JP2008037211A - Power supply device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用の電源装置に関し、とくに車両側の負荷に電源装置を接続する高電圧ラインが非接続の状態で、電池の出力をコンタクタで遮断する車両用の電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for a vehicle, and more particularly to a power supply device for a vehicle that shuts off the output of a battery with a contactor when a high voltage line connecting the power supply device to a load on the vehicle side is disconnected.
図1は従来の車両用の電源装置の回路図を示す。この電源装置は、出力コネクタ41を介して電源装置の電池31を車両側に接続している。この電源装置は、出力コネクタ41を外すと、電源の出力端子46が外部に表出される。出力端子46は電池31に接続されて高電圧な直流となっているので、感電を防止するために、出力コネクタ41を外す状態では、電源の出力を遮断するコンタクタ32を設けている。出力コネクタ41を外す状態で、コンタクタ32をオフにするために、インターロック回路33を設けている。インターロック回路33は、出力コネクタ41に設けたインターロックワイヤ34の非接続状態を検出して、コンタクタ32をオフに切り換える。出力コネクタ41が外されると、インターロックワイヤ34が非接続状態となるからである。
FIG. 1 shows a circuit diagram of a conventional vehicle power supply apparatus. This power supply device connects a
また、図の電源装置は、電池31と直列にインターロックスイッチ44を設けている。インターロックスイッチ44は、たとえば電源装置を補修するときに、出力電圧を遮断して安全性を向上させる。インターロックスイッチ44は、たとえば電源装置を補修するときに手動で操作され、あるいはケースが開かれたことを検出して、オンからオフに切り換えられる。インターロックスイッチ44のある電源装置は、メンテナンスのときに出力回路を遮断して安全に作業できる。この電源装置は、インターロックスイッチ44のオンオフを検出する検出スイッチ45をインターロックワイヤ34と直列に接続して、インターロックスイッチ44がオフに切り換えられると、電池31の出力側に接続しているコンタクタ32をオフに切り換えてより安全性を向上できる。このように、電池31と直列にインターロックスイッチ44を設けた電源装置は開発されている。(特許文献1参照)
図1に示すインターロック回路33を備える電源装置は、インターロックワイヤ34の非接続状態でコンタクタ32をオフに切り換えて安全性を向上できる。図のインターロック回路33は、インターロックワイヤ34に検出電流を出力する電流出力回路36と電流出力回路36から出力される検出電流を検出する電流検出回路37とを備え、電流検出回路37の検出電流からインターロックワイヤ34の非接続状態を判定している。しかしながら、この電源装置は、出力コネクタの脱着を検出するために、出力コネクタにインターロックワイヤを接続し、このインターロックワイヤを車両側でショートする必要があり、構造が複雑になる。また、インターロックワイヤを介して高電圧ラインの非接続状態を検出するので、インターロックワイヤが断線し、あるいはこれを接続している出力コネクタに接触不良が発生すると、高電圧ラインの非接続状態を正確に検出できなくなる検出がある。
The power supply device including the
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、高電圧ラインの接続状態を直接に検出して、非接続状態を正確に検出し、高電圧ラインが非接続状態となる状態では、確実にコンタクタを遮断して安全性を向上できる車両用の電源装置を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to directly detect the connection state of the high voltage line, accurately detect the disconnection state, and securely shut off the contactor when the high voltage line is disconnected. An object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that can improve performance.
