JP2003009303A - 自動車の高電圧系遮断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の高電圧系遮断装置に関し、車両の衝
突を検出するためのセンサ等に故障が生じた場合に、車
両の走行性を確保できるようにするとともに、センサ等
の故障状況を車両のドライバが認識することができるよ
うにする。 【解決手段】 高電圧電源２により走行駆動力を得る自
動車が衝突した場合にに該自動車の減速度が所定値以上
になる間だけ衝突検知信号を出力する衝突検知手段１１
と、衝突検知手段１１から所定時間以上衝突検知信号が
出力されたら衝突検知手段１１が故障していると判定す
る故障判定手段１４と、衝突検知手段１１から衝突検知
信号が出力されたら高電圧電源２の回路を遮断し、回路
遮断後に故障判定手段１４により衝突検知手段１１が故
障していると判定されたら、前記の遮断した高電圧電源
の回路を再接続する高電圧系断接制御手段１５とをそな
えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等の高
電圧源を有する自動車において、緊急時に高電圧電気系
統を遮断する、高電圧系遮断装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電気自動車では、通常の自動車に載せら
れるバッテリ（一般には１２ボルト）に比べて著しく高
電圧（数百ボルト）の電源から車両の駆動力を得てい
る。このため、電気自動車では、万一の衝突時にかかる
高電圧源に起因した車両火災や感電等の発生を防止する
対策が要求され、従来から種々の技術が提案されてい
る。 【０００３】例えば実開昭６１−２０２１０１号公報、
電気自動車において、車両が衝突したことを検知した
ら、電源から駆動装置への通電を遮断する技術が開示さ
れている。また、特開平０９−２８４９０１号公報に
は、複数のバッテリを搭載する電気自動車が衝突した際
に、バッテリを分離することにより高電圧の漏電を防止
し、さらに車両の損害状況が軽微な場合には、再度バッ
テリを接続して走行可能とする技術が開示されている。 【０００４】また、特開平０６−４６５０２号公報に
は、電気自動車において、自動車の衝突等によって電気
系統に異常が発生したり又はその可能性が高くなった場
合にヘッドライト等の電装品は駆動できるようにその低
圧電源は接続しながら、車両の駆動用（走行用）の高圧
電源を遮断する技術が開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
衝突を検出するためのセンサやその電気回路に故障が生
じると、誤った情報に基づいて電源から駆動装置への通
電制御が行なわれることになり、実際には車両が衝突し
ていないにもかかわらず電源から駆動装置への通電が遮
断されて車両が走行できなくなる場合がある。 【０００６】つまり、車両の衝突を検出するためのセン
サの代表的なものに、車両に加わる加減速度に応じた電
圧を出力するものがあり、センサから所定レベル以上の
電圧が出力された場合に車両が衝突したものと判断する
ことができるが、センサの故障によっては常時所定レベ
ル以上の電圧が出力されるようになるおそれがある。こ
の場合、このセンサ情報のみによって車両の衝突を判定
し電源から駆動装置への通電を遮断すると、実際には衝
突していないにもかかわらずセンサの故障が生じた時点
から車両が走行できなくなってしまうおそれがある。 【０００７】本発明は、このような課題に鑑み案出され
たもので、車両の衝突を検出するためのセンサ等に故障
が生じた場合に、車両の走行性を確保できるようにする
とともに、センサ等の故障状況を車両のドライバが認識
することができるようにした、自動車の高電圧系遮断装
置を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目標を達成するた
め、本発明の自動車の高電圧系遮断装置では、高電圧電
源により走行駆動力を得る自動車が衝突した場合には、
衝突検知手段が、この衝突に応じて自動車の減速度が所
定値以上になる間だけ衝突検知信号を出力する。故障判
定手段では、この衝突検知手段からの衝突検知信号が所
定時間以上にわたって出力されたら、衝突検知手段が故
障していると判定する。高電圧系断接制御手段では、衝
