JP2000092605A - 自動車用安全装置 - Google Patents

自動車用安全装置

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JP2000092605A
JP2000092605A JP25485998A JP25485998A JP2000092605A JP 2000092605 A JP2000092605 A JP 2000092605A JP 25485998 A JP25485998 A JP 25485998A JP 25485998 A JP25485998 A JP 25485998A JP 2000092605 A JP2000092605 A JP 2000092605A
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power supply
collision
switch
voltage
vehicle
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Kazuhiro Umekita
和弘 梅北
Masanori Ichinose
昌則 一野瀬
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】一般に、電動機を駆動源の少なくとも1つに有
する自動車では、走行用の動力源として、バッテリー,
燃料電池等の直流電源を搭載しており、高出力を得るた
めに直流電源には200〜300V程度の高電圧のもの
が用いられており、自動車の衝突による破損が生じた場
合に、前記高電圧による感電を防止する。 【解決手段】直流電源セルユニット間の接続の少なくと
も1つを開閉器を介して行い、前記開閉器の開閉を行う
開閉器制御装置と、自動車の衝突を検出する衝突検出装
置とを備え、自動車の衝突時には、前記衝突検出装置が
衝突検出情報を生成し、この情報に基づき前記開閉器制
御装置が前記開閉器を開く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧の直流電源
を動力源の1つとして走行する自動車において、衝突時
などの異常発生時に、電源電圧を正常時に比べて低い電
圧にする自動車用安全装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電動機を駆動源の少なくとも1
つに有する自動車では、走行用の動力源として、バッテ
リー,燃料電池等の直流電源を搭載しており、高出力を
得るために直流電源には200〜300V程度の高電圧
のものが用いられている。ここで、自動車の衝突による
破損が生じた場合に、前記高電圧による感電を防止する
安全装置として、例えば特開平7−123504 号公報に示さ
れる技術があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】例えば、特開平7−123
504 号公報に示される技術によれば、衝突を検出した場
合に、高電圧の直流電源と電動機との間に設けた開閉器
を遮断することにより、衝突による断線があった場合で
も、前記開閉器と電動機との間の断線であれば感電の危
険が回避される。しかし、この場合、直流電源は依然と
して高電圧であり、電源と前記開閉器との間の断線につ
いては配慮されていない。
【0004】本発明の目的は、衝突時に電源電圧そのも
のを低下させ、断線の場所の如何を問わず感電の危険性
を低減することのできる自動車用安全装置を提供しよう
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、直流
電源セルユニットを複数直列に接続して高電圧の直流電
源を構成し、前記高電圧の直流電源から走行用の電動機
へ給電を行う自動車用の安全装置において、前記直流電
源セルユニット間の接続の少なくとも1つを開閉器を介
して行い、前記開閉器の開閉を行う開閉器制御装置と、
自動車の衝突を検出する衝突検出装置とを備え、自動車
の衝突時には、前記衝突検出装置が衝突検出情報を生成
し、この情報に基づき前記開閉器制御装置が前記開閉器
を開くことを特徴とする。
【0006】請求項2の発明は、直流電源セルユニット
を複数直列に接続して直流電源セルユニットブロックを
構成し、複数の前記直流電源セルユニットブロックを並
列に接続することにより高電圧の直流電源を構成し、前
記高電圧の直流電源から走行用の電動機へ給電を行う自
動車用の安全装置において、前記直流電源セルユニット
ブロック内の前記直流電源セルユニット間の直列接続の