本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、電池1と、この電池1の正極側と負極側を第1のコンタクタ2Aと第2のコンタクタ2Bを介して接続しており、かつ車両の負荷に接続される高電圧ライン4を脱着自在に接続する出力コネクタ11と、高電圧ライン4の非接続状態を検出してコンタクタ2をオンからオフに切り換えて、電池1の出力を遮断するインターロック回路3とを備える。インターロック回路3は、第1のコンタクタ2Aと出力コネクタ11との間のラインである第1の出力ライン4Aに交流の検出信号を出力する発振回路5と、第2のコンタクタ2Bと出力コネクタ11との間のラインである第2の出力ライン4Bに接続されて、第2の出力ライン4Bに伝送される信号を検出して、高電圧ライン4の非接続状態を検出する判別回路6とを備える。電源装置は、判別回路6が高電圧ライン4の非接続状態を検出して、コンタクタ2をオフに切り換えて電池1の出力を遮断する。
The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
The power supply device for a vehicle has a
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池1を中間接続点12で直列に接続して、判別回路6が第2の出力ライン4Bに伝送される信号と、電池1の中間接続点12の信号を検出して、高電圧ライン4の非接続状態を検出することができる。
In the vehicle power supply device of the present invention, a plurality of
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池1を中間接続点12で直列に接続して、判別回路6が第2の出力ライン4Bの信号を検出するメイン検出回路15と、電池1の中間接続点12の信号を検出するサブ検出回路16と、メイン検出回路15とサブ検出回路16で検出される信号から、高電圧ライン4の非接続状態を判別する演算回路9とを備えることができる。
The power supply device for a vehicle according to the present invention includes a
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池1を中間接続点12で直列に接続して、判別回路6が第2の出力ライン4Bの信号と、電池の中間接続点12の信号の差電圧を検出する差動アンプ17を備え、差動アンプ17で検出される信号から高電圧ライン4の非接続状態を検出することができる。
In the power supply device for a vehicle according to the present invention, a plurality of
本発明の車両用の電源装置は、発振回路5が第1の出力ライン4Aとアース20とに出力側を接続して、判別回路6が第2の出力ライン4Bとアース20とに入力側を接続することができる。
In the vehicle power supply device of the present invention, the
本発明の車両用の電源装置は、発振回路5が、電池1の正極側と第1のコンタクタ2Aの間のラインに出力し、判別回路6が、電池1の負極側と第2のコンタクタ2Bの間のラインの信号を検出して、コンタクタ1の溶着故障を判定することができる。
In the power supply device for a vehicle of the present invention, the
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池1を中間接続点12で直列に接続すると共に、判別回路6が第2の出力ライン4Bの信号を検出するメイン検出回路15と、電池1の中間接続点12の信号を検出するサブ検出回路16と、メイン検出回路15とサブ検出回路16で検出される信号からコンタクタ2の溶着故障を判定する演算回路9とを備えることができる。
The vehicle power supply device of the present invention connects a plurality of
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池1を中間接続点12で直列に接続すると共に、判別回路6が第2の出力ライン4Bの信号と、電池1の中間接続点12の信号の差電圧を検出する差動アンプ17を備え、差動アンプ17で検出される信号からコンタクタ2の溶着故障を判定することができる。
In the power supply device for a vehicle according to the present invention, a plurality of
本発明の車両用の電源装置は、発振回路5が漏電検出抵抗21を介して出力側を車両のシャーシアース22に接続して、判別回路6が、漏電検出抵抗21の電圧を検出して高電圧ライン4の漏電故障を判定することができる。
In the power supply device for a vehicle of the present invention, the
本発明の車両用の電源装置は、判別回路6が、車両側のインバータの動作周波数(スイッチング周波数)を検出することで高電圧ライン4の非接続状態を検出することができる。
In the power supply device for a vehicle according to the present invention, the
本発明の車両用の電源装置は、高電圧ラインの接続状態を検出するために、従来のように高電圧ラインを接続している出力コネクタにインターロックワイヤを接続し、さらにこのインターロックワイヤを高電圧ラインと並列に設けて、車両側に接続する必要がない。高電圧ラインの接続と非接続を直接に検出するからである。すなわち、本発明の電源装置は、一方の高電圧ラインに発振回路から検出信号を出力し、この検出信号を一方の高電圧ラインから他方の高電圧ラインに伝送し、伝送される信号を検出して、高電圧ラインの接続と非接続状態を検出するからである。この構造の電源装置は、インターロックワイヤを省略することに加えて、高電圧ラインの非接続状態を検出するために設けているインターロックワイヤの故障による誤検出を皆無にできる。高電圧ラインと一緒に出力コネクタで接続されるインターロックワイヤで高電圧ラインの非接続状態を検出する従来の装置は、インターロックワイヤの断線や出力コネクタの接触不良による検出エラーを皆無にできない。本発明の電源装置は、高電圧ラインが接続されているかどうかを直接に検出するので、インターロックワイヤの故障による誤検出がなく、高電圧ラインの非接続状態を確実に検出でき、高電圧ラインを非接続状態とする状態にあっては、確実にコンタクタを遮断して、安全性を向上できる特徴がある。 In order to detect the connection state of the high voltage line, the vehicle power supply device of the present invention connects an interlock wire to the output connector connected to the high voltage line as in the prior art, and further connects the interlock wire to the output connector. There is no need to connect to the vehicle side in parallel with the high voltage line. This is because the connection and disconnection of the high voltage line are directly detected. That is, the power supply device of the present invention outputs a detection signal from the oscillation circuit to one high voltage line, transmits this detection signal from one high voltage line to the other high voltage line, and detects the transmitted signal. This is because the connection and disconnection state of the high voltage line is detected. In addition to omitting the interlock wire, the power supply device with this structure can eliminate false detection due to a failure of the interlock wire provided for detecting the disconnection state of the high voltage line. The conventional device that detects the disconnection state of the high voltage line with the interlock wire connected to the output connector together with the high voltage line cannot eliminate the detection error due to the disconnection of the interlock wire or the contact failure of the output connector. Since the power supply device of the present invention directly detects whether or not the high voltage line is connected, there is no false detection due to a failure of the interlock wire, and the high voltage line can be reliably detected without being detected. Is in a state of being disconnected, there is a feature that the contactor can be reliably cut off to improve safety.
