(57)【要約】【課題】異常時にコンタクタの接点を短時間でオフに切り換えながら、通常の動作状態では安定してコンタクタをオンオフに制御する。【解決手段】車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１の出力側に接続してなるコンタクタ４と、このコンタクタ４の励磁コイル４ａの通電を制御して接点４ｂをオンオフに制御する制御回路３とを備えている。制御回路３は、コンタクタ４の励磁コイル４ａの通電を遮断して接点４ｂをオフに切り換えるノーマル遮断回路５と、このノーマル遮断回路５よりも短い時間で励磁コイル４ａの電流を遮断する高速遮断回路６とを備えている。【選択図】図３
2010154621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させるモータに電力を供給する高電圧バッテリ(1)と、この高電圧バッテリ(1)の出力側に接続してなるコンタクタ(4)と、このコンタクタ(4)の励磁コイル(4a)の通電を制御して接点(4b)をオンオフに制御する制御回路(3)とを備える車両用の電源装置であって、
前記制御回路(3)がコンタクタ(4)の励磁コイル(4a)の通電を遮断して接点(4b)をオフに切り換えるノーマル遮断回路(5)と、このノーマル遮断回路(5)よりも短い時間で励磁コイル(4a)の電流を遮断する高速遮断回路(6)とを備える車両用の電源装置。
【請求項２】
前記制御回路(3)に接続してなる、車両の衝撃を検出するクラッシュセンサー(16)を備えており、このクラッシュセンサー(16)からの信号で制御回路(3)が高速遮断回路(6)をオフに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
前記高速遮断回路(6)が励磁コイル(4a)と直列に接続してなる高速スイッチング素子(8)を備え、前記ノーマル遮断回路(5)が励磁コイル(4a)と直列に接続してなるノーマルスイッチング素子(7)と、前記高速スイッチング素子(8)と励磁コイル(4a)との直列回路と並列に接続してなるダイオード(9)とを備え、前記ダイオード(9)は、ノーマルスイッチング素子(7)がオフに切り換えられて励磁コイル(4a)に誘導される電流を通電する方向に接続しており、
前記制御回路(3)が前記ノーマルスイッチング素子(7)と前記高速スイッチング素子(8)の両方をオン状態として、コンタクタ(4)の接点(4b)をオン状態とし、
前記制御回路(3)が、前記高速スイッチング素子(8)のオン状態で前記ノーマルスイッチング素子(7)をオンからオフに切り換えて、励磁コイル(4a)に誘導される電流をダイオード(9)に通電して励磁コイル(4a)の電流のエネルギーを吸収してコンタクタ(4)の接点(4b)をオフに切り換え、
前記制御回路(3)が、前記高速スイッチング素子(8)をオンからオフに切り換えて、前記励磁コイル(4a)の電流を遮断してコンタクタ(4)の接点(4b)をオフに切り換えるようにしてなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
前記高速スイッチング素子(8)と並列にツェナーダイオード(19)を接続している請求項３に記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
前記ノーマルスイッチング素子(7)と高速スイッチング素子(8)とがＦＥＴ又はトランジスタである請求項３に記載される車両用の電源装置。
【請求項６】
前記ノーマルスイッチング素子(7)が励磁コイル(4a)と電源回路(10)のプラス側との間に接続され、前記高速スイッチング素子(8)が励磁コイル(4a)と電源回路(10)のマイナス側との間に接続してなる請求項３に記載される車両用の電源装置。
【請求項７】
前記制御回路(3)が、前記ノーマルスイッチング素子(7)をオンからオフに切り換えた後、前記高速スイッチング素子(8)をオンからオフに切り換えるタイミングを特定する第１のタイマー回路(11)を備えている請求項３に記載される車両用の電源装置。
【請求項８】
前記制御回路(3)が、前記高速スイッチング素子(8)をオンからオフに切り換えた後、前記ノーマルスイッチング素子(7)をオンからオフに切り換えるタイミングを特定する第２のタイマー回路(12)を備えている請求項３に記載される車両用の電源装置。
【請求項９】
