專利名稱：電動車輛的繼電器熔敷檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種設于電動汽車等電動車輛上的檢測裝置，它對介于多個蓄電池和包含電動馬達的負荷電路之間、將上述多個蓄電池對上述負荷電路的電流供給進行開/關控制的繼電器做有無熔敷的檢測。
介于電源裝置與負荷電路之間設有主繼電器，該主繼電器對應電動汽車鑰匙開關(點火開關)的開/關操作進行開/關切換。
當用戶關閉鑰匙開關時，由于關閉了主繼電器、切斷了電源裝置與負荷電路的電性連接，既防止了電源裝置的無端耗電，又能確保維護時的安全。
然而，流經上述主繼電器及負荷電路的電流最大高達400A，能夠切斷如此大的電流通過的、切斷能力高的主繼電器不僅體積大而且價格高，因此便采用可切斷電流值小于400A的主繼電器。
于是，當主繼電器處于流過大電流的狀態，如在啟動時電動汽車加速的狀態下，主繼電器因誤動作呈關時，主繼電器不能在瞬間將電流通過完全切斷，在主繼電器的接點間便產生電弧，造成這些接點的熔敷現象。
又，在行駛中電動汽車突然加速或突然減速時形成大的充放電電流流過主繼電器，主繼電器的接點也會因流過這么大的充放電電流而發生熔敷。
如上所述，當主繼電器的接點熔敷后，因異常電流流入負荷電路，造成電動馬達等負載的損壞。也不能確實防止電源裝置的無端耗電和確保維護時的安全。
作為檢測電動汽車的主繼電器有無熔敷的裝置已有提案(日本國公開特許公報)，是通過檢測有無電流流過用作電動馬達等的電源的多個二次電池與包括主繼電器形成的閉合電路，進行主繼電器有無熔敷的檢測。
但是，上述電動汽車的主繼電器熔敷檢測裝置因將作為電動馬達等的電源的、載于電動汽車上的所有二次電池作為電源，所以裝置自身需要高電壓，為此，必須由耐壓大的元件構成電路，存在裝置主體大型化的問題。還存在安全性差的問題。
本發明的目的在于提供一種裝置主體小型化且安全性高的繼電器熔敷檢測裝置。
繼電器在關狀態下，當繼電器的接點未熔敷時電流不流過繼電器，該繼電器不產生通過電流，而當繼電器的接點熔敷時，構成多個蓄電池的一部分的一個或多個蓄電池的電流流過繼電器，該繼電器產生通過電流。
本發明涉及的繼電器熔敷檢測裝置根據檢測有無通過繼電器的電流，能夠進行繼電器接點是否熔敷著的檢測。
本發明涉及的繼電器熔敷檢測裝置采用作為包括電動馬達的負荷電路的電源的載于電動車輛上的多個蓄電池中的一個或多個蓄電池為電源，因而裝置自身的電壓低于以往的以載于電動車輛上的全部蓄電池為電源的繼電器熔敷裝置。從而能夠使用耐壓低的元件構成電路，亦能實現裝置主體的小型化并提高安全性。
具體地說，該檢測裝置具有用于以構成上述多個蓄電池一部分的一個或多個蓄電池為電源使電流流過繼電器的導電線路和介于上述導電線路上，進行該導電線路通斷控制的線路通斷裝置和介于上述導電線路上，根據檢測該導電線路有元電流流過，進行檢測上述繼電器有無熔敷的熔敷檢測裝置。
上述具體的結構中，線路通斷裝置在通狀態下，當繼電器的接點沒有熔敷、為斷開時，導電線路中無電流流過；而當繼電器的接點熔敷著時，因導電線路為通狀態，該線路便有電流流過。
上述具體的結構中，線路通斷裝置在通狀態下，通過檢測有無電流流過導電線路，能夠檢測出繼電器的接點是否熔敷著。
相反，在采用省略了線路通斷裝置的結構中，當繼電器的接點熔敷著時，形成電流長時間持續地流過導電線路的狀態，這將造成無端地耗電。
對此，若采用上述具體的結構，通過僅在進行繼電器熔敷檢測時接通線路通斷裝置，能夠防止如上所述的無端地耗電。
又，具體地說，上述線路通斷裝置由介于上述導電線路上并在接受供電時呈導通的光電耦合器和向光電耦合器提供導通驅動電流的電流供給裝置構成。
