WO2020137451A1 - 電流遮断システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a current interruption system, and more particularly to a current path from a battery for a high voltage used in an electric vehicle (EV vehicle), a hybrid vehicle (HV vehicle), a plug-in hybrid vehicle (PHV vehicle), etc. to a motor.
- the present invention relates to a current interruption system in which a shunt resistor used when measuring a current value is disconnected by a pyro switch based on a predetermined condition.
- a pyro switch that shuts off the circuit when a short circuit or an overcurrent is detected in the circuit is known (for example, see Patent Document 1).
- This type of pyro switch is also provided in a vehicle such as an electric vehicle (EV vehicle), a hybrid vehicle (HV vehicle), and a plug-in hybrid vehicle (PHV vehicle).
- EV vehicle electric vehicle
- HV vehicle hybrid vehicle
- PSV vehicle plug-in hybrid vehicle
- a shunt resistor used when measuring the current value of the current I flowing from the battery B to the motor M between the battery B and the motor M provided in the vehicle. 100 is connected.
- the shunt resistor 100 is mainly composed of a resistor 101 and a base material 102 (so-called busper) made of metal such as copper.
- the pyro switch 200 is provided on the base material 102 of the shunt resistor 100.
- This pyro switch 200 includes a heater ignition unit 201 that receives a signal from an airbag control device that operates by detecting a collision at the time of a vehicle accident, an explosive powder 202 that explodes due to activation of the heater ignition unit 201, and an explosive powder 202 that explodes. 4B, as shown in FIG. 4B, a shunt resistor 100 and a cutting portion 203 for cutting the base material 102. A power source V for operating the heater ignition unit 201 is connected to the heater ignition unit 201.
- the wiring of the battery B is safely disconnected by a signal from the airbag control device that detects and operates a collision at the time of an accident of the vehicle. It will be possible. That is, in the event of a vehicle accident, if the wiring of the battery B is broken or short-circuited as a result of the deformation of the vehicle, a large current flows, which may cause secondary damage such as heat generation or ignition of the wiring or the battery B. Will increase. However, by providing the pyro switch 200 and cutting the base material 102 of the shunt resistor 100, it is possible to prevent such a fear.
- the base material 102 of the shunt resistor 100 is cut off by a signal from the airbag control device that operates by detecting a collision at the time of a vehicle accident, the wiring of the battery B is disconnected at the time of a vehicle accident. Even if damage such as a short circuit or a short circuit does not occur, when the signal from the airbag control device is received, the pyro switch 200 operates, and thus the base material 102 of the shunt resistor 100 is cut. As a result, there is a problem that the electric power is not supplied to the motor M and the like due to the loss of all the electric power supplied from the battery B, for example, the door of the vehicle cannot be opened and thus the vehicle cannot be exited.
- an object of the present invention is to provide a current interruption system that can more safely disconnect the battery wiring by using a pyro switch.
- a shunt resistor (100) for measuring a value of a current flowing from the battery (B) to the load portion (for example, the motor M),
- a threshold detection unit (10) for detecting whether or not the current value measured by the shunt resistor (100) exceeds a preset threshold;
- the threshold detection unit (10) includes a pyro switch (200) that disconnects the shunt resistor (100) when it detects that the threshold is exceeded.
- a monitoring unit that monitors an electrical connection state between the threshold detection unit (10) and the pyro switch (200).
- a transmission unit for example, a CAN communication unit 12 that transmits the contents monitored by the monitoring unit (11) to the vehicle ECU is further included.
- the current value measured by the shunt resistor (100) for measuring the current value flowing from the battery (B) to the load portion (for example, the motor M) is set to a preset threshold value. Whether or not the threshold value is exceeded is detected by the threshold value detection unit (10), and when it is detected that the threshold value is exceeded, the shunt resistor (100) is disconnected by the pyro switch (200). This prevents the pyro switch (200) from operating when there is no damage such as disconnection of the wiring of the battery (B) or short circuit, and thus the power of the motor (M) from the battery (B). As a result, the problem that the vehicle door cannot be opened and the vehicle cannot be exited can be solved.
