JP5699693B2 - Vehicle collision detection device - Google Patents
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Description
本発明は車両用衝突検知装置、特にインバータ等の電気機器を収容するケースを用いた車両用衝突検知装置に関する。 The present invention relates to a vehicle collision detection device, and more particularly to a vehicle collision detection device using a case that houses an electrical device such as an inverter.
ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車等においては、高電圧電源からの電力によりインバータ等の電気機器を動作させて走行するため、衝突等により著しい衝撃を受け、その衝撃のレベルが電気機器の強度耐久性を超えた場合には当該機器が損傷し、電気系統の損傷の程度によっては高電圧の電力が漏電するおそれがある。このような事態を防止するためには、車両衝突を速やかに検出し、衝突時に電源からの電力供給を遮断するとともに、高圧系のコンデンサに蓄積された電荷を速やかに放電させる必要がある。 In a hybrid vehicle, an electric vehicle, a fuel cell vehicle, etc., an electric device such as an inverter is operated by electric power from a high-voltage power source, and therefore, the vehicle receives a significant impact due to a collision and the level of the impact is the strength of the electric device. If the durability is exceeded, the device may be damaged, and high voltage power may leak depending on the degree of damage to the electrical system. In order to prevent such a situation, it is necessary to quickly detect a vehicle collision, cut off the power supply from the power source at the time of the collision, and quickly discharge the charge accumulated in the high-voltage capacitor.
下記の特許文献1には、インバータを収容するケースの蓋の内面に、蓋が変形すると電気的に断線する導体フィルムを張り巡らせる構成が開示されている。ECUは、導体フィルムに流れる電流値Iを検出し、電流値Iが略ゼロであるか否かを判定する。そして、略ゼロである場合には、インバータが衝撃を受けたと判定し、走行用バッテリからの電力を遮断するようにシステムメインリレーをオフする。また、モータジェネレータを非作動状態として発電できないようにインバータを停止させる。
The following
インバータ等の電気機器を収容するケースの蓋の内面に導体フィルムを張り巡らせる構成は、衝突による蓋の変形を検知する方法として有効であるものの、変形検出の専用品としての導体フィルムを形成する工程が別途必要となる。このため、ケースの変形を検知することで衝撃を検知する場合には、工程の増加や専用品の部品点数増大を招くことなく検知できることが望ましい。同時に、衝撃は任意の方向から生じ得ることから、任意の方向へのケースの変形を検知して高圧系の動作を停止させることも必要となる。 Although the configuration in which the conductor film is stretched around the inner surface of the lid of the case that houses the electrical device such as the inverter is effective as a method for detecting deformation of the lid due to the collision, the step of forming the conductor film as a dedicated product for deformation detection Is required separately. For this reason, when detecting an impact by detecting the deformation of the case, it is desirable to be able to detect the impact without increasing the number of processes or the number of dedicated parts. At the same time, since the impact can occur from any direction, it is also necessary to stop the operation of the high-pressure system by detecting the deformation of the case in any direction.
本発明の目的は、部品点数を徒に増大させることなく、任意の方向からの衝撃による、インバータ等の電気機器を収容するケースの変形を確実に検知することで衝突を検知することができる装置を提供することにある。 An object of the present invention is an apparatus that can detect a collision by reliably detecting deformation of a case that houses an electrical device such as an inverter due to an impact from an arbitrary direction without increasing the number of parts. Is to provide.
本発明は、車両用衝突検知装置であって、電気機器と、前記電気機器を収容するケースと、前記電気機器の端子に電気的に接続され、前記ケースの内周を周回するように配置された中継バスバと、前記中継バスバに接続され、前記中継バスバを電圧検出線として用いて前記電気機器の電圧を監視するとともに、前記中継バスバの電圧変化を検出することで衝突を検知する制御部とを備え、前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、前記中継バスバは、前記フランジ内に配置されることを特徴とする。 The present invention is a vehicle collision detection device, and is arranged to be electrically connected to an electrical device, a case that houses the electrical device, and a terminal of the electrical device, and circulate around an inner periphery of the case. A relay bus bar, and a controller that is connected to the relay bus bar, monitors the voltage of the electrical device using the relay bus bar as a voltage detection line, and detects a collision by detecting a voltage change of the relay bus bar; The case is provided with a flange so as to protrude outward from the case, and the relay bus bar is disposed in the flange .
