JP2006278003A - リレーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】さらに確実にリレーの制御を行う。
【解決手段】制御部４０は、衝突センサＡ５０および衝突センサＢ６０の二つのセンサが共に衝突を検知した場合に衝突であると判断する。衝突であると判断すると、制御部４０は、スイッチング素子３０の制御端子を高電位に上げる。制御端子が高電位になると、スイッチング素子３０はオン状態となり、ヒューズ７０とリレー１０の接続点が強制的に接地電位に落とされ、ヒューズ７０に許容値以上の電流が流れてヒューズ７０が溶断される。このため、リレー駆動電流の供給経路が断たれて、リレー１０が強制的に開放状態になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源から負荷へ電力を供給するリレーを含んだリレーシステムに関する。

従来より、高電圧バッテリを搭載した電気自動車において、高電圧バッテリとインバータとの間にリレーを設けた構成が知られている。例えば、衝突などの異常を検出した際にリレーによって高電圧バッテリとインバータとの間の電気的接続を切り離す構成である。

リレーは、リレー駆動電流が供給されることによって作動状態（オン状態）となり、リレー駆動電流が供給されない場合に開放状態（オフ状態）となる。このため、リレー駆動電流を制御するリレー駆動部が、正常時にはリレー駆動電流を供給し続け、異常が検出された場合にリレー駆動電流の供給を停止することによって、高電圧バッテリとインバータとの間の電気的接続を制御することができる。

電源と負荷との接続状態を制御する技術は、例えば安全性をいっそう高めることなどの目的から、保険的な制御技術を併用することが一般的である。つまり、電源と負荷との間に挿入されたリレーなどが正常に動作しない場合を考慮した対策が講じられている。

例えば、特許文献１には、異常状態を検出しているにもかかわらず第１のスイッチ手段がオフしない場合であっても、第２のスイッチ手段をオンさせて電源と負荷との間に挿入されたヒューズを溶断させることによって、負荷に供給される電力を遮断する誘導加熱装置が記載されている。

また、特許文献２には、リレーが溶着してオフしない場合にリレーの前段に設けられたヒューズを溶断することによって、電源とリレーとの間の電気的接続を遮断するエンジン始動装置が記載されている。ちなみに、電源と負荷との間のヒューズを溶断して電力供給を遮断する技術は、特許文献３にも記載されている。

特開昭５２−１４８８５０号公報 特開平９−１９５９００号公報 特開平２−１１４８９３号公報

リレーによって高電圧バッテリとインバータとの間の電気的接続を切り離す構成においても様々な保険的対策が講じられている。例えば、リレー駆動電流を制御するリレー駆動部とリレーとの間の配線の強度を高めることによって、リレー駆動電流の供給や停止が確実に行われるようにする対策を挙げることができる。もちろん、これ以外にも様々な対策が考えられる。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、さらに確実にリレーの制御を行うことを目的とする。特に、本発明においては、ヒューズを溶断することによってリレーに供給される駆動電流を遮断してリレーを開放状態にする手法に着目した。

ちなみに、上記各特許文献に記載された技術は、いずれも、ヒューズを溶断することによってリレーに供給される駆動電流を遮断するものではない。

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様であるリレーシステムは、作動状態で電源から負荷へ電力を供給させ、開放状態で電源から負荷への電力供給を遮断するリレーと、前記リレーへ駆動電流を供給することによって前記作動状態を実現させ、前記リレーへの駆動電流を停止することによって前記開放状態を実現させるリレー駆動部と、前記リレー駆動部と前記リレーとの間に挿入されたヒューズと、を有し、異常検出時に、前記ヒューズを溶断することによって前記リレーに供給される駆動電流を遮断して前記リレーを開放状態にする、ことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である車両用のリレーシステムは、作動状態で高電圧バッテリから負荷へ電力を供給させ、開放状態で高電圧バッテリから負荷への電力供給を遮断するリレーと、前記リレーへ駆動電流を供給することによって前記作動状態を実現させ、前記リレーへの駆動電流を停止することによって前記開放状態を実現させるリレー駆動部と、前記リレー駆動部と前記リレーとの間に挿入されたヒューズと、車両の衝突を検知する衝突センサと、を有し、衝突センサによって衝突が検知された場合に、前記ヒューズを溶断することによって前記リレーに供給される駆動電流を遮断して前記リレーを開放状態にする、ことを特徴とする。