- the threshold detection unit (10) detects that the current value measured by the shunt resistor (100) exceeds the threshold, the threshold detection unit (10) is located near the shunt resistor (100). Since the shunt resistor (100) is disconnected by the pyro switch (200), the pyro switch (200) is located near the shunt resistor (100). Therefore, the threshold detection unit (10) is provided near the pyro switch (200). As a result, the signal wiring indicating that the current value measured by the shunt resistor (100) exceeds the threshold value is located near the pyro switch (200). Therefore, it is possible to reduce the situation in which the signal from the airbag control device is damaged during a vehicle accident as in the conventional case.
- the wiring of the battery can be disconnected more safely by using the pyro switch.
- the monitoring unit (11) monitors the electrical connection state between the threshold detection unit (10) and the pyro switch (200), and the transmission unit (for example, CAN).
- the communication unit 12) transmits the monitoring contents to the vehicle ECU.
- the electrical connection state can be constantly monitored, it is possible to confirm whether or not a disconnection has occurred. Therefore, it is possible to solve the problem that the pyro switch (200) does not operate without noticing that the disconnection occurs as in the conventional case, and thus to disconnect the wiring of the battery (B) more safely.
- FIG. 1 is a conceptual block diagram showing a system according to an embodiment of the present invention.
- A shows a part of the system which concerns on the same embodiment, especially the conceptual block diagram which shows the state after a pyro switch has operated
- (b) shows a part of the system which concerns on the same embodiment
- FIG. 3 is a conceptual block diagram illustrating a method of suppressing energy generated after the pyro switch operates. It is a flowchart figure which shows one usage example of the system which concerns on the same embodiment.
- FIG. 3 is a conceptual block diagram showing a conventional system, (a) showing a state before the pyro switch operates, and (b) showing a state after the pyro switch operates.
- the system according to the present embodiment is provided between a current detection sensor 1, a suppression unit 2, a battery B and a motor M, and a current value of a current I flowing from the battery B to the motor M. And a pyroswitch 200 provided on a base material 102 of the shunt resistor 100.
- the current detection sensor 1 includes a threshold detection unit 10, a monitoring unit 11, and a CAN communication unit 12.
- the threshold detection unit 10 includes an amplifier 10a that amplifies the current value of the current I flowing from the battery B to the motor M measured by the shunt resistor 100, and a threshold value in which the current value amplified by the amplifier 10a is preset (for example, , 2000 A), and a comparator 10b for detecting whether or not the current exceeds 2000 A).
- the output of the comparator 10b and the heater ignition unit 201 of the pyro switch 200 are electrically connected. Further, unlike the conventional case, the pyro switch 200 operates by receiving a signal when a preset threshold value (for example, 2000 A) is exceeded.
- the monitoring unit 11 monitors the output of the threshold detection unit 10 (comparator 10b) and the electrical connection state of the heater ignition unit 201 of the pyro switch 200. Specifically, it is to monitor whether or not the current output from the threshold detection unit 10 (comparator 10b) flows to the heater ignition unit 201. As a result, it is possible to confirm whether or not there is a disconnection between the output of the threshold detection unit 10 (comparator 10b) and the wiring to the heater ignition unit 201 of the pyro switch 200. Thus, the content monitored by the monitoring unit 11 is output from the monitoring unit 11 to the CAN communication unit 12.
- the current output from the threshold detection unit 10 (comparator 10b) is a minute current that does not activate the heater ignition unit 201.
- the CAN communication unit 12 is a communication unit that uses CAN (Controller Area Network) as a communication protocol, and receives the content output from the monitoring unit 11. Then, the CAN communication unit 12 transmits the received content to a vehicle ECU (Electronic Control Unit) that controls each unit of the vehicle.
- CAN Controller Area Network
- vehicle ECU Electric Control Unit
- the suppression unit 2 suppresses the energy generated when the base material 102 of the shunt resistor 100 is cut by the cutting unit 203 of the pyro switch 200 (see FIG. 2).
- the suppressing unit 2 is composed of a diode 20, and the cathode side 20a of the diode 20 is connected between the base material 102 of the shunt resistor 100 and the motor M.
- the anode side 20b is connected to the motor M.
- a threshold value for example, 2000A is set in the comparator 10b of the threshold value detection unit 10 (step S1).
- step S2 when the current I (see FIG. 1) flows from the battery B to the motor M, the shunt resistor 100 measures the current value (step S2).