前記電源回路(10)が車載用バッテリ(15)である請求項６に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を走行させるモータに電力を供給する高電圧バッテリの出力側にコンタクタを接続している車両用の電源装置に関し、とくに、異常時にはコンタクタでもって高速に電流を遮断するようにしてなる車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに大きな電力を供給することから、多数の充電できる電池を直列に接続している高電圧バッテリを備える。高電圧バッテリは、大きな出力とするために出力電圧を高くしている。高電圧バッテリは、車両のメインスイッチであるイグニッションスイッチをオンに切り換える状態で車両側の負荷に接続され、イグニッションスイッチをオフに切り換える状態では車両側の負荷から切り離すようにしている。このことを実現するために、高電圧バッテリは、車両側にコンタクタを接続している。コンタクタは、制御回路でオンオフに切り換えられて、高電圧バッテリを車両側の負荷に接続し、あるいは車両側の負荷から切り離している。
【０００３】
さらに、以上の回路構成の電源装置は、車両がクラッシュするなどの異常時にもコンタクタをオフに切り換えて、高電圧バッテリを車両側の負荷から切り離している。（特許文献１参照）
【０００４】
この電源装置の回路図を図１に示している。この電源装置はクラッシュセンサー９９を備えており、クラッシュセンサー９９が衝撃を検出するとコンタクタ９４をオフに切り換えている。この電源装置は、車両のクラッシュを検出してコンタクタ９４をオフに切り換えるので、車両の異常時の安全性を向上できる。この電源装置は、異常時にはコンタクタ９４を速やかにオフに切り換えることが大切である。車両がクラッシュして高電圧バッテリ９１の出力側が短絡されると、極めて大きな電流が流れ、大電流によって大きなジュール熱を発生させるからである。車両の安全性を確保するためには、コンタクタを速やかにオフに切り換えて衝突時の大電流を速やかに遮断することが大切である。
【特許文献１】特開２００５−１７６４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１に示す車両用の電源装置は、コンタクタ９４の励磁コイル９４ａに接続しているスイッチング素子９６を、制御回路９３で制御される切換回路９５を介してオンオフに制御して、コンタクタ９４の接点９４ｂを切り換えている。制御回路９３は、イグニッションスイッチ（図示せず）がオンに切り換えられる状態でスイッチング素子９６をオンに切り換えてコンタクタ９４の接点９４ｂをオンに切り換える。イグニッションスイッチがオフに切り換えられ、あるいはクラッシュセンサー９９からクラッシュ信号が入力されるとき、制御回路９３は、スイッチング素子９６をオフに制御して、コンタクタ９４の接点９４ｂをオフ状態とする。
【０００６】
以上の回路構成でコンタクタをオンオフに制御する車両用の電源装置は、コンタクタの接点をオフに切り換える時間を短くしながら、確実に安定してコンタクタの接点をオフに切り換えるのは難しい。それは、接点のオフ時間を短くすると種々の弊害が発生するからである。たとえば、コンタクタの励磁コイルにダイオードを並列に接続して、電流を遮断して発生する逆起電電圧によるスイッチング素子の破壊を防止すると、ダイオードによって接点のオフ時間が遅くなる。それは、励磁コイルの電流を遮断して発生する逆起電電圧がダイオードを介して励磁コイルに通電するからである。この弊害を避けるために、励磁コイルにダイオードを接続しないと、励磁コイルの逆起電電圧がスイッチング素子を破壊する原因となる。励磁コイルをオフに切り換えて逆起電電圧が誘導されるのは、励磁コイルに流れる電流がエネルギーを有し、このエネルギーが逆起電電圧を発生させるからである。たとえば、励磁コイルに０．５Ａの電流を流す状態で、励磁コイルの電流を遮断すると約３００Ｖ〜４００Ｖの逆起電電圧が誘導される。励磁コイルに蓄えられるエネルギーは、励磁コイルの電流の二乗とインダクタンスの積に比例することから、励磁コイルのインダクタンスが大きく、また電流が大きくなるにしたがって逆起電電圧は高くなる。励磁コイルの逆起電電圧は、オフ状態に切り換えられたスイッチング素子に印加されて、スイッチング素子の逆耐圧を越えるとスイッチング素子を損傷させる。コンタクタは、接点の電流容量が、たとえば１００Ａ以上と極めて大きい。このコンタクタは、オン状態で接点を相当に強い圧力で押圧する必要があり、励磁コイルの消費電流は大きくなる。したがって、励磁コイルをオフに切り換えて発生する逆起電電圧も大きくなる。大きな逆起電電圧からスイッチング素子を保護するために、励磁コイルにダイオードを接続すると、接点のオフ時間が長くなり、反対に、励磁コイルにダイオードを接続しないと、接点のオフ時間を短縮できるが、スイッチング素子が破損しやすいなどの弊害が発生する。したがって、コンタクタは、オフに切り換える時間を短くしながら、長期間安定してオンオフに制御するのが極めて難しい。