また、本発明の請求項2の電源装置は、複数の電池を中間接続点で直列に接続して、判別回路でもって、第2の出力ラインに伝送される信号と、電池の中間接続点の信号を検出して、高電圧ラインの非接続状態を検出するので、より正確に高電圧ラインの接続と非接続を判別できる。それは、電池の中間接続点で検出される信号でもって、電池側から第2の出力ラインに伝送される電池側伝送信号を検出して、第2の出力ラインで検出される信号に含まれる電池側伝送信号をキャンセルし、あるいは減衰できるからである。電池側伝送信号がキャンセルされた信号は、高電圧ライン側から伝送される信号であるから、高電圧ラインを接続する状態と接続しない状態で著しく変化する。このため、電池側伝送信号をキャンセルする信号で高電圧ラインの非接続状態を検出できる装置は、高電圧ラインの非接続状態を正確に検出できる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply device in which a plurality of batteries are connected in series at an intermediate connection point, and a signal transmitted to the second output line is determined by a determination circuit and an intermediate connection point of the battery. Since the signal is detected to detect the disconnection state of the high voltage line, it is possible to more accurately determine whether the high voltage line is connected or disconnected. It detects a battery-side transmission signal transmitted from the battery side to the second output line with a signal detected at the intermediate connection point of the battery, and includes the battery included in the signal detected at the second output line This is because the side transmission signal can be canceled or attenuated. Since the signal from which the battery-side transmission signal is canceled is a signal transmitted from the high voltage line side, the signal changes significantly depending on whether the high voltage line is connected or not. For this reason, the apparatus which can detect the disconnection state of a high voltage line with the signal which cancels a battery side transmission signal can detect the disconnection state of a high voltage line correctly.
さらに、本発明の請求項3の電源装置は、第2の出力ラインの信号を検出するメイン検出回路と、電池の中間接続点の信号を検出するサブ検出回路と、メイン検出回路とサブ検出回路で検出される信号から、高電圧ラインの非接続状態を判別する演算回路とで判別回路を構成するので、メイン検出回路とサブ検出回路で検出される信号の差信号から、演算回路が高電圧ラインの接続と非接続を正確に検出できる。それは、メイン検出回路とサブ検出回路の差信号が、電池側伝送信号がキャンセルされた信号となり、高電圧ライン側から伝送される信号レベルを高くして、高電圧ラインの非接続状態を検出できるからである。
Furthermore, a power supply device according to a third aspect of the present invention includes a main detection circuit that detects a signal of the second output line, a sub detection circuit that detects a signal at an intermediate connection point of the battery, a main detection circuit, and a sub detection circuit. Since the discrimination circuit is composed of the arithmetic circuit that discriminates the disconnection state of the high-voltage line from the signal detected in
さらに、本発明の請求項4の電源装置は、第2の出力ラインの信号と、電池の中間接続点の信号の差電圧を検出する差動アンプを判別回路に設け、この差動アンプで検出される信号から高電圧ラインの非接続状態を検出するので、回路構成を簡単にして、高電圧ラインの非接続状態を正確に検出できる。それは、差動アンプでもって、第2の出力ラインに検出される信号から、電池側伝送信号をアナログ信号の状態でリアルタイムに減衰させて、高電圧ライン側からの信号レベルを高くして高電圧ラインの非接続状態を判別できるからである。
Furthermore, the power supply device according to
また、本発明の請求項5の電源装置は、発振回路の出力側を、第1の出力ラインとアースとに接続し、判別回路でもって、アースに対する第2の出力ラインの信号を検出して、高電圧ラインの非接続状態を検出するので、発振回路の出力を小さくして、高電圧ラインの非接続状態を正確に判別できる。それは、一対の高電圧ラインが、車両側において極めて低インピーダンス負荷で接続されても、一対の高電圧ラインをアースに対して検出信号で変動させるからである。また、判別回路も、アースに対して変動する第2の出力ラインの電圧変動を検出するので、一対の高電圧ラインの低インピーダンス負荷の影響を受けることなく、正確に高電圧ラインの非接続状態を検出できる。 According to a fifth aspect of the present invention, the output side of the oscillation circuit is connected to the first output line and the ground, and the discrimination circuit detects the signal of the second output line with respect to the ground. Since the disconnection state of the high voltage line is detected, the output of the oscillation circuit can be reduced to accurately determine the disconnection state of the high voltage line. This is because, even if the pair of high voltage lines are connected with an extremely low impedance load on the vehicle side, the pair of high voltage lines are changed by a detection signal with respect to the ground. The discrimination circuit also detects the voltage fluctuation of the second output line that fluctuates with respect to the ground, so that the high voltage line is accurately disconnected without being affected by the low impedance load of the pair of high voltage lines. Can be detected.