少なくとも1つ、または、前記直流電源セルユニットブ
ロック間の並列接続の少なくとも1つを開閉器を介して
行い、前記開閉器の開閉を行う開閉器制御装置と、自動
車の衝突を検出する衝突検出装置とを備え、自動車の衝
突時には、前記衝突検出装置が衝突検出情報を生成し、
この情報に基づき前記開閉器制御装置が前記開閉器を開
くことを特徴とする。
【0007】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の
自動車用安全装置において、前記直流電源セルユニット
を、複数の直流電源セルを直列に接続することにより構
成することを特徴とする。
【0008】請求項4の発明は、請求項1又は2記載の
自動車用安全装置において、前記直流電源セルユニット
がバッテリーからなることを特徴とする。
【0009】請求項5の発明は、請求項1又は2記載の
自動車用安全装置において、前記直流電源セルユニット
が燃料電池からなることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施例のブロッ
ク図を示す。図1において、直流電源1は複数の直流電
源セルユニット7〜11を直列接続することにより構成
されている。ここで、直流電源セルユニット7〜11は
直流電源であればよいのであって、バッテリーであって
も、燃料電池であってもよい。各直流電源セルユニット
間には、開閉器13〜16が直列に接続されている。図
1に示す例の場合、開閉器で接続の遮断が可能な直流電
源セルユニットは5つあるため、各直流電源セルユニッ
トの発生電圧がほぼ等しいとすれば、直流電源1の出力
電圧をVとして、各直流電源セルユニットの両端に発生
する電圧はほぼV/5となる。
【0011】また、直流電源1の端子5,6はそれぞれ
開閉器12,17を介して、それぞれ各直流電源セルユ
ニット7,11に接続されている。開閉器12〜17
は、それぞれ開閉器制御装置3からの制御信号21〜2
6に基づいて、開閉器の両接点の開閉が制御される。直
流電源1から負荷回路2への給電は、給電路18,19
を介して行われる。負荷回路2の例として、例えばチョ
ッパ回路と直流電動機もしくはインバータ回路と交流電
動機がある。開閉器制御装置3は、衝突検出装置4から
信号線20を経由して伝達される信号に基づいて、開閉
器12〜17の開閉を制御する。
【0012】ここで、自動車が正常に運転されている通
常状態の場合、開閉器制御装置3は開閉器12〜17を
閉じ、直流電源1は電圧Vを発生し、負荷回路2に給電
する。
【0013】自動車が衝突した場合、衝突検出装置4に
よって衝突を検出し、衝突状態であることを信号線20
を経由して、開閉器制御装置3に伝達する。これに基づ
き、開閉器制御装置3は開閉器12〜17を開けて、開
閉器の両接点間の接続を切る。これにより、直流電源1
内で発生する電圧は最大でもV/5程度となり、正常運
転時に直流電源1が発生していた電圧Vに比べ下げるこ
とができ、衝突により発生する断線の場所の如何を問わ
ず感電の危険性を低減することができる。
【0014】上記実施例では、端子5と直流電源セルユ
ニット7との間に開閉器12を、また端子6と直流電源
セルユニット11との間に開閉器17を、それぞれ直列
に接続していたが、これらの開閉器12,17を設け
ず、端子5と直流電源セルユニット7との間を直接接続
し、端子6と直流電源セルユニット11との間を直接接
続しても、本発明の一実施例とすることができ、同様の
効果を得ることができる。
【0015】また、開閉器12〜17の例として、電磁
式リレースイッチを用いることが出来るほか、開閉器制
御装置3の指令によって動作する機械式のものであって
も良い。衝突検出装置4として例えば、エアバッグ検出
回路を用いることができる。
【0016】また、前記直流電源セルユニットには、単
一の直流電源セルを用いてもよいし、単一の直流電源セ
ルを複数直列に接続したものを用いてもよい。
【0017】図1に示した例では、直流電源1を構成す
る直流電源セルユニット7〜11の間に、それぞれ1つ
ずつ、合計4つの開閉器13〜16を設けた例を示した
が、直流電源セルユニットをさらに増やし、この各直流
電源セルユニットの間に開閉器を設けてもよい。
【0018】また、図1に示した例に比べて、開閉器の
数を減らしてもよい。例えば、図1において開閉器14
以外の開閉器12,13,15,16,17を取り外
し、これら開閉器がつないでいたところを直接接続する
ようにしてもよい。
【0019】本実施例は、前記直流電源セルユニット間