望ましくは、前記衝突センサによって衝突が検知され、且つ、エアバッグ用衝突センサによって衝突が検知された場合に、前記ヒューズを溶断する、ことを特徴とする。

本発明により、さらに確実にリレーの制御を行うことができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係るリレーシステムの好適な実施形態が示されており、図１は車両に搭載されたリレーシステムの全体構成図である。

本実施形態のリレーシステムは、リレー１０、リレー駆動部２０、スイッチング素子３０、制御部４０、衝突センサＡ５０、衝突センサＢ６０で構成され、リレー１０とリレー駆動部２０の間にはヒューズ７０が挿入されている。本実施形態のリレーシステムは、動力源としてモータを利用する電気自動車や、動力源としてエンジンとモータを併用するハイブリッド車などに搭載され、高電圧バッテリ１００と負荷であるインバータ２００との間の電気的接続を制御する。ちなみに、インバータ２００から図示しない車両駆動用モータへ三相交流電力が供給されてモータによる車両の走行が実現される。

なお、高電圧バッテリ１００とインバータ２００の電気的接続は、正極端子間と負極端子間の二つの接続線によって実現されるが、図１ではこれらをまとめて一つの線で図示している。本発明に係るリレー１０は、正極端子間または負極端子間のいずれか一方に挿入されてもよく、あるいは、正極端子間および負極端子間の両方に挿入されてもよい。

リレー１０は、リレー駆動電流が供給されることによって作動状態（オン状態）となり、リレー駆動電流が供給されない場合に開放状態（オフ状態）となる。リレー１０は、作動状態において高電圧バッテリ１００とインバータ２００を電気的に接続する。一方、リレー１０は、開放状態において高電圧バッテリ１００とインバータ２００を電気的に切り離す。

リレー駆動電流は、リレー駆動部２０からリレー１０へ供給される。つまり、リレー駆動部２０は、車両が正常時（衝突などが検知されていない状態）には、リレー駆動電流を供給し続ける。このため、正常時には高電圧バッテリ１００とインバータ２００との間の電気的接続が維持され、駆動モータによる車両の通常走行が可能になる。一方、リレー駆動部２０は、車両の異常が検出された場合（例えば、衝突が検知された場合）には、リレー駆動電流の供給を停止する。このため、異常時には高電圧バッテリ１００とインバータ２００との間の電気的接続が遮断される。

このように、本実施形態のリレーシステムでは、リレー駆動部２０によって、高電圧バッテリ１００とインバータ２００との間の電気的接続が制御される。なお、リレー駆動部２０の機能は、例えば、車両に搭載されるＥＣＵによって実現されてもよい。

本実施形態では、さらに確実にリレーの制御を行うための保険的な対策が講じられている。つまり、リレー駆動電流の制御が正常に実施されず、リレー１０が正常に動作しない場合を考慮した対策が講じられている。

本実施形態において、リレー駆動電流は、リレー駆動部２０からヒューズ７０を介してリレー１０へ供給される。そして、ヒューズ７０とリレー１０の接続点にはスイッチング素子３０が接続されている。

スイッチング素子３０は、例えばトランジスタであり、そのコレクタ端子がヒューズ７０とリレー１０の接続点に接続されている。また、スイッチング素子３０のエミッタ端子は接地されている。スイッチング素子３０の制御端子（ベース端子）には、制御部４０からの制御線が接続されており、スイッチング素子３０は制御部４０によって制御される。

制御部４０は、車両が正常時かどうかに応じてスイッチング素子３０を制御する。つまり、車両が正常時の場合に、スイッチング素子３０の制御端子を低電位（例えば接地電位）に保つ。制御端子が低電位の場合、スイッチング素子３０はオフ状態となる。このため、リレー駆動部２０から出力されるリレー駆動電流がヒューズ７０を介してリレー１０に供給され、リレー駆動電流によるリレー１０の制御状態が維持される。

一方、制御部４０は、車両が異常時の場合に、スイッチング素子３０の制御端子を高電位に上げる。制御端子が高電位になると、スイッチング素子３０はオン状態となり、ヒューズ７０とリレー１０の接続点が強制的に接地電位に落とされ、ヒューズ７０に許容値以上の電流が流れてヒューズ７０が溶断される。このため、リレー駆動電流の供給経路が断たれて、リレー１０が強制的に開放状態になる。

