CN101659218A - 高电压电源电路的控制装置及控制方法、具备该控制装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制装置，该控制装置具备：SMR，其对从高电压电池向变换器的电力的供给和停止进行切换；切换指令部，其对SMR发出切换来自高电压电池的电力供给的指令；碰撞检测部，其检测来自变换器外部的碰撞；和碰撞判定部，其至少基于由碰撞检测部进行的检测来判定对变换器的碰撞。碰撞检测部包括检测来自变换器外部的载荷的载荷检测传感器，切换指令部基于由碰撞判定部进行的碰撞的判定，对SMR发出停止来自高电压电池的电力供给的指令。

Description

高电压电源电路的控制装置及控制方法、具备该控制装置的车辆
技术领域
本发明涉及高电压电源电路的控制装置及控制方法，特别涉及用于从高电压电源向电子设备供给电力的高电压电源电路的控制装置及控制方法、具备该控制装置的车辆。
背景技术
已知基于碰撞的检测来进行预定的控制的车辆控制系统。
在日本特开平6-245323号公报中记载了如下技术：通过搭载于电动汽车的G传感器来检测碰撞，使由发动机驱动发电机进行的发电停止。
在日本特开平7-242153号公报中记载了如下内容：基于由压力传感器进行的载荷检测来使侧碰撞用安全气囊工作。
在日本特开平6-55992号公报中，作为安全气囊装置用的碰撞传感器，记载了由因预定以上的压力而变形的、压缩开关的受压板覆盖的器件。
在日本特开2006-182300号公报中记载了基于来自至少两个碰撞检测单元的碰撞检测来判定碰撞的碰撞安全系统。
在日本特开平7-59202号公报中记载了如下技术：通过由车辆的碰撞等产生的冲击使变换器与电池间的连接解除。
在日本特开2001-174340号公报中记载了如下内容：将以具有弹性的导体覆盖电极的周围形成的接触式传感器，用作通过导体的变形来检测载荷的载荷检测传感器。
在日本特开2001-239875号公报中记载了如下技术：使安装有载荷传感器的托架根据座重量的程度而变形来检测支承载荷。
发明内容
在混合动力车辆等、利用来自高电压电源的电力供给而工作的、搭载有变换器等电子设备的车辆中，在能够对该高电压电源与电子设备之间进行电连接的电路(高电压电源电路)中，一般安装有伴随碰撞的检测而将高电压电源电路的连接解除的控制系统。作为该控制系统的控制机构，通常使用如下方式：基于G传感器进行的冲击的检测和、根据需要的来自安全气囊系统等的其他碰撞检测传感器的安全信号来识别碰撞，停止来自高电压电源的电力供给。
然而，在由G传感器判定高电压电源电路的控制的情况下，该G传感器的配置位置、阈值(灵敏度)的设定方法复杂。另外，由于搭载的电子设备的配置的多样化等，根据碰撞的目标与汽车之间的位置关系，可能有时希望有代替G传感器的更为适当的碰撞检测方法。
本发明的一种方式是一种控制装置，该控制装置控制用于从高电压电源向电子设备供给电力的高电压电源电路，该控制装置具备：供电切换单元，其对从所述高电压电源向所述电子设备的电力的供给和停止进行切换；切换指令单元，其对所述供电切换单元发出切换来自所述高电压电源的电力供给的指令；碰撞检测单元，其检测来自所述电子设备外部的碰撞；和碰撞判定单元，其至少基于由所述碰撞检测单元进行的检测来判定对所述电子设备的碰撞，所述碰撞检测单元包括检测来自所述电子设备外部的载荷的载荷检测传感器，所述切换指令单元，基于由所述碰撞判定单元进行的碰撞的判定，对所述供电切换单元发出停止来自所述高电压电源的电力供给的指令。
本发明的另一种方式是一种用于控制对高电压电源电路供电的方法，所述高电压电源电路用于从高电压电源向电子设备供给电力，该方法包括：检测来自所述电子设备外部的载荷的步骤；至少基于载荷的检测来判定来自所述电子设备外部的碰撞的步骤；和基于碰撞的判定来停止来自所述高电压电源的电力供给的步骤。
附图说明
图1是用于说明本发明实施方式中的高电压电源电路的控制装置的结构的概略的图。
图2是用于对本发明实施方式中的检测碰撞的方法的一例进行说明的图。
图3是用于对载荷变化的情况和通知碰撞的定时说明其一个例子的概略图。
