(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機への電源供給を遮断する電気自動車用ブレーカ装置において、
ノーマリーメイク接点構造としたブレーカやリレーを駆動する、直列に接続された二つのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に並列に接続された二つの抵抗素子とを有し、
これら二つのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの動作時に、前記二つの抵抗素子に流れる電流に基づいて、前記二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を良否判別する良否判別手段を備え、
前記二つのスイッチング素子の両方、または、いずれか一方をＯＦＦ状態とすると共に、前記抵抗素子に流れる電流は、前記ブレーカやリレーの感動電流よりも微小な電流となるように設定し、
前記二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を判別している間も前記ブレーカやリレーの接点を閉じたままの状態とすることで、前記電動機の駆動中でも故障を検知することを特徴とする電気自動車用ブレーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気自動車の電動機へ供給する電源を遮断する電気自動車用ブレーカ装置に係わり、特に電気自動車が走行中でもブレーカの遮断を駆動するスイッチング素子の故障を検出可能な自動車用ブレーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５において、従来の電気自動車用ブレーカ装置７０は、自動車の走行中に電動機７３に常に電動機駆動用電源７４を供給し、電動機７３の電源供給を停止する時に、制御信号Ｓｉを接合形ＦＥＴやＭＯＳタイプＦＥＴ等のスイッチング素子７１に与え、スイッチング素子７１をＯＮ駆動して電動機駆動用電源７４からリレー７２のコイルにシンク電流Ｉｈを流してリレー７２の接点を開放し、電動機７３に供給される電動機駆動用電源７４を遮断する。
このように従来の電気自動車用ブレーカ装置は、スイッチング素子の制御に対応してブレーカを動作させ、電動機７３へ供給する電源を遮断して異常が検出された時には、電気自動車を停止するよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気自動車用ブレーカ装置は、制御信号を受けた接合形ＦＥＴやＭＯＳタイプＦＥＴ等の一つのスイッチング素子によってブレーカやリレー等の駆動で遮断を行う構成のため以下のような課題がある。
【０００４】
駆動制御に用いられるスイッチング素子が一つであり、一般に電気自動車用ブレーカ装置において常時リレー接点がノーマルメイク接点構成であるため、スイッチング素子がショート故障の時には電動機が駆動されないため故障として検出できるが、オープン故障の時には電源が遮断されリレーの接点が閉じたままのため、電動機駆動用電源が遮断できない課題がある。
【０００５】
また、駆動制御に用いられるスイッチング素子が一つであるために、検査のためスイッチング素子をＯＮ状態にした時には、リレー接点が開放状態となり走行中に電動機が停止してしまう課題がある。
【０００６】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的はスイッチング素子の良否判別を車両の走行中でも確実に検知することができる電気自動車用ブレーカ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に係わる電気自動車用ブレーカ装置は、電動機への電源供給を遮断する電気自動車用ブレーカ装置において、ノーマリーメイク接点構造としたブレーカやリレーを駆動する、直列に接続された二つのスイッチング素子と、スイッチング素子に並列に接続された二つの抵抗素子とを有し、これら二つのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの動作時に、前記二つの抵抗素子に流れる電流に基づいて、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を良否判別する良否判別手段を備え、二つのスイッチング素子の両方、または、いずれか一方をＯＦＦ状態とすると共に、抵抗素子に流れる電流は、ブレーカやリレーの感動電流よりも微小な電流となるように設定し、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を判別している間もブレーカやリレーの接点を閉じたままの状態とすることで、電動機の駆動中でも故障を検知することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る電気自動車用ブレーカ装置は、ブレーカやリレーを駆動する直列に接続された二つのスイッチング素子を有し、これら二つのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの動作状態に基づいて、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を良否判別する良否判別手段を備えたので、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を電動機の駆動中でも検知することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、この発明は二つのスイッチング素子の動作信号と二つの制御信号を用いて、スイッチング素子の良否判別をすることにより、電動機の駆動中でも、スイッチング素子のオープン故障およびショート故障を検知するものである。
【００１０】
図１はこの発明に係る電気自動車用ブレーカ装置の全体の構成図である。
図１において、電気自動車用ブレーカ装置１は、制御信号発生手段２、良否判別手段３、表示手段４、アイソレータＩｓ１、アイソレータＩｓ２を備える。
【００１１】
なお、リレー５は、フローティングの電動機駆動用電源７（ＤＣ１５０Ｖ〜３００Ｖ）で駆動される電動機６の電源供給を遮断する。
【００１２】
補機用電源８（ＤＣ１２Ｖ）は、車体にアースされ車両のアクセサリやヘッドライト等を駆動する。
【００１３】
低電位系９は、制御信号発生手段２、アイソレータＩｓ１とＩｓ２の入力側、良否判別手段３の出力側、表示手段４に補機用電源８を図示しない電源制御回路により５Ｖに変圧した電圧を供給する。
【００１４】
高電位系１０は、良否判別手段３、アイソレータＩｓ１とＩｓ２の出力側に電動機駆動用電源７から電圧を供給する。
【００１５】
また、アイソレータＩｓ１とＩｓ２は、低電位系９から高電位系１０への変換を行い、フォトカプラＰ１とＰ２は、高電位系１０から低電位９への変換を行う。
【００１６】
制御信号発生手段２は、水晶発信器、ロジック回路等で構成し、運転者が検査スイッチを操作した時、または周期的に出力される起動信号Ｓに基づいて２種の検査信号Ｓ１とＳ２をそれぞれアイソレータＩｓ１およびアイソレータＩｓ２の入力側に供給する。
【００１７】
アイソレータＩｓ１とアイソレータＩｓ２は、電圧変換機能を備え、低圧電位を高圧電位に変換し、低電位系の検査信号Ｓ１、Ｓ２を高電位系の制御信号Ｓｈ１と制御信号Ｓｈ２に変換して良否判別手段３に供給する。
【００１８】
なお、制御信号Ｓｈ１とＳｈ２はＬ，Ｌレベル、Ｈ，Ｌレベル、Ｌ，Ｈレベルの信号をそれぞれ同時に良否判定手段３に供給する。
【００１９】
良否判別手段３は、接合形ＦＥＴやＭＯＳタイプＦＥＴ等の直列に接続した二個のスイッチング素子ＳＱ１とＳＱ２、抵抗Ｒ１とＲ２、フォトカプラＰ１とＰ２を備える。
【００２０】
また、良否判別手段３は、各々のアイソレータＩｓ１，Ｉｓ２からの制御信号Ｓｈ１、Ｓｈ２をスイッチング素子ＳＱ１，ＳＱ２の各ゲートに供給してスイッチング素子ＳＱ１，ＳＱ２を駆動制御し、二つのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作からスイッチング素子ＳＱ１とスイッチング素子ＳＱ２および抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２によって論理回路を構成し、フォトカプラＰ１とＰ２を用いて等高電位系入力を低電位系出力ＳＬ１、ＳＬ２に変換し、表示手段４に供給する。
【００２１】
次に、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が正常な場合の良否判別手段３の動作について説明する。
【００２２】
制御信号Ｓｈ１とＳｈ２の双方がＬレベルの時、スイッチング素子ＳＱ１とスイッチング素子ＳＱ２の双方がＯＦＦ状態になり、フォトカプラＰ１、Ｐ２により出力信号ＳＬ１、ＳＬ２はそれぞれＨ、Ｈレベルとなる。
【００２３】
制御信号Ｓｈ１がＨレベルで、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの時、スイッチング素子ＳＱ１がＯＮ状態、スイッチング素子ＳＱ２がＯＦＦ状態になり、フォトカプラＰ１、Ｐ２により出力信号ＳＬ１はＬレベル、出力信号ＳＬ２はＨレベルとなる。
【００２４】
制御信号Ｓｈ１がＬレベルで、制御信号Ｓｈ２がＨレベルの時、スイッチング素子ＳＱ１がＯＦＦ状態とスイッチング素子ＳＱ２がＯＮ状態、フォトカプラＰ１、Ｐ２により出力信号ＳＬ１はＨレベル、出力信号ＳＬ２はＬレベルとなる。
【００２５】
なお、抵抗Ｒ１とＲ２に流れる電流は、リレー５の感動電流よりもはるかに微小な電流になるように設定し、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２の検査でリレー５が作動しないようにする。
【００２６】
続いて、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が異常な場合の良否判別手段３の動作について説明する。