また、本発明は、車両用衝突検知装置であって、電気機器と、前記電気機器を収容するケースと、前記電気機器の端子に電気的に接続され、前記ケースの内周を周回するように配置された中継バスバと、前記中継バスバに接続され、前記中継バスバを電圧検出線として用いて前記電気機器の電圧を監視するとともに、前記中継バスバの電圧変化を検出することで衝突を検知する制御部とを備え、前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、前記中継バスバは、前記ケースの内周であって前記フランジが形成される面と略同一の面に配置されることを特徴とする。 Further, the present invention is a vehicle collision detection device, wherein the electric device, a case that houses the electric device, and a terminal of the electric device are electrically connected to circulate around the inner periphery of the case. A relay bus bar arranged and a control connected to the relay bus bar and monitoring the voltage of the electrical device using the relay bus bar as a voltage detection line and detecting a voltage change of the relay bus bar The case is provided with a flange so as to protrude from the case to the outside, and the relay bus bar is on the inner surface of the case and substantially the same surface as the surface on which the flange is formed. It is characterized by being arranged.
また、本発明の他の実施形態では、前記電気機器は、コンデンサを備え、前記中継バスバの一端は、前記コンデンサの端子に接続され、前記中継バスバの他端は、前記ケースの内周を周回して前記制御部に接続される。 In another embodiment of the present invention, the electrical device includes a capacitor, one end of the relay bus bar is connected to a terminal of the capacitor, and the other end of the relay bus bar goes around the inner periphery of the case. And connected to the control unit.
また、本発明の他の実施形態では、前記電気機器は、電圧変換回路を備え、前記中継バスバの一端は、前記電圧変換回路の出力に接続され、前記中継バスバの他端は、前記ケースの内周を周回して前記制御部に接続される。 In another embodiment of the present invention, the electrical device includes a voltage conversion circuit, one end of the relay bus bar is connected to an output of the voltage conversion circuit, and the other end of the relay bus bar is connected to the case. It goes around the inner circumference and is connected to the controller.
本発明によれば、任意の方向からの衝撃による、インバータ等の電気機器を収容するケースの変形を確実に検知することで衝突を検知できる。また、衝突を検知する中継バスバは、電圧検出線として機能するので、衝突検出用の専用品を別途設ける必要がない。 According to the present invention, it is possible to detect a collision by reliably detecting deformation of a case that houses an electric device such as an inverter due to an impact from an arbitrary direction. Further, since the relay bus bar that detects the collision functions as a voltage detection line, it is not necessary to separately provide a dedicated product for collision detection.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、ハイブリッド自動車を例にとり説明する。但し、本発明はハイブリッド自動車に限定されるものではなく、電気自動車や燃料電池自動車等、バッテリからの電力をインバータ等の電気機器で制御してモータを駆動し走行する任意の車両にも同様に適用できるものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a hybrid vehicle as an example. However, the present invention is not limited to a hybrid vehicle, and similarly applies to any vehicle that travels by driving a motor by controlling electric power from a battery with an electric device such as an inverter, such as an electric vehicle or a fuel cell vehicle. Applicable.
1.システムの全体構成
まず、システムの全体構成について説明する。システムの全体構成は、特許文献1に記載されたシステム構成と同様である。図1に、このシステム構成を示す。