上述具體的結構中，當由電流供給裝置向光電耦合器提供導通驅動電流時，光電耦合器接受該閉合驅動電流后呈導通狀態，導電線路隨之接通。與其相對，當電流供給裝置停止向光電耦合器供電時，光電耦合器感知到該斷電后呈關狀態，導電線路隨之斷開。這樣，隨著電流供給裝置對光電耦合器的供電與斷電，能形成導電線路的通斷。
又，具體地說，上述熔敷檢測裝置由介于上述導電線路上并接受電流供給時呈導通狀態的光電耦合器和根據光電耦合器的開/關狀態判斷上述繼電器有無熔敷的判斷裝置構成。
上述具體的結構中，當繼電器未熔敷時，如上所述，導電線路無電流流過，因此光電耦合器呈關狀態。與其相對，當繼電器熔敷著時，導電線路有電流流過，因此光電耦合器接受該電流后呈導通狀態。
從而，當光電耦合器為關狀態時則判斷繼電器未熔敷；當光電耦合器為閉合狀態時則判斷繼電器熔敷著。
更具體的說，上述導電線路中設有將流過導電線路的電流的大小限制在規定值以內的電阻。
上述具體的結構以電阻將流過導電線路的電流的大小限制在規定值以內，因此能夠防止由過電流造成的上述一個或多個蓄電池的燒損。
又，更具體的說，設有當檢測到繼電器熔敷著時將其報知的報知裝置。
上述具體的結構中，當繼電器熔敷著時，通過鳴響報警蜂鳴器或點亮報警燈的方式等熟悉的報知方式，能報知繼電器熔敷著。從而，電動車輛的所有者或維護者，能夠方便地得知繼電器發生了熔敷。
如上所述，本發明涉及的電動車輛的繼電器熔敷檢測裝置，能在使裝置主體小型化的同時提高安全性。


圖1所示，為本發明涉及的裝有繼電器熔敷檢測裝置的電動汽車電源部的電路結構圖；在圖1所示的電動汽車中，裝有諸如將鎳氫電池或鉛蓄電池等多個二次電池(12a)…(12b)串聯連接的高電壓(如總電壓200～300V)的電源裝置(12)。
從該電源裝置(12)的兩端伸出一對主正線路(11a)及主負線路(11b)，在設于這對主正線路(11a)及主負線路(11b)的終端的一對輸出端子A、B上，連接有由包括電動馬達及諸如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等開關元件構成的反相器的負荷電路(圖略)。
上述電動汽車與以往的電動汽車一樣，設有將電源裝置(12)向上述負荷電路的供電進行開/關控制的主繼電器(14)。
主繼電器(14)具有第1接點(14a)及第2接點(14b)，這些接點(14a)及(14b)分別介于上述主正線路(11a)及主負線路(11b)。又，主繼電器(14)設有將這些第1接點(14a)及第2接點(14b)進行通斷驅動的繼電器線圈(14c)，該繼電器線圈(14c)經延時繼電器(15)及輔助繼電器(20)連接著用戶能進行開/關操作的鑰匙開關(24)。鑰匙開關(24)上連接著輔助電池(22)。
又，上述電動汽車設有CPU(31)，上述延時繼電器(15)及上述鑰匙開關(24)連接于該CPU(31)。
當鑰匙開關(24)切換為開時，由輔助電池(22)向輔助繼電器(20)的繼電器線圈(20b)供電，由此，繼電器接點(20a)閉合、輔助繼電器(20)呈開狀態。又，通過CPU(31)檢測到鑰匙開關(24)的開狀態，由CPU向延時繼電器(15)的繼電器線圈(15b)供電，由此，繼電器接點(15a)閉合、延時繼電器(15)呈開狀態。當輔助繼電器(20)及延時繼電器(15)呈開狀態時便向主繼電器(14)的繼電器線圈(14c)供電，由此，主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)閉合、主繼電器(14)呈開狀態。這樣，對應鑰匙開關(24)的開操作，能夠切換主繼電器(14)為開狀態。
上述電動汽車上設有本發明涉及的繼電器熔敷檢測裝置(10)。
繼電器熔敷檢測裝置(10)設有在主繼電器(14)的第1接點(14a)和輸出端子A之間從上述主正線路(11a)分出的第1熔敷檢測用正線路(13a)和構成上述電源裝置(12)的多個二次電池(12a)…(12b)中從位于正側端部的一個二次電池(12a)的負極伸出的第1熔敷檢測用負線路(13b)。在這些線路(13a)(13b)的終端，連接著用于檢測主繼電器(14)的第1接點(14a)有無熔敷的后述第1熔敷檢測電路(16)。