の接続の少なくとも1つを開閉器を介して行い、前記開
閉器の開閉を行う開閉器制御装置と、自動車の衝突を検
出する衝突検出装置とを備え、自動車の衝突時には、前
記衝突検出装置が衝突検出情報を生成し、この情報に基
づき前記開閉器制御装置が前記開閉器を開くので、直流
電源の電圧を衝突前の状態よりも下げることができ、衝
突による断線が発生した場合の感電の危険性を低減でき
る効果がある。
【0020】また、本実施例は、前記直流電源セルユニ
ットを、複数の直流電源を直列に接続することにより構
成する場合でも、上記効果と同様の効果を得ることがで
きる効果がある。
【0021】また、本実施例は、前記直流電源セルユニ
ットがバッテリーである場合でも、前記効果と同様の効
果を得ることができる効果がある。
【0022】また、本発明は、前記直流電源セルユニッ
トが燃料電池である場合でも、前記効果と同様の効果を
得ることができる効果がある。
【0023】図2に本実施例の他の実施例のブロック図
を示す。図2において、直流電源48は複数の直流電源
セルユニット30〜33を直列接続して直流電源セルユ
ニットブロックA57を構成し、複数の直流電源セルユ
ニット34〜37を直列接続して直流電源セルユニット
ブロックB58を構成し、さらに直流電源セルユニット
ブロックA57と直流電源セルユニットブロックB58
とを並列接続して電源容量を増大させた構成としてい
る。ここで、直流電源セルユニット30〜37は直流電
源であればよいのであって、バッテリーであっても、燃
料電池であってもよい。各直流電源セルユニット30〜
33間には開閉器38〜40が、各直流電源セルユニッ
ト34〜37間には開閉器41〜43が直列に接続され
ている。
【0024】また、直流電源セルユニットブロックA5
7と直流電源セルユニットブロックB58とは、開閉器
44,45を介して並列に接続している。開閉器38〜
45は、それぞれ開閉器制御装置3からの制御信号49
〜56に基づいて、開閉器の両接点の開閉が制御され
る。直流電源48から負荷回路2への給電は、給電路1
8,19を介して行われる。負荷回路2の例として、例
えばチョッパ回路と直流電動機もしくはインバータ回路
と交流電動機がある。開閉器制御装置3は、衝突検出装
置4から信号線20を経由して伝達される信号に基づい
て、開閉器38〜45の開閉を制御する。
【0025】ここで、自動車が正常に運転されている通
常状態の場合、開閉器制御装置3は開閉器38〜45を
閉じ負荷回路2に給電する。
【0026】自動車が衝突した場合、衝突検出装置4に
よって衝突を検出し、衝突状態であることを信号線20
を経由して、開閉器制御装置3に伝達する。これに基づ
き、開閉器制御装置3は開閉器38〜45を開けて、開
閉器の両接点間の接続を切る。これにより、直流電源4
8内で発生する電圧は前記実施例の場合と同様に正常運
転時に直流電源48が発生していた電圧に比べ下げるこ
とができ、衝突により発生する断線の場所の如何を問わ
ず感電の危険性を低減することができる。さらに、直流
電源セルユニットブロックA57と直流電源セルユニッ
トブロックB58との並列接続を遮断できるため電源容量
を下げることができ、ショート時の危険を低減できる。
【0027】また、開閉器38〜45の例として、電磁
式リレースイッチを用いることが出来るほか、開閉器制
御装置3の指令によって動作する機械式のものであって
も良い。衝突検出装置4として例えば、エアバッグ検出
回路を用いることができる。
【0028】また、前記直流電源セルユニットには、単
一の直流電源セルを用いてもよいし、単一の直流電源セ
ルを複数直列に接続したものを用いてもよい。
【0029】図2に示した例では、直流電源48を構成
する直流電源セルユニット30〜33の間に、それぞれ
1つずつ、合計3つの開閉器38〜40を設けた例を示
したが、直流電源セルユニットをさらに増やし、この各
直流電源セルユニットの間に開閉器を設けてもよい。直
流電源セルユニット34〜37についても同様である。
また、図2に示した例に比べて、開閉器の数を減らして
もよい。例えば、図2において開閉器38,40,4
1,43を取り外し、これら開閉器がつないでいたとこ
ろを直接接続するようにしてもよい。
【0030】本発明は、前記直流電源セルユニットブロ
ック内の前記直流電源セルユニット間の直列接続の少な
くとも1つ、または、前記直流電源セルユニットブロッ
ク間の並列接続の少なくとも1つを開閉器を介して行
い、前記開閉器の開閉を行う開閉器制御装置と、自動車
の衝突を検出する衝突検出装置とを備え、自動車の衝突