1. First, the overall system configuration will be described. The overall configuration of the system is the same as the system configuration described in
システムは、走行用バッテリ220と、昇圧コンバータ242と、インバータ240と、コンデンサ510,520と、システムメインリレーSMR500,504,506と、制限抵抗502と、ECU400とを含む。
The system includes a
インバータ240は、6つのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)と、IGBTのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように各IGBTにそれぞれ並列に接続される6つのダイオードを含む。インバータ240は、ECU400からの制御信号に基づいて、モータジェネレータ140をモータまたはジェネレータとして機能させる。インバータ240は、モータジェネレータ140をモータとして機能させる場合、各IGBTのゲートをオン/オフして走行用バッテリ220から供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ140に供給する。インバータ240は、モータジェネレータ140をジェネレータとして機能させる場合、各IGBTのゲートをオン/オフしてモータジェネレータ140が発電した交流電力を直流電力に変換して走行用バッテリ220を充電する。モータジェネレータ140は、モータジェネレータ140Aとモータジェネレータ140Bから構成され、モータジェネレータ140Aが駆動用である場合には上側のインバータ240が駆動用インバータとして機能し、モータジェネレータ140Bが発電用である場合には下側のインバータ240が発電用インバータとして機能する。
昇圧コンバータ242は、リアクトル311と、トランジスタ312,313と、ダイオード314,315を含む。リアクトル311の一端は走行用バッテリ220の電源ラインに接続され、他端はトランジスタ312とトランジスタ313との中間点に接続される。トランジスタ312,313は、インバータ240の正極側ラインと負極側ラインとの間に直列に接続される。トランジスタ312のコレクタは正極側ラインに接続され、トランジスタ313のエミッタは負極側ラインに接続される。また、トランジスタ312,313のコレクタ・エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオード314,315が接続される。昇圧コンバータ242は、ECU400によりトランジスタ312,313がオン/オフされ、コンデンサ510から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサ520に供給する。コンデンサ520は、昇圧コンバータ242から供給された直流電圧を平滑化し、平滑化された直流電力をインバータ240に供給する。コンデンサ510,520は、ともに平滑化コンデンサとして機能するので、以下では適宜、コンデンサ510,520を総称して平滑コンデンサと称する。また、昇圧コンバータ242で昇圧される前の正極側ラインを便宜上VLライン、昇圧コンバータ242で昇圧された後の正極側ラインを便宜上VHライン、負極側ラインをVNラインと称する。
ECU400は、イグニッションスイッチ、アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、VH,VLラインの検出電圧等に基づいてインバータ240及びSMR500,504,506を制御する。
昇圧コンバータ242、平滑コンデンサ(コンデンサ510,520)、インバータ240、およびECU400はパワーコントロールユニット(PCU)としてケース内に収容され、ケースはエンジンルーム内や後方フロア下に収納される。インバータ240には走行用バッテリ220からの数百ボルト程度の高電圧を昇圧コンバータ242によりさらに昇圧した電力が供給される。したがって、車両が衝突により著しい衝撃を受け、その衝撃のレベルがケースの強度耐久を超える場合には、ケースが損傷し、損傷の程度によってはインバータ240からの高電圧の電力が漏電するおそれがある。そこで、本実施形態では、ECU400が衝突による衝撃を迅速に検知し、高圧系の動作を直ちに停止する処理を実行する。
図2に、本実施形態における衝突検出回路の全体構成を示す。VH,VL,VNラインの電圧はそれぞれ電圧センサで検出され、ECU400に供給される。ECU400は、電圧検出回路(高圧を低圧に変換する変換回路から構成される)を含むインバータ制御基板400aと、電圧検出回路で検出された電圧に基づいてSMR500,504,506やインバータ240のスイッチングを制御するための制御信号を出力するCPUを含むインバータ制御基板400bの2つから構成される。本実施形態では、VH,VL,VNラインの電圧をインバータ制御基板400aに供給するための中継回路部A、あるいはインバータ制御基板400aからインバータ制御基板400bに検出電圧を供給するための中継回路部Bのいずれかに、衝突検知構造を適用する。衝突検知構造は、平滑コンデンサやインバータ240を収容するケースの衝突時の衝撃による変形を検知するものであり、ケース内の多くの体積を占有する平滑コンデンサの端子電圧を検出することでVH,VLラインの電圧を検出する際に、その電圧検出線を中継バスバを介してインバータ制御基板400aあるいは400bに接続する構成において、中継バスバをケースの内周面に沿って周回させるように配置する。
FIG. 2 shows the overall configuration of the collision detection circuit in this embodiment. The voltages on the VH, VL, and VN lines are respectively detected by voltage sensors and supplied to the
以下、中継回路部Aに衝突検知構造を配置する場合と、中継回路部Bに衝突検知構造を配置する場合に分けて、衝突検知構造の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the collision detection structure will be described separately for the case where the collision detection structure is arranged in the relay circuit unit A and the case where the collision detection structure is arranged in the relay circuit unit B.
