DE112011105237B4

DE112011105237B4 - Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112011105237B4
Application number: DE112011105237.5T
Authority: DE
Inventors: Ryouji Hironaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2031-05-13
Also published as: DE112011105237T5; JPWO2012153417A1; CN103502059A; JP5590231B2; US9075096B2; US20140077826A1; WO2012153417A1; CN103502059B

Abstract

Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Kondensator (510, 520); ein Gehäuse (10), welches den Kondensator (510, 520) enthält; Elektroden-Sammelschienen (12, 14), welche mit Elektrodenplatten des Kondensators (510, 520) verbunden sind und von einer Peripherie des Kondensators (510, 520) vorstehen, so dass diese einer inneren Oberfläche des Gehäuses (10) gegenüberliegen; und eine Steuerungseinheit (600), welche eine Spannungsveränderung in den Elektroden-Sammelschienen (12, 14) erfasst, wodurch eine Kollision erfasst wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung und insbesondere eine Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung unter Verwendung eines Gehäuses, welches eine elektrische Vorrichtung, wie einen Wechselrichter, enthält.
Allgemeiner Stand der Technik
In einem Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Brennstoffzellen-Fahrzeug usw. wird eine elektrische Vorrichtung, wie ein Wechselrichter, mit elektrischer Leistung von einer Hochspannungs-Leistungsversorgung betrieben, um das Fahrzeug dadurch zu betreiben, und dadurch kann, falls das Fahrzeug eine starke Einwirkung aufgrund einer Kollision usw. aufnimmt und falls der Grad der Einwirkung die Bruchfestigkeit der elektrischen Vorrichtung überschreitet, die Vorrichtung beschädigt werden, und in Abhängigkeit des Grades der Beschädigung dessen elektrischen Systems kann elektrische Hochspannungsleistung entweichen. Um solch eine Situation zu vermeiden, ist es notwendig, eine Fahrzeugkollision umgehend zu erfassen, die Leistungszuführung von einer Leistungsquelle zum Zeitpunkt der Kollision zu trennen und die in einem Hochspannungskondensator gesammelte elektrische Ladung unmittelbar abzuführen.
Die JP 2008-154315 A offenbart eine Struktur, bei der über die gesamte innere Oberfläche eines Deckels eines Gehäuses, welches einen Wechselrichter enthält, ein leitfähiger Film ausgebreitet ist bzw. sich erstreckt, und der leitfähige Film wird elektrisch unterbrochen, wenn der Deckel deformiert wird. Eine ECU erfasst einen Stromwert I, welcher durch den leitfähigen Film fließt, und beurteilt, ob der Stromwert I in etwa null beträgt. Dann, falls dieser in etwa null beträgt, beurteilt die ECU, dass der Wechselrichter eine Einwirkung bzw. einen Stoß aufgenommen hat und schaltet ein System-Hauptrelais ab, um die Leistungszuführung von einer im Betrieb befindlichen Batterie bzw. einer Betriebsbatterie zu trennen. Die ECU stoppt ebenso den Wechselrichter, um einen Motor-Generator in einen inaktiven Zustand zu bringen, in welchem dieser keine elektrische Leistung erzeugen kann.
Die DE 10 2006 051 750 A1 offenbart eine Fahrzeugkollisionserfassungsvorrichtung, aufweisend: einen kondensatorartigen Sensor, der an einem Abschnitt des Fahrzeugs angebracht ist, wobei der Sensor ein Paar Plattenelektroden aufweist; eine Ansteuerschaltung mit einem Oszillator welcher ein AC-Signal mit einer festen Frequenz erzeugt, sowie einer Resonanzschaltung, welche aus einer Spule und einem Diagnosekondensator gebildet wird, wobei die Resonanzschaltung mit dem kondensatorartigen Sensor verbunden ist, um einen Teil der Kapazität der Resonanzschaltung zu bilden, sowie mit dem Oszillator um die Resonanzschaltung anzutreiben; und eine Einrichtung welche mit der Ansteuerschaltung an einem Anschluss des Sensor und der Ansteuerschaltung verbunden ist, zum Beurteilen einer Kollision mit einem Objekt und einer Trennung des Sensors von der Ansteuerschaltung basierend auf einer Spannung am Anschluss, wenn der Oszillator das Signal mit der festen Frequenz erzeugt.
Aus der DE 42 42 230 A1 ist ferner eine Sensoreinrichtung zum Erkennen eines seitlichen Aufpralls auf ein Kraftfahrzeug bekannt, mit: einem Sensorelement, das bei einem seitlichen Aufprall auf das Kraftfahrzeug ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement mindestens einen elektrischen Kondensator aufweist, der ein frequenzbestimmendes Schaltungselement einer Oszillatorschaltung bildet, die mit einem Frequenz-Spannungs-Wandler zur Abgabe einer elektrischen Spannung als Ausgangssignal zusammengeschaltet ist.
Die DE 100 18 806 A1 offenbart schließlich eine Vorrichtung zur kapazitiven Messung einer Verformung eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs, welche mindestens eine Elektrode und eine Gegenelektrode aufweisende Elektrodenanordnung besitzt, wobei durch die Vorrichtung ein Sensorsignal erzeugbar ist, welches eine durch die Verformung des Bauteils bewirkte Änderung der Kapazität der Elektrodenanordnung repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode und ihre Gegenelektrode der Elektrodenanordnung benachbart zueinander auf einer Bodenplatte der Vorrichtung angeordnet sind und derart eine Kapazität ausbilden, und daß eine durch eine Verformung des die Vorrichtung tragenden Bauteils bewirkte Deformation der Bodenplatte in einer Änderung der Relativposition der beiden Elektroden der Elektrodenanordnung und somit der Kapazität der Vorrichtung resultiert.
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Obwohl die Struktur, bei welcher der leitfähige Film über die gesamte innere Oberfläche des Deckels des Gehäuses, welches eine elektrische Vorrichtung, wie den Wechselrichter, aufnimmt, ausgebildet ist, eine wirkungsvolle Technologie zum Erfassen einer durch eine Kollision hervorgerufenen Deformation des Deckels darstellt, erfordert diese einen separaten Vorgang zum Ausbilden des leitfähigen Films als eine Komponente, welche zum Erfassen der Deformation bestimmt ist. Um eine Einwirkung durch das Erfassen der Deformation des Gehäuses zu erfassen, ist es daher wünschenswert, dass die Einwirkung ohne eine Erhöhung der Anzahl an Vorgänge und ohne eine Erhöhung der Anzahl an Bauteile der bestimmten Komponenten erfasst werden kann.
Ferner kann die Erfassung einer Kollision bei einem Kollisions-Typ fehlschlagen, bei welchem die innere Oberfläche des Deckels des Wechselrichtergehäuses nicht beschädigt wird, das heißt, beispielsweise einem Kollisions-Typ, bei welchem lediglich ein Oberteil des Wechselrichtergehäuses beschädigt wird. Obwohl es natürlich möglich ist, den leitfähigen Film in sämtlichen Richtungen des Wechselrichtergehäuses zu erstrecken, nehmen die Kosten und die Herstellungsvorgänge entsprechend zu.