- the current value measured by the shunt resistor 100 is amplified by the amplifier 10a, and the comparator 10b detects whether or not the amplified current value exceeds a preset threshold value (for example, 2000A) (step S3). ).
- a preset threshold value for example, 2000A
- step S3 If the threshold is not exceeded (step S3: NO), the monitor 11 monitors the electrical connection state between the output of the threshold detector 10 (comparator 10b) and the heater ignition unit 201 of the pyro switch 200 (Ste S4). Then, the content monitored by the monitoring unit 11 is output from the monitoring unit 11 to the CAN communication unit 12 and received by the CAN communication unit 12. As a result, the monitored content is transmitted from the CAN communication unit 12 to the vehicle ECU (step S5).
- the conventional problems can be solved. That is, conventionally, as shown in FIG. 4, the pyro switch 200 is operated by a signal from the airbag control device. Therefore, if there is a disconnection in the wiring between the heater ignition unit 201 and the signal from the airbag control device, the signal from the airbag control device cannot be received, so the pyro switch 200 does not operate, and There is a problem in that the wiring of the battery B cannot be safely cut. Further, there is a problem that such a state cannot be detected.
- the monitoring unit 11 monitors the electrical connection state between the output of the threshold detection unit 10 (comparator 10b) and the heater ignition unit 201 of the pyro switch 200, and the CAN communication is performed.
- the electrical connection state can be constantly monitored by transmitting the information to the vehicle ECU via the unit 12. Therefore, it is possible to confirm whether or not there is a disconnection in the wiring between the output of the threshold detection unit 10 (comparator 10b) and the heater ignition unit 201 of the pyro switch 200. As a result, it is possible to solve the problem that the pyro switch 200 does not operate without noticing that the disconnection has occurred, and thus the wiring of the battery B can be disconnected more safely. .. Further, by transmitting the monitoring content to the vehicle ECU that controls each part of the vehicle, it is possible to detect early that the vehicle ECU has a disconnection, and thus to promptly detect that a malfunction has occurred. It will be possible to inform.
- step S3 YES
- the threshold detection unit 10 (comparator 10b) outputs a signal indicating that the threshold value has been exceeded, and the heater ignition unit 201 receives the signal. Will be done.
- the heater ignition unit 201 is activated.
- the explosive powder 202 explodes, and the cutting unit 203 operates due to the explosive powder 202 that has exploded (step S6).
- the cutting unit 203 cuts the base material 102 of the shunt resistor 100, thereby cutting the wiring of the battery B. (Step S7).
- the conventional problem can be solved. That is, in the conventional art, as shown in FIG. 4, when a signal from the airbag control device is received, the pyro switch 200 receives the signal from the airbag control device even when the battery B is not broken or short-circuited during a vehicle accident. It will operate, and will cut
- the pyro switch 200 if the pyro switch 200 is operated when the current value measured by the shunt resistor 100 exceeds the threshold value, the wiring of the battery B may be cut or short-circuited.
- the threshold value for example, 2000 A
- the pyro switch 200 is not operated.
- the problem that the electric power is not supplied to the motor M and the like due to the loss of all the electric power supplied from the battery B, for example, the door of the vehicle cannot be opened and the vehicle cannot be exited from the vehicle can be solved.
- the current detection sensor 1 detects that the current value measured by the shunt resistor 100 exceeds the threshold value. Since 10) is located near the shunt resistor 100 and the shunt resistor 100 is cut by the pyro switch 200, the pyro switch 200 is located near the shunt resistor 100. Therefore, the current detection sensor 1 (threshold value detection unit 10) is provided near the pyro switch 200. As a result, the signal wiring indicating that the current value measured by the shunt resistor 100 exceeds the threshold value is located in the vicinity of the pyro switch 200. It is possible to reduce the situation in which the signal from the control device (see FIG. 4) is damaged. Therefore, it is possible to reduce the situation in which the pyro switch 200 does not operate and the wiring of the battery B cannot be safely disconnected as in the conventional case.
- the wiring of the battery B can be disconnected more safely by using the pyro switch 200.