時には、前記衝突検出装置が衝突検出情報を生成し、こ
の情報に基づき前記開閉器制御装置が前記開閉器を開く
ので、直流電源の電圧を衝突前の状態よりも下げるこ
と、または、電源の容量を下げること、ができるので、
衝突による断線が発生した場合の感電の危険性を低減で
きる効果がある。
【0031】また、本発明は、前記直流電源セルユニッ
トを、複数の直流電源を直列に接続することにより構成
する場合でも、上記効果と同様の効果を得ることができ
る効果がある。
【0032】また、本発明は、前記直流電源セルユニッ
トがバッテリーである場合でも、前記効果と同様の効果
を得ることができる効果がある。
【0033】また、本発明は、前記直流電源セルユニッ
トが燃料電池である場合でも、前記効果と同様の効果を
得ることができる効果がある。
【0034】
【発明の効果】一般に、電動機を駆動源の少なくとも1
つに有する自動車では、走行用の動力源として、バッテ
リー,燃料電池等の直流電源を搭載しており、高出力を
得るために直流電源には200〜300V程度の高電圧
のものが用いられている。ここで、自動車の衝突による
破損,断線が生じた場合は、前記高電圧による感電を起
こす危険性があった。
【0035】本発明によれば、衝突時に電源電圧そのも
のを低下させることができるので、断線の場所の如何を
問わず感電の危険性を低減することができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である自動車用安全装置を示
すブロック図である。
【図2】本発明の他の一実施例である自動車用安全装置
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,48…直流電源、2…負荷回路、3…開閉器制御装
置、4…衝突検出装置、5,6,46,47…端子、7
〜11…直流電源セルユニット、12〜17,38〜4
5…開閉器、18,19…給電路、20…信号線、21
〜26,49〜56…制御信号、30〜37…直流電源
セルユニット、57…直流電源セルユニットブロック
A、58…直流電源セルユニットブロックB。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源セルユニットを複数直列に接続し
    て高電圧の直流電源を構成し、前記高電圧の直流電源か
    ら走行用の電動機へ給電を行う自動車用の安全装置にお
    いて、前記直流電源セルユニット間の接続の少なくとも
    1つを開閉器を介して行い、前記開閉器の開閉を行う開
    閉器制御装置と、自動車の衝突を検出する衝突検出装置
    とを備え、自動車の衝突時には、前記衝突検出装置が衝
    突検出情報を生成し、この情報に基づき前記開閉器制御
    装置が前記開閉器を開くことを特徴とする自動車用安全
    装置。
  2. 【請求項2】直流電源セルユニットを複数直列に接続し
    て直流電源セルユニットブロックを構成し、複数の前記
    直流電源セルユニットブロックを並列に接続することに
    より高電圧の直流電源を構成し、前記高電圧の直流電源
    から走行用の電動機へ給電を行う自動車用の安全装置に
    おいて、前記直流電源セルユニットブロック内の前記直
    流電源セルユニット間の直列接続の少なくとも1つ、ま
    たは、前記直流電源セルユニットブロック間の並列接続
    の少なくとも1つを開閉器を介して行い、前記開閉器の
    開閉を行う開閉器制御装置と、自動車の衝突を検出する
    衝突検出装置とを備え、自動車の衝突時には、前記衝突
    検出装置が衝突検出情報を生成し、この情報に基づき前
    記開閉器制御装置が前記開閉器を開くことを特徴とする
    自動車用安全装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の自動車用安全装置に
    おいて、前記直流電源セルユニットを、複数の直流電源
    セルを直列に接続することにより構成することを特徴と
    する自動車用安全装置。
  4. 【請求項4】請求項1又は2記載の自動車用安全装置に
    おいて、前記直流電源セルユニットがバッテリーからな
    ることを特徴とする自動車用安全装置。
  5. 【請求項5】請求項1又は2記載の自動車用安全装置に
    おいて、前記直流電源セルユニットが燃料電池からなる
    ことを特徴とする自動車用安全装置。
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