さらに、本発明の請求項6の電源装置は、コンタクタの溶着故障を判定できる特長がある。それは、この電源装置が、電池の正極側と第1のコンタクタの間のラインに発振回路から出力すると共に、電池の負極側と第2のコンタクタの間のラインの信号を判別回路で検出してコンタクタの溶着故障を判定するからである。この電源装置は、コンタクタが溶着されてオン状態に保持される状態と、コンタクタが正常にオフに切り換えられる状態とで、判別回路が検出する検出信号が異なるので、この検出信号の違いから、コンタクタの溶着故障を正確に判定できる。
Furthermore, the power supply device according to
さらに、本発明の請求項9の電源装置は、高電圧ラインの漏電故障を判定できる特長がある。それは、この電源装置が、漏電検出抵抗を介して発振回路の出力側を車両のシャーシアースに接続しており、漏電検出抵抗の電圧を判別回路で検出して高電圧ラインの漏電故障を判定するからである。この電源装置は、高電圧ラインが漏電すると、高電圧ラインが漏電抵抗を介してシャーシアースに接続される状態となり、漏電電流が漏電検出抵抗の両端に電圧を発生させる。したがって、漏電検出抵抗の両端に誘導される電圧を判別回路で検出して、高電圧ラインの漏電を検出できる。
Furthermore, the power supply device according to
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiment exemplifies a power supply device for a vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図2ないし図4に示す車両用の電源装置は、電池1と、この電池1の出力を遮断するコンタクタ2と、このコンタクタ2を制御するインターロック回路3とを備える。インターロック回路3は、高電圧ライン4の非接続状態を検出して、コンタクタ2をオフに切り換えて電池1の出力を遮断する。
The vehicle power supply device shown in FIGS. 2 to 4 includes a
図の電源装置は、複数の電池1を直列に接続している。さらに図の電源装置は、複数の電池1を直列に接続してなる2組の電池ユニット10を、中間接続点12で直列に接続している。プラス側とマイナス側の電池ユニット10は、中間接続点12のインターロックスイッチ14を介して直列に接続している。この電源装置は、多数の電池1を直列に接続して、出力電圧を高く、たとえば数百ボルトとしている。電池1は、ニッケル−水素電池やリチウムイオン二次電池など、充電できる全ての電池とすることができる。
In the illustrated power supply apparatus, a plurality of
コンタクタ2は、図において電池1の正極側に接続している第1のコンタクタ2Aと、負極側に接続している第2のコンタクタ2Bからなる。プラス側とマイナス側のコンタクタ2は、同時にオンからオフに切り換えられて、電池1のプラス側とマイナス側の出力を遮断する。図の電源装置は、第1のコンタクタ2Aを、電池1の正極側と出力コネクタ11の間に接続し、第2のコンタクタ2Bを、電池1の負極側と出力コネクタ11の間に接続している。ただし、本発明の電源装置は、図示しないが、第1のコンタクタを電池の負極側に接続して、第2のコンタクタを電池の正極側に接続することもできる。
The
図2のインターロック回路3は、高電圧ライン4に交流の検出信号を出力する発振回路5と、高電圧ライン4を介して伝送される信号を検出する判別回路6とを備える。発振回路5は、第1のコンタクタ2Aと出力コネクタ11との間の第1の出力ライン4Aに接続されて、ここに交流の検出信号を出力する。判別回路6は、第2のコンタクタ2Bと出力コネクタ11との間の第2の出力ライン4Bに接続されて、高電圧ライン4を介して第2の出力ライン4Bに伝送される信号を検出して、高電圧ライン4の非接続状態を検出する。
The
発振回路5は、出力側をアース20と第1の出力ライン4Aとに接続して、第1の出力ライン4Aに、アース20に対して1kHzのサイン波を検出信号として出力する。ただし、発振回路5は、周波数を100Hzないし1MHzとするサイン波や矩形波を検出信号として出力することもできる。また、発振回路5は、単一の周波数のサインや、単一周期の矩形波のみでなく、複数の周波数成分を合成したサイン波や、周期や振幅が異なる矩形波の合成波を検出信号として出力することもできる。さらに、発振回路5は、搬送波を信号波で変調した検出信号を検出信号として出力することもできる。搬送波は、たとえば周波数を100Hzないし10MHzとするサイン波である。発振回路5は、出力側にカップリングコンデンサ13を接続して、このカップリングコンデンサ13で直流成分をカットして検出信号を第1の出力ライン4Aに出力する。
The