- the suppressing unit 2 that suppresses the energy generated when the base material 102 of the shunt resistor 100 is cut (see FIG. 2) by the cutting unit 203 of the pyro switch 200 is provided. .. That is, triggered by the signal output from the threshold detection unit 10 (comparator 10b) indicating that the threshold value has been exceeded, as shown in FIG. 2A, the cutting unit 203 causes the base material of the shunt resistor 100 to operate. When 102 is disconnected, a high voltage is generated on the motor M side due to the energy accumulated in the wiring of the battery B and the inductance of the components. Therefore, by providing the suppressing portion 2 on the motor M side, as shown in FIG.
- the electric current is circulated in the arrow Y1 direction.
- the energy generated when the wiring of the battery B is cut can be suppressed by using the pyro switch 200.
- the cathode side 20a of the diode 20 is connected between the base material 102 of the shunt resistor 100 and the motor M, and the anode side 20b is connected to the motor M. Since this is sufficient, the circuit can be configured with a simple circuit configuration.
- the current detection sensor 1 shown in the present embodiment is merely an example, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.
- the threshold detection unit 10 is configured by the amplifier 10a and the comparator 10b has been shown, but the threshold detection unit 10 is not limited to this, and may be configured by only the comparator 10b.
- the threshold detection unit 10 may be any one as long as it compares the current value of the current I flowing from the battery B to the motor M measured by the shunt resistor 100 with a preset threshold value (for example, 2000A). Such a circuit configuration may be used.
- the present invention is not limited to this, and the shunt resistor 100 is used from the battery B to the motor M.
- the current value of the current flowing to the load unit may be measured.
- the current detection sensor 1 and the pyroswitch 200 may be manufactured separately or integrally. If it is manufactured as one unit, it can be made compact and the installation space can be reduced.
- a trigger for operating the pyro switch 200 a signal due to exceeding a preset threshold value (for example, 2000 A) is used as a trigger.
- a preset threshold value for example, 2000 A