【０００７】
本発明は、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、異常時にコンタクタの接点を短時間でオフに切り換えながら、通常の動作状態では安定してコンタクタをオンオフに制御できる車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１の出力側に接続してなるコンタクタ４と、このコンタクタ４の励磁コイル４ａの通電を制御して接点４ｂをオンオフに制御する制御回路３とを備えている。制御回路３は、コンタクタ４の励磁コイル４ａの通電を遮断して接点４ｂをオフに切り換えるノーマル遮断回路５と、このノーマル遮断回路５よりも短い時間で励磁コイル４ａの電流を遮断する高速遮断回路６とを備えている。
【０００９】
以上の電源装置は、異常時にコンタクタの接点を短時間でオフに切り換えながら、通常の動作状態では安定してコンタクタをオンオフに制御できる特徴がある。それは、以上の電源装置が、コンタクタの励磁コイルの通電を遮断して接点をオフに切り換えるノーマル遮断回路と、このノーマル遮断回路よりも短い時間で励磁コイルの電流を遮断する高速遮断回路とを制御回路に設けているからである。コンタクタの励磁コイルと直列に接続しているノーマル遮断回路と高速遮断回路は、いずれかで励磁コイルの電流を遮断してコンタクタの接点をオフに切り換えできる。ノーマル遮断回路は、通常の動作状態では安定してコンタクタをオンオフに制御するように設計される。したがって、通常の状態では、このノーマル遮断回路でコンタクタの励磁コイルの電流を遮断する。ただ、この回路は、接点を短時間でオフに切り換えできない。短時間で接点をオフに切り換える異常時は、高速遮断回路で励磁コイルの電流を遮断する。高速遮断回路は、安定して繰り返し励磁コイルの電流を遮断できないが、接点をオフに切り換える時間が速く、異常時に速やかに接点をオフに切り換えできる。異常時に接点をオフに切り換える高速遮断回路は、安定して繰り返し接点をオフに切り換えできないが、ほとんど使用されないことから耐久性は要求されない。したがって、以上の電源装置は、異常時には高速遮断回路で接点を速やかにオフに切り換えて、通常はノーマル遮断回路で接点をオフに切り換えることで、異常時における接点のオフ時間を短くしながら、通常の動作状態では繰り返し安定してコンタクタをオンオフに制御できる。
【００１０】
本発明の車両用の電源装置は、制御回路３に接続してなる、車両の衝撃を検出するクラッシュセンサー１６を備えて、このクラッシュセンサー１６からの信号で制御回路３が高速遮断回路６をオフに切り換えることができる。
以上の電源装置は、車両がクラッシュするときにコンタクタの接点を速やかにオフに切り換えて、高電圧バッテリの出力を安全に遮断できる特徴がある。
【００１１】
本発明の車両用の電源装置は、高速遮断回路６が、励磁コイル４ａと直列に接続してなる高速スイッチング素子８を備え、ノーマル遮断回路５が、励磁コイル４ａと直列に接続してなるノーマルスイッチング素子７と、高速スイッチング素子８と励磁コイル４ａとの直列回路と並列に接続してなるダイオード９とを備えることができる。ダイオード９は、ノーマルスイッチング素子７がオフに切り換えられて励磁コイル４ａに誘導される電流を通電する方向に接続される。この電源装置は、制御回路３が、ノーマルスイッチング素子７と高速スイッチング素子８の両方をオン状態として、コンタクタ４の接点４ｂをオン状態とし、さらに、制御回路３が、高速スイッチング素子８のオン状態でノーマルスイッチング素子７をオンからオフに切り換えて、励磁コイル４ａに誘導される電流をダイオード９に通電して励磁コイル４ａの電流のエネルギーを吸収してコンタクタ４の接点４ｂをオフに切り換え、さらにまた、制御回路３が、高速スイッチング素子８をオンからオフに切り換えて、励磁コイル４ａの電流を遮断してコンタクタ４の接点４ｂをオフに切り換えることができる。