又，繼電器熔敷檢測裝置(10)設有構成上述電源裝置(12)的多個二次電池(12a)…(12b)中從位于負側端部的1個二次電池(12b)的正極伸出的第2熔敷檢測用正線路(15a)和在主繼電器(14)的第2接點(14b)和輸出端子B之間從上述主負線路(11b)分出的第2熔敷檢測用正線路(15b)。在這些線路(15a)(15b)的終端，連接著用于檢測主繼電器(14)的第2接點(14b)有無熔敷的第2熔敷檢測電路(18)。第2熔敷檢測電路(18)的具體結構與第1熔敷檢測電路(16)的結構相同，故省略圖示。
第1及第2熔敷檢測電路(16)(18)連接于上述CPU(31)，CPU(31)上連接著用于存儲有關主繼電器(14)有無熔敷的檢測結果的非易失性存儲器(40)。又，CPU(31)上，連接有報警蜂鳴器(38)及顯示器(39)，CPU(31)在主繼電器(14)熔敷著時，向報警蜂鳴器(38)發出動作指令，同時在顯示器(39)上顯示故障信息。
第1熔敷檢測電路(16)設有第1光電耦合器(26)及第2光電耦合器(30)，第1光電耦合器(26)及第2光電耦合器(30)分別由發光二極管及光敏晶體管構成。
第1光電耦合器(26)的光敏晶體管(26b)的集電極上連接著上述第1熔敷檢測用正線路(13a)，該晶體管(26b)的發射極經電阻(28)連接于第2光電耦合器(30)的發光二極管(30a)的正極。該二極管(30a)的負極上，連接著上述第1熔敷檢測用負線路(13b)。電阻(28)具有將流入第2光電耦合器(30)的發光二極管(30a)的電流的大小限制在規定值以內的電流限制電阻的作用，同時具有為防止過電流燒壞電源裝置(12)的二次電池(12a)的保護電阻的作用。流入第2光電耦合器(30)的發光二極管(30a)的電流的大小通常限制在1mA左右，作為二次電池(12a)，當采用12V的二次電池時，電阻(28)的阻值設定為12kΩ。
當主繼電器(14)的第1接點(14a)熔敷著時，第1光電耦合器(26)的光敏晶體管(26b)為開狀態，即第1光電耦合器(26)為開狀態時，形成從電源裝置(12)的二次電池(12a)的正極經主繼電器(14)的第1接點(14a)、第1光電耦合器(26)的光敏晶體管(26b)、電阻(28)及第2光電耦合器(30)的發光二極管(30a)到上述二次電池(12a)的負極的閉合電路，如圖中箭頭所示，該電路流過電流。
第1光電耦合器(26)的光敏晶體管(26b)的正極經連接于電源的晶體管(32)和電阻(34)連接于CPU(31)，負極經電阻(35)接地。晶體管(32)由CPU(31)進行開/關控制，當晶體管(32)切換為開時，第1光電耦合器(26)的光敏晶體管(26b)中流入電流，光敏晶體管(26b)呈開狀態。這樣，光電耦合器(26)呈開狀態。
第2光電耦合器(30)的發光二極管(30b)的集電極連接于上述CPU(31)、發射極接地，從集電極到CPU(31)的線路上經電阻(36)連接電源。
第2光電耦合器(30)的發光二極管(30b)為關狀態，即第2光電耦合器(30)為關狀態時，由電源電壓值Vcc將根據電阻(36)的電壓降低值進行減法運算后的表示高電壓值的高信號送給CPU(31)。
與之相對，第2光電耦合器(30)的發光二極管(30b)為開狀態，即第2光電耦合器(30)為開狀態時，表示零的低電壓值的低信號送給CPU(31)。
CPU(31)在檢測主繼電器(14)的第1接點(14a)有無熔敷時，該第1接點(14a)為斷狀態，設定第1光電耦合器(26)為開狀態。