- the airbag control device You may use the signal from.
- the suppressing unit 2 can be applied to the conventional system shown in FIG. 4 as well as the system described above.
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Abstract
パイロスイッチを用いて、バッテリの配線をより安全に切断することができる電流遮断システムを提供することを目的としている。バッテリ(B)からモータ(M)へ流れる電流値を計測するシャント抵抗器(100)と、シャント抵抗器(100)にて計測された電流値が予め設定された閾値を超えた否かを検出する閾値検出部(10)と、閾値検出部(10)が、閾値を超えたことを検出すると、シャント抵抗器(100)を切断するパイロスイッチ(200)と、を有してなる。
Description
本発明は、電流遮断システムに関し、特に、電気自動車(EV車)、ハイブリット車(HV車)、プラグインハイブリット車(PHV車)等で使用される高電圧用途のバッテリからモータへ流れる電流経路の電流値を計測する際に用いられるシャント抵抗器を、所定条件に基づき、パイロスイッチにて切断する電流遮断システムに関する。
回路内で短絡または過電流が検出されたときに回路を遮断するパイロスイッチというものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この種のパイロスイッチは、電気自動車(EV車)、ハイブリット車(HV車)、プラグインハイブリット車(PHV車)等の車両内にも設けられている。
この点、従来のシステムを、図4を参照して具体的に説明する。図4(a)に示すように、車両内に設けられているバッテリBとモータMとの間には、バッテリBからモータMへ流れる電流Iの電流値を計測する際に用いられるシャント抵抗器100が接続されている。このシャント抵抗器100は、抵抗体101と、銅等の金属からなる母材102(所謂バスパー)と、で主に構成されている。しかして、このようなシャント抵抗器100の母材102上には、図4(a)に示すように、パイロスイッチ200が設けられている。このパイロスイッチ200は、車両の事故時に衝突を検出して動作するエアバック制御装置からの信号を受信するヒータ点火部201と、ヒータ点火部201の発動によって爆発する火薬202と、爆発した火薬202によって、図4(b)に示すように、シャント抵抗器100の母材102を切断する切断部203と、で構成されている。なお、ヒータ点火部201には、ヒータ点火部201を動作させるための電源Vが接続されている。
かくして、このように、車両内にパイロスイッチ200を設けておくことにより、車両の事故時に衝突を検出して動作するエアバック制御装置からの信号を契機として、バッテリBの配線を安全に切断することができることとなる。すなわち、車両の事故時、車両の変形の結果としてバッテリBの配線の切断やショート等の毀損が生じると、大電流が流れ、配線やバッテリBの発熱・発火等の2次的被害の恐れが高まることとなる。しかしながら、このように、パイロスイッチ200を設け、シャント抵抗器100の母材102を切断することにより、このような恐れを防止することが可能となる。
しかしながら、車両の事故時に衝突を検出して動作するエアバック制御装置からの信号を契機として、シャント抵抗器100の母材102を切断するようにすると、車両の事故時、バッテリBの配線の切断やショート等の毀損が生じていなくとも、エアバック制御装置からの信号を受信すると、パイロスイッチ200が動作してしまい、もって、シャント抵抗器100の母材102を切断してしまうこととなる。これにより、バッテリBから供給される全電源の喪失により、モータM等に電力が供給されなくなることによって、例えば、車両のドアが開かなくなり、もって、車両外に出られないという問題があった。
また、車両の事故時、エアバック制御装置からの信号が毀損してしまい、もって、パイロスイッチ200が動作しなくなり、バッテリBの配線を安全に切断することができないという問題があった。
さらに、ヒータ点火部201とエアバック制御装置からの信号との配線に断線が生じていると、エアバック制御装置からの信号を受信することができないため、パイロスイッチ200が動作せず、もって、バッテリBの配線を安全に切断することができないという問題があった。また、そのような状態を検出することができないという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、パイロスイッチを用いて、バッテリの配線をより安全に切断することができる電流遮断システムを提供することを目的としている。
上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
請求項1の発明によれば、バッテリ(B)から負荷部(例えば、モータM)へ流れる電流値を計測するシャント抵抗器(100)と、
前記シャント抵抗器(100)にて計測された電流値が予め設定された閾値を超えた否かを検出する閾値検出部(10)と、
前記閾値検出部(10)が、前記閾値を超えたことを検出すると、前記シャント抵抗器(100)を切断するパイロスイッチ(200)と、を有してなることを特徴としている。
前記シャント抵抗器(100)にて計測された電流値が予め設定された閾値を超えた否かを検出する閾値検出部(10)と、
