CN103430269A - 电磁开关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明可以提高受到冲击时的安全性。当车辆正常行驶时，因为冲击传感器7检测到的冲击的幅度不超过上限，所以开关元件4保持接通。当由于事故(例如，行驶中的车辆撞上其他车辆或障碍物)使车辆遭受大的冲击时，冲击传感器7检测到的冲击的幅度超过上限。在此情况下，控制单元5驱动断开开关元件4，从而断开从线圈端子12到电磁块3的励磁电流的供电路径，以中断对电磁块3的励磁。此时，接触块2打开以断开电路。因此，无论是否存在来自控制装置24的指令，电磁开关装置1自动地关断以断开电路21。因此，本发明可以提高受到冲击时的安全性。

Description

电磁开关装置
技术领域
本发明涉及一种电磁开关装置，例如，一种电磁继电器。
背景技术
最近，装配有电池和由该电池中存储的能量来提供能量的发动机的车辆(例如，电动汽车和混合动力汽车(以及，插电式混合动力汽车))变得越来越普及。此车辆包括用于接通(闭合)和断开(打开)从电池到发动机的供电路径的电磁开关装置。
例如，JP2009-230921A(在下文中，称为“专利文献1”)公开了用于这种目的的一种电磁开关装置。专利文献1的电磁开关装置包括：置于塑料外壳中的继电器单元(电磁继电器)，该外壳突出地设置有以下各端子：与该继电器单元的接触部相连的一对主端子；以及，与继电器单元的电磁线圈相连的一对线圈端子。主端子被适配为与电池和发动机之间的供电路径相连。线圈端子被适配为与车辆的控制装置(ECU；电控单元)相连。该控制装置被配置为：通过对线圈端子施加励磁电流，接通继电器单元(电磁开关装置)，以及通过不向线圈端子施加励磁电流，断开继电器单元(电磁开关装置)。当接通电磁开关装置时，从电池到发动机的供电路径接通(闭合)。当断开电磁开关装置时，供电路径断开(打开)。
在车辆中，从安全的角度看，期望车辆的控制装置被配置为：当车辆发生事故时，断开电磁开关装置，以将电池从电源供电路径上断开。然而，事故所造成的严重车辆损坏可能造成控制装置不能断开电磁开关装置的情形。不仅诸如电动汽车的车辆，装配有电池的其他便携式或可移动设备(例如，膝上型计算机)也有类似的问题。
发明内容
鉴于以上问题作出本发明，因此本发明的目的是：当遭受冲击时，提高安全性。
本发明的一种电磁开关装置，包括：接触块，插入在电路中；电磁块，用于驱动所述接触块，所述电磁块被配置为：当从外部供应励磁电流时，驱动所述接触块闭合所述电路，使之处于导通状态；常通型开关元件，插入在所述励磁电流的供电路径中；获取单元，被配置为从冲击传感器获得冲击检测信号，所述冲击传感器被配置为检测冲击；以及控制单元，被配置为：基于由所述获取单元获得的所述冲击检测信号，当所述冲击传感器检测到幅度大于预定阈值的冲击时，断开所述开关元件，以便中断所述供电路径。
优选地，所述电磁开关装置还包括：信号端子，被适配为输入所述冲击检测信号。
优选地，所述电磁开关装置还包括：外壳，所述接触块、所述电磁块、所述开关元件、所述获取单元以及所述控制单元装在所述外壳中。所述冲击传感器装在所述外壳中。
优选地，所述电磁开关装置还包括：电源接入端子，用于从外部接收要作为驱动电能提供给所述开关元件的电能。
优选地，所述电磁开关装置还包括：外壳和电源，所述接触块、所述电磁块、所述开关元件、所述获取单元以及所述控制单元装在所述外壳中，所述电源装在所述外壳中，并被配置为向所述开关元件提供驱动电能。
所述电磁开关装置包括控制单元，所述控制单元被配置为：当遭受外部冲击时，断开开关元件以中断励磁电流，从而中断所述电路。从而，所述电磁开关装置具有以下优点：可以改进受到冲击时的安全性。
附图说明