判別回路6は、入力側を第2の出力ライン4Bとアース20とに接続しており、第2の出力ライン4Bに伝送される信号を検出して、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。この判別回路6は、入力側に接続されるフィルタ7と、このフィルタ7の出力側に接続しているA/Dコンバータ8と、A/Dコンバータ8の出力側に接続している演算回路9とを備える。フィルタ7は、第2の出力ライン4Bから検出する信号に含まれる雑音成分を除去するハイパスフィルタやバンドパスフィルタである。A/Dコンバータ8は、フィルタ7で雑音の除去されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。演算回路9がデジタル信号を演算して高電圧ライン4の非接続状態を判別するからである。演算回路9は、A/Dコンバータ8から入力される信号から、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。
The
演算回路9は、高電圧ライン4から伝送される信号でもって、高電圧ライン4の接続状態を判別する。発振回路5から出力される検出信号は、電池側を介して第2の出力ライン4Bに伝送され、また、高電圧ライン側を介して第2の出力ライン4Bに伝送される。検出信号は、電池側と高電圧ライン側の2回路で第2の出力ライン4Bに伝送される。電池側と高電圧ライン側から第2の出力ライン4Bに伝送される信号は波形が異なる。電池側と高電圧ラインでは、線路インピーダンス等の電気特性が異なるとからである。したがって、電池側から第2の出力ライン4Bに伝送される信号は一定で変化しない。これに対して、高電圧ライン側から第2の出力ライン4Bに伝送される信号は、高電圧ライン4を接続する状態と接続しない状態で著しく異なる。高電圧ライン4が接続されない状態、すなわち非接続状態になると、高電圧ライン4を介して第1の出力ライン4Aから第2の出力ライン4Bに信号が伝送されないからである。したがって、第2の出力ライン4Bに伝送される波形は、高電圧ライン4が接続される状態と、接続されない状態で変化する。演算回路9は、高電圧ライン4を接続する状態で第2の出力ライン4Bに伝送される波形を接続波形としてメモリ(図示せず)に記憶しており、また、高電圧ライン4が接続されない非接続状態で、第2の出力ライン4Bに伝送される信号を非接続波形として記憶している。メモリは、接続波形と非接続波形を、たとえば、伝送波形を周波数分析(FFT)して各々の周波数の振幅比率で記憶している。
The
演算回路9は、第2の出力ライン4Bから検出する信号であって、デジタル信号に変換された信号をFFTし、記憶する接続波形と非接続波形とに比較して、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。高電圧ライン4が接続される状態で、判別回路6が第2の出力ライン4Bから検出する信号は接続信号となる。また、高電圧ライン4が非接続状態で、判別回路6が第2の出力ライン4Bから検出する信号は非接続信号となる。したがって、演算回路9は、第2の出力ライン4Bから検出する信号を、FFTして接続信号と非接続信号に比較して、いずれの信号に近いかで、高電圧ライン4の非接続状態を判別できる。
The
図3と図4の判別回路6は、第2の出力ライン4Bに伝送される信号を検出すると共に、電池1の中間接続点12の信号を検出して、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。電池1の中間接続点12の信号を検出するのは、電池側から第2の出力ライン4Bに伝送される信号を検出するためである。第2の出力ライン4Bには、電池側と高電圧ライン側の両方から信号が伝送される。言い換えると、第2の出力ライン4Bから検出されるに信号は、電池側と高電圧ライン側から伝送される両方の信号が含まれる。図3と図4の判別回路6は、電池1の中間接続点12の信号を検出して、電池側から第2の出力ライン4Bに伝送される信号を検出し、中間接続点12の信号を、第2の出力ライン4Bに伝送される信号から除去して、電池側から伝送される信号を減衰させて、あるいはキャンセルして、高電圧ライン側の信号を正確に検出できる。このため、電池側から伝送される信号による誤判定を防止して、高電圧ライン4の接続と非接続を正確に判定できる特徴がある。
3 and 4 detects the signal transmitted to the
図3の判別回路6は、第2の出力ライン4Bの信号を検出するメイン検出回路15と、電池1の中間接続点12の信号を検出するサブ検出回路16と、メイン検出回路15とサブ検出回路16で検出される信号から、高電圧ライン4の接続と非接続を判別する演算回路9とを備える。メイン検出回路15とサブ検出回路16は、図示しないが、各々、入力される信号から雑音を除去するフィルタと、フィルタの出力をデジタル信号に変換するA/Dコンバータを内蔵している。メイン検出回路15とサブ検出回路16から出力されるデジタル信号は別々に演算回路9に入力され、演算回路9は別々に入力される信号を演算して、高電圧ライン4の接続状態を判別する。この判別回路6は、メイン検出回路15とサブ検出回路16から入力されるデジタル信号を演算して、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。
3 includes a