2.中継回路部Aに配置する場合
2.1 第1の構成
図3に、平滑コンデンサやインバータ240を収容するケース10の平面図を示す。ケース10にはその周囲にフランジ10aが形成されており、平滑コンデンサモジュール12を収容する。平滑コンデンサモジュール12は、コンデンサ510,520と樹脂ケース12bを含む。この樹脂ケース12bに、中継バスバ16が配置される。中継バスバ16は、金属板又は金属線が樹脂モールドされて構成され、図に示すように平滑コンデンサモジュール12の周囲を囲むように樹脂ケース12bに配置される。ケース10は、ボディアースに接続される。
2. Case of Arrangement in Relay Circuit Part A 2.1 First Configuration FIG. 3 is a plan view of the
図4に、図3におけるA−A断面を示し、図5に、図3におけるB−B断面を示す。図4に示すように、平滑コンデンサモジュール12には電極板12aが設けられ、この電極板12aと中継バスバ16とを端子固定ボルト16で締結する。平滑コンデンサモジュール12の端子電圧は、コンデンサ510,520の端子電圧であり、VH,VLラインの電圧である。電極板12aと中継バスバ16とが接続されているので、VH,VLラインの電圧は中継バスバ16を介して出力される。中継バスバ16は、図3に示すように、平滑コンデンサモジュール12の周囲に周回配置される。中継バスバ16が配置される面は、フランジ10aが形成される面とほぼ等しい。中継バスバ16の他端は、図5に示すように、端子固定ボルト12cで電圧検出用ワイヤハーネス(W/H)20に締結される。電圧検出用ワイヤハーネス20の他端は、インバータ制御基板400aに接続される。
4 shows an AA cross section in FIG. 3, and FIG. 5 shows a BB cross section in FIG. As shown in FIG. 4, the smoothing
図6に、このような中継バスバ16を備えるケース10の車両搭載例を示す。図6(a)は平面図であり、図6(b)は側面図である。図中左方向が車両前方、右方向が車両後方を示す。ケース10の前方にはラジエータサポート21が配置され、ケース10の側方にはサイドメンバが配置される。ケース10のフランジ10aは水平方向に形成される。正面からの衝突時には、ラジエータサポート21がケース10のフランジ10aに衝突し、フランジ10aに衝撃を与える。また、側方からの衝突時にも、サイドメンバがケース10のフランジ10aに衝突し、同様にフランジ10aに衝撃を与える。
In FIG. 6, the vehicle mounting example of
上記したように、中継バスバ16が配置される面は、フランジ10aの形成面とほぼ等しいため、フランジ10aに衝撃が加えられると、これに伴って中継バスバ16にも衝撃が加えられ、中継バスバ16が変形し破損する。中継バスバ16は、金属板又は金属線を樹脂モールドして構成されているから、中継バスバ16の破損により内部の金属板又は金属線が断線し、若しくはケース10を介してボディアースの電位となる。中継バスバ16は、図5に示すようにインバータ制御基板400aに供給され、さらにはインバータ制御基板400bのCPUに供給されるから、CPUは、中継バスバ16の電圧変化を検出することで衝突の発生を検知することができる。
As described above, the surface on which the
図7に、ケース10の他の配置を示す。図7(a)は平面図、図7(b)は側面図である。フランジ10aは、鉛直方向に形成される。この場合においても、正面からの衝突時には、ラジエータサポート21がケース10のフランジ10aに衝突し、フランジ10aに衝撃を与える。また、側方からの衝突時にも、サイドメンバがケース10のフランジ10aに衝突し、同様にフランジ10aに衝撃を与える。
FIG. 7 shows another arrangement of the
このように、正面からの衝突時、及び側方からの衝突時のいずれの場合においても、まずフランジ10aに衝撃が加えられ、これにより中継バスバ16にも衝撃が加えられて中継バスバ16の断線、若しくはボディアースの電位への変化が生じるので、任意の方向からの衝突を検知できる。
As described above, in both cases of a collision from the front and a collision from the side, an impact is first applied to the
なお、本実施形態では、衝突時の衝撃により中継バスバ16が断線することを前提としているので、中継バスバ16は所定以上の衝撃が印加された場合に断線するような構成とすることが好ましい。図8に、中継バスバ16の一例を示す。中継バスバ16内の金属板又は金属線には、周期的にくびれ部分16aが形成されており、このくびれ部分16aにおいて強度が低下しており、断線し易い構成となっている。
In this embodiment, since it is assumed that the
図9に、中継バスバ16の他の例を示す。中継バスバ16内の金属板又は金属線には、金属板又は金属線の幅よりも直径が小さい開口16bが周期的に形成されており、これらの開口16bにより強度が低下して断線し易い構成となっている。
FIG. 9 shows another example of the
2.2 第2の構成
図10に、ケース10の他の平面図を示す。また、図11、図12に、それぞれ図10のA−A断面及びB−B断面を示す。
2.2 Second Configuration FIG. 10 shows another plan view of the
図3〜図5に示す第1の構成では、中継バスバ16は平滑コンデンサモジュール12の樹脂ケース12bに配置されているが、第2の構成では、平滑コンデンサモジュール12の周囲を囲むようにフランジ10a内に周回配置される。すなわち、図11に示すように、フランジ10a部に挟みこむように中継バスバ16が配置され、中継バスバ16の一端は端子固定ボルト12cで平滑コンデンサモジュール12の電極板12aに締結される。中継バスバ16の他端は、図12に示すように端子固定ボルト12cにより電圧検出用ワイヤハーネス20に締結される。
In the first configuration shown in FIGS. 3 to 5, the
中継バスバ16をフランジ10a内に周回配置することで、衝突時にフランジ10aが衝撃を受けると中継バスバ16も同様に衝撃を受けることとなり、インバータ制御基板400bのCPUは中継バスバ16の電圧変化によりこの衝突を検知することができる。
By arranging the
2.3 衝突検知処理
以上がケース10内の中継バスバ16の基本構成であり、次に、この中継バスバ16の電圧を用いたインバータ制御基板400b内のCPUにおける検知処理について説明する。
2.3 Collision Detection Processing The basic configuration of the
(1)第1の処理
図13に、衝突検知処理のフローチャートを示す。まず、CPUは、中継バスバ16を介してVHライン及びVLラインの電圧を取得し、モータジェネレータ(MG)140の回転数(Rd)を取得する(S101)。VHラインの電圧は、コンデンサ520の端子電圧であり、VLラインの電圧は、コンデンサ510の端子電圧である。但し、これらの電圧は、インバータ制御基板400aの電圧変換回路により、実電圧から低電圧に変換されてCPUに供給される。