前記閾値検出部(10)が、前記閾値を超えたことを検出すると、前記シャント抵抗器(100)を切断するパイロスイッチ(200)と、を有してなることを特徴としている。
また、請求項2の発明によれば、上記請求項1に記載の電流遮断システムにおいて、前記閾値検出部(10)と、前記パイロスイッチ(200)との電気的な接続状態を監視する監視部(11)と、
前記監視部(11)にて監視された内容を車両ECUに送信する送信部(例えば、CAN通信部12)と、をさらに有してなることを特徴としている。
前記監視部(11)にて監視された内容を車両ECUに送信する送信部(例えば、CAN通信部12)と、をさらに有してなることを特徴としている。
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
請求項1に係る発明によれば、バッテリ(B)から負荷部(例えば、モータM)へ流れる電流値を計測するシャント抵抗器(100)にて計測された電流値が予め設定された閾値を超えた否かを閾値検出部(10)にて検出し、閾値を超えたことを検出すると、パイロスイッチ(200)にてシャント抵抗器(100)を切断するようにしている。これにより、バッテリ(B)の配線の切断やショート等の毀損が生じていない場合に、パイロスイッチ(200)を動作させてしまうことが無くなり、もって、バッテリ(B)からモータ(M)の電力が得られなくなることによって、車両のドアが開かなくなり、車両外に出られないという問題を解決することができる。さらに、閾値検出部(10)がシャント抵抗器(100)にて計測した電流値が閾値を超えたことを検出するため、閾値検出部(10)がシャント抵抗器(100)の近傍に位置し、パイロスイッチ(200)にてシャント抵抗器(100)を切断する関係上、パイロスイッチ(200)がシャント抵抗器(100)の近傍に位置する。それゆえ、閾値検出部(10)がパイロスイッチ(200)の近傍に、設けられることとなる。これにより、シャント抵抗器(100)にて計測した電流値が閾値を超えたことを示す信号配線が、パイロスイッチ(200)の近傍に位置することとなる。それゆえ、従来のように、車両の事故時、エアバック制御装置からの信号が毀損してしまう事態を低減することができる。
しかして、本発明によれば、パイロスイッチを用いて、バッテリの配線をより安全に切断することができる。
また、請求項2に係る発明によれば、監視部(11)にて、閾値検出部(10)と、パイロスイッチ(200)との電気的な接続状態を監視し、送信部(例えば、CAN通信部12)にて、その監視内容を車両ECUに送信するようにしている。これにより、電気的な接続状態を常に監視することができるため、断線が生じているか否かを確認することができる。それゆえ、従来のように、断線が生じていることに気付かず、パイロスイッチ(200)が動作しないという問題を解決することができ、もって、バッテリ(B)の配線をより安全に切断することができる。また、車両の各部を制御する車両ECUに監視内容を送信することにより、車両ECUにて断線が発生していることを早期に検出することができ、もって、不具合が生じていることを早期に報知することができる。
以下、本発明に係るシステムの一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。また、従来と同一の部材は同一の符号を付し、詳細な説明は省略することとする。
本実施形態に係るシステムは、図1に示すように、電流検出センサ1と、抑制部2と、バッテリBとモータMとの間に設けられ、バッテリBからモータMへ流れる電流Iの電流値を計測するシャント抵抗器100と、シャント抵抗器100の母材102上に設けられているパイロスイッチ200と、で構成されている。
電流検出センサ1は、図1に示すように、閾値検出部10と、監視部11と、CAN通信部12と、で構成されている。閾値検出部10は、シャント抵抗器100にて計測したバッテリBからモータMへ流れる電流Iの電流値を増幅する増幅器10aと、増幅器10aにて増幅された電流値が予め設定された閾値(例えば、2000A)を超えたか否かを検出する比較器10bと、で構成されている。なお、比較器10bの出力と、パイロスイッチ200のヒータ点火部201とは電気的に接続されている。また、パイロスイッチ200は、従来と異なり、予め設定された閾値(例えば、2000A)を超えたことによる信号を受信することによって、動作するようになっている。
一方、監視部11は、閾値検出部10(比較器10b)の出力と、パイロスイッチ200のヒータ点火部201との電気的な接続状態を監視するものである。具体的には、閾値検出部10(比較器10b)から出力される電流がヒータ点火部201に流れるか否かを監視するものである。これにより、閾値検出部10(比較器10b)の出力と、パイロスイッチ200のヒータ点火部201との配線に断線が生じているか否かを確認することができる。かくして、監視部11にて監視された内容は、監視部11からCAN通信部12に出力されることとなる。なお、閾値検出部10(比較器10b)から出力される電流は、ヒータ点火部201が発動しない程度の微小電流である。
一方、CAN通信部12は、CAN(Controller Area Network)を通信プロトコルとして用いた通信部であって、監視部11より出力された内容を受信するものである。そして、このCAN通信部12は、受信した内容を、車両の各部を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)に送信されることとなる。