この演算回路9は、メイン検出回路15とサブ検出回路16の出力信号の差信号から、高電圧ライン4の非接続状態を検出する。メイン検出回路15は、電池側と高電圧ライン側から第2の出力ライン4Bに伝送される信号を検出し、サブ検出回路16は、主として電池側に伝送される信号を検出する。したがって、演算回路9がメイン検出回路15の出力信号から、サブ検出回路16の出力信号の差信号を検出すると、高電圧ライン側から第2の出力ライン4Bに伝送される信号となる。この差信号は、高電圧ライン4を接続する状態と接続しない状態で著しく異なる。高電圧ライン4が接続されない状態、すなわち非接続状態になると、高電圧ライン4を介して第1の出力ライン4Aから第2の出力ライン4Bに信号が伝送されず、高電圧ライン4を接続する状態では、高電圧ライン4から検出信号が伝送されるからである。したがって、メイン検出回路15とサブ検出回路16の差信号は、高電圧ライン4を接続する状態と、接続されない状態で変化する。
The
演算回路9は、高電圧ライン4を接続する状態で、メイン検出回路15とサブ検出回路16の差信号を接続波形としてメモリ(図示せず)に記憶しており、また、高電圧ライン4が接続されない非接続状態で、メイン検出回路15とサブ検出回路16の差信号を非接続波形として記憶している。メモリは、接続波形と非接続波形を、たとえば、伝送波形を周波数分析(FFT)して各々の周波数の振幅比率で記憶している。
The
演算回路9は、メイン検出回路15とサブ検出回路16の差信号をFFTし、記憶する接続波形と非接続波形とに比較して、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。高電圧ライン4が接続される状態で、メイン検出回路15とサブ検出回路16の差信号はメモリに記憶される接続信号となる。また、高電圧ライン4を接続しない非接続状態では、メイン検出回路15とサブ検出回路16の差信号が非接続信号となる。したがって、演算回路9は、メイン検出回路15とサブ検出回路16の差信号を、FFTして接続信号と非接続信号に比較して、いずれの信号に近いかで、高電圧ライン4の非接続状態を判別できる。
The
図4の判別回路6は、第2の出力ライン4Bの信号と、電池1の中間接続点12の信号を、アナログ信号の状態で比較する差動アンプ17を備える。差動アンプ17は、第2の出力ライン4Bの信号と中間接続点12の信号の差信号、言い換えると、第2の出力ライン4Bに伝送される信号から、電池側を介して伝送される信号を除去し、あるいは減衰させる。したがって、差動アンプ17の出力は、高電圧ライン4から伝送される信号レベルが大きくなる。高電圧ライン4から伝送される信号は、高電圧ライン4を接続する状態と接続しない状態で大きく変化するので、差動アンプ17の信号を演算して、高電圧ライン4の接続と非接続を正確に検出できる。高電圧ライン4の接続と非接続を検出するために、差動アンプ17から出力されるアナログ信号は、フィルタ7で雑音を除去してA/Dコンバータ8に入力される。A/Dコンバータ8は、入力される差信号をデジタル信号の差信号に変換して、演算回路9に入力する。演算回路9は入力されるデジタル信号の差信号から、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。
4 includes a
さらに、図4の判別回路6は、差動アンプ17の入力側にプリアンプ18、19を接続している。第2の出力ライン4Bの信号は、プリアンプ18で増幅されて、差動アンプ17のプラス側の入力端子に入力される。電池1の中間接続点12の信号も、プリアンプ19で増幅されて、差動アンプ17のマイナス側の入力端子に入力される。差動アンプ17のプラス側とマイナス側に接続しているプリアンプ18、19の増幅率は、差動アンプ17の出力に含まれる電池側を介して伝送される信号が最小になるよう調整される。この判別回路6は、電池側から伝送される信号を効果的に減衰し、あるいは除去して、高電圧ライン側から伝送される信号を検出できるので、より正確に高電圧ライン4の接続と非接続を判別できる。
Further, the
演算回路9は、差動アンプ17から出力される差信号から、高電圧ライン4の非接続状態を検出する。差動アンプ17から出力される差信号は、高電圧ライン4を接続する状態と接続しない状態で著しく変化する。高電圧ライン4が接続されない状態、すなわち非接続状態になると、高電圧ライン4を介して第1の出力ライン4Aから第2の出力ライン4Bに信号が伝送されず、高電圧ライン4を接続する状態では、高電圧ライン4を介して検出信号が伝送されるからである。したがって、差動アンプ17の差信号は、高電圧ライン4を接続する状態と、接続されない状態で変化する。
The
演算回路9は、高電圧ライン4を接続する状態で、差動アンプ17から出力される差信号を接続波形としてメモリ(図示せず)に記憶しており、また、高電圧ライン4が接続されない非接続状態で、差動アンプ17から出力される差信号を非接続波形として記憶している。メモリは、接続波形と非接続波形を、たとえば、伝送波形を周波数分析(FFT)して各々の周波数の振幅比率で記憶している。
The
演算回路9は、差動アンプ17から出力される差信号をFFTし、記憶する接続波形と非接続波形とに比較して、高電圧ライン4の非接続状態を判別する。高電圧ライン4が接続される状態で、差動アンプ17から出力される差信号はメモリに記憶される接続信号となる。また、高電圧ライン4を接続しない非接続状態では、差動アンプ17から出力される差信号が、非接続波形となる。したがって、演算回路9は、差動アンプ17から出力される差信号を、FFTして接続信号と非接続信号に比較して、いずれの信号に近いかで、高電圧ライン4の非接続状態を判別できる。
The
判別回路6が、高電圧ライン4の接続状態と判定するとき、電池1のプラス側とマイナス側とが車両側に連結される状態にある。この状態で、コンタクタ2をオン状態として、電池1から車両に電力を供給する。