(1) First Process FIG. 13 shows a flowchart of the collision detection process. First, the CPU acquires the voltages of the VH line and the VL line via the
次に、CPUは、取得した電圧値を前回取得した電圧値と比較し、変化が生じているか否かを判定する(S102)。すなわち、CPUは、前回値と今回値の差分の大きさ(絶対値)を演算し、これが所定のしきい値、たとえば実電圧換算で100Vを超えているか否かを判定する。実電圧換算としているのは、既述したように、CPUには電圧変換回路により実電圧を低電圧に変換した値が供給されるからである。前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下であり、変化がないと判定した場合には、衝突は生じていないとしてS101以降の処理を繰り返す。 Next, the CPU compares the acquired voltage value with the previously acquired voltage value and determines whether or not a change has occurred (S102). That is, the CPU calculates the magnitude (absolute value) of the difference between the previous value and the current value, and determines whether this exceeds a predetermined threshold, for example, 100 V in terms of actual voltage. The reason why the actual voltage is converted is that, as described above, the CPU is supplied with a value obtained by converting the actual voltage into a low voltage by the voltage conversion circuit. If it is determined that the difference between the previous value and the current value is equal to or smaller than the threshold value and there is no change, the processing after S101 is repeated assuming that no collision has occurred.
一方、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えている場合には、CPUは、モータジェネレータ(MG)の回転数に変化があるか否かを判定する(S103)。この判定は、前回値と今回値の差分の大きさが所定のしきい値、例えば200rpmを超えるか否かで判定する。前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えた場合、CPUは、衝突により急制動が印加されたと判定し(S104)、かつ、衝突により中継バスバ16が断線したと判定する(S105)。そして、CPUは、高電圧系の動作を停止すべく、SMR500,504,506を遮断する指令を出力する(S106)。これとともに、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ240に指令を出力する。具体的には、インバータ240にはVHラインとVNラインとの間にリレーと放電抵抗Rdからなる急速放電回路が設けられており、急速放電回路のリレーをオンするように指令を出力することで平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。
On the other hand, when the magnitude of the difference between the previous value and the current value exceeds the threshold value, the CPU determines whether or not there is a change in the rotational speed of the motor generator (MG) (S103). This determination is made based on whether or not the magnitude of the difference between the previous value and the current value exceeds a predetermined threshold, for example, 200 rpm. When the magnitude of the difference between the previous value and the current value exceeds the threshold value, the CPU determines that sudden braking is applied due to a collision (S104), and determines that the
また、S103で、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下である場合、CPUは、衝突以外で高圧ケーブル等が地絡漏電により電圧変動したものと判定する(S107)。この場合には、衝突判定をトリガとしたSMR500,504,506を遮断する指令、及び急速放電回路を動作させる指令は出力しない(S108)。
If the difference between the previous value and the current value is equal to or smaller than the threshold value in S103, the CPU determines that the voltage of the high voltage cable or the like has fluctuated due to a ground fault other than the collision (S107). In this case, the command for shutting off the
なお、本処理では、中継バスバ16の断線や地絡により電圧が変動することを利用しているが、これは差動増幅器を用いて簡易に実現することができる。すなわち、インバータ制御基板400aには電圧変換回路が含まれるが、これを分圧抵抗と差動増幅器で構成する。差動増幅器の非反転入力端子には分圧抵抗で分圧されたVHラインまたはVLラインの電圧が供給され、反転入力端子にも同様に分圧抵抗で分圧されたVNラインの電圧が供給される。差動増幅器には制御電圧として所定電圧、例えば5Vが供給され、差動増幅器の出力をインバータ制御基板400bに供給する。中継バスバ16が正常に動作している場合には、差動増幅器の出力は、例えば1Vと4Vの間に収まるが、断線した場合には制御電圧の5Vに固定される(実電圧換算で325Vであり、正常時との差分の大きさが100Vを超える)ように構成する。図22に、インバータ制御基板400aの回路構成の一例を示す。
In this processing, the fact that the voltage fluctuates due to the disconnection or ground fault of the