【００２７】
スイッチング素子ＳＱ１が正常で、ＳＱ２がショート故障の時は、制御信号Ｓｈ１がＬレベルで制御信号Ｓｈ２がＬレベルの場合には、出力信号ＳＬ１はＨレベル出力信号ＳＬ２はＬレベルとなる。
【００２８】
なお、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が正常で、制御信号Ｓｈ１がＬレベル、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの時には、出力信号ＳＬ１、ＳＬ２共にＨレベルとなるので、上記条件の出力信号ＳＬ１、ＳＬ２からスイッチング素子ＳＱ２のショート故障を判定することができる。
【００２９】
スイッチング素子ＳＱ１が正常でＳＱ２がオープン故障の時には、制御信号Ｓｈ１がＬレベルで、制御信号Ｓｈ２がＨレベルの場合には、出力信号ＳＬ１はＨレベル出力信号ＳＬ２はＨレベルとなる。
【００３０】
なお、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が正常で、制御信号Ｓｈ１がＬレベル、制御信号Ｓｈ２がＨレベルの時には、出力信号ＳＬ１はＨレベル出力信号ＳＬ２はＬレベルとなるので、上記条件の出力信号ＳＬ１、ＳＬ２からスイッチング素子ＳＱ２のオープン故障を判定することができる。
【００３１】
スイッチング素子ＳＱ１がショート故障でＳＱ２が正常の時は、制御信号Ｓｈ１がＬレベルで、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの場合には、出力信号ＳＬ１はＬレベル出力信号ＳＬ２はＨレベルとなる。
【００３２】
なお、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が正常で、制御信号Ｓｈ１がＬレベル、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの時には、出力信号ＳＬ１はＨレベル出力信号ＳＬ２はＨレベルとなるので、上記条件の出力信号ＳＬ１、ＳＬ２からスイッチング素子ＳＱ１のショート故障を判定することができる。
【００３３】
スイッチング素子ＳＱ１がオープン故障でＳＱ２が正常の時は、制御信号Ｓｈ１がＨレベルで、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの場合には、出力信号ＳＬ１はＨレベル出力信号ＳＬ２はＨレベルとなる。
【００３４】
なお、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が正常で、制御信号Ｓｈ１がＨレベル、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの場合には、出力信号ＳＬ１はＬレベル出力信号ＳＬ２はＨレベルとなので、上記条件の出力信号ＳＬ１、ＳＬ２からスイッチング素子ＳＱ１のショート故障を判定することができる。
【００３５】
双方のスイッチング素子がオープン故障の時は、制御信号Ｓｈ１がＨレベルで、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの場合には、出力信号ＳＬ１はＨレベル出力信号ＳＬ２はＨレベルとなる。
【００３６】
なお、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が正常で制御信号Ｓｈ１がＨレベルで、制御信号Ｓｈ２がＬレベルの場合には、出力信号ＳＬ１はＬレベル出力信号ＳＬ２はＨレベルとなので、上記条件の出力信号ＳＬ１、ＳＬ２からスイッチング素子ＳＱ１のショート故障を判定することができる。
【００３７】
よって、スイッチング素子の良否判定は制御信号Ｓｈ１、Ｓｈ２をＬ，Ｌレベル、Ｌ，Ｈレベル、Ｈ，Ｌレベルの３種で判定ができる。
【００３８】
このように、本発明に係る電気自動車用ブレーカ装置は、ブレーカやリレーを駆動する直列に接続された二つのスイッチング素子を有し、これら二つのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの動作状態に基づいて、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を良否判別する良否判別手段を備えたので、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を電動機の駆動中でも検知することができる。
【００３９】
図２はこの発明に係る良否判別手段を等価的にした論理回路図である。
図２において、論理回路の入力Ｓｈ１およびＳｈ２は良否判別手段３の検査信号であり、論理回路の出力ＳＬ１およびＳＬ２は良否判別手段３の出力信号であり。
なお、論理回路は、ＮＡＮＤゲートで形成したが、他の論理ゲートで形成してもよい。
【００４０】
図３は図２の論理回路の真理値表である。