Ferner kann in Abhängigkeit des Beschädigungszustandes in der Verdrahtung der Leiterstrukturen und des Wechselrichtergehäuses ein Fall vorliegen, bei welchem ein durch den leitfähigen Film fließender elektrischer Strom nicht zu null wird. Dies ist beispielsweise ein Fall, bei welchem benachbarte Leiterstrukturen zueinander kurzgeschlossen werden, oder ein Fall, bei welchem eine leitfähige Struktur das Wechselrichtergehäuse berührt und einen Erdschluss besitzt. In diesen Fällen kann die Erfassung einer Kollision fehlschlagen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine Kollision durch das zuverlässige Erfassen einer Deformation eines Gehäuses, das eine elektrische Vorrichtung, wie einen Wechselrichter, enthält, erfassen kann, ohne die Anzahl an Bauteile unnötigerweise zu erhöhen, wobei die Kollision durch eine Einwirkung aus irgendeiner Richtung hervorgerufen wird.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung, welche einen Kondensator, ein Gehäuse, das den Kondensator enthält bzw. aufnimmt, Elektroden-Sammelschienen, welche mit Elektrodenplatten des Kondensators verbunden sind und von einer Peripherie des Kondensators vorstehen, so dass diese einer inneren Oberfläche des Gehäuses gegenüberliegen, und eine Steuerungseinheit, welche eine Spannungsveränderung in den Elektroden-Sammelschienen erfasst, wodurch eine Kollision erfasst wird, enthält.
Bei der vorliegenden Erfindung sind Elektroden-Sammelschienen mit Platten (Elektrodenplatten) eines Kondensators verbunden, und Enden der Sammelschienen erstrecken sich derart, dass diese der inneren Oberfläche des Gehäuses gegenüberliegen. Wenn das Gehäuse zum Zeitpunkt einer Kollision durch eine Einwirkung bzw. einen Stoß deformiert wird, kontaktiert die innere Oberfläche des Gehäuses die Elektroden-Sammelschienen und eine Spannung der Elektroden-Sammelschienen verändert sich ausgehend von einem normalen Zustand (wenn die Elektroden-Sammelschienen der inneren Oberfläche des Gehäuses gegenüberliegen, diese jedoch nicht kontaktiert). Durch das Erfassen solch einer Spannungsveränderung in den Elektroden-Sammelschienen wird das Auftreten der Kollision erfasst. Da die Elektroden-Sammelschienen derart ausgebildet sind, dass diese von der Peripherie des Kondensators vorstehen, tritt, selbst wenn eine Kollision von einer beliebigen Richtung auftritt, eine Spannungsveränderung in den Elektroden-Sammelschienen auf und die Kollision wird erfasst.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Elektroden-Sammelschienen mit einer positiven Platte und/oder einer negativen Platte des Kondensators verbunden. Das heißt, bei der vorliegenden Erfindung sind erstens die Elektroden-Sammelschienen mit der positiven Platte bzw. der negativen Platte des Kondensators verbunden. Die mit der positiven Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen stellen positive Elektroden-Sammelschienen dar, während die mit der negativen Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen negative Elektroden-Sammelschienen darstellen. In diesem Fall enthalten Typen von Spannungsveränderungen, welche durch die Kollision hervorgerufen werden, eine Spannungsveränderung aufgrund eines Kurzschlusses zwischen den positiven Elektroden-Sammelschienen und den negativen Elektroden-Sammelschienen, und eine Spannungsveränderung aufgrund eines Erdschlusses in der positiven Elektroden-Sammelschiene und/oder der negativen Elektroden-Sammelschiene, und bei der vorliegenden Erfindung wird die Kollision durch das Erfassen einer dieser Spannungsveränderungen erfasst. Bei der vorliegenden Erfindung sind zweitens die Elektroden-Sammelschienen mit der positiven Platte oder der negativen Platte des Kondensators verbunden. In diesem Fall enthalten Typen von Spannungsveränderungen, welche durch die Kollision hervorgerufen werden, eine Spannungsveränderung aufgrund eines Erdschlusses der positiven Elektroden-Sammelschiene oder eines Erdschlusses der negativen Elektroden-Sammelschiene, und bei der vorliegenden Erfindung wird die Kollision durch das Erfassen einer dieser Spannungsveränderungen erfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Metallrahmen vorgesehen, welcher in dem Gehäuse enthalten ist und die Peripherie des Kondensators umgibt, und die Elektroden-Sammelschiene liegt der inneren Oberfläche des Gehäuses mit dem Metallrahmen dazwischen gegenüber. Wenn das Gehäuse zum Zeitpunkt einer Kollision durch eine Einwirkung bzw. einen Stoß deformiert wird, berührt bzw. kontaktiert die innere Oberfläche des Gehäuses den Metallrahmen und der Metallrahmen berührt die Elektroden-Sammelschiene, wodurch die Spannung der Elektroden-Sammelschiene ausgehend von einem normalen Zustand verändert wird. Dadurch wird durch das Erfassen solch einer Spannungsveränderung in der Elektroden-Sammelschiene das Auftreten einer Kollision erfasst.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Kollision durch das zuverlässige Erfassen einer Deformation eines Gehäuses, welches eine elektrische Vorrichtung, wie einen Wechselrichter, enthält, zu erfassen, ohne die Anzahl an Bauteilen unnötig zu erhöhen, wobei die Deformation durch eine Einwirkung aus irgendeiner Richtung hervorgerufen wird. Ferner ist es mit Hilfe der vorliegenden Erfindung möglich, exakt zu unterscheiden, ob die Einwirkung durch die Kollision hervorgerufen wird oder andere Ursachen besitzt.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
1 zeigt eine Abbildung einer Schaltkreiskonfiguration einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Draufsicht eines Gehäuses der Ausführungsform.
3 zeigt eine Querschnittsansicht von 2 entlang A-A.
4 zeigt eine obere perspektivische Ansicht eines Kondensators der Ausführungsform.
5 zeigt eine untere perspektivische Ansicht des Kondensators der Ausführungsform.
6 zeigt eine Draufsicht des Kondensators der Ausführungsform.
7 zeigt eine Draufsicht einer positiven Platte des Kondensators der Ausführungsform.
8 zeigt eine Draufsicht einer negativen Platte des Kondensators der Ausführungsform.
9 zeigt ein Grund-Schaltkreisdiagramm einer Kollisionserfassungsvorrichtung.
10 zeigt ein detailliertes Schaltkreisdiagramm der Kollisionserfassungsvorrichtung.
11 zeigt ein erstes Ablauf-Flussdiagramm der Ausführungsform.
12 zeigt ein zweites Ablauf-Flussdiagramm der Ausführungsform.
13 zeigt eine Draufsicht eines Gehäuses einer weiteren Ausführungsform.
14 zeigt eine Querschnittsansicht von 13 entlang B-B.
15 zeigt eine Konfigurationsabbildung einer positiven Platte und einer negativen Platte eines Kondensators bei einer noch weiteren Ausführungsform.
16 zeigt eine Konfigurationsabbildung einer positiven Platte und einer negativen Platte eines Kondensators bei einer noch weiteren Ausführungsform.
17 zeigt eine Konfigurationsabbildung eines Kondensators bei einer noch weiteren Ausführungsform.
18 zeigt eine Draufsicht, welche ein Positionsverhältnis zwischen einem Metallrahmen und Elektroden-Sammelschienen in 17 zeigt.
19 zeigt eine Seitenansicht, welche ein Positionsverhältnis zwischen dem Metallrahmen und den Elektroden-Sammelschienen in 17 zeigt.
20 zeigt eine Draufsicht, welche ein Positionsverhältnis zwischen einem Gehäuse und Elektroden-Sammelschienen bei einer noch weiteren Ausführungsform zeigt.
21 zeigt eine Seitenansicht, welche ein Positionsverhältnis zwischen dem Gehäuse und den Elektroden-Sammelschienen in 20 zeigt.
22 zeigt eine Draufsicht, welche ein Positionsverhältnis zwischen einem Gehäuse und Elektroden-Sammelschienen bei einer noch weiteren Ausführungsform zeigt.
23 zeigt eine Seitenansicht, welche ein Positionsverhältnis zwischen dem Gehäuse und den Elektroden-Sammelschienen in 22 zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend basierend auf den Abbildungen beschrieben, wobei ein Hybridfahrzeug als ein Beispiel herangezogen wird. Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf ein Hybridfahrzeug beschränkt ist, sondern in gleicher Weise auf alle Fahrzeuge angewendet werden kann, welche durch das Steuern von elektrischer Leistung von einer Batterie unter Verwendung einer elektrischen Vorrichtung, wie eines Wechselrichters, und das Antreiben eines Motors fahren.