突検知手段から衝突検知信号が出力されると、高電圧電
源の回路を遮断する。したがって、自動車の衝突があっ
たと判定したら速やかに高電圧電源の回路が遮断され、
自動車の衝突後に円滑に処理を行なえる。 【０００９】また、もしも、衝突検知手段からの衝突検
知信号が所定時間以上にわたって出力されると、故障判
定手段が衝突検知手段の故障を判定するので、この場合
には、前記の遮断した高電圧電源の回路を再接続するよ
うに通電を制御し、故障報知手段がドライバに衝突検知
手段が故障した旨を報知する。つまり、自動車が衝突し
た場合には、衝突検知手段は、自動車の減速度が所定値
以上になる間だけ衝突検知信号を出力するものであるた
め、衝突検知信号が所定時間以上にわたって出力される
ことはない。したがって、衝突検知信号が所定時間以上
にわたって出力されたら衝突検知手段が故障したものと
判定することができ、衝突検知手段が故障したと判定さ
れたら、前記の遮断した高電圧電源の回路を再接続する
ことにより、車両の走行性を確保し、故障報知手段がド
ライバに衝突検知手段が故障した旨を報知することによ
り、必要な処理を速やかに行なえるようになる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。図１〜図３は本発明の一実施
形態に係る自動車の高電圧系遮断装置を示すもので、図
１はその自動車及び高電圧系遮断装置の要部構成を示す
ブロック図、図２はその高電圧系遮断装置の動作を示す
フローチャートである。 【００１１】本実施形態にかかる自動車は、例えば数百
ボルトといった高電圧電源により走行駆動力を得る電気
自動車であり、図１に示すように、駆動輪を回転駆動す
るための走行用モータ１をそなえている。このモータ１
に電力を供給するために、例えば１２ボルトバッテリを
多数直列接続されてなるメインバッテリ２と、このメイ
ンバッテリ２に接続されたメインコンタクタ３と、メイ
ンコンタクタ３とモータ１との間に介装されたモータコ
ントローラ４とがそなえられている。 【００１２】したがって、モータ１は、モータコントロ
ーラ４により制御されてメインコンタクタ３を介して供
給されるメインバッテリ２の電力によって回動するよう
になっている。なお、メインバッテリ２が高電圧電源に
相当し、また、メインバッテリ２よりメインコンタクタ
を介してモータコントローラ４に至る間の回路及びメイ
ンバッテリ２，メインコンタクタ３,モータコントロー
ラ４を総称して高電圧系６と呼ぶことにする。 【００１３】本高電圧系遮断装置１０は、かかる自動車
の衝突を検知する衝突検知センサ（衝突検知手段）１１
と、衝突検知手段１１からの検出情報に基づいて高電圧
電源２の回路５の遮断に関する制御を行なう衝突検知電
源遮断ＥＣＵ１３と、電源遮断制御用フェイルインジケ
ータ（故障報知手段）２０とをそなえている。衝突検知
電源遮断ＥＣＵ１３には、故障判定手段１４と、高電圧
系断接制御手段１５とがそなえられる。 【００１４】衝突検知センサ１１は、加速度又は減速度
に対応した電圧を出力する加速度センサであって、例え
ばピエゾ素子等を用いた加速度センサを適用できる。自
動車が衝突した場合にはこの衝突に応じて自動車に通常
の走行では生じないほどの大きな減速度が生じるので、
衝突検知センサ１１から所定値以上の電圧信号（この所
定値以上の電圧を衝突検知信号とする）が出力されると
自動車が衝突したと判定することができる。つまり、衝
突検知センサ１１は、自動車の減速度が所定値以上にな
る間だけ衝突検知信号を出力する。 【００１５】なお、自動車の衝突時には、その衝突の瞬
間の極めて短時間に大きな減速度が生じるものであり、
衝突検知センサ１１からの衝突検知信号（所定値以上の
電圧信号）は、この極めて短時間にのみ出力される。こ
の衝突検知センサ１１は、自動車が衝突した場合には衝
突に応じて発生する減速度に反応するものであればよ
く、光ファイバと発光体等を組み合わせた工学的センサ
を用いるなどしてもよく、本実施形態のものに限定され
ない。また、エアバッグのためにそなえられている衝突
検知センサからの情報を直接又はエアバッグＥＣＵを介
して用いるなどして既存の衝突検知センサを流用しても
良い。 【００１６】故障判定手段１４は、衝突検知センサ１１
からの衝突検知信号が所定時間以上にわたって出力され
たら衝突検知センサ１１が故障していると判定する。上