【００１２】
以上の電源装置は、通常の状態においてコンタクタをオフに切り換えるときは、ノーマルスイッチング素子で励磁コイルの電流を遮断する。この状態において、励磁コイルの逆起電電圧によるノーマルスイッチング素子の損傷はダイオードで防止される。ダイオードが励磁コイルの逆起電電圧を順方向に通電して、ノーマルスイッチング素子の逆起電電圧を低くするからである。異常時は、高速スイッチング素子で励磁コイルの電流を遮断する。この状態で、励磁コイルの逆起電電圧は、ダイオードに順方向に通電しない。したがって、この状態でダイオードによる高速スイッチング素子の破損を防止することはないが、ダイオードによる接点オフの時間遅れを防止して、接点は速やかにオフに切り換えられる。したがって、以上の電源装置は、異常時に高速スイッチング素子で接点を速やかにオフに切り換えでき、通常はノーマルスイッチング素子で安定して接点をオフに切り換えできる。
【００１３】
さらに、以上の電源装置は、極めて簡単な回路構成で、車両用の電源装置に大切な以上の優れた作用効果を実現する。それは、以上の電源装置が、励磁コイルと直列に高速スイッチング素子を接続すると共に、ダイオードを励磁コイルと並列に接続するのではなく、励磁コイルと高速スイッチング素子との直列回路に接続する簡単な回路で、異常時の接点オフ時間を短縮して、通常はダイオードによって安定して接点をオフに切り換えるからである。
【００１４】
本発明の車両用の電源装置は、高速スイッチング素子８と並列にツェナーダイオード１９を接続することができる。
以上の電源装置は、高速スイッチング素子が励磁コイルの電流を遮断する状態で発生する逆起電電圧がツェナーダイオードで制限される。したがって、高速スイッチング素子の逆起電電圧による損傷をツェナーダイオードで防止できる。
【００１５】
本発明の車両用の電源装置は、ノーマルスイッチング素子７と高速スイッチング素子８とをＦＥＴ又はトランジスタとすることができる。
【００１６】
本発明の車両用の電源装置は、ノーマルスイッチング素子７を、励磁コイル４ａと電源回路１０のプラス側との間に接続し、高速スイッチング素子８を、励磁コイル４ａと電源回路１０のマイナス側との間に接続することができる。
以上の電源装置は、通常の状態においては、ノーマルスイッチング素子で電源回路のプラス側から励磁コイルへの通電を遮断して、励磁コイルの逆起電電圧によるノーマルスイッチング素子の損傷をダイオードで防止し、異常時は高速スイッチング素子で励磁コイルのマイナス側を電源回路から切り離して、ダイオードによる接点オフ時間の遅れを防止できる。
【００１７】
本発明の車両用の電源装置は、制御回路３が、ノーマルスイッチング素子７をオンからオフに切り換えた後、高速スイッチング素子８をオンからオフに切り換えるタイミングを特定する第１のタイマー回路１１を備えることができる。
以上の電源装置は、ノーマルスイッチング素子をオフに切り換えて励磁コイルの電流を遮断した後、高速スイッチング素子をオフに切り換えるので、高速スイッチング素子をオフに切り換える状態で、励磁コイルの逆起電電圧による高速スイッチング素子の損傷を防止できる。
【００１８】
本発明の車両用の電源装置は、制御回路３が、高速スイッチング素子８をオンからオフに切り換えた後、ノーマルスイッチング素子７をオンからオフに切り換えるタイミングを特定する第２のタイマー回路１２を備えることができる。
以上の電源装置は、高速スイッチング素子で励磁コイルの電流を遮断した後、ノーマルスイッチング素子をオフに切り換えるので、ノーマルスイッチング素子を逆起電電圧から防止しながらオフに切り換えできる。
【００１９】
さらに、本発明の車両用の電源装置は、電源回路１０を、車載用バッテリとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。
【００２１】
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、「特許請求の範囲の欄」、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。
【００２２】
図２に示す車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１の出力側に接続してなるコンタクタ４と、このコンタクタ４の励磁コイルの通電を制御して接点をオンオフに制御する制御回路３とを備える。