図３において、論理入力信号Ｓｈ１とＳｈ２に対する論理出力信号ＳＬ１とＳＬ２の真理値は、論理入力信号Ｓｈ１がＬレベルで、論理入力信号Ｓｈ２がＬレベルに対する論理出力信号ＳＬ１はＨレベル、論理出力信号ＳＬ２はＨレベルである。
【００４１】
論理入力信号Ｓｈ１がＬレベルで、論理入力信号Ｓｈ２がＨレベルに対する論理出力信号ＳＬ１はＨレベル、論理出力信号ＳＬ２はＬレベルである。
【００４２】
論理入力信号Ｓｈ１がＨレベルで、論理入力信号Ｓｈ２がＬレベルに対する論理出力信号ＳＬ１はＬレベル、論理出力信号ＳＬ２はＨレベルである。
【００４３】
以上のように、論理入力信号Ｓｈ１がＨレベルで、論理入力信号Ｓｈ２がＬレベルの時に、論理出力信号ＳＬ１がＬレベル、論理出力信号ＳＬ２がＨレベルである場合には、スイッチング素子ＳＱ１が正常であることが判る。
また、論理入力信号Ｓｈ１がＬレベルで、論理入力信号Ｓｈ２がＨレベルの時に、論理出力信号ＳＬ１がＨレベル、論理出力信号ＳＬ２がＬレベルである場合には、スイッチング素子ＳＱ２が正常であることが判る。
【００４４】
このように、論理入力信号に対する論理出力信号が真理値表と異なる場合には、スイッチング素子の故障であることが判定できる。
【００４５】
図４は、検査手順のフローを表す。
図４において、検査手順は、起動信号Ｓに基づいて２種の検査信号として、ＬとＬレベル、ＬとＨレベル、ＨとＬレベルの信号を順番に発生させる。
【００４６】
ステップＳ１では、検査信号と真理値表とが一致した時にはステップＳ２に移行し、不一致の場合にはステップＳ５に移行して直ちに検査をストップし、結果を表示手段４に表示する。
【００４７】
ステップＳ２では、検査信号と真理値表とが一致した時にはステップＳ３に移行し、不一致の場合にはステップＳ５に移行して直ちに検査をストップし、結果を表示手段４に表示する。
【００４８】
ステップＳ３では、検査信号と真理値表とが一致した時にはステップＳ４に移行し、不一致に場合にはステップＳ５に移行して直ちに検査をストップし、結果を表示手段４に表示する。
【００４９】
ステップ５はオープン故障およびショート故障のどちらかであり、スイッチング素子ＳＱ１のオープン故障およびショート故障とスイッチング素子ＳＱ２のオープン故障およびショート故障の判定はステップの段階で判別ができ、このように自動車の走行中においても確実に故障検出ができものである。
【００５０】
このように、本発明に係る良否判別手段は、二つのスイッチング素子を含めた論理手段で構成したので、スイッチング素子の良否判別を論理回路真理値から判別することができる。
【００５１】
表示手段４は、ＬＣＤ、ＰＤ、ＥＬ等のディスプレー装置や、ＬＥＤ、ランプ等の可視表示器、又は音声、ブザー等の可聴表示器で構成し、良否判別手段３の出力信号ＳＬ１と出力信号ＳＬ２に基づいて、スイッチング素子ＳＱ１、ＳＱ２が故障か否かを表示する。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる電気自動車用ブレーカ装置は、ブレーカやリレーを駆動する、直列に接続された二つのスイッチング素子を有し、これら二つのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの動作状態に基づいて、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を良否判別する良否判別手段を備え、二つのスイッチング素子のオープン故障およびショート故障を前記電動機の駆動中でも検知することができ、常にスイッチング素子の状態を監視することができ、ブレーカ装置の信頼性を向上させることができる。
【００５３】
また、本発明に係わる良否判別手段は、二つのスイッチング素子を含めた論理手段で構成し、スイッチング素子の良否判別を論理回路真理値から判別することができるのでスイッチング素子の故障を確実に判別することができる。
【００５４】
よって、常にスイッチング素子の状態を監視することができ、ブレーカ装置の信頼性を向上させることができる自動車用ブレーカ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る自動車用ブレーカ装置の全体の構成図
【図２】  この発明に係る良否判別手段の論理回路図
【図３】  図２の良否判別手段（論理回路）の真理値表
【図４】  検査手順フロー図
【図５】  従来の自動車用ブレーカ装置
【符号の説明】
１…電気自動車用ブレーカ装置、２…制御信号発生手段、３…良否判別手段、４…表示手段、５，７２…リレー、６，７３…電動機、７，７４…電動機駆動用電源、８…補機用電源、９…低電位系、１０…高電位系、ＳＱ１，ＳＱ２，７１…スイッチング素子、Ｒ１，Ｒ２，ｒ…抵抗、Ｐ１，Ｐ２…フォトカプラ。
【図１】
0003724909.tif 000002
【図２】
0003724909.tif 000003
【図３】
0003724909.tif 000004
【図４】
0003724909.tif 000005
【図５】
0003724909.tif 000006