述のように、衝突検知センサ１１では、通常の走行時で
は生じることがないような大きな減速度が自動車に発生
している間にのみ衝突検知信号を出力する。しかも、こ
のように大きな減速度は自動車が衝突した場合にのみ生
じる。また、自動車が衝突した場合には、極めて短い時
間だけ大きな減速度が生じる。したがって、衝突検知セ
ンサ１１からの衝突検知信号は、衝突時に大きな減速度
が生じる極めて短い時間だけしか出力されえない。そこ
で、故障判定手段１４では、衝突検知センサ１１から所
定時間（判定時間）以上にわたって衝突検知信号が出力
されたら、衝突検知センサ１１が故障していると判定す
る。 【００１７】なお、この所定時間（判定時間）とは、衝
突時に所定値以上の大きな減速度が生じる時間を想定
し、この想定した大減速度発生時間よりも明らかに長い
時間で且つ長過ぎない時間（例えば２秒程度）に設定さ
れている。つまり、本実施形態の装置では、衝突検知セ
ンサ１１が故障していることが既に検知されていない限
り、衝突検知センサ１１が衝突検知信号を出力した場
合、まずは衝突検知センサ１１が正常なものと仮定し
て、メインコンタクタ３をオフにする。その後、衝突検
知センサ１１からの衝突検知信号が過剰に長く出力され
れば、衝突検知センサ１１が故障していると判定して、
メインコンタクタ３をオンにして車両の走行性を確保す
る。 【００１８】衝突検知センサ１１の故障により衝突検知
センサ１１から衝突検知信号が出力されるようになった
場合には、まずは衝突検知センサ１１が正常なものと仮
定して、メインコンタクタ３をオフにするため、一旦走
行駆動力が失われ、その後メインコンタクタ３がオンに
復帰され走行駆動力が確保されるようになる。この場
合、走行駆動力が失われるのは、衝突検知センサ１１か
ら衝突検知信号が出力され始めてから、衝突検知センサ
１１の故障によりこの衝突検知信号が出力されているも
のと判定されるまでの間（判定時間）であるが、このよ
うに走行駆動力が失われている時間は可能な限り短くし
たい。もちろん、判定時間をある程度確保しないと、衝
突検知信号が自動車の衝突によるものか衝突検知センサ
１１の故障によるものかを明確に判断することができな
い。このような観点から、上記の判定時間を適当な時間
（例えば２秒程度）に設定しているのである。 【００１９】高電圧系断接制御手段１５は、衝突検知セ
ンサ１１から衝突検知信号が出力されたら高電圧電源２
の回路を遮断し、この回路遮断後に、故障判定手段１４
により衝突検知センサ１１が故障していると判定された
ら、前記の遮断した高電圧電源２の回路を再接続するよ
うに通電を制御する。電源遮断制御用フェイルインジケ
ータ（故障報知手段）２０は、衝突検知電源遮断ＥＣＵ
１３によって制御されるバルブにより構成され、故障判
定手段１４が衝突検知センサ１１の故障を判定したら、
衝突検知電源遮断ＥＣＵ１３に制御されて点灯しドライ
バにその旨を報知する。具体的には、電源遮断制御用フ
ェイルインジケータは、他のフェイルインジケータと同
様に、エンジンキースイッチがオフからオンに切り替え
られた直後に、一旦点灯し、その後、故障判定手段１４
が衝突検知センサ１１の故障判定信号を出力しなければ
消灯し、故障判定手段１４が衝突検知センサ１１の故障
判定信号を出力したら点灯を続行する。 【００２０】本発明自動車の一実施形態としての高電圧
系遮断装置は、上述のように構成されているので、例え
ば図２に示すように高電圧系の遮断制御が行なわれる。
図２に示すように、自動車の駆動系のキースイッチがオ
ンされると、まず、電源遮断制御用フェイルインジケー
タ１０を点灯し（ステップＳ１０）、メインコンタクタ
３をオンとする（ステップＳ２０）。 【００２１】そして、ステップＳ３０に進んで、衝突検
知センサ１１のフェイル状態を確認し（故障判定手段１
４からの判定信号を取り込み）、故障判定手段１４から
の判定信号に基づいて衝突検知センサ１１がフェイル状
態（故障状態）か否かを判定する（ステップＳ４０）。
ここで、衝突検知センサ１１がフェイル状態でなけれ
ば、フェイルインジケータ１０を消灯し（ステップＳ５
０）、キースイッチがオンか否かを判定する（ステップ
Ｓ６０）。キースイッチがオンであればステップＳ１０
０に進み、キースイッチがオフになれば、ステップＳ９
０に進んでメインコンタクタ３をオフとして、制御を終
