定時間内に衝突推定フラグがセットされなければ、衝突検知センサ11の衝突検知は誤検知であり車両の衝突はなかったものとして、メインコンタクタ3をオンの状態に保持して、ステップa100からステップa40に戻る。
このようにして、衝突検知電源遮断ECU13では、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されるとともに、衝突検知センサ11から衝突検知情報が入力されてから所定時間内に衝突推定フラグがセットされたこと(即ち自動車の減速度が所定値以上になったこと)を条件に、車両が衝突したものと判定してメインコンタクタ3を制御するので、車両の衝突を正確に判定することができ、真に車両衝突が発生した場合にのみ確実にメインコンタクタ3をオフとして高電圧電源2の回路5を遮断することができる。
【0032】
したがって、衝突時に高電圧電源が通電していることによる車両火災や感電等が発生するおそれを未然に回避することができ、しかも、車両の衝突を正確に判定するので、車両衝突を誤判定して高電圧電源の回路が遮断されてしまうような事態を防止して、自動車の走行駆動力を確保することができるようになる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明自動車の高電圧系遮断装置(請求項1)によれば、自動車の衝突があったと判定したら速やかに高電圧電源の回路が遮断され、衝突時に高電圧源に起因して発生しうる車両火災や感電等を未然に確実に防止することができるようになる。
【0034】
しかも、減速度が所定値以上にならない場合には、高電圧電源の回路が再接続されるので、実際には自動車の衝突はなく衝突検知手段の誤作動によって高電圧電源の回路が遮断された場合にも、その後の自動車の走行駆動力を確保することができ、衝突検知手段の誤作動によって自動車が走行不能になるような事態を回避することができる。
【0035】
また、本発明の自動車の高電圧系遮断装置(請求項2)によれば、衝突検知手段によって、自動車の衝突を精度良く判定することができ、自動車の衝突時には速やかに高電圧電源の回路が遮断され、衝突時に高電圧源に起因して発生しうる車両火災や感電等を未然に確実に防止することができるようになる。
また、自動車の衝突判定の精度が高いので、実際に自動車の衝突はなかった場合には、高電圧電源の回路の接続が保持され、自動車の走行駆動力を確保することができ、衝突検知手段の誤作動によって自動車が走行不能になるような事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる自動車及び自動車の高電圧系遮断装置の要部構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1実施形態にかかる自動車の高電圧系遮断装置の動作を示すメインルーチンのフローチャートである。
【図3】本発明の第1実施形態にかかる自動車の高電圧系遮断装置の動作を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図4】本発明の第2実施形態にかかる自動車の高電圧系遮断装置の動作を示すメインルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
1 走行用モータ
2 メインバッテリ(高電圧電源)
3 メインコンタクタ
4 モータコントローラ
5 高電圧電源回路
6 高電圧系
10 高電圧系遮断装置
11 衝突検知センサ(衝突検知手段)
12 減速度検出手段
12a 車速センサ
12b 減速度演算部
13 衝突検知電源遮断ECU(高電圧系遮断制御手段)
Claims (2)
- 高電圧電源により走行駆動力を得る自動車の衝突を検知する衝突検知センサと、
前記自動車の減速度を検出する減速度検出手段と、
前記衝突検知センサからの衝突検知信号を受けたら前記高電圧電源の回路を遮断し、該衝突検知信号を受けた時点から所定期間内に前記減速度検出手段で検出された減速度が所定値以上にならなかった場合には、前記の遮断した高電圧電源の回路を再接続するように制御する高電圧系遮断制御手段とをそなえた
ことを特徴とする、自動車の高電圧系遮断装置。 - 前記衝突検知センサは、エアバッグのためにそなえられている衝突検知センサであって、
前記減速度検出手段は、車速センサと該車速センサからの車速信号から減速度を演算する減速度演算部とからなる
ことを特徴とする、請求項1記載の自動車の高電圧系遮断装置。
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