1. Gesamtkonfiguration des Systems
Zunächst ist die Gesamtkonfiguration des Systems beschrieben. Die Gesamtkonfiguration des Systems ist im Wesentlichen identisch zu der in der JP 2008-154315 A offenbarten Systemkonfiguration. 1 zeigt diese Systemkonfiguration.
Das System enthält eine Betriebsbatterie 220, einen Aufwärtswandler 242, einen Wechselrichter 240, Kondensatoren 510 und 520, System-Hauptrelais SMR 500, 504 und 506, einen Begrenzungswiderstand 502, eine ECU 600 und eine Steuertafel 400.
Der Wechselrichter 240 enthält sechs IGBTs (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode) und sechs Dioden, welche jeweils parallel zu den IGBTs geschaltet sind, so dass Strom von der Seite des Emitters zu der Seite des Kollektors jedes der IGBTs fließt. Der Wechselrichter 240 bewirkt, dass der Motor-Generator 140 basierend auf einem Steuersignal von der Steuertafel 400, insbesondere einem Steuersignal von einer MG-ECU 700 in der Steuertafel 400, als ein Motor oder als eine Generator dient, basierend auf einer Anweisung von der ECU 600. Wenn hervorgerufen wird, dass der Motor-Generator 140 als ein Motor dient, schaltet der Wechselrichter 240 die Gates der IGBTs ein/aus, wandelt die von der Betriebsbatterie 220 zugeführte Leistung in AC-Leistung und führt die Leistung zu dem Motor-Generator 140. Wenn hervorgerufen wird, dass der Motor-Generator 140 als ein Generator dient, schaltet der Wechselrichter 240 die Gates der IGBTs ein/aus, wandelt die durch den Motor-Generator 140 erzeugte AC-Leistung in DC-Leistung und lädt die Betriebsbatterie 220. Der Motor-Generator 140 besteht aus einem Motor-Generator 140A und einem Motor-Generator 140B, und wenn der Motor-Generator 140A für die Verwendung zum Antrieb vorgesehen ist, dient der obere Wechselrichter 240 als ein Antriebs-Wechselrichter, während, wenn der Motor-Generator 140B für die Verwendung zur Erzeugung von elektrischer Leistung vorgesehen ist, der untere Wechselrichter 240 als ein Leistungs-Erzeugungs-Wechselrichter dient.
Der Aufwärtswandler 242 enthält einen Reaktor bzw. eine Drosselspule 311, Transistoren 312 und 313 und Dioden 314 und 315. Ein Ende der Drosselspule 311 ist mit einer Stromversorgungsleitung der Betriebsbatterie 220 verbunden, während das andere Ende mit einem Mittelpunkt zwischen dem Transistor 312 und dem Transistor 313 verbunden ist. Die Transistoren 312 und 313 sind zwischen der Leitung auf der Seite der positiven Elektrode und der Leitung auf der Seite der negativen Elektrode des Wechselrichters 240 in Reihe geschaltet. Der Kollektor des Transistors 312 ist mit der Leitung auf der Seite der positiven Elektrode verbunden, während der Emitter des Transistors 313 mit der Leitung auf der Seite der negativen Elektrode verbunden ist. Ferner sind die Dioden 314 und 315, welche bewirken, dass Strom von der Seite des Emitters zu der Seite des Kollektors fließt, zwischen dem Kollektor und dem Emitter der Transistoren 312 und 313 geschaltet. In dem Aufwärtswandler 242 werden die Transistoren 312 und 313 durch die Steuertafel 400 ein/aus -geschaltet. Der Aufwärtswandler 242 erhöht die von dem Kondensator 510 zugeführte DC-Leistung und führt die sich daraus ergebende Leistung zu dem Kondensator 520. Der Kondensator 520 glättet die von dem Aufwärtswandler 242 zugeführte DC-Leistung und führt die geglättete DC-Leistung zu dem Wechselrichter 240. Da beide Kondensatoren 510 und 520 als Glättungskondensatoren dienen, werden die Kondensatoren 510 und 520 gemeinsam als Glättungskondensatoren bezeichnet, wenn notwendig. Zusätzlich wird der Einfachheit halber die Leitung auf der Seite der positiven Elektrode vor dem Erhöhen durch den Aufwärtswandler 242 als eine VL-Leitung bezeichnet, während die Leitung auf der Seite der positiven Elektrode nach dem Erhöhen durch den Aufwärtswandler 242 als eine VH-Leitung bezeichnet wird. Die Leitung auf der Seite der negativen Elektrode wird als eine VN-Leitung bezeichnet.
Die ECU 600 steuert den Wechselrichter 240 und die SMRs 500, 504 und 506 basierend auf einem Zündschalter, dem Betrag des Niederdrückens des Gaspedals, dem Betrag des Niederdrückens des Bremspedals, der auf den VH- und VL-Leitungen erfassten Spannung usw.
Der Aufwärtswandler 242, die Glättungskondensatoren (Kondensatoren 510 und 520), der Wechselrichter 240 und die Steuertafel 400 sind als eine Leistungs-Steuerungseinheit (PCU) in dem Gehäuse enthalten und das Gehäuse ist im Motorraum oder unterhalb des hinteren Bodens aufgenommen. Eine Hochspannung von der Betriebsbatterie 220 von mehreren hundert Volt wird ferner durch den Aufsatzwandler 242 erhöht und zu dem Wechselrichter 240 geführt.
Dadurch kann, falls das Fahrzeug eine starke Einwirkung bzw. einen starken Stoß von einer Kollision aufnimmt, und falls der Grad der Einwirkung die Bruchfestigkeit des Gehäuses überschreitet, das Gehäuse beschädigt werden, und in Abhängigkeit des Grades der Beschädigung kann elektrische Hochspannungsleistung von dem Wechselrichter 240 austreten.
Dadurch erfasst die Steuertafel 400 bei der vorliegenden Ausführungsform die durch die Kollision hervorgerufene Einwirkung schnell und führt eine Verarbeitung zum unmittelbaren Beenden des Betriebs des Hochspannungssystems durch.
In dem Wechselrichter 240 ist zwischen der VH-Leitung und der VN-Leitung insbesondere eine schnelle Entladungsschaltung vorgesehen, welche aus einem Relais und einem Entladungswiderstand Rd aufgebaut ist, und die Steuertafel 400 gibt eine Anweisung aus, um das Relais der schnellen Entladungsschaltung einzuschalten, wodurch die in den Glättungskondensatoren aufgenommene bzw. gespeicherte Ladung abgegeben wird.
Die Details der Kollisionserfassungsstruktur sind nachstehend beschrieben.
2. Details der Kollisionserfassungsstruktur
Die Kollisionserfassungsstruktur der vorliegenden Ausführungsform bewirkt, dass in dem Gehäuse, welches eine elektrische Vorrichtung, wie den Wechselrichter 240 und die Glättungskondensatoren enthält, die Sammelschienen von den Elektrodenplatten der Glättungskondensatoren vorstehen, so dass diese dem Gehäuse gegenüberliegen, ermöglicht, dass sich die Sammelschienen und das Gehäuse gegenseitig berühren, wenn sich das Gehäuse aufgrund der Einwirkung auf die Kollision hin deformiert, und erfasst eine Veränderung des elektrischen Potentials in den Sammelschienen, wodurch das Auftreten einer Kollision erfasst wird. Der Glättungskondensator besteht aus der positiven Platte und der negativen Platte, und die Sammelschiene ist derart vorgesehen, dass diese von der positiven Platte und/oder der negativen Platte vorsteht. Da die Sammelschienen des Kondensators in einem normalen Zustand von dem Gehäuse isoliert sind, befinden sich die Potentiale der Sammelschienen, das heißt, Potentiale der Glättungskondensatoren, auf einem bestimmten Wert. Wenn die Sammelschienen jedoch das Gehäuse berühren, werden die Potentiale der Sammelschienen gleich dem Potential des Gehäuses, und falls das Gehäuse auf das Grundpotential eingestellt ist, werden die Potentiale der Sammelschienen ebenso gleich dem Grundpotential. Solch eine Veränderung der Potentiale der Sammelschienen ermöglicht die Erfassung des Kontakts zwischen den Sammelschienen und dem Gehäuse und somit des Auftretens einer Kollision.