现在将更详细地描述本发明的优选实施例。参考以下详细描述和附图，将可以更好地理解本发明的其他特征和优点，在附图中：
图1示出了本发明的实施例，图1A是其电路方框图，图1B是其外观示意图；
图2示出了另一配置实施例的电路方框图。
具体实施方式
参考附图，描述根据本发明实施例的电磁开关装置。
本实施例的电磁开关装置1被适配用于电动车辆等，如图1A所示。车辆包括：电池20；逆变器22，被配置为将从电池20通过电路径(电路)21提供的DC(直流)电转换为AC(交流)电；发动机23，由来自逆变器22的AC电提供能量；以及，控制装置(ECU)24。
电磁开关装置1包括：具有矩形盒形状的外壳10；以及，装在外壳10中的接触块2、电磁块3、开关元件4、控制单元5和电源单元6(见图1B)。外壳10具有：一对主端子11、一对线圈端子12和一对信号端子13，从外壳10的一个表面向相同方向突出。主端子11被适配为与电路径21相连。线圈端子12被适配为与控制装置24相连。信号端子13被适配为与冲击传感器7相连。
冲击传感器7被配置为检测施加到车辆上的冲击(加速度)，并将与所检测到的冲击的幅度有关的电压信号(冲击检测信号)输出到电磁开关装置1的信号端子13。冲击传感器7可以由公知的加速度传感器构成，本文省略了对其的详细解释。
接触块2包括：与主端子11之一相连的固定触点；与另一个主端子11相连的固定触点；可移动衔铁，被配置为与固定触点接触或不接触；接触弹簧；等等。电磁块3包括：励磁线圈；固定铁芯；可移动铁芯；可移动轴；返回弹簧；等等。接触块2和电磁块3是具有这些单元的公知结构。当未向励磁线圈提供励磁电流时，电磁块3不用作电磁铁，因此，由于穿过可移动轴的引力，可移动衔铁与固定端子保持分离。此时，接触块2保持开路，以便断开电路。当向励磁线圈提供励磁电流时，电磁块3用作电磁铁，用于通过在可移动铁芯和固定铁芯之间产生磁力来移动可移动铁芯和可移动轴，从而，可移动衔铁与固定端子接触。此时，接触块2保持闭合，以便接通电路。通过线圈端子12从外部(例如，从控制装置24)提供励磁电流。即，在本实施例中，控制装置24控制是接通还是断开电磁开关装置1(即，接触块2是闭合还是开路)。
例如，开关元件4是由常通型(通常接通类型)电磁继电器构成。开关元件4插入在线圈端子12和电磁块3之间的励磁电流供电路径中。在开关元件4接通的情况下，响应于控制装置24对励磁电流的控制(开和关)，接触块2(即，电磁开关装置1)在通状态和断状态之间切换。另一方面，在开关元件4断开的情况下，不论控制装置24的指令如何，接触块2(即，电磁开关装置1)都保持断状态。注意的是，图1A省略了对控制装置24和电磁块3之间的另一根馈电线、以及插入在该线路中的线圈端子12的图示。开关元件4可以插入在电磁块3和控制装置24之间各根馈电线中，或者开关元件4可以插入在任意一根馈电线中。
在本实施例中，开关元件4由常通型开关构成，因此，当冲击传感器7检测到的冲击的幅度小于预定上限时，开关元件4自动保持接通。即，不需要电能来接通开关元件4。因此，实施例可以减少开关元件4和控制单元5的耗电。
控制单元5由逻辑电路、微计算机等构成。控制单元5与车辆的控制装置24分离设置。控制单元5被配置为：基于来自信号端子13的冲击检测信号，当冲击传感器7检测到幅度大于上限(预定阈值)的冲击时，驱动断开开关元件4，而当冲击传感器7检测到的冲击的幅度小于上限时，不驱动开关元件4。即，在本实施例中，控制单元5具有获取单元的功能。本实施例不限于从冲击传感器7直接向信号端子13输入冲击检测信号的配置，也可以通过控制装置24向信号端子13输入检测信号。然而，鉴于控制装置24发生故障的可能性，优选地，从冲击传感器7直接向信号端子13输入冲击检测信号。