抑制部2は、パイロスイッチ200の切断部203にて、シャント抵抗器100の母材102が切断される(図2参照)ことによって発生するエネルギーを抑制するものである。具体的には、図1に示すように、抑制部2は、ダイオード20からなるもので、ダイオード20のカソード側20aが、シャント抵抗器100の母材102とモータMとの間に接続され、アノード側20bが、モータMに接続されている。
かくして、上記のように構成されるシステムは、次のように使用される。
図3に示すように、まず、閾値検出部10の比較器10bに閾値(例えば、2000A)が設定される(ステップS1)。
次いで、バッテリBからモータMへ電流I(図1参照)が流れると、シャント抵抗器100にて電流値が計測されることとなる(ステップS2)。
次いで、シャント抵抗器100にて計測した電流値を増幅器10aに増幅し、増幅した電流値が予め設定された閾値(例えば、2000A)を超えたか否かを比較器10bにて検出する(ステップS3)。
閾値を超えていなければ(ステップS3:NO)、閾値検出部10(比較器10b)の出力と、パイロスイッチ200のヒータ点火部201との電気的な接続状態を監視部11にて監視する(ステップS4)。そして、監視部11にて監視された内容は、監視部11からCAN通信部12に出力され、CAN通信部12にて受信されることとなる。これにより、監視された内容がCAN通信部12から車両ECUに送信されることとなる(ステップS5)。
しかして、このようにすれば、従来の問題点を解決することができる。すなわち、従来においては、図4に示すように、エアバック制御装置からの信号を契機として、パイロスイッチ200を動作させるようにしている。そのため、ヒータ点火部201とエアバック制御装置からの信号との配線に断線が生じていると、エアバック制御装置からの信号を受信することができないため、パイロスイッチ200が動作せず、もって、バッテリBの配線を安全に切断することができないという問題があった。また、そのような状態を検出することができないという問題があった。
この点、本実施形態に示すように、閾値検出部10(比較器10b)の出力と、パイロスイッチ200のヒータ点火部201との電気的な接続状態を監視部11にて監視し、CAN通信部12を介して、車両ECUに送信することにより、電気的な接続状態を常に監視することができる。それゆえ、閾値検出部10(比較器10b)の出力と、パイロスイッチ200のヒータ点火部201との配線に断線が生じているか否かを確認することができる。これにより、従来のように、断線が生じていることに気付かず、パイロスイッチ200が動作しないという問題を解決することができ、もって、バッテリBの配線をより安全に切断することができることとなる。また、車両の各部を制御する車両ECUに監視内容を送信することにより、車両ECUにて断線が発生していることを早期に検出することができ、もって、不具合が生じていることを早期に報知することができることとなる。
一方、閾値を超えていれば(ステップS3:YES)、閾値検出部10(比較器10b)より、閾値を超えたことを示す信号が出力され、もって、ヒータ点火部201にてその信号が受信されることとなる。これを受けて、ヒータ点火部201が発動することとなる。これにより、火薬202が爆発し、爆発した火薬202によって切断部203が動作することとなる(ステップS6)。切断部203が動作すると、図2(a)に示すように、切断部203にて、シャント抵抗器100の母材102が切断されることとなり、もって、バッテリBの配線が切断されることとなる(ステップS7)。
しかして、このように、シャント抵抗器100にて計測した電流値が閾値を超えたことにより、パイロスイッチ200を動作させるようにすれば、従来の問題点を解決することができる。すなわち、従来においては、図4に示すように、車両の事故時、バッテリBの配線の切断やショート等の毀損が生じていなくとも、エアバック制御装置からの信号を受信すると、パイロスイッチ200が動作してしまい、もって、シャント抵抗器100の母材102を切断してしまうこととなる。これにより、バッテリBから供給される全電源の喪失により、モータM等に電力が供給されなくなることによって、例えば、車両のドアが開かなくなり、もって、車両外に出られないという問題があった。
この点、本実施形態に示すように、シャント抵抗器100にて計測した電流値が閾値を超えたことにより、パイロスイッチ200を動作させるようにすれば、バッテリBの配線の切断やショート等の毀損が生じていない場合(バッテリBの配線の切断やショート等の毀損が生じていなければ、閾値(例えば、2000A)を超えることはない)に、パイロスイッチ200を動作させてしまうことが無くなり、もって、バッテリBから供給される全電源の喪失により、モータM等に電力が供給されなくなることによって、例えば、車両のドアが開かなくなり、車両外に出られないという問題を解決することができる。