2 zeigt eine Draufsicht eines Gehäuses 10, welches den Wechselrichter 240 und die Glättungskondensatoren 510 und 520 enthält. Das Gehäuse 10 besitzt Flansche 11 entlang einer Peripherie davon und enthält zusätzlich zu den Glättungskondensatoren den Wechselrichter 240 und die Glättungskondensatoren 510 und 520, die Steuertafel 400, auf welcher die MG-ECU 700 montiert ist. Das Gehäuse 10 besteht aus zwei Gehäuseelementen, wie beispielsweise einem oberen Gehäuse und einem unteren Gehäuse, oder einem Deckel und einem Körper, und ist derart konfiguriert, dass diese beiden Gehäuseelemente durch die Verwendung einer Dichtung verbunden sind. Das Gehäuse 10 ist über eine Halterung mit der Karosseriemasse des Fahrzeugs verbunden.
Die in dem Gehäuse 10 enthaltenen Glättungskondensatoren 510 und 520 nehmen den überwiegenden Raum des Gehäuses 10 ein. Jeder der Glättungskondensatoren 510 und 520 besteht aus einer positiven Platte und einer negativen Platte, welche einander gegenüberliegen, und einem dielektrischen Körper zwischen den beiden Platten. Positive Elektroden-Sammelschienen 12 sind derart ausgebildet, dass diese von der positiven Platte vorstehen, und negative Elektroden-Sammelschienen 14 sind derart ausgebildet, dass diese von der negativen Platte vorstehen. Die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 sind derart ausgebildet, dass diese von der gesamten Peripherie des Glättungskondensators 510 und 520 vorstehen, und die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 sind in einer Draufsicht abwechselnd angeordnet, so dass eine negative Elektroden-Sammelschiene 14 benachbart zu einer positiven Elektroden-Sammelschiene 12 vorgesehen ist, und eine weitere positive Elektroden-Sammelschiene 12 benachbart zu dieser negativen Elektroden-Sammelschiene 14 angeordnet ist. Sowohl die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 als auch die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 stehen von den Glättungskondensatoren 510 und 520 hin zu der Außenseite der Kondensatorgehäuses der Glättungskondensatoren 510 und 520 vor, so dass diese dem Gehäuse 10 gegenüberliegen.
3 zeigt eine Querschnittsansicht von 2 entlang A-A. Die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 sind derart ausgebildet, dass diese von den positiven Platten und den negativen Platten der Glättungskondensatoren 510 und 520 jeweils vorstehen. Sowohl die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 als auch die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 besitzen eine plattenähnliche Gestalt und eine gekrümmte Gestalt mit einer Mehrzahl von Kurven bzw. Rundungen, und erstrecken sich in direkter Umgebung der Flansche 11 des Gehäuses 10 hin zum Äußeren des Kondensatorgehäuses der Glättungskondensatoren 510 und 520. Die vorstehenden bzw. überstehenden Enden der positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und der negativen Elektroden-Sammelschienen 14 sind derart gekrümmt, dass sich diese annähernd parallel zu den Oberflächen der Flansche 11 befinden und den Oberflächen der Flansche 11 gegenüberliegen. Ein Spalt zwischen den Flanschen 11 und den positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 kann auf irgendeinen Abstand eingestellt sein, um eine Isolation zwischen diesen vorzusehen.
In einem normalen Zustand berühren die Flansche 11 des Gehäuses 10 die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 oder die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 nicht und sind gegenüber diesen isoliert. Andererseits wird das Gehäuse zum Zeitpunkt einer Fahrzeugkollision durch eine Einwirkung bzw. einen Stoß deformiert und die Flansche 11 werden daher deformiert und berühren die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 oder die negativen Elektroden-Sammelschienen 14.
Die Struktur der Glättungskondensatoren 510 und 520 ist nachstehend detailliert beschrieben. Da die Glättungskondensatoren 510 und 520 im Wesentlichen die gleiche Gestalt besitzen, ist die nachfolgende Beschreibung unter Verwendung des Glättungskondensators 520 als Beispiel angegeben.
4 und 5 zeigen obere perspektivische Ansichten des Glättungskondensators 520. Der Glättungskondensator 520 besteht aus einer Mehrzahl von Kondensatorelementen, und eine positive Platte 512 und eine negative Platte 514, welche durch die Mehrzahl von Kondensatorelementen gemeinsam verwendet werden, sind unter der Annahme, dass drei Achsen x-y-z orthogonal zueinander sind, parallel zu der x-y-Ebene angeordnet. Ein positiver Elektrodenanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss erstrecken sich von der positiven Platte 512 bzw. der negativen Platte 514 und zusätzlich zu diesen steht eine positive Elektroden-Sammelschiene 12 von der positiven Platte 512 vor, und eine negative Elektroden-Sammelschiene 14 steht von der negativen Platte 514 vor.
6 zeigt schematisch eine Draufsicht des Glättungskondensators 520. Ferner zeigen 7 und 8 Draufsichten, welche lediglich die positive Platte 512 bzw. die negative Platte 514 zeigen. Wie in 7 gezeigt, ist eine Mehrzahl von positiven Elektroden-Sammelschienen 12 derart ausgebildet, dass diese um die gesamte Peripherie der positiven Platte 512 vorstehen. In der Figur nähert sich eine Planare Gestalt der positiven Platte 512 einem Rechteck und drei positive Elektroden-Sammelschienen 12 sind derart ausgebildet, dass diese bei regelmäßigen Abständen von der langen Seite vorstehen, während zwei positive Elektroden-Sammelschienen 12 derart ausgebildet sind, dass diese bei regelmäßigen Abständen von der kurzen Seite vorstehen. In gleicher Art und Weise ist, wie in 8 gezeigt ist, eine Mehrzahl von negativen Elektroden-Sammelschienen 14 derart ausgebildet, dass diese um die gesamte Peripherie der negativen Platte 514 vorstehen. Eine planare Gestalt der negativen Platte 514 nähert sich einem Rechteck und drei positive Elektroden-Sammelschienen 14 sind derart ausgebildet, dass diese bei in etwa regelmäßigen Abständen von der langen Seite vorstehen, während zwei negative Elektroden-Sammelschienen 14 derart ausgebildet sind, dass diese von der kurzen Seite vorstehen. Wenn diese jedoch als der Glättungskondensator 520 zusammengesetzt werden, werden die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 abwechselnd angeordnet, wie in 6 gezeigt ist, und dadurch unterscheiden sich die Positionen auf der Ebene, bei denen die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 ausgebildet sind von den Positionen, bei denen die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 ausgebildet sind. Beispielsweise sind hinsichtlich der drei negativen Elektroden-Sammelschienen 14, welche auf der langen Seite der negativen Platte 514 ausgebildet sind, die Positionen, bei welchen diese ausgebildet sind, jeweils zwischen den drei positiven Elektroden-Sammelschienen 12, welche bei der langen Seite der positiven Platte 512 ausgebildet sind, angeordnet. Die beiden auf der kurzen Seite der negativen Platte 514 ausgebildeten negativen Elektroden-Sammelschienen 14 sind in einer ähnlichen Art und Weise angeordnet.