了する。 【００２２】一方、衝突検知センサ１１がフェイル状態
であれば、フェイルインジケータ１０を点灯し或いは点
灯を続行し（ステップＳ７０）、キースイッチがオフか
否かを判定する（ステップＳ８０）。キースイッチがオ
ンであれば所定時間（制御周期）の後ステップＳ３０に
戻り、キースイッチがオフになれば、ステップＳ９０に
進んでメインコンタクタ３をオフとして、制御を終了す
る。 【００２３】ステップＳ１００では、衝突検知センサ１
１がオンか否か、即ち、衝突検知センサ１１から衝突検
知信号が出力されているか否かを判定する。衝突検知セ
ンサ１１がオフ（衝突検知信号が出力されていない）で
あれば、所定時間（制御周期）の後ステップＳ３０に戻
り、衝突検知センサ１１がオン（衝突検知信号が出力さ
れている）であれば、ステップＳ１１０に進んでメイン
コンタクタ３をオフとして、ステップＳ１２０に進む。 【００２４】ステップＳ１２０では、衝突検知センサ１
１が所定時間（ここでは２秒間）オン状態が継続したか
否かを判定する。そして、衝突検知センサ１１が所定時
間継続してオン状態にならなければ、衝突検知センサ１
１は故障していないものとして、フェイルインジケータ
１０を消灯し（ステップＳ１３０）、キースイッチがオ
フか否かを判定する（ステップＳ１４０）。キースイッ
チがオンであれば所定時間（制御周期）の後ステップＳ
１２０に戻り、キースイッチがオフになれば、ステップ
Ｓ１５０に進んでメインコンタクタ３をオフとして、制
御を終了する。 【００２５】一方、衝突検知センサ１１が所定時間継続
してオン状態になったら、衝突検知センサ１１は故障し
ているものとして、フェイルインジケータ１０を点灯し
（ステップＳ１６０）、メインコンタクタ３をオンとし
て（ステップＳ１７０）、キースイッチがオフか否かを
判定する（ステップＳ１８０）。キースイッチがオンで
あれば所定時間（制御周期）の後ステップＳ１８０に戻
り、キースイッチがオフになれば、ステップＳ１９０に
進んでメインコンタクタ３をオフとして、制御を終了す
る。 【００２６】つまり、ある制御周期で衝突検知センサ１
１がオフからオンに切り替わったら、タイマカウントを
スタートして、このタイマカウントは衝突検知センサ１
１がオフにならない限り続行される。衝突検知センサ１
１が故障していないで、実際の自動車の衝突に対してオ
ンになった場合は、衝突の短時間にのみオン信号を出力
し、その後衝突検知センサ１１はオフになるので、衝突
検知センサ１１が所定時間継続してオン状態となること
はなく、キースイッチがオフになるまで、ステップＳ１
３０のフェイルインジケータ１０消灯を続行する。 【００２７】一方、衝突検知センサ１１が故障したこと
によりオンになった場合は、その後オン状態が継続する
ので、衝突時に所定値以上の大きな減速度が生じうる時
間よりも十分に長い時間（ここでは２秒程度）、衝突検
知センサ１１のオン状態が継続したら、衝突検知センサ
１１が故障したと判定して、フェイルインジケータ１０
を点灯し（ステップＳ１６０）、メインコンタクタ３を
オンとして（ステップＳ１７０）、キースイッチがオフ
になるまで、このフェイルインジケータ１０の点灯及び
メインコンタクタ３のオンを続行することになる。 【００２８】また、このように衝突検知センサ１１が故
障した場合には、キースイッチをオフにした後、再びキ
ースイッチをオンにすると、ステップＳ１０，Ｓ２０を
経て、フェイルインジケータ１０を点灯するとともにメ
インコンタクタ３をオンとして、ステップＳ３０に進み
ここで衝突検知センサ１１がフェイル状態と判定される
ので、ステップＳ７０に進んでフェイルインジケータ１
０を点灯続行するとともにメインコンタクタ３のオン状
態を維持する。 【００２９】したがって、ステップＳ８０でキースイッ
チがオフと判定されるまで、フェイルインジケータ１０
の点灯とメインコンタクタ３のオン状態が維持される。
このように、衝突検知センサ１１が正常な場合には、自
動車の衝突時にはこの衝突検知センサ１１に基づいて衝
突を検知し高電圧電源の通電を遮断して、車両火災や感
電等が発生するおそれを未然に回避することができ、衝
突後の処理も円滑に行なえるようになる。 【００３０】そして、衝突検知センサ１１が故障した場
合には、フェイルインジケータ１０の点灯により衝突検
知センサ１１が故障したことをドライバ等に報知しなが