图4A是用于对本发明实施方式中的检测碰撞的方法的其他例子进行说明的图。
图4B是用于对本发明实施方式中的检测碰撞的方法的其他例子进行说明的图。
图5是用于对变形量的程度与从外部接受的载荷的关系说明其一个例子的概略图。
图6是用于对本发明实施方式中的车辆结构的概略进行说明的俯视示意图。
图7是将图6所示的车辆的、特别是前方部分放大后的侧视示意图。
具体实施方式
使用附图对本发明的实施方式进行说明。在各附图中，对同样的结构标记相同的符号，省略其说明。
图1是用于对本发明实施方式中的高电压电源电路的控制装置说明其主要部分的结构的概略的图。图1所示的高电压电源电路10被构成为具备变换器12和高电压电池14，两者能够经由系统主继电器(SMR)16进行电连接。系统主继电器(SMR)16负责作为对从高电压电池14向变换器12的电力的供给和停止进行切换的供电切换单元的工作。另外，变换器12具有被收容或者封装到不使电子电路部分(变换器电路)露出到外部的具有绝缘性的箱体内的形状，确保预定的机械强度以及绝缘性。变换器12还可以与作为动力源的电机(未图示)进行电连接。
另一方面，本发明的高电压电源电路的控制装置50具备用于检测来自变换器12外部的碰撞的碰撞检测部18、和电子控制单元(ECU)26，该电子控制单元包括：用于判定对变换器12的碰撞的碰撞判定部20；和对SMR16发出切换来自高电压电池14的电力供给的指令的切换指令部22。
图1中，碰撞检测部18检测对变换器12的碰撞。当由碰撞检测部18检测到碰撞时，通知给碰撞判定部20。接下来，在碰撞判定部20中，基于碰撞检测部18进行的碰撞检测来判定碰撞。此时，也可以根据需要，组合利用例如来自安全气囊系统的安全传感器等、不同于碰撞检测部18的碰撞检测部24的碰撞检测信号，从而提高碰撞判定的精度。在本实施方式中，碰撞判定部20基于来自多个碰撞检测部18、24的碰撞检测来判定碰撞，能够排除一个碰撞检测部的误工作的可能性，实现更准确的碰撞判定。
进而，在切换指令部22中，基于由碰撞判定部20进行的碰撞的判定，对SMR16发出进行切断来自高电压电池14的电力供给的控制的指令。并且，在SMR16中，基于来自切换指令部22的切换指令来进行解除电连接的切换控制，切断从高电压电池14向变换器12的电力供给。
在本实施方式中，图1所示的碰撞检测部18被构成为包括检测来自变换器12外部的载荷的载荷检测传感器。以下对通过包括载荷检测传感器的碰撞检测部18检测碰撞的方法进行说明。
图2是用于对本发明实施方式中的、使用载荷检测传感器来检测碰撞的方法的一例进行说明的图。在本实施方式中，作为包含于碰撞检测部18的载荷检测传感器具有如下的结构：具备载荷传感器34，能够通过感知伴随由作为碰撞对象的物体(目标物)引起的预定的挤压的位移或者倾斜，检测来自外部的对变换器12的碰撞。作为具有如此结构的载荷传感器34，能够使用例如也称为测力传感器的市场有售的载荷传感器、发挥与此同样作用的其他的载荷检测传感器。
如图2所示，当变换器12的附近的部件或其一部分、或者来自外部的目标物28相对地移向变换器12时，首先目标物28与设置于变换器12外侧的碰撞检测部18接触，通过载荷传感器34来检测来自目标物28的载荷(参照图2的箭头左侧)。此时，能够将载荷传感器34检测的载荷看作变换器12(更具体而言是收容变换器12的箱体)接受的(或可能是稍后接受的)载荷。然后，如图2的箭头右侧所示，当构成变换器12的外框部分的箱体不能承受来自目标物28的载荷时，其一部分发生变形(例如30→32)，当进一步持续受到载荷时，根据情况而箱体发生破损，变换器12的内部暴露出来。此时，伴随与目标物28的碰撞，载荷传感器34检测的载荷如图3的曲线C所示那样进行变化。该曲线的拐点A表示箱体的破损已发生。即，能够通过监视载荷传感器34检测的载荷变化的状态，检测来自变换器12外部的碰撞。