Obwohl 4 und 5 den Kondensator zeigen, bei dem die Mehrzahl von Kondensatorelementen in der x-y-Ebene angeordnet sind und die positive Platte 512 und die negative Platte 514 parallel zu der x-y-Ebene angeordnet sind, ist der Glättungskondensator 520 selbstverständlich nicht auf diese Konfiguration beschränkt. In ähnlicher Art und Weise kann ebenso ein Kondensator vorgesehen sein, bei dem die positive Platte 512 und die negative Platte 514 orthogonal zu der x-y-Ebene angeordnet sind, und in diesem Fall ist erneut eine Mehrzahl von positiven Elektroden-Sammelschienen 12 derart ausgebildet, dass diese von der gesamten Peripherie der positiven Platte 512 vorstehen, und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 sind derart ausgebildet, dass diese von der gesamten Peripherie vorstehen.
9 zeigt eine Grund-Schaltkreiskonfiguration der Kollisionserfassungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform. Eine Spannungs-Erfassungsleitung 630 ist mit der positiven Elektroden-Sammelschiene 12 und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 verbunden, welche derart angeordnet sind, dass sich diese nahe des Gehäuses 10, insbesondere der Flansche 11, erstrecken. Eine vorliegende Spannungs-Erfassungsleitung zum Erfassen einer Anschlussspannung des Glättungskondensators 520 kann als die Spannungs-Erfassungsleitung 630 verwendet werden. Dies ist einer der Vorteile, welche durch Ausbilden der positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und der negativen Elektroden-Sammelschienen 14 als Kollisions-Erfassungseinrichtung, so dass diese von der positiven Platte 512 bzw. der negativen Platte 514 vorstehen, erhalten werden.
Die Spannungs-Erfassungsleitung 630, welche ebenso als eine Erfassungsleitung zum Erfassen der Anschlussspannung des Glättungskondensators 520 dient, ist mit einer Spannungs-Erfassungsschaltung 650 verbunden, und eine Spannung der positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und der negativen Elektroden-Sammelschienen 14 wird der Spannungs-Erfassungsschaltung 650 zugeführt.
Die Spannungs-Erfassungsschaltung 650 wandelt die Spannung der positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und der negativen Elektroden-Sammelschienen 14 in eine relativ niedrige Spannung und gibt die sich daraus ergebende Spannung zu der MG-ECU 700 aus.
Die MG-ECU 700 erfasst, ob zumindest eine der positiven Elektroden-Sammelschienen 12 oder eine der negativen Elektroden-Sammelschienen 14 die Flansche 11 des Gehäuses 10 berührt, insbesondere, ob das Fahrzeug kollidierte, basierend auf einer Veränderung der Spannung der positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und der negativen Elektroden-Sammelschienen 14, welche von der Spannungs-Erfassungsschaltung 650 zugeführt wird. Wenn die Kollision des Fahrzeugs erfasst wird, gibt die MG-ECU 700 eine Anweisung aus, um die aus dem Relais und dem Entladungswiderstand Rd aufgebaute Entladungsschaltung, welche in 1 gezeigt ist, einzuschalten.
10 zeigt eine detaillierte Schaltkreiskonfiguration der Kollisionserfassungsschaltung bei der vorliegenden Ausführungsform. Die positive Platte des Glättungskondensators 510 ist mit der VL-Leitung verbunden (siehe 1), und dadurch wird die positive Elektroden-Sammelschiene des Glättungskondensators 510 als eine positive Elektroden-Sammelschiene 12L bezeichnet. Ferner ist die positive Platte des Glättungskondensators 520 mit der VH-Leitung verbunden (siehe 1), und dadurch wird die positive Elektroden-Sammelschiene des Glättungskondensators 520 als eine positive Elektroden-Sammelschiene 12H bezeichnet. Dabei sind die negativen Platten der Glättungskondensatoren 510 und 520 beide mit der negativen Elektrodenleitung VN verbunden, und dadurch werden die negativen Elektroden-Sammelschienen des Glättungskondensators 510 und 520 beide als negative Elektroden-Sammelschienen 14 bezeichnet.
Die Spannung der positiven Elektroden-Sammelschiene 12L und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 des Glättungskondensators 510 und die Spannung der positiven Elektroden-Sammelschiene 12H und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 des Glättungskondensators 520 werden über die Spannungs-Erfassungsleitungen 630 zu der Spannungs-Erfassungsschaltung 650 geführt.
Die Spannungs-Erfassungsschaltung 650 ist eine Spannungs-Wandlungsschaltung zum Umwandeln einer Eingangsspannung in eine relativ niedrige Spannung und besitzt eine Hochspannungs/Niederspannungs-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Spannung der positiven Elektroden-Sammelschiene 12L bzw. der Spannung der positiven Elektroden-Sammelschiene 12H in eine relativ niedrige Spannung. Die Hochspannungs/Niederspannungs-Umwandlungsschaltung besteht aus einer Mehrzahl von aufgeteilten Spannungswiderständen, welche in Reihe zueinander geschaltet sind, und einer Mehrzahl von Differenzverstärkern. Die mit der positiven Elektroden-Sammelschiene 12H verbundene Spannungs-Erfassungsleitung 630 ist mit einem Ende der aufgeteilten Spannungswiderstände R1, R2, R3 und R4 verbunden, welche in Reihe geschaltet sind. Ferner ist die mit der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 verbundene Spannungs-Erfassungsleitung 630 mit einem anderen Ende der aufgeteilten Spannungswiderstände R1, R2, R3 und R4 verbunden, welche zueinander in Reihe geschaltet sind. Ein Verbindungspunkt zwischen den aufgeteilten Spannungswiderständen R1 und R2 ist mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluss (+) eines Differenzverstärkers A1 verbunden, während ein Verbindungspunkt zwischen den aufgeteilten Spannungswiderständen R3 und R4 mit einem invertierenden Eingangsanschluss (–) des Differenzverstärkers A1 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den aufgeteilten Spannungswiderständen R3 und R4 ist auf ein Grundpotential eingestellt. Der Differenzverstärker A1 wird beispielsweise mit einer Spannung von 5 V als Steuerspannung versorgt und wandelt die Eingangsspannung in einem Bereich mit einer oberen Grenze von 5 V in eine niedrigere Spannung um und gibt die resultierende Spannung als VH-Informationen aus.
In ähnlicher Art und Weise ist die mit der positiven Elektroden-Sammelschiene 12L verbundene Spannungs-Erfassungsleitung 630 mit einem Ende der aufgeteilten Spannungswiderstände R5, R6, R7 und R8 verbunden, welche in Reihe geschaltet sind. Ferner ist die mit der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 verbundene Spannungs-Erfassungsleitung 630 mit einem weiteren Ende der aufgeteilten Spannungswiderstände R5, R6, R7 und R8 verbunden, welche in Reihe geschaltet sind. Ein Verbindungspunkt zwischen den aufgeteilten Spannungswiderständen R5 und R6 ist mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluss (+) eines Differenzverstärkers A2 verbunden, während ein Verbindungspunkt zwischen den aufgeteilten Spannungswiderständen R7 und R8 mit einem invertierenden Eingangsanschluss (–) des Differenzverstärkers A2 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den aufgeteilten Spannungswiderständen R6 und R7 ist auf ein Grundpotential eingestellt. Der Differenzverstärker A2 wird beispielsweise mit einer Spannung von 5 V als Steuerspannung versorgt und wandelt die Eingangsspannung in einem Bereich mit einer oberen Grenze von 5 V in eine niedrigere Spannung um und gibt die resultierende Spannung als VL-Informationen aus. Die VH-Informationen und die VL-Informationen werden beide von der Spannungs-Erfassungsschaltung 650 zu der MG-ECU 700 der Steuertafel 400 geführt.