【００２３】
高電圧バッテリ１は、複数の充電できる電池２を直列に接続して出力電圧を、たとえば１００Ｖ〜３００Ｖと高くしている。直列に接続している電池２は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、鉛バッテリなどの充電できる全ての電池が使用できる。
【００２４】
コンタクタ４は、図３に示すように、接点４ｂを往復運動させる励磁コイル４ａを備えている。励磁コイル４ａに通電し、可動接点４ｘを固定接点４ｙに接触させてオン、励磁コイル４ａの電流を遮断して接点４ｂをオフに切り換える。図の電源装置は、高電圧バッテリ１のプラス側とマイナス側にコンタクタ４の接点４ｂを接続している。この電源装置は、プラス側とマイナス側のコンタクタ４をオフに切り換えて、高電圧バッテリ１のプラス側とマイナス側を車両側の負荷２０から切り離すことができる。ただし、車両用の電源装置は、必ずしも高電圧バッテリのプラス側とマイナス側の両方にコンタクタを接続する必要はなく、たとえばプラス側のみ、またはマイナス側のみにコンタクタを接続して、コンタクタの接続されない側を、コンタクタを介することなく直接に車両側の負荷に接続することもできる。
【００２５】
コンタクタ４は、励磁コイル４ａと、この励磁コイル４ａの磁気的な吸引力で往復運動されるプランジャー（図示せず）と、このプランジャーに連結している可動接点４ｘと、この可動接点４ｘとの対向位置に配設している固定接点４ｙと、可動接点４ｘをオフ方向に押圧する弾性体（図示せず）とを備える。このコンタクタ４は、励磁コイル４ａに通電しない状態では励磁コイル４ａがプランジャーを吸着しない。この状態で、弾性体が可動接点４ｘを固定接点４ｙから離す方向にプランジャーを付勢して、接点４ｂをオフ状態とする。励磁コイル４ａに通電されると、励磁コイル４ａがプランジャーを吸着して、可動接点４ｘを固定接点４ｙに接触させてオン状態となる。以上のコンタクタ４は、励磁コイル４ａの通電を制御して、接点４ｂをオンオフに切り換えることができる。以上のコンタクタ４は、励磁コイル４ａの電流を遮断して接点４ｂがオフになるまでの時間遅れが発生するので、接点４ｂを速やかにオフに切り換えるために、励磁コイル４ａの電流を短時間で遮断することが大切である。コンタクタ４は、励磁コイル４ａの磁気的な吸着力で可動接点４ｘを固定接点４ｙに押圧してオン状態とするが、接点４ｂの電流容量を大きくするために、接点４ｂの押圧力を強くする必要がある。接点４ｂの押圧力は、励磁コイル４ａの磁気的な吸着力、すなわち励磁コイル４ａの消費電力で特定される。したがって、コンタクタ４は、接点４ｂの電流容量が大きいことから、励磁コイル４ａの消費電流が大きくなる。励磁コイル４ａの電流が大きいコンタクタ４は、励磁コイル４ａの電流を遮断するときに発生する逆起電電圧が高くなる。
【００２６】
励磁コイル４ａをオフにして発生する逆起電電圧は、励磁コイル４ａの電流を遮断するスイッチング素子をオフに切り換えた直後に高い電圧を印加する。したがって、この逆起電電圧が、スイッチング素子の逆耐圧を越えるとスイッチング素子が破損する。
【００２７】
図３の電源装置は、逆起電電圧によるスイッチング素子の破損を防止するために、制御回路３が、コンタクタ４の励磁コイル４ａの通電を遮断して接点４ｂをオフに切り換えるノーマル遮断回路５と、このノーマル遮断回路５よりも短い時間で励磁コイル４ａの電流を遮断する高速遮断回路６とを備えている。
【００２８】
高速遮断回路６は、励磁コイル４ａと直列に接続している高速スイッチング素子８を備える。ノーマル遮断回路５は、励磁コイル４ａと直列に接続しているノーマルスイッチング素子７と、高速スイッチング素子８と励磁コイル４ａとの直列回路と並列に接続しているダイオード９とを備える。ダイオード９は、ノーマルスイッチング素子７をオフに切り換えて、励磁コイル４ａに誘導される逆起電電圧を通電して、逆起電電圧によるノーマルスイッチング素子７の損傷を防止する。したがって、ダイオード９は、励磁コイル４ａの逆起電電圧を通電して励磁コイル４ａの電流のエネルギーを消費するように、ノーマルスイッチング素子７がオフに切り換えられて励磁コイル４ａに誘導される電流を通電する方向に接続している。
【００２９】