图3是用于对图1所示的碰撞检测部18(更具体而言是图2所示的载荷传感器34)检测的载荷变化的状态、和由对碰撞判定部20输入传感器信号进行的通知碰撞的定时，说明其一个例子的概略图。如图3所示，伴随对变换器12的、设置有碰撞检测部18的一侧的碰撞，碰撞检测部18接受的载荷随着时间的经过如载荷曲线C所例示的那样上升。然后，在载荷曲线C超过预先设定的预定的阈值L1的时刻t1，对图1所示的碰撞判定部20通知发生向变换器12的碰撞(即，使传感器信号S的输出为“ON”)。另外，作为其他的实施方式，也能够采用如下结构：代替阈值L1的设定，在箱体内的压力上升的比例(斜率)超过容许的预定的范围而急剧上升时，在拐点A处从载荷上升急剧变为载荷下降(即，箱体已破损)的时刻t2，通知发生碰撞。
这样，根据本实施方式，能够至少在变换器内部的电路部分露出之前停止来自高电压电池的电力供给。
图4A、图4B是用于对本发明的实施方式中、使用载荷检测传感器来检测碰撞的方法的其他例子进行说明的图。图4A示出将本实施方式中的碰撞检测部18的主要部分放大后的立体图，图4B示出用于说明图4A所示的碰撞检测部18的结构的一例的A-A剖视图。
如图4A所示，在本实施方式中，作为包含于碰撞检测部18的载荷检测传感器，设置有棒状的压敏传感器36。另外，压敏传感器36由用于将压敏传感器36固定于收容变换器12的箱体表面12a的托架38来覆盖其外周部分。另外，如图4B所示，托架38由包括螺栓、螺母等的固定部42固定于变换器12的箱体表面12a。此时，在与变换器12的箱体表面12a相对的、托架38的内侧部分，根据需要设置有一个或多个与托架38一体或者分离的保持部40，以适当的姿势保持压敏传感器36。
如图4B所示，压敏传感器36具有如下结构：由包括橡胶部件、及其他的可挠性材料的弹性绝缘体46覆盖以预定的间隔对置的电极44a、44b的周围。当压敏传感器36从外部受到超过预定程度的载荷时，因弹性绝缘体46的变形，电极44a、44b接触而导通，从而能够检测载荷。因此，能够通过压敏传感器36经由托架38感知到超过由作为碰撞对象的物体(目标物)引起的预定载荷的挤压力，从而检测来自外部的对变换器12的碰撞，经由导线束(wire harness)48通知给在此未图示的碰撞判定部(参照图1)。
图5是用于对图4A、图4B所示的碰撞检测部18的变形量的程度与从外部受到的载荷的关系，说明其一个例子的概略图。当变换器12附近的部件或其一部分、或者来自外部的目标物相对地移向变换器12时，首先该目标物接触到设置为覆盖压敏传感器36的托架38，如曲线D所示那样，托架38发生变形。另一方面，变换器12、更详细而言是收容变换器12的箱体，因为是由刚性比于托架38的刚性高的部件来构成的，所以如曲线E所示那样，迟于托架38的变形而开始变形，但是在受到载荷L2而变形量达到x时发生破损。因此，调整托架38的材质、厚度、托架38与压敏传感器36的间隔等，使得至少在收容变换器12的箱体受到载荷L2之前，压敏传感器36检测到载荷，由此能够至少在变换器内部的电路部分露出之前，停止来自高电压电池的电力供给。此时，因为不需要根据收容变换器12的箱体的强度来调整压敏传感器36的灵敏度，所以是合适的。
如图4A、图4B所示的压敏传感器36，因为具有用于上述那样的载荷检测的机构，有时也被称为“接触式传感器”。压敏传感器36的形状根据变换器12的形状、形态等，能够采用例如线缆状、软线状、带状等适当的结构。根据本实施方式，能够将仅具有与来自外部的预定程度以上的载荷的有无相对应的ON/OFF功能的简单的压敏传感器用作载荷检测传感器。本实施方式中使用的载荷检测传感器，并不限于图4A、图4B所示的压敏传感器36的结构，只要能发挥与此同样的作用，则当然也能够使用任何装置。
在本实施方式中，作为图4A、图4B所示的托架38，例如能够使用将具有希望的硬度的钢铁加工成板状的钢板等，也能够根据要求的强度将任何材料进行加工、成形来使用。如上所述，托架38的强度优选设定得比收容变换器12的箱体的强度略低，考虑到制作的托架38的强度的偏差，可以设定为：在收容变换器12的箱体发生变形、破损的载荷的例如80％～90％的程度的载荷下，托架38会发生变形，压敏传感器36检测碰撞。另外，为了至少防止或抑制人为的误操作，也可以调整托架38的强度，使得在例如200kgf(约1.9kN)以下、更优选的是在100kgf(约0.98kN)以下使压敏传感器36不工作。