Die MG-ECU 700 erfasst das Auftreten einer Kollision basierend auf den VH-Informationen und den VL-Informationen. Insbesondere sind, obwohl in einem normalen Zustand sowohl die VH-Informationen als auch die VL-Informationen angeben, dass sich die Spannung innerhalb eines bestimmten Bereichs, wie einem Bereich von 1 V bis 4 V, befindet, wenn die Leitung aufgrund einer Kollision getrennt ist, die VH-Informationen und die VL-Informationen beide auf 5 V festgelegt, was der Steuerspannung entspricht, und dadurch erfasst die MG-ECU 700, dass eine Kollision aufgetreten ist. Ferner, wenn sowohl die VH-Informationen als auch die VL-Informationen 0 V angeben, bedeutet dies, dass die positiven Elektroden-Sammelschienen 12H und 12L mit den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 kurzgeschlossen sind, und dadurch erfasst die MG-ECU 700, dass eine Kollision aufgetreten ist.
Falls lediglich eine der positiven Elektroden-Sammelschienen 12H und 12L den Flansch 11 berührt und einen Erdschluss aufweist, oder falls lediglich die negative Elektroden-Sammelschiene 14 den Flansch 11 berührt und einen Erdschluss aufweist, wird die Spannung nicht zu 0 V oder 5 V sondern bleibt innerhalb eines Bereichs von 1 V bis 4 V, und dadurch kann die MG-ECU 700 das Auftreten eines Erdschlusses nicht erfassen.
Unter Berücksichtigung dessen ist der Schaltung in 10 eine Konfiguration hinzugefügt, bei welcher zwei Eingangssignale von der Differenzverstärker-Schaltung A1 und zwei Eingangssignale von der Differenzverstärker-Schaltung A2 zu der MG-ECU 700 geführt werden. Mit Hilfe dieser Konfiguration kann die MG-ECU 700 zusätzlich zu den VH-Informationen und den VL-Informationen die Spannung der positiven Elektroden-Sammelschienen 12H und 12L und die Spannung der negativen Elektroden-Sammelschienen 14 direkt erkennen, und dadurch einen Erdschluss in irgendeiner der Sammelschienen erfassen. Das heißt, falls die Spannung der positiven Elektroden-Sammelschiene 12H 0 V beträgt und falls die Spannung der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 nicht 0 V beträgt, kann die MG-ECU 700 erfassen, dass die positive Elektroden-Sammelschiene 12H den Flansch 11 berührt und einen Erdschluss aufweist. Ferner, falls die Spannung der positiven Elektroden-Sammelschiene 12H 0 V beträgt und falls die Spannung der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 nicht 0 V beträgt, kann die MG-ECU 700 erfassen, dass die positive Elektroden-Sammelschiene 12L den Flansch 11 berührt und einen Erdschluss aufweist. Überdies, falls die Spannungen der positiven Elektroden-Sammelschienen 12H und 12L nicht 0 V betragen und falls die Spannung der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 0 V beträgt, kann die MG-ECU 700 erfassen, dass die negative Elektroden-Sammelschiene 14 den Flansch 11 berührt und einen Erdschluss aufweist. Falls Spannungen der positiven Elektroden-Sammelschiene 12H und die Spannung der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 beide 0 V betragen, das heißt, falls sowohl die positive Elektroden-Sammelschiene 12H als auch die negative Elektroden-Sammelschiene 14 die Flansche 11 berühren, erfasst die MG-ECU 700 diesen Zustand als einen Kurzschluss.
Nachfolgend wird eine Erfassungsverarbeitung der vorliegenden Erfindung separat für den Fall, bei welchem ein durch eine Kollision auf der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode hervorgerufener Kurzschluss erfasst wird, und für den Fall, bei welchem sowohl ein Kurzschluss als auch ein Erdschluss, welche durch eine Kollision auf der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode hervorgerufen werden, erfasst werden, beschrieben.
11 zeigt ein Ablauf- bzw. Verarbeitungs-Flussdiagramm zum Erfassen eines durch die Kollision hervorgerufenen Kurzschlusses in der positiven Elektroden-Sammelschiene 12 und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14.
Zunächst erhält eine CPU der MG-ECU 700 die VH-Informationen und die VL-Informationen und erhält außerdem Informationen bezüglich der Drehzahl (Rd) eines Motor-Generators (MG) 140 (S101).
Dann beurteilt die CPU, ob eine Differenz (Absolutwert) zwischen einem vorhergehenden Wert und einem vorliegenden Wert der bestimmten bzw. erhaltenen VH-Informationen eine Schwellenspannung von beispielsweise 100 V in tatsächlicher Spannung überschreitet (S102). Ferner beurteilt die CPU in ähnlicher Art und Weise, ob eine Differenz (Absolutwert) zwischen einem vorhergehenden Wert und einem vorliegenden Wert der bestimmten bzw. erhaltenen VL-Informationen eine Schwellenspannung überschreitet. Falls die positive Elektroden-Sammelschiene 12H mit der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 kurzgeschlossen ist, überschreitet der Differenzwert der VH-Informationen die Schwellenspannung und es wird eine JA-Beurteilung erhalten. Ferner, in ähnlicher Art und Weise, falls die positive Elektroden-Sammelschiene 12L mit der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 kurzgeschlossen ist, überschreitet der Differenzwert der VL-Informationen ebenso die Schwellenspannung und es wird eine JA-Beurteilung erhalten. Falls die positiven Elektroden-Sammelschienen 12H und 12L nicht mit der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 kurzgeschlossen sind, existiert keine wesentliche Veränderung zwischen dem vorhergehenden Wert und dem vorliegenden Wert und es wird eine NEIN-Beurteilung erhalten.
Falls in S102 eine JA-Beurteilung erhalten wird, das heißt, falls der Differenzwert der VH-Informationen oder der VL-Informationen die Schwellenspannung überschreitet, beurteilt die CPU dann, ob ein Differenzwert der Drehzahl Rd einen Schwellenwert von beispielsweise 200 Umdrehungen pro Minute (U/min) überschreitet (S103). Diese Beurteilung ist ein Vorgang zum Beurteilen, ob eine plötzliche Bremsung aufgebracht wurde, und falls eine plötzliche Bremsung aufgebracht wurde, nimmt die Drehzahl Rd rapide ab. Dadurch überschreitet der Differenzwert den Schwellenwert und es wird eine JA-Beurteilung erhalten.
Dann, falls in S103 eine JA-Beurteilung erhalten wird, das heißt, falls der Differenzwert der VH-Informationen oder der VL-Informationen die Schwellenspannung überschreitet, und falls eine plötzliche Bremsung aufgebracht wurde, erkennt die CPU, dass die plötzliche Bremsung aufgrund einer Kollision aufgebracht wurde (S104), erfasst, dass aufgrund der Kollision ein PN-Kurzschluss aufgetreten ist (S105), und gibt eine Anweisung aus, um die aus dem Relais und dem Entladungswiderstand bestehende schnelle Entladungsschaltung einzuschalten, um die Glättungskondensatoren 510 und 520 dadurch schnell zu entladen (S106).
Andererseits, falls in S103 eine NEIN-Beurteilung erhalten wird, das heißt, falls der Differenzwert der VH-Informationen oder der VL-Informationen die Schwellenspannung überschreitet, jedoch keine wesentliche Veränderung der Drehzahl vorliegt und keine plötzliche Bremsung aufgebracht wurde, erkennt die CPU, dass sich die Spannung eines Hochspannungskabels usw. durch einen Erdschluss aufgrund anderer Gründe als eine Kollision verändert hat (S107), und führt keine Kollisionserfassung durch und hält die Entladungsschaltung ausgeschaltet (S108).
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Kollisionserfassung durchgeführt wird, wenn der Differenzwert der VH-Informationen oder der Differenzwert der VL-Informationen die Schwellenspannung überschreitet, kann die Kollisionserfassung ebenso durchgeführt werden, wenn sowohl der Differenzwert der VH-Informationen als auch der Differenzwert der VL-Informationen die Schwellenspannung überschreiten.