冲击传感器7可以被配置为：输出反映所检测到的冲击的幅度的信号，作为冲击检测信号。在此配置中，当接收到指示冲击传感器7检测到幅度大于预定上限(阈值)的冲击的信号时，控制单元5响应于此，断开该开关元件4。
备选地，冲击传感器7可以被配置为：仅当检测到幅度大于预定上限(阈值)的冲击时，才输出冲击检测信号。(即，当所检测到的冲击的幅度小于预定上限时，冲击传感器7不输出冲击检测信号。)在此配置中，响应于(作为获取单元的控制单元5)接收到冲击检测信号，控制单元5断开开关元件4。
电源单元6向控制单元5和开关元件4提供操作电能。电源单元6可以由诸如干电池或纽扣电池的原电池构成。也可以在外壳10上设置电源接入端子，而不提供电源单元6。在此配置中，通过电源接入端子从外部(例如，车辆的电池20)提供操作电能。
以下，对本实施例的电磁开关装置1的操作进行描述。当车辆正常行驶时，因为冲击传感器7检测到的冲击的幅度不超过上限，所以开关元件4保持接通。
当由于事故(例如，行驶中的车辆撞上其他车辆或障碍物)使车辆遭受大的冲击时，冲击传感器7检测的冲击的幅度可能超过上限。在此情况下，控制单元5驱动断开开关元件4，从而断开从线圈端子12到电磁块3的励磁电流的供电路径，以中断对电磁块3的励磁。此时，接触块2打开以断开电路。因此，无论是否存在来自控制装置24的指令，电磁开关装置1自动地关断以断开电路21。因此，本实施例改进了受到冲击时的安全性。
应当注意，冲击传感器7可以装在外壳10中，如图2所示。冲击传感器7装在外壳10中的配置可以省略信号端子13以及连接信号端子13和冲击传感器7的信号线，并具有节省接线工作的优点。应当注意，在冲击传感器7未装在外壳10中的其他配置中，优点是：冲击传感器7可以安装在车辆中适于检测冲击的合适位置(例如，保险杠)。
在本实施例中，电磁开关装置1可以设置在诸如电动汽车的车辆上，但本发明不限于此。例如，优选地，可以将电磁开关装置1设置在装配有电池的便携式或可移动设备(例如，便携式计算机)上。
虽然已经参考特定优选实施例描述了本发明，在不脱离本发明的真实主旨和范围(即，权利要求)的前提下，本领域技术人员可以进行多种修改和改变。

Claims (6)

1.一种电磁开关装置，包括：
接触块，插入在电路中；
电磁块，用于驱动所述接触块，所述电磁块被配置为：当从外部供应励磁电流时，驱动所述接触块闭合所述电路，使之处于导通状态；
常通型开关元件，插入在所述励磁电流的供电路径中；
获取单元，被配置为从冲击传感器获得冲击检测信号，所述冲击传感器被配置为检测冲击；以及
控制单元，被配置为：基于由所述获取单元获得的所述冲击检测信号，当所述冲击传感器检测到幅度大于预定阈值的冲击时，断开所述开关元件，以便中断所述供电路径。
2.根据权利要求1所述的电磁开关装置，还包括：信号端子，所述冲击检测信号输入到所述信号端子。
3.根据权利要求1所述的电磁开关装置，还包括：外壳，所述接触块、所述电磁块、所述开关元件、所述获取单元以及所述控制单元装在所述外壳中，
其中，所述冲击传感器装在所述外壳中。
4.根据权利要求1或2所述的电磁开关装置，还包括：电源接入端子，用于从外部接收要作为驱动电能提供给所述开关元件的电能。
5.根据权利要求3所述的电磁开关装置，还包括：电源接入端子，用于从外部接收要作为驱动电能提供给所述开关元件的电能，
其中，电源接入端子设置在所述外壳上。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的电磁开关装置，还包括：
外壳，所述接触块、所述电磁块、所述开关元件、所述获取单元以及所述控制单元装在所述外壳中，以及
电源，装在所述外壳中，并被配置为向所述开关元件提供驱动电能。
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