如此，根据本实施方式，能够至少在变换器内部的电路部分露出之前，停止来自高电压电池的电力供给。另外，因为托架是用于固定压敏传感器的部件，所以能够抑制部件个数的增加。而且，因为仅通过改变托架就能够调节碰撞检测部进行的碰撞检测的灵敏度，所以能够不改变载荷检测传感器地将其配置于具有任意形状或强度的变换器的箱体表面。
接下来，对搭载有本发明实施方式中的高电压电源电路的控制装置的车辆，举例说明其一例。
图6、图7是用于对搭载有本发明实施方式中的高电压电源电路的控制装置的车辆的主要部分，对其结构的概略进行说明的示意图。图6表示俯视的图，图7是从左侧观察该车辆的侧视图，特别是相当于将图6所示的车辆的前方侧进一步放大后的图。在图6与图7中，即使是相同的部件，图所示的形状和尺寸也不一定对应，另外省略了图1所示的高电压电池14、电子控制单元(ECU)26等的配置、各部件间的布线等。
在图6中，在向图左侧前进的车辆100的前方侧，设置有用于收容用来支持散热器(未图示)的散热器支架60、和悬架弹簧(未图示)的悬架钟形罩(suspension tower)56、58。
变换器12被配置在配置于第一前座52的前方的第一悬架钟形罩56、与散热器支架60之间。另外，碰撞检测部18被设置在变换器12的前方侧，使得与第一悬架钟形罩56相对向。碰撞检测部18相对于变换器12的固定，例如能够通过上述的托架、及其他的固定部件来进行，但并不限于此，也可以通过例如具有预定的耐热性的粘接剂等公知的任何方法。
在构成驾驶席和副驾驶席的前座52、54的前方设置有用于保护搭乘者避免碰撞时的冲击的SRS安全气囊68、70。SRS安全气囊68、70被构成为基于来自例如前置安全气囊传感器62、64的碰撞检测信号和来自中置安全气囊传感器66的碰撞检测信号的输出来进行工作。作为另一种实施方式，也能够例如在前座52、54的外侧同时设置用于缓和来自车辆100的侧方侧的冲击的侧安全气囊(未图示)等，进一步同时设置其他的搭乘者碰撞安全装置。另外根据情况，有时不设置SRS安全气囊68、70的任一方，更具体而言在副驾驶席侧不设置SRS安全气囊，而仅在驾驶席侧设置SRS安全气囊。
在此，参照图7，悬架钟形罩56在车辆的侧方部分延伸，被固定在与车辆100的本体部分(未图示)接合的侧梁(side member)72的上方。另外，散热器支架60包括规定其上端部分的形状的散热器上支架60a、和规定其侧面部分的形状的散热器侧支架60b。在本实施方式中，变换器12被配置为与散热器上支架60a基本同样的高度，另外，第一前置安全气囊传感器62被设置为与散热器侧支架60b邻接。
在图7中，当车辆100碰撞到物体74时，配置于车辆100的前方部分的散热器支架60发生变形。在伴随散热器支架60的变形、散热器上支架60a相对地向变换器12移动的情况下，假定散热器上支架60a与变换器12发生碰撞，收容变换器12的箱体会发生破损。此时，如图6、7所示，能够通过在变换器12与散热器支架60之间，以与散热器上支架60a基本相同的高度的方式将碰撞检测部18配置在与散热器支架60相对一侧的变换器12的表面上，由此在由散热器上支架60a的碰撞引起变换器12破损之前，碰撞检测部18检测由散热器上支架60a带来的载荷，停止来自未图示的高电压电池的电力供给。为了防止由碰撞检测部18的误动作产生的错误的碰撞判定，可以采用如下结构：利用来自上述的SRS安全气囊系统的碰撞检测信号的输出的有无，仅在该碰撞检测信号被组合输出时停止来自未图示的高电压电池的电力供给。
在图6、图7所示的本实施方式中，虽然碰撞检测部18被配置在变换器12的车辆前方侧、即因车辆100与物体74的碰撞而会成为使变换器12破损的目标物28(参照图2)的散热器上支架60a侧，但是也可以根据变换器12的配置而使之配置在其他的位置，另外在其他的实施方式中也可以设置多个碰撞检测部18。作为又一种实施方式，在将变换器12配置在例如图7所示的悬架钟形罩56的后方的情况下，能够将碰撞检测部18配置在变换器12的车辆前方侧、即与悬架钟形罩56相对的位置。
根据本发明的实施方式，能够根据碰撞的情况来进行适当的高电压电源电路的控制。