(2)第2の処理
図14に、衝突検知の他の処理フローチャートを示す。S201〜S208の処理は、図13に示すS101〜S108の処理と同様である。すなわち、まず、CPUは、中継バスバ16を介してVHライン及びVLラインの電圧を取得し、モータジェネレータ(MG)140の回転数(Rd)を取得する(S201)。
(2) Second Process FIG. 14 shows another process flowchart of collision detection. The processing of S201 to S208 is the same as the processing of S101 to S108 shown in FIG. That is, first, the CPU acquires the voltages of the VH line and the VL line via the
次に、CPUは、取得した電圧値を前回取得した電圧値と比較し、変化が生じているか否かを判定する(S202)。すなわち、CPUは、前回値と今回値の差分の大きさ(絶対値)を演算し、これが所定のしきい値、たとえば実電圧換算で100Vを超えているか否かを判定する。 Next, the CPU compares the acquired voltage value with the previously acquired voltage value and determines whether or not a change has occurred (S202). That is, the CPU calculates the magnitude (absolute value) of the difference between the previous value and the current value, and determines whether this exceeds a predetermined threshold, for example, 100 V in terms of actual voltage.
前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えている場合には、CPUは、モータジェネレータ(MG)の回転数に変化があるか否かを判定する(S203)。この判定は、前回値と今回値の差分の大きさが所定のしきい値、例えば200rpmを超えるか否かで判定する。前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えた場合、CPUは、衝突により急制動が印加されたと判定し(S204)、かつ、衝突により中継バスバ16が断線したと判定する(S205)。そして、CPUは、高電圧系の動作を停止すべく、SMR500,504,506を遮断する指令を出力する(S206)。これとともに、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ240に指令を出力する。すなわち、急速放電回路のリレーをオンするように指令し、放電抵抗Rdで平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。
When the magnitude of the difference between the previous value and the current value exceeds the threshold value, the CPU determines whether or not there is a change in the rotational speed of the motor generator (MG) (S203). This determination is made based on whether or not the magnitude of the difference between the previous value and the current value exceeds a predetermined threshold, for example, 200 rpm. When the magnitude of the difference between the previous value and the current value exceeds the threshold, the CPU determines that sudden braking is applied due to a collision (S204), and determines that the
また、S203で、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下である場合、CPUは、衝突以外で高圧ケーブル等が地絡漏電により電圧変動したものと判定する(S207)。この場合には、衝突判定をトリガとしたSMR500,504,506を遮断する指令、及び急速放電回路を動作させる指令は出力しない(S208)。
If the difference between the previous value and the current value is equal to or smaller than the threshold value in S203, the CPU determines that the voltage of the high voltage cable or the like has fluctuated due to a ground fault other than the collision (S207). In this case, a command for shutting off the
一方、S202で、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下である場合の処理が図13と異なる。すなわち、CPUは、取得した今回値をメモリに保持する(S209)。そして、VHライン及びVLラインの電圧(これをP側とする)を読み出すとともに(S210)、VNラインの電圧(これをN側とする)を取得する(S211)。VNラインの電圧についても、VH,VLラインの電圧検出と同様に、平滑コンデンサのVNライン側電極板に中継バスバ16を接続して検出すればよい。そして、CPUは、P側電圧とN側電圧の差分の大きさを演算し、差分の大きさが所定のしきい値、例えば実電圧換算で50Vを超えるか否かを判定する(S212)。しきい値以下であれば、S201以降の処理を繰り返す。また、しきい値を超えていれば、S203と同様にモータジェネレータ140の回転数に変化があるか否かを判定する(S213)。そして、回転数に変化があれば、衝突によりS204と同様に衝突により急制動が印加されたと判定し(S214)、衝突により中継バスバ16が断線まで至っていないもののケース10と接触してボディアースの電位になったものと判定する(S215)。そして、衝突と判定したので、CPUは、SMR500,504,506を遮断する指令を出力する(S206)。また、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ240に指令を出力する。すなわち、急速放電回路のリレーをオンするように指令し、放電抵抗Rdで平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。