Ferner, obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Kollisionserfassung durchgeführt wird, wenn der Differenzwert der VH-Informationen oder der Differenzwert der VL-Informationen die Schwellenspannung überschreitet, kann die Kollisionserfassung ebenso durchgeführt werden, wenn sich die Differenzwerte der VH-Informationen und der VL-Informationen nahe null befinden.
12 zeigt ein Ablauf- bzw. Verarbeitungs-Flussdiagramm zum Erfassen sowohl eines Kurzschlusses als auch eines Erdschlusses auf der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode, welche durch eine Kollision hervorgerufen werden.
Zunächst erhält die CPU der MG-ECU 700 die VH- und VL-Informationen und die Informationen bezüglich der Drehzahl (Rd) des Motor-Generators (MG) 140 (S201).
Dann beurteilt die CPU, ob ein Differenzwert zwischen einem vorhergehenden Wert und einem vorliegenden Wert der VH-Informationen oder der VL-Informationen eine Schwellenspannung von beispielsweise 100 V in tatsächlicher Spannung überschreitet (S202).
Falls in S202 JA beurteilt wird, das heißt, falls der Differenzwert der VH-Informationen oder der VL-Informationen die Schwellenspannung überschreitet, beurteilt die CPU, ob die Drehzahl einen Schwellenwert von beispielsweise 200 Umdrehungen pro Minute (U/min) überschreitet (S203), und, falls die Drehzahl den Schwellenwert überschreitet, erkennt, dass eine plötzliche Bremsung aufgrund einer Kollision aufgebracht wurde (S204), erfasst, dass ein PN-Kurzschluss aufgrund der Kollision aufgetreten ist (S205), und schaltet die schnelle Entladungsschaltung ein, um dadurch die Glättungskondensatoren 510 und 520 schnell zu entladen (S206). Die Verarbeitung bei S203 bis S206 ist identisch zu der Verarbeitung bei S103 bis S106 in 11. Falls in S203 eine NEIN-Beurteilung erhalten wird, das heißt, falls die Drehzahl den Schwellenwert nicht überschreitet, wird die Verarbeitung derart ausgeführt, wie später beschrieben ist.
Andererseits, falls in S202 eine NEIN-Beurteilung erhalten wird, das heißt, falls der Differenzwert der VH-Informationen oder der VL-Informationen die Schwellenspannung nicht überschreitet, speichert die CPU den zuvor erhaltenen Wert in einem Speicher (S207), erhält zusätzlich zu den VH-Informationen und den VL-Informationen eine Spannung der positiven Elektroden-Sammelschienen 12H und 12L und eine Spannung der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 (S208 und S209), und beurteilt, ob ein Differenzwert zwischen diesen einen Schwellenwert von beispielsweise 50 V in tatsächlicher Spannung überschreitet (S210).
Falls in S210 eine JA-Beurteilung erhalten wird, das heißt, falls die Spannungsdifferenz zwischen der positiven Elektroden-Sammelschiene 12H und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14, oder die Spannungsdifferenz zwischen der positiven Elektroden-Sammelschiene 12L und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 den Schwellenwert überschreitet, beurteilt die CPU ferner, ob der Differenzwert der Drehzahl Rd einen Schwellenwert von beispielsweise 200 U/min überschreitet (S211). Dann, falls der Differenzwert der Drehzahl den Schwellenwert überschreitet, erkennt die CPU, dass aufgrund einer Kollision eine plötzliche Bremsung aufgebracht wird (S212), erfasst, dass aufgrund der Kollision ein P- oder N-Kurzschluss aufgetreten ist (S213), und gibt eine Anweisung aus, um die schnelle Entladungsschaltung einzuschalten, um dadurch die Glättungskondensatoren 510 und 520 schnell zu entladen (S206).
Ferner, falls sowohl bei S211 als auch bei S203 eine NEIN-Beurteilung erhalten wird, erkennt die CPU, dass sich die Spannung eines Hochspannungskabels usw. durch einen Erdschluss aufgrund anderer Gründe als eine Kollision verändert hat (S214), und hält die Entladungsschaltung ausgeschaltet (S215).
In ähnlicher Art und Weise zu 11 kann die CPU in 12 basierend auf der Differenz zwischen den VH-Informationen und den VL-Informationen, welche sich nahe null befinden, ebenso einen PN-Kurzschluss beurteilen.
3. Variationen
13 und 14 zeigen eine Draufsicht des Gehäuses 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 14 zeigt eine Querschnittsansicht von 13 entlang B-B. Bei dieser Ausführungsform ist ein Metallrahmen 13 um die Glättungskondensatoren 510 und 520 angeordnet, um diese zu umgeben. Wie in 14 gezeigt ist, sind die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 derart ausgebildet, dass diese von der positiven Platte und der negativen Platte der Glättungskondensatoren 510 und 520 vorstehen, und erstrecken sich nahe der Flansche 11 des Gehäuses 10, und der Metallrahmen 13 ist zwischen den Flanschen 11 und Enden der positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und der negativen Elektroden-Sammelschienen 14 angeordnet.
Bei solch einer Konfiguration wird, wenn die Flansche 11 zum Zeitpunkt einer Kollision durch eine Einwirkung deformiert werden, der Metallrahmen 13 ebenso deformiert und berührt die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14, was im Auftreten eines Kurzschluss oder eines Erdschlusses resultiert. Dadurch kann das Auftreten einer Kollision durch das Erfassen eines Kurzschlusses oder eines Erdschlusses erfasst werden.
Ferner können, obwohl 4 bis 8 Beispiele der positiven Platten 512 und 514 der Glättungskondensatoren 510 und 520 zeigen, auch Platten mit anderen Gestaltungen als diese verwendet werden.
15 und 16 zeigen weitere Konfigurationen der positiven Platte 512 und der negativen Platte 514 des Glättungskondensators 520. In 15 sind die positive Platte 512 und die negative Platte 514 im Wesentlichen orthogonal zu der x-y-Ebene angeordnet, und die positive Elektroden-Sammelschiene 12 ist derart ausgebildet, dass diese von einem Ende der positiven Platte 512 vorsteht. Die positive Elektroden-Sammelschiene 12 erstreckt sich entlang der y-Richtung von der positiven Platte 512 in Richtung der negativen Platte 514 und ist ferner derart ausgebildet, dass diese in der z-Richtung derart gekrümmt ist, dass sich das Ende der positiven Platte 512 auf der gleichen Ebene wie die negativen Platte 514 befindet. Ferner sind die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 auf der negativen Platte 514 bei regelmäßigen Intervallen bzw. Abständen ausgebildet, so dass diese entlang der z-Richtung vorstehen. Die positive Elektroden-Sammelschiene 12 ist zwischen den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 angeordnet. Ferner sind in 16 die positive Platte 512 und die negative Platte 514 im Wesentlichen parallel zu der x-y-Ebene angeordnet und die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 sind derart ausgebildet, dass diese von einem Ende der positiven Platte 512 vorstehen. Die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 erstrecken sich entlang der z-Richtung von der positiven Platte 512 hin zu der negativen Platte 514. Ferner sind die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 auf der negativen Platte 514 bei regelmäßigen Intervallen ausgebildet, so dass diese entlang der z-Richtung vorstehen. Die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 sind zwischen den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 angeordnet.
Ferner können bei der Konfiguration, bei welcher der Metallrahmen 13 derart angeordnet ist, dass dieser die Glättungskondensatoren 510 und 520 umgibt, bei der Seite der inneren Oberfläche des Metallrahmens 13 Vorsprünge und Aussparungen bzw. Ausnehmungen ausgebildet sein, wie in 17 gezeigt ist, und die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 können in die Aussparungen dieser Vorsprünge und Aussparungen eingeführt werden.