ノーマルスイッチング素子７と高速スイッチング素子８はＦＥＴである。ただ、ノーマルスイッチング素子と高速スイッチング素子は、ＦＥＴに代わってトランジスタも使用できる。図の電源装置は、ノーマルスイッチング素子７を励磁コイル４ａと電源回路１０のプラス側との間に接続して、高速スイッチング素子８を励磁コイル４ａと電源回路１０のマイナス側との間に接続している。ノーマルスイッチング素子７と高速スイッチング素子８は、制御部１３でオンオフに制御される。
【００３０】
電源回路１０は、車両に搭載している車載用バッテリ１５である。車載用バッテリ１５は鉛バッテリであって、出力電圧を１２Ｖとする直流である。
【００３１】
以上の制御回路３は、車両のイグニッションスイッチがオンに切り換えられて、コンタクタ４の接点４ｂをオンに切り換えるとき、ノーマルスイッチング素子７と高速スイッチング素子８の両方をオン状態とする。ノーマルスイッチング素子７と高速スイッチング素子８がオンに切り換えられると、電源回路１０から励磁コイル４ａに通電されて接点４ｂはオン状態に切り換えられる。
【００３２】
車両のイグニッションスイッチがオフに切り換えられて、コンタクタ４の接点４ｂをオフに切り換えるとき、制御回路３は高速スイッチング素子８をオン状態に保持して、ノーマルスイッチング素子７をオンからオフに切り換える。このとき、励磁コイル４ａに蓄えられているエネルギーによって、励磁コイル４ａに逆起電電圧が発生する。逆起電電圧はダイオード９の順方向に発生して、ダイオード９と励磁コイル４ａに通電してエネルギーを消費する。ダイオード９が逆起電電圧を通電する方向に接続されることから、逆起電電圧はダイオード９で短絡される状態となって、電圧が上昇しない。このため、オフに切り換えられて励磁コイル４ａに誘導される逆起電電圧は極めて小さく、逆起電電圧がノーマルスイッチング素子７を電圧破壊することはない。このため、ノーマルスイッチング素子７は、繰り返し、安定してオフに切り換えられる。ただ、ノーマルスイッチング素子７が励磁コイル４ａの電流を遮断すると、ノーマルスイッチング素子７がオフに切り換えられた後に、ダイオード９を介して励磁コイル４ａに通電されるので、励磁コイル４ａの電流が完全に遮断されるのに時間遅れが発生する。すなわち、ノーマルスイッチング素子７をオフに切り換えてから、所定の時間が経過して励磁コイル４ａの電流が遮断される。この時間遅れは、励磁コイル４ａのインダクタンスが大きくなると長くなる。したがって、ノーマルスイッチング素子７は、安定して繰り返しオフに切り換えできるが、励磁コイル４ａの電流を速やかに遮断することはできない。ただ、イグニッションスイッチをオフに切り換えて、コンタクタ４をオフにする通常の使用状態は、必ずしもコンタクタ４をオフに切り換える時間を著しく短縮する必要はない。したがって、通常の状態では、ノーマルスイッチング素子７をオフに切り換えてコンタクタ４をオフに切り換える。
【００３３】
制御回路３は、ノーマルスイッチング素子７をオフに切り換えた後、ダイオード９と励磁コイル４ａに流れる電流が減衰して、励磁コイル４ａの電流が遮断された後、高速スイッチング素子８をオフに切り換える。ノーマルスイッチング素子７をオフに切り換えて、励磁コイル４ａの電流が遮断されるタイミングは、励磁コイル４ａのインダクタンス等の回路定数から特定される。したがって、制御部１３は、ノーマルスイッチング素子７をオンからオフに切り換えた後、高速スイッチング素子８をオンからオフに切り換えるタイミングを特定する第１のタイマー回路１１を備えている。この第１のタイマー回路１１が特定するタイミングは、ノーマルスイッチング素子７をオフに切り換えた後、励磁コイル４ａの電流が減衰して遮断される時間よりも長く設定している。
【００３４】
クラッシュ等の異常時は、コンタクタ４をできる限り速くオフに切り換える必要がある。したがって、異常時においては、制御回路３は高速スイッチング素子８をオンからオフに切り換える。図２と図３の電源装置は、車両の異常を検出するクラッシュセンサー１６を備えている。クラッシュセンサー１６は、車両のクラッシュ等の異常を検出してクラッシュ信号を制御回路３に出力する。制御回路３は、クラッシュ信号でコンタクタ４を速やかにオフに切り換えて、高電圧バッテリ１を車両側の負荷２０から分離する。
【００３５】