當主繼電器(14)的第1接點(14a)熔敷著時，如圖中箭頭所示，電流流過上述閉合電路，第2光電耦合器(30)的發光二極管(30b)為開狀態，即第2光電耦合器(30)為開狀態，CPU(31)上接收上述低信號。
與之相對，當主繼電器(14)的第1接點(14a)未熔敷時，因不會形成上述閉合電路，故第2光電耦合器(30)的發光二極管(30b)上無電流流過，第2光電耦合器(30)的發光二極管(30b)為關狀態，即第2光電耦合器(30)維持關狀態，CPU(31)上接收上述高信號。
從而，CPU(31)在第2光電耦合器(30)供給的信號為低信號時，判斷主繼電器(14)的第1接點(14a)熔敷著，而在第2光電耦合器(30)供給的信號為高信號時，判斷主繼電器(14)的第1接點(14a)未熔敷。
繼電器熔敷檢測裝置(10)中，第1熔敷檢測電路(16)及第2熔敷檢測電路(18)的電源分別使用構成電源裝置(12)的多個二次電池(12a)…(12b)中的1個二次電池，因此裝置本身的耗電低于1個二次電池的電壓值，如12V左右。從而，可由耐壓小的元件構成第1熔敷檢測電路(16)及第2熔敷檢測電路(18)，使裝置小型化。還能獲得高安全性。
圖2所示，為鑰匙開關(24)從開切換為關時由CPU(31)實行的控制步驟。當鑰匙開關(24)切換為關時，停止對CPU(31)電源電路(圖略)的供電，然而該電源電路設有電容器，該電容器中積蓄的電力供給CPU(31)，CPU(31)的開狀態僅能維持2秒鐘。在此2秒鐘執行后述的步驟。
當用戶將鑰匙開關(24)切換為關時，由步驟S1檢測出此切換并轉至步驟S2，主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)斷開，主繼電器(14)設定為關。
接著是步驟S3，在第1熔敷檢測電路(16)的第1光電耦合器(26)設定為開的同時，第2熔敷檢測電路(18)的第1光電耦合器(圖略)設定為開，接著開始進行主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)有無熔敷的檢測。
在步驟S4，根據第1熔敷檢測電路(16)的第2光電耦合器(30)供給的信號，進行主繼電器(14)的第1接點(14a)是否熔敷著的判斷，同時根據第2熔敷檢測電路(18)的第2光電耦合器(圖略)供給的信號，進行主繼電器(14)的第2接點(14b)是否熔敷著的判斷。
無論第1熔敷檢測電路(16)的第2光電耦合器(30)供給的信號及第2熔敷檢測電路(18)的第2光電耦合器供給的信號的哪個信號都是高信號時，由步驟S4判斷為No、轉移到步驟S5，將關于主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)的表示有無熔敷的熔敷檢測結果信息寫入非易失性存儲器(40)后步驟結束。
另一方，無論第1熔敷檢測電路(16)的第2光電耦合器(30)供給的信號及第2熔敷檢測電路(18)的第2光電耦合器供給的信號的哪個信號都是低信號、或任何信號都為低信號時，由步驟S4判斷為Yes、轉移到步驟S6，將關于主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)的表示有無熔敷的熔敷檢測結果信息寫入非易失性存儲器(40)。之后，在步驟S7，在對報警蜂鳴器(38)發出動作開指令的同時，顯示器(39)上顯示表示主繼電器(14)熔敷著的故障信息。最后，在步驟S8，在對報警蜂鳴器(38)發出動作關指令的同時，結束故障信息的顯示，步驟結束。
通過上述步驟，鑰匙開關(24)在從開切換為關的時刻，能檢測出主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)有無熔敷，至少在任一接點熔敷著時，僅在不足2秒的短暫時間，使報警蜂鳴器(38)發生報警音，同時，還在顯示器(39)上顯示故障信息。