また、本実施形態に示すように、電流検出センサ1(閾値検出部10)がシャント抵抗器100にて計測した電流値が閾値を超えたことを検出するため、電流検出センサ1(閾値検出部10)がシャント抵抗器100の近傍に位置し、パイロスイッチ200にてシャント抵抗器100を切断する関係上、パイロスイッチ200がシャント抵抗器100の近傍に位置することとなる。それゆえ、電流検出センサ1(閾値検出部10)がパイロスイッチ200の近傍に、設けられることとなる。これにより、シャント抵抗器100にて計測した電流値が閾値を超えたことを示す信号配線が、パイロスイッチ200の近傍に位置することとなるから、従来のように、車両の事故時、エアバック制御装置からの信号(図4参照)が毀損してしまう事態を低減することができる。それゆえ、従来のように、パイロスイッチ200が動作しなくなり、もって、バッテリBの配線を安全に切断することができないという事態を低減させることができる。
しかして、本実施形態によれば、パイロスイッチ200を用いて、バッテリBの配線をより安全に切断することができることとなる。
ところで、図4(b)に示すように、パイロスイッチ200によって、シャント抵抗器100の母材102を切断し、バッテリBの配線を切断すると、バッテリBの配線や部品の持つインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって高電圧が発生し、もって、火花が生じて、バッテリBや周辺デバイスの破壊・焼損に至る場合があるという問題があった。
そこで、本実施形態においては、パイロスイッチ200の切断部203にて、シャント抵抗器100の母材102が切断される(図2参照)ことによって発生するエネルギーを抑制する抑制部2を設けている。すなわち、閾値検出部10(比較器10b)より出力された閾値を超えたことを示す信号を契機として、図2(a)に示すように、切断部203にて、シャント抵抗器100の母材102が切断されると、バッテリBの配線や部品の持つインダクタンスに蓄積されたエネルギーによってモータM側に高電圧が発生することとなる。それゆえ、モータM側に抑制部2を設けることにより、図2(b)に示すように、矢印Y1方向に電流が還流されることとなる。これにより、パイロスイッチ200の切断部203にて、シャント抵抗器100の母材102が切断される(図2参照)ことによって発生するエネルギーを抑制することができることとなる。しかして、本実施形態によれば、従来のように、バッテリBの配線や部品の持つインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって高電圧が発生し、もって、火花が生じて、バッテリBや周辺デバイスの破壊・焼損に至るという事態を低減させることができる。これにより、本実施形態に示すシステム自体を保護することができる。
しかして、本実施形態によれば、パイロスイッチ200を用いて、バッテリBの配線を切断した際発生するエネルギーを、抑制することができることとなる。
また、抑制部2をダイオード20で構成することにより、ダイオード20のカソード側20aを、シャント抵抗器100の母材102とモータMとの間に接続し、アノード側20bを、モータMに接続するだけで良いため、簡易な回路構成で構成できることとなる。
なお、本実施形態において示した電流検出センサ1は、あくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。例えば、閾値検出部10として、増幅器10aと、比較器10bとで構成する例を示したが、それに限らず、比較器10bだけで構成しても良い。また、閾値検出部10は、シャント抵抗器100にて計測したバッテリBからモータMへ流れる電流Iの電流値と、予め設定された閾値(例えば、2000A)とを比較するものであれば、どのような回路構成でも良い。
また、本実施形態においては、シャント抵抗器100にてバッテリBからモータMへ流れる電流Iの電流値を計測する例を示したが、それに限らず、シャント抵抗器100にてバッテリBからモータM以外の他の負荷部へ流れる電流の電流値を計測するようにしても良い。
一方、電流検出センサ1とパイロスイッチ200とを、製造するにあたっては、別体で製造しても良いし、一体として製造しても良い。一体として製造すれば、コンパクトにすることができ、設置スペースを小さくするこができる。
また一方、本実施形態においては、パイロスイッチ200を動作させる契機として、予め設定された閾値(例えば、2000A)を超えたことによる信号を契機としたが、この信号と合わせて、エアバック制御装置からの信号を用いても良い。
また一方、抑制部2は、上記説明したシステム以外でも、図4に示す従来のシステムにも適用することが可能である。
1 電流検出センサ
2 抑制部
10 閾値検出部
11 監視部
12 CAN通信部(送信部)
20 ダイオード
20a カソード側
20b アノード側
100 シャント抵抗器
200 パイロスイッチ
B バッテリ
M モータ(負荷部)
2 抑制部
10 閾値検出部
11 監視部
12 CAN通信部(送信部)
20 ダイオード
20a カソード側
20b アノード側
100 シャント抵抗器
200 パイロスイッチ
B バッテリ
M モータ(負荷部)
Claims (2)
- バッテリから負荷部へ流れる電流値を計測するシャント抵抗器と、
前記シャント抵抗器にて計測された電流値が予め設定された閾値を超えた否かを検出する閾値検出部と、
前記閾値検出部が、前記閾値を超えたことを検出すると、前記シャント抵抗器を切断するパイロスイッチと、を有してなる電流遮断システム。 - 前記閾値検出部と、前記パイロスイッチとの電気的な接続状態を監視する監視部と、
前記監視部にて監視された内容を車両ECUに送信する送信部と、をさらに有してなる請求項1に記載の電流遮断システム。
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