When the
以下の図5ないし図8に、他の実施例を示すが、上述の実施例と同じ構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図5ないし図7は、発振回路5から出力される交流の検出信号を利用してコンタクタ2の溶着を検出できる電源装置の回路図を示す。これらの図に示す電源装置は、発振回路5の出力を、電池1の正極側と第1のコンタクタ2Aの間のラインに接続している。
Other embodiments are shown in FIGS. 5 to 8 below, and the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
5 to 7 show circuit diagrams of a power supply device that can detect welding of the
図5の電源装置は、判別回路6が、電池1の負極側と第2のコンタクタ2Bの間のラインの信号を検出して、コンタクタ2の溶着故障を判定する。この図の電源装置は、コンタクタ2をオフに制御する状態で、判別回路6が検出する検出信号からコンタクタ2の溶着を判定できる。コンタクタ2が溶着されてオン状態に保持される状態と、コンタクタ2が正常にオフに切り換えられる状態とでは、判別回路6が検出する検出信号が異なるからである。コンタクタ2がオンの状態とオフの状態では、発振回路5から出力される検出信号の伝送路が異なる。コンタクタ2が溶着されてオフに切り換えられない状態では、発振回路5から出力される検出信号は、電池側に加えて、コンタクタ2と負荷側からも判別回路6に伝送される。これに対してコンタクタ2がオフに切り換えられる状態では、コンタクタ2側からは検出信号が判別回路6に伝送されず、電池1側のみから伝送される。したがって、コンタクタ2がオン状態とオフ状態では、判別回路6が検出する検出信号が異なり、検出信号の違いでコンタクタ2の溶着を検出できる。
In the power supply device of FIG. 5, the
図6の電源装置は、発振回路5の出力側を、電池1の正極側と第1のコンタクタ2Aの間のラインに検出信号を出力すると共に、判別回路6を、第2の出力ライン4Bの信号を検出するメイン検出回路15と、電池1の中間接続点12の信号を検出するサブ検出回路16と、メイン検出回路15とサブ検出回路16で検出される信号から、コンタクタ2の溶着故障を判定する演算回路9とで構成する。この電源装置は、コンタクタ2をオフに制御する状態で、サブ検出回路16とメイン検出回路15で検出する検出信号からコンタクタ2の溶着を判定できる。コンタクタ2が溶着されてオン状態に保持される状態と、コンタクタ2が正常にオフに切り換えられる状態とでは、サブ検出回路16とメイン検出回路15が検出する検出信号が異なるからである。コンタクタ2が溶着されてオフに切り換えられない状態では、発振回路5から出力される検出信号は、電池側に加えて、コンタクタ2と負荷側からも判別回路6に伝送されるので、サブ検出回路16とメイン検出回路15は、電池側とコンタクタ2から伝送される検出信号を検出する。この状態において、メイン検出回路15は電源側とコンタクタ側の検出信号の影を検出し、サブ検出回路16は主として電池側から伝送される信号を検出する。この状態に対してコンタクタ2がオフに切り換えられる状態では、コンタクタ側からは検出信号が判別回路6に伝送されず、電池側のみから伝送される。したがって、コンタクタ2がオン状態とオフ状態では、メイン検出回路15とサブ検出回路16が検出する検出信号が異なり、検出信号の違いでコンタクタ2の溶着を検出できる。
6 outputs a detection signal on the output side of the
図7の電源装置も、発振回路5の出力側を、電池1の正極側と第1のコンタクタ2Aの間のラインに検出信号を出力すると共に、判別回路6が、第2の出力ライン4Bの信号と、電池1の中間接続点12の信号の差電圧を検出する差動アンプ17を設けている。この電源装置は、差動アンプ17で検出される信号からコンタクタ2の溶着故障を判定できる。コンタクタ2が溶着されてオン状態に保持される状態と、コンタクタ2が正常にオフに切り換えられる状態とでは、発振回路5から出力される検出信号の伝送路が異なり、第2の出力ライン4Bの信号と、電池1の中間接続点12の信号の差電圧が異なるからである。
7 also outputs a detection signal on the output side of the
さらに、図8の回路図に示す電源装置は、発振回路5の出力側を、漏電検出抵抗21を介して出力側を車両のシャーシアース22に接続している。発振回路5の出力側の一方は、電池1の正極側と第1の出力ライン4Aに接続している。判別回路6は、漏電検出抵抗21の両端の電圧を検出して、高電圧ライン4の漏電故障を判定する。この電源装置は、高電圧ライン4が漏電すると、高電圧ライン4が漏電抵抗Rを介してシャーシアース22に接続される状態となる。この状態になると、図の鎖線で示すように漏電電流が流れる。この漏電電流は漏電検出抵抗21を流れて、漏電検出抵抗21の両端に電圧を発生させる。したがって、判別回路6が漏電検出抵抗21の両端に誘導される電圧を検出して、高電圧ライン4の漏電を検出できる。漏電抵抗Rが小さくなるほど、漏電検出抵抗21に流れ電流が大きくなる。したがって、漏電検出抵抗21に誘導される電圧を検出して、漏電抵抗Rを検出できる。