ら、メインコンタクタ３をオン状態とすることによる車
両の走行性を確保することができるのである。特に、本
実施形態では、衝突検知センサ１１から衝突検知信号が
出力された場合に、これが衝突検知センサ１１の故障に
よるもの（即ち、車両の衝突によるものではない）か否
かを判定する前に、まずは衝突検知センサ１１が正常な
ものと仮定して、メインコンタクタ３をオフにするた
め、衝突検知センサ１１が正常で車両の衝突があった場
合に、速やかに高電圧電源の通電を遮断して、車両火災
や感電等が発生するおそれを未然に回避することができ
る。 【００３１】故障判定手段１４は、衝突検知センサ１１
からの衝突検知信号が所定時間以上にわたって出力され
たら衝突検知センサ１１が故障していると判定し、この
場合は、高電圧系断接制御手段１５は、メインコンタク
タ３をオンに復帰させて、遮断した高電圧電源２の回路
を再接続するように通電を制御する。この際、故障判定
手段１４では、衝突検知センサ１１の故障によるか否か
を適切な判定時間（例えば２秒）によって判定するの
で、衝突検知信号が自動車の衝突によるものか衝突検知
センサ１１の故障によるものかを明確に判断しながら、
衝突検知センサ１１の故障が生じた場合に、走行駆動力
が失われている時間（判定時間）を抑えて可能な限り走
行に支障をきたさないようにすることができる。 【００３２】なお、本発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の変形が可能である。 【００３３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明自動車の高
電圧系遮断装置によれば、自動車が衝突した場合には、
衝突検知手段がこの衝突に応じて自動車の減速度が所定
値以上になる間だけ衝突検知信号を出力し、高電圧系断
接制御手段がこの衝突検知手段からの衝突検知信号を受
けて高電圧電源の回路を遮断する。したがって、自動車
の衝突があった場合に、速やかに高電圧電源の回路が遮
断され、衝突時に高電圧源に起因して発生しうる車両火
災や感電等を未然に確実に防止することができるように
なる。 【００３４】また、故障判定手段では、衝突検知手段か
らの衝突検知信号が所定時間以上にわたって出力された
ら、衝突検知手段が故障していると判定し、この場合に
は、前記の遮断した高電圧電源の回路を再接続するよう
に通電を制御し、故障報知手段がドライバ等に衝突検知
手段が故障した旨を報知するので、高電圧電源の回路を
再接続することにとり車両の走行性を確保し、且つ、ド
ライバ等への報知によりドライバ等が必要な処理を速や
かに行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態にかかる自動車及び自動車
の高電圧系遮断装置の要部構成を示すブロック図であ
る。 【図２】本発明の一実施形態にかかる自動車の高電圧系
遮断装置の動作を示すフローチャートである。 【符号の説明】 １ 走行用モータ ２ メインバッテリ（高電圧電源） ３ メインコンタクタ ４ モータコントローラ ５ 高電圧電源回路 ６ 高電圧系 １０ 高電圧系遮断装置 １１ 衝突検知センサ（衝突検知手段） １３ 衝突検知電源遮断ＥＣＵ（高電圧系遮断制御手
段） １４ 故障判定手段 １５ 高電圧系断接制御手段 ２０ 電源遮断制御用フェイルインジケータ（故障報知
手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 高電圧電源により走行駆動力を得る自動
   車が衝突した場合にはこの衝突に応じて該自動車の減速
   度が所定値以上になる間だけ衝突検知信号を出力する衝
   突検知手段と、 前記衝突検知手段から所定時間以上該衝突検知信号が出
   力されたら前記衝突検知手段が故障していると判定する
   故障判定手段と、 前記衝突検知手段から衝突検知信号が出力されたら前記
   高電圧電源の回路を遮断し、該回路遮断後に、前記故障
   判定手段により前記衝突検知手段が故障していると判定
   されたら、前記の遮断した高電圧電源の回路を再接続す
   るように通電を制御する高電圧系断接制御手段と、 前記故障判定手段が前記衝突検知手段の故障を判定した
   らドライバにその旨を報知する故障報知手段とをそなえ
   たことを特徴とする、自動車の高電圧系遮断装置。