On the other hand, the processing when the magnitude of the difference between the previous value and the current value is equal to or smaller than the threshold value in S202 is different from FIG. That is, the CPU holds the acquired current value in the memory (S209). Then, the voltage of the VH line and the VL line (this is set as the P side) is read (S210), and the voltage of the VN line (this is set as the N side) is acquired (S211). Similarly to the voltage detection of the VH and VL lines, the voltage of the VN line may be detected by connecting the
本処理において、S205では衝突により中継バスバ16が断線したと判定するが、S215では中継バスバ16が地絡したと判定する点に留意されたい。これは、VHラインとVNライン(あるいはVLラインとVNライン)のいずれかが地絡した場合、その差分の大きさはしきい値(例えば実電圧換算で100V)を超えない場合はあるものの、いずれかが地絡していればVHラインとVNラインの電圧の差があるしきい値(実電圧換算で50V)を超えることになるとの事実を利用したものである。図13のフローチャートでは、VHラインとVNライン(あるいはVLラインとVNライン)のいずれかが地絡した場合、S102でNOと判定されてしまうためこれを検知することができないが、本実施形態ではS212の処理を追加することでいずれかの地絡を検出でき、したがって断線にまで至らなくても地絡が生じ、または断線に至った際に検出線がケースに接触して地絡が生じ、この地絡が生じた原因としての衝突の発生を検知することができる。
In this process, it is determined that the
また、S213で回転数に変化がないと判定した場合、CPUは、S207と同様に衝突以外で高圧ケーブル等が地絡漏電して電圧変動したものと判定する。この場合、衝突は生じていないので、SMR500,504,506を遮断する指令、及び急速放電回路を動作させる指令は出力しない(S208)。
If it is determined in S213 that there is no change in the rotational speed, the CPU determines that the voltage has fluctuated due to a ground fault in a high-voltage cable or the like other than the collision as in S207. In this case, since no collision has occurred, a command for shutting off the
3.中継回路部Bに配置する場合
3.1 第1の構成
図15〜図17に、中継回路Bに衝突検知装置を配置する場合のケース10の構成を示す。図15は、ケース10の平面図であり、図16、図17はそれぞれ図15のA−A断面図、B−B断面図である。中継バスバ16の一端は、図16に示すように電圧変換回路を含むインバータ制御基板400aに端子固定ボルト30で締結される。中継バスバ16は、図3と同様に平滑コンデンサモジュール12の周囲を囲むように平滑コンデンサモジュール12の樹脂ケース12bに配置される。また、中継バスバ16の他端は、図17に示すように端子固定ボルト30によりインバータ制御基板400a上でワイヤハーネス22に締結される。ワイヤハーネス22の他端は、インバータ制御基板400bに端子固定ボルト32で締結される。中継バスバ16が配置される面は、フランジ10aの形成面とほぼ等しいため、フランジ10aに衝撃が加えられると、これに伴って中継バスバ16にも衝撃が加えられ、中継バスバ16が変形し破損する。中継バスバ16は、金属板又は金属線を樹脂モールドして構成されているから、中継バスバ16の破損により内部の金属板又は金属線が断線し、若しくはケース10を介してボディアースの電位となる。中継バスバ16は、インバータ制御基板400bに接続されているから、CPUは、中継バスバ16の電圧変化を検出することで衝突の発生を検知することができる。
3. 3.1 Case of Arrangement in Relay Circuit Unit B FIGS. 15 to 17 show the configuration of
3.2 第2の構成
図18〜図20に、中継回路Bに衝突検知装置を配置する場合のケース10の他の構成を示す。図18はケース10の平面図であり、図19、図20はそれぞれ図18のA−A断面図、B−B断面図である。中継バスバ16の一端は、図19に示すようにワイヤハーネス22の一端に端子固定ボルト30で締結され、ワイヤハーネス22の他端は端子固定ボルト30で電圧変換回路を含むインバータ制御基板400aに締結される。中継バスバ16は、図10と同様に平滑コンデンサモジュール12の周囲を囲むようにフランジ10a内に配置される。また、中継バスバ16の他端は、図20に示すように端子固定ボルト30によりワイヤハーネス22を介してインバータ制御基板400bに接続される。中継バスバ16はフランジ10a内に配置されているため、フランジ10aに衝撃が加えられると、これに伴って中継バスバ16にも衝撃が加えられ、中継バスバ16が変形し破損する。中継バスバ16は、金属板又は金属線を樹脂モールドして構成されているから、中継バスバ16の破損により内部の金属板又は金属線が断線し、若しくはケース10を介してボディアースの電位となる。中継バスバ16は、インバータ制御基板400bに接続されているから、CPUは、中継バスバ16の電圧変化を検出することで衝突の発生を検知することができる。
3.2 Second Configuration FIGS. 18 to 20 show other configurations of the
3.3 衝突検知処理
次に、インバータ制御基板400bのCPUにおける検知処理について説明する。
3.3 Collision Detection Processing Next, detection processing in the CPU of the
図21に、衝突検知処理のフローチャートを示す。まず、CPUは、VH,VLラインの電圧を取得する(S301)。そして、取得した電圧値が所定の範囲内、例えば1V〜4Vの範囲内であるか否かを判定する(S302)。取得した電圧値が所定の範囲内であれば、正常であるとしてS301以降の処理を繰り返す。 FIG. 21 shows a flowchart of the collision detection process. First, the CPU acquires the voltages of the VH and VL lines (S301). Then, it is determined whether or not the acquired voltage value is within a predetermined range, for example, within a range of 1V to 4V (S302). If the acquired voltage value is within a predetermined range, it is assumed that the voltage value is normal, and the processes after S301 are repeated.