Further, in the power supply device shown in the circuit diagram of FIG. 8, the output side of the
さらにまた、判別回路6は、車両側のインバータの動作周波数(スイッチング周波数)を検出して、高電圧ライン4の非接続状態を検出することができる。それは、車両側のインバータが動作周波数でオンオフにスイッチングされて動作状態にあると、高電圧ライン4を介して、動作周波数の雑音が判別回路6に伝送されるからである。
Furthermore, the
1…電池
2…コンタクタ 2A…第1のコンタクタ
2B…第2のコンタクタ
3…インターロック回路
4…高電圧ライン 4A…第1の出力ライン
4B…第2の出力ライン
5…発振回路
6…判別回路
7…フィルタ
8…A/Dコンバータ
9…演算回路
10…電池ユニット
11…出力コネクタ
12…中間接続点
13…カップリングコンデンサ
14…インターロックスイッチ
15…メイン検出回路
16…サブ検出回路
17…差動アンプ
18…プリアンプ
19…プリアンプ
20…アース
21…漏電検出抵抗
22…シャーシアース
31…電池
32…コンタクタ
33…インターロック回路
34…インターロックワイヤ
36…電流出力回路
37…電流検出回路
41…出力コネクタ
44…インターロックスイッチ
45…検出スイッチ
46…出力端子
DESCRIPTION OF
2B ...
4B ...
Claims (10)
インターロック回路(3)が、第1のコンタクタ(2A)と出力コネクタ(11)との間のラインである第1の出力ライン(4A)に交流の検出信号を出力する発振回路(5)と、第2のコンタクタ(2B)と出力コネクタ(11)との間のラインである第2の出力ライン(4B)に接続されて、第2の出力ライン(4B)に伝送される信号を検出して、高電圧ライン(4)の非接続状態を検出する判別回路(6)を備え、
判別回路(6)が高電圧ライン(4)の非接続状態を検出して、コンタクタ(2)をオフに切り換えて電池(1)の出力を遮断するようにしてなる車両用の電源装置。 The battery (1) is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the battery (1) via the first contactor (2A) and the second contactor (2B) and connected to the vehicle load. Output connector (11) for detachably connecting the voltage line (4) and the disconnection state of the high voltage line (4), and switching the contactor (2) from on to off to output the battery (1) Interlock circuit (3) that shuts off
An oscillator circuit (5) for outputting an AC detection signal to a first output line (4A), which is a line between the first contactor (2A) and the output connector (11); , Connected to the second output line (4B), which is a line between the second contactor (2B) and the output connector (11), and detects a signal transmitted to the second output line (4B). And a discrimination circuit (6) for detecting the disconnection state of the high voltage line (4),
A power supply device for a vehicle in which the discrimination circuit (6) detects a non-connected state of the high voltage line (4) and switches off the contactor (2) to cut off the output of the battery (1).
The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the discrimination circuit (6) detects the non-connection state of the high voltage line (4) by detecting the operating frequency (switching frequency) of the inverter on the vehicle side.
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