制御回路３は、クラッシュセンサー１６からクラッシュ信号が入力されると、高速スイッチング素子８をオフに切り換える。高速スイッチング素子８がオフに切り換えられると、励磁コイル４ａに逆起電電圧が誘導される。ただ、この逆起電電圧はダイオード９を介して励磁コイル４ａに通電されない。したがって、励磁コイル４ａの電流は高速スイッチング素子８をオフに切り換えた直後、速やかに遮断される。ただ、高速スイッチング素子８がオフに切り換えられた直後に、励磁コイル４ａは逆起電電圧を発生する。この逆起電電圧は高速スイッチング素子８に印加されて、高速スイッチング素子８を電圧破壊する原因となる。したがって、高速スイッチング素子８は、オフに切り換えられた直後に、逆起電電圧で電圧破壊される確率は高くなる。ただ、異常時は、高速スイッチング素子８が電圧破壊する弊害があっても、コンタクタ４の接点４ｂをより速やかにオフに切り換えることが大切である。また、異常時にコンタクタ４をオフに切り換える頻度は極めて少なく、仮に、この状態で高速スイッチング素子８が電圧破壊しても、それほど問題とはならない。
【００３６】
励磁コイル４ａの逆起電電圧で高速スイッチング素子８が電圧破壊する弊害は、図４に示すように、高速スイッチング素子８と並列にツェナーダイオード１９を接続することで解消できる。ツェナーダイオード９１のツェナー電圧は、高速スイッチング素子８の逆耐圧よりも低く設定される。ただ、ツェナーダイオードは、逆起電電圧の一部を励磁コイル４ａに通電して、高速スイッチング素子８を保護するので、ツェナー電圧を低くすると、励磁コイル４ａの電流を遮断する時間が長くなる。したがって、ツェナーダイオード９のツェナー電圧は、たとえば５０Ｖ以上、好ましくは１００Ｖ以上に設定される。ただ、ツェナー電圧は、高速スイッチング素子８の逆耐圧よりも低く設定することから、ツェナー電圧が高くなると高速スイッチング素子８の逆耐圧も高くなって部品コストが高くなる。したがって、高速スイッチング素子８の逆耐圧からすれば、ツェナー電圧は、励磁コイル４ａの逆起電電圧よりも低く、たとえば４００Ｖ以下、好ましくは３００Ｖ以下、さらに好ましくは２００Ｖ以下とする。
【００３７】
制御回路３は、高速スイッチング素子８をオフに切り換えて、励磁コイル４ａの電流を遮断した後、ノーマルスイッチング素子７をオフに切り換える。高速スイッチング素子８をオフに切り換えて、励磁コイル４ａの電流が遮断されるタイミングは、励磁コイル４ａのインダクタンス等の回路定数から特定される。したがって、制御部１３は、高速スイッチング素子８をオンからオフに切り換えた後、ノーマルスイッチング素子７をオンからオフに切り換えるタイミングを特定する第２のタイマー回路１２を備えている。この第２のタイマー回路１２が特定するタイミングは、高速スイッチング素子８をオフに切り換えた後、励磁コイル４ａの電流が減衰して遮断される時間よりも長く設定している。
【００３８】
制御部１３は、高速スイッチング素子８やノーマルスイッチング素子７のゲートに入力する電圧を制御して、ノーマルスイッチング素子７と高速スイッチング素子８をオンオフに制御する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の車両用の電源装置の回路図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置のブロック回路図である。
【図３】図２に示す車両用の電源装置の制御回路を示す回路図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の制御回路の回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…高電圧バッテリ
２…電池
３…制御回路
４…コンタクタ                  ４ａ…励磁コイル
４ｂ…接点
４ｘ…可動接点
４ｙ…固定接点
５…ノーマル遮断回路
６…高速遮断回路
７…ノーマルスイッチング素子
８…高速スイッチング素子
９…ダイオード
１０…電源回路
１１…第１のタイマー回路
１２…第２のタイマー回路
１３…制御部
１５…車載用バッテリ
１６…クラッシュセンサー
１９…ツェナーダイオード
２０…負荷
９１…高電圧バッテリ
９３…制御回路
９４…コンタクタ                ９４ａ…励磁コイル
９４ｂ…接点
９５…切換回路
９６…スイッチング素子
９９…クラッシュセンサー
【図１】
2010154621.tif 000003
【図２】
2010154621.tif 000004
【図３】
2010154621.tif 000005
【図４】
2010154621.tif 000006