在上述的实施方式中，作为能够连接于高电压电源电路的电子设备例示了变换器，但是也能够适当地利用于其他的电子设备。另外，这里提到的“高电压”，在汽车相关中一般指60伏特以上，但是也能够适用于具有低于60伏特的电压的电源电路。
符号说明
10高电压电源电路；12变换器；12a箱体表面；14高电压电池；16系统主继电器(SMR)；18、24碰撞检测部；20碰撞判定部；22切换指令部；26电子控制单元(ECU)；28目标物；34载荷传感器；36压敏传感器；38托架；40保持部；42a、42b固定部；44a、44b电极；46弹性绝缘体；48导线束；50控制装置；52、54前座；56、58悬架钟形罩；60散热器支架；60a散热器上支架；60b散热器侧支架；62、64前置安全气囊传感器；66中置安全气囊传感器；68、70SRS安全气囊；72侧梁；74物体；100车辆

Claims (11)

1.一种控制装置，该控制装置控制用于从高电压电源向电子设备供给电力的高电压电源电路，具备：
供电切换单元，其对从所述高电压电源向所述电子设备的电力的供给和停止进行切换；
切换指令单元，其对所述供电切换单元发出切换来自所述高电压电源的电力供给的指令：
碰撞检测单元，其检测来自所述电子设备外部的碰撞；以及
碰撞判定单元，其至少基于由所述碰撞检测单元进行的检测来判定对所述电子设备的碰撞，
所述碰撞检测单元包括检测来自所述电子设备外部的载荷的载荷检测传感器，
所述切换指令单元，基于由所述碰撞判定单元进行的碰撞的判定，对所述供电切换单元发出停止来自所述高电压电源的电力供给的指令。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
所述电子设备是搭载于车辆的变换器，
所述载荷检测传感器相对于所述电子设备至少被配置在所述车辆的前方侧。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
所述载荷检测传感器包括测力传感器或接触式传感器。
4.一种用于控制对高电压电源电路供电的方法，所述高电压电源电路用于从高电压电源向电子设备供给电力，该方法包括：
检测来自所述电子设备外部的载荷；
至少基于载荷的检测来判定来自所述电子设备外部的碰撞；
基于碰撞的判定来停止来自所述高电压电源的电力供给。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
所述电子设备是搭载于车辆的变换器。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，
在检测出的载荷超过预定值时判定来自外部的碰撞。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，
在从外部受到超过预定值的挤压力时判定碰撞。
8.一种车辆，该车辆具备：
高电压电源；
能够电连接于所述高电压电源的电子设备；
供电切换单元，其对从所述高电压电源向所述电子设备的电力的供给和停止进行切换；
切换指令单元，其对所述供电切换单元发出切换来自所述高电压电源的电力供给的指令；
碰撞检测单元，其检测来自所述电子设备外部的碰撞；以及
碰撞判定单元，其至少基于由所述碰撞检测单元进行的检测来判定对所述电子设备的碰撞，
所述碰撞检测单元包括检测来自所述电子设备外部的载荷的载荷检测传感器，
所述切换指令单元，基于由所述碰撞判定单元进行的碰撞的判定，对所述供电切换单元发出停止来自所述高电压电源的电力供给的指令。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中，
所述电子设备是变换器。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，
还具备隔着所述载荷检测传感器与所述变换器对置的散热器上支架。
11.根据权利要求8所述的车辆，其中，
所述载荷检测传感器包括测力传感器或接触式传感器。
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