一方、取得した電圧値が所定の範囲内でない場合には、衝突が生じたと判定する。具体的には、電圧値が0Vの場合には、衝突により中継バスバ16がケースと地絡したと判定する。また、電圧値が5Vの場合には、衝突により中継バスバ16が断線したと判定する(S303)。そして、SMR500,504,506を遮断する指令を出力する(S304)。これととともに、CPUは、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ240に指令を出力してもよい。
On the other hand, when the acquired voltage value is not within the predetermined range, it is determined that a collision has occurred. Specifically, when the voltage value is 0 V, it is determined that the
以上、説明したように、中継回路A,Bのいずれかに衝突検知装置を配置することで、衝突を検知し、迅速に高圧系の動作を停止することができる。本実施形態では、平滑コンデンサの電圧を検出してインバータ制御基板400aあるいは400bに供給するための中継バスバ16を用いて衝突を検知する、言い換えれば、電圧検出線としての中継バスバを衝突検知のための衝突検出線として援用するため、電圧検出線とは別個に導体フィルム等をケース10に設ける必要もない。
As described above, by disposing the collision detection device in one of the relay circuits A and B, it is possible to detect a collision and quickly stop the operation of the high-pressure system. In the present embodiment, a collision is detected using the
10 ケース、140 モータジェネレータ、220 走行用バッテリ、240 インバータ、242 昇圧コンバータ、400 ECU、510,520 コンデンサ(平滑コンデンサ)。 10 cases, 140 motor generator, 220 battery for running, 240 inverter, 242 boost converter, 400 ECU, 510, 520 condenser (smoothing condenser).
Claims (2)
電気機器と、
前記電気機器を収容するケースと、
前記電気機器の端子に電気的に接続され、前記ケースの内周を周回するように配置された中継バスバと、
前記中継バスバに接続され、前記中継バスバを電圧検出線として用いて前記電気機器の電圧を監視するとともに、前記中継バスバの電圧変化を検出することで衝突を検知する制御部と、
を備え、
前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、
前記中継バスバは、前記フランジ内に配置される
ことを特徴とする車両用衝突検知装置。 A vehicle collision detection device comprising:
Electrical equipment,
A case for housing the electrical device;
A relay bus bar that is electrically connected to a terminal of the electrical device and is arranged to circulate the inner periphery of the case;
A controller that is connected to the relay bus bar, monitors the voltage of the electrical device using the relay bus bar as a voltage detection line, and detects a collision by detecting a voltage change of the relay bus bar;
Equipped with a,
The case is provided with a flange so as to protrude outward from the case,
The vehicle collision detection device , wherein the relay bus bar is disposed in the flange .
電気機器と、
前記電気機器を収容するケースと、
前記電気機器の端子に電気的に接続され、前記ケースの内周を周回するように配置された中継バスバと、
前記中継バスバに接続され、前記中継バスバを電圧検出線として用いて前記電気機器の電圧を監視するとともに、前記中継バスバの電圧変化を検出することで衝突を検知する制御部と、
を備え、
前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、
前記中継バスバは、前記ケースの内周であって前記フランジが形成される面と略同一の面に配置される
ことを特徴とする車両用衝突検知装置。 A vehicle collision detection device comprising:
Electrical equipment,
A case for housing the electrical device;
A relay bus bar that is electrically connected to a terminal of the electrical device and is arranged to circulate the inner periphery of the case;
A controller that is connected to the relay bus bar, monitors the voltage of the electrical device using the relay bus bar as a voltage detection line, and detects a collision by detecting a voltage change of the relay bus bar;
With
The case is provided with a flange so as to protrude outward from the case,
The vehicular collision detection device , wherein the relay bus bar is disposed on an inner periphery of the case and substantially the same surface as the surface on which the flange is formed .
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