18 und 19 zeigen eine Beziehung zwischen dem Metallrahmen 13 und der positiven Elektroden-Sammelschiene 12 und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 in der Konfiguration von 17 zum Zeitpunkt der Kollision. 18 ist eine Draufsicht, während 19 eine Seitenansicht darstellt. Die Vorsprünge und Aussparungen sind bei der inneren Oberfläche des Metallrahmens 13 ausgebildet und die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 sind abwechselnd in benachbarte Aussparungen eingeführt. In einem normalen Zustand sind die Flansche 11 des Gehäuses 10 und der Metallrahmen 13 voneinander getrennt bzw. voneinander beabstandet und der Metallrahmen 13 ist von den positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 beabstandet. Wenn eine Kollision auftritt, werden die Flansche 11 zum Zeitpunkt der Kollision durch eine Einwirkung deformiert und bewegt und berühren den Metallrahmen 13. Ferner wird der Metallrahmen 13 deformiert und bewegt und berührt die positive Elektroden-Sammelschiene 12 oder die negative Elektroden-Sammelschiene 14. Wenn der Metallrahmen 13 die positive Elektroden-Sammelschiene 12 und die negative Elektroden-Sammelschiene 14 berührt, tritt ein PN-Kurzschluss auf. Ferner, wenn der Metallrahmen 13 die positive Elektroden-Sammelschiene 12 oder die negative Elektroden-Sammelschiene 14 berührt, tritt ein Erdschluss in P oder N auf.
Ferner können, obwohl in 2 und 13 die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 entlang einer Richtung angeordnet sind, welche sich im Wesentlichen parallel zu der inneren Oberfläche des Gehäuses 10 befindet, und die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 im Wesentlichen die gleiche Entfernung von dem Gehäuse 10 besitzen, die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 zwischen dem Gehäuse 10 und den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 angeordnet sein, wie in der Draufsicht in 20 und der Seitenansicht in 21 gezeigt ist. Das heißt, die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 können ebenso entlang einer Richtung angeordnet sein, welche sich im Wesentlichen orthogonal zu der inneren Oberfläche des Gehäuses 10 befindet. In diesem Fall werden, wenn eine Kollision auftritt, die Flansche 11 des Gehäuses 10 deformiert und bewegt und diese berühren die positive Elektroden-Sammelschiene 12, und die positive Elektroden-Sammelschiene 12 berührt die negative Elektroden-Sammelschiene 14. Die Draufsicht in 22 und die Seitenansicht in 23 zeigen beide die Konfiguration, bei welcher die positive Elektroden-Sammelschiene 12 zwischen dem Gehäuse 10 und der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 angeordnet ist, und bei dieser Konfiguration ist auf einer Oberfläche der positiven Elektroden-Sammelschiene 12, welche der negativen Elektroden-Sammelschiene 14 gegenüberliegt, ein Vorsprung ausgebildet, so dass die positive Elektroden-Sammelschiene 12 die negative Elektroden-Sammelschiene 14 zum Zeitpunkt einer Kollision durch eine Einwirkung auf einfache Art und Weise berührt.
Ferner kann, obwohl die positiven Elektroden-Sammelschienen 12 und die negativen Elektroden-Sammelschienen 14 bei der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet sind, dass diese von der positiven Platte 512 und der negativen Platte 514 der Glättungskondensatoren 510 und 520 jeweils vorstehen, so dass diese von der Peripherie der Glättungskondensatoren 510 und 520 vorstehen, eine Kollision durch das Ausbilden lediglich der positiven Elektroden-Sammelschienen 12, so dass diese von der positiven Platte 512 vorstehen, und das Erfassen eines Erdschlusses lediglich in den positiven Elektroden-Sammelschienen 12 erfasst werden. In ähnlicher Art und Weise kann eine Kollision durch Ausbilden lediglich der negativen Elektroden-Sammelschienen 14, so dass diese von der negativen Platte 514 vorstehen, und Erfassen eines Erdschlusses lediglich in den negativen Elektroden-Sammelschienen 14 erfasst werden.
Liste der Bezugszeichen

12 positive Elektroden-Sammelschiene, 14 negative Elektroden-Sammelschiene, 400 Steuertafel, 510, 520 Glättungskondensator, 512 positive Platte, 514 negative Platte, 600 ECU, 700 MG-ECU.

Claims

Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Kondensator (510, 520); ein Gehäuse (10), welches den Kondensator (510, 520) enthält; Elektroden-Sammelschienen (12, 14), welche mit Elektrodenplatten des Kondensators (510, 520) verbunden sind und von einer Peripherie des Kondensators (510, 520) vorstehen, so dass diese einer inneren Oberfläche des Gehäuses (10) gegenüberliegen; und eine Steuerungseinheit (600), welche eine Spannungsveränderung in den Elektroden-Sammelschienen (12, 14) erfasst, wodurch eine Kollision erfasst wird.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) mit einer positiven Platte und/oder einer negativen Platte des Kondensators (510, 520) verbunden sind.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Metallrahmen (13), welcher in dem Gehäuse (10) enthalten ist und die Peripherie des Kondensators (510, 520) umgibt, wodurch die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) der inneren Oberfläche des Gehäuses (10) mit dem Metallrahmen (13) dazwischen gegenüberliegen.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) der inneren Oberfläche des Gehäuses (10) auf der gleichen Ebene wie ein auf dem Gehäuse (10) ausgebildeter Flansch gegenüberliegen.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Spannungs-Erfassungsleitung (630), welche eine Anschlussspannung des Kondensators (510, 520) zu der Steuerungseinheit (600) führt, wobei die Spannungs-Erfassungsleitung (630) eine Spannung der Elektroden-Sammelschienen (12, 14) zu der Steuerungseinheit (600) führt.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) mit der positiven Platte und der negativen Platte des Kondensators (510, 520) verbunden sind; und die Steuerungseinheit (600) eine Kollision durch das Erfassen einer Spannungsveränderung aufgrund eines Kurzschlusses zwischen den mit der positiven Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) und den mit der negativen Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) erfasst.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) mit der positiven Platte oder der negativen Platte des Kondensators (510, 520) verbunden sind; und die Steuerungseinheit (600) eine Kollision durch das Erfassen einer Spannungsveränderung aufgrund eines Erdschlusses in den mit der positiven Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) oder den mit der negativen Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) erfasst.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) mit der positiven Platte und der negativen Platte des Kondensators (510, 520) verbunden sind; und die mit der positiven Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) und die mit der negativen Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) in einer zu der inneren Oberfläche des Gehäuses (10) parallelen Richtung angeordnet sind.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) mit der positiven Platte und der negativen Platte des Kondensators (510, 520) verbunden sind; und die mit der positiven Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) und die mit der negativen Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) in einer zu der inneren Oberfläche des Gehäuses (10) orthogonalen Richtung angeordnet sind.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) mit der positiven Platte und der negativen Platte des Kondensators (510, 520) verbunden sind; und die Steuerungseinheit (600) eine Kollision durch das Erfassen einer Spannungsveränderung aufgrund eines Kontakts zwischen der mit der positiven Platte verbundenen Elektroden-Sammelschiene (12, 14) und der mit der negativen Platte verbundenen Elektroden-Sammelschiene (12, 14) und dem Metallrahmen (13) erfasst.
Fahrzeug-Kollisionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Elektroden-Sammelschienen (12, 14) mit der positiven Platte oder der negativen Platte des Kondensators (510, 520) verbunden sind; und die Steuerungseinheit (600) eine Kollision durch das Erfassen einer Spannungsveränderung aufgrund eines Kontakts zwischen den mit der positiven Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) oder den mit der negativen Platte verbundenen Elektroden-Sammelschienen (12, 14) und dem Metallrahmen (13) erfasst.