制御部４０は、衝突センサＡ５０および衝突センサＢ６０の検知結果に基づいて、車両が異常状態かどうかを判断する。衝突センサＡ５０および衝突センサＢ６０は、各々、例えば機械式の衝突センサである。もちろん、機械式センサ以外のものを利用してもよい。

衝突センサＡ５０は、例えば、車両前方に配置されるインバータ２００の近傍に設置される。また、衝突センサＢ６０は、例えば、エアバックの動作を制御する際に利用される衝突センサである。

衝突センサＡ５０および衝突センサＢ６０は、各々、車両の衝突を検知すると衝突検知信号を出力する。制御部４０は、衝突検知信号が出力されたかどうかに基づいて、車両が衝突状態（異常状態）か正常状態かを判断する。

制御部４０は、衝突センサＡ５０および衝突センサＢ６０の二つのセンサが共に衝突を検知した場合に衝突であると判断することが望ましい。つまり、衝突センサの誤動作を考慮すると二つのセンサが共に衝突を検知した場合に真の衝突であると判断することが望ましい。もちろん、制御部４０は、一方のセンサが衝突を検知した場合に衝突であると判断してもよい。また、衝突センサは二つに限定されない。例えば、一つの衝突センサのみで衝突を判断する構成でもよい。さらに、三つ以上の衝突センサを組み合わせて衝突を判断してもよい。例えば、三つのセンサ全てが衝突を検知した場合に衝突と判断する構成である。さらに、衝突センサは車両の前方以外に、例えば、車両の側方や後方に配置されてもよい。

このように、本実施形態のリレーシステムでは、制御部４０の保険的な制御により異常時にヒューズ７０が溶断されてリレー１０に供給されるリレー駆動電流が遮断され、リレー１０が強制的に開放状態になる。このため、仮に、衝突によってリレー駆動部２０が誤動作を起こしてリレー駆動電流を流したとしても、あるいは、リレー駆動電流を流す配線が何らかのトラブルを起こしても、制御部４０によってリレー駆動電流の供給経路が断たれるため、より確実にリレー１０を開放することができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、図１では、高電圧バッテリ１００とインバータ２００との間にリレーシステムを適用する例を示したが、本発明に係るリレーシステムは、例えば、バッテリと補機系機器類との間で利用されてもよい。

本発明に係るリレーシステムを説明するための図である。

符号の説明

１０ リレー、２０ リレー駆動部、３０ スイッチング素子、４０ 制御部、５０ 衝突センサＡ、６０ 衝突センサＢ、７０ ヒューズ。

Claims (3)

1. 作動状態で電源から負荷へ電力を供給させ、開放状態で電源から負荷への電力供給を遮断するリレーと、
   前記リレーへ駆動電流を供給することによって前記作動状態を実現させ、前記リレーへの駆動電流を停止することによって前記開放状態を実現させるリレー駆動部と、
   前記リレー駆動部と前記リレーとの間に挿入されたヒューズと、
   を有し、
   異常検出時に、前記ヒューズを溶断することによって前記リレーに供給される駆動電流を遮断して前記リレーを開放状態にする、
   ことを特徴とするリレーシステム。
2. 作動状態で高電圧バッテリから負荷へ電力を供給させ、開放状態で高電圧バッテリから負荷への電力供給を遮断するリレーと、
   前記リレーへ駆動電流を供給することによって前記作動状態を実現させ、前記リレーへの駆動電流を停止することによって前記開放状態を実現させるリレー駆動部と、
   前記リレー駆動部と前記リレーとの間に挿入されたヒューズと、
   車両の衝突を検知する衝突センサと、
   を有し、
   衝突センサによって衝突が検知された場合に、前記ヒューズを溶断することによって前記リレーに供給される駆動電流を遮断して前記リレーを開放状態にする、
   ことを特徴とする車両用のリレーシステム。
3. 請求項２に記載のリレーシステムにおいて、
   前記衝突センサによって衝突が検知され、且つ、エアバッグ用衝突センサによって衝突が検知された場合に、前記ヒューズを溶断する、
   ことを特徴とする車両用のリレーシステム。
   
   

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