圖3所示，為鑰匙開關(24)從關切換為開時通過CPU(31)執行的控制步驟。當鑰匙開關(24)切換為開時，在該時刻CPU(31)呈開，執行后述的步驟。
當用戶將鑰匙開關(24)切換為開時，由步驟S11檢測出此切換后轉至步驟S12，并從非易失性存儲器(40)讀出關于主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)的熔敷檢測結果信息。
接著在步驟S13，根據上述讀出的熔敷檢測結果信息進行主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)是否熔敷著的判斷。
當判斷出主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)的任何接點都無熔敷時，轉至步驟S14，設定主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)閉合、主繼電器(14)為開，而后結束步驟。
另一方，當判斷出主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)中的任一接點熔敷著時，轉至步驟S15，在對報警蜂鳴器(38)發出動作開指令的同時，顯示器(39)上顯示表示主繼電器(14)熔敷著的故障信息，然后結束步驟。
通過上述步驟，鑰匙開關(24)在從關切換為開的時刻，根據上一次鑰匙開關(24)在從開切換為關的時刻的熔敷檢測結果，能檢測出主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)有無熔敷，至少在任一接點熔敷著時，使報警蜂鳴器(38)發生報警音，同時，還在顯示器(39)上顯示故障信息。
在裝有本實施例的繼電器熔敷檢測裝置(10)的電動汽車上主繼電器(14)的第1接點(14a)及第2接點(14b)中至少有一個接點熔敷著的情況下，當鑰匙開關(24)在從開切換為關的時刻或鑰匙開關(24)在從關切換為開的時刻，能使報警蜂鳴器(38)發出報警音，同時能在顯示器(39)上顯示故障信息。因此，電動汽車的車主或維護人員能夠方便地得知主繼電器(14)發生了熔敷。若隨后馬上修理主繼電器(14)的話，就不會發生以往沒裝繼電器熔敷檢測裝置的電動汽車那種異常電流流入負荷電路、損壞電動馬達等負載的事情。又，在確實防止電源裝置(12)的無端耗電的同時，能確實保證維護時的安全性。
又，當鑰匙開關(24)在從關切換為開的時刻，根據上次鑰匙開關(24)在做關切換時刻的熔敷檢測結果，能判斷出主繼電器(14)有無熔敷。這里，由于鑰匙開關(24)在關狀態時主繼電器(14)不發生熔敷，故在鑰匙開關(24)切換為關的時刻主繼電器(14)沒有熔敷的情況下，當下次鑰匙開關(24)切換為開的時刻主繼電器(14)也不會熔敷，上述判斷結果具有高可靠性。這樣，在鑰匙開關做開切換的時刻，根據上次的熔敷檢測結果能判斷主繼電器(14)有無熔敷，因此既使在鑰匙開關(24)做開切換的時刻也比執行熔敷檢測動作的結構要節省電力。
進一步，由于僅在進行主繼電器(14)有無熔敷的檢測時設定第1熔敷檢測電路(16)的第1光電耦合器(26)及第2熔敷檢測電構路(18)的第1光電耦合器為開狀態，所以既使在主繼電器(14)熔敷著時，如圖1箭頭所示的電流也不會長時間地持續流入上述閉合電路，不會造成無端地耗電。
上述實施例為將本發明實施于電動汽車的繼電器熔敷檢測裝置，然而不僅限于電動汽車，還能實施于帶電動馬達的自行車等其他熟知的電動車輛的繼電器熔敷檢測裝置上。
又，上述實施例中，作為第1熔敷檢測電路(16)及第2熔敷檢測電路(18)的電源，分別利用了構成電源裝置(12)的多個二次電池(12a)…(12b)中的一個二次電池，然而作為上述多個二次電池的一部分，也可采取使用2個以上任意個數二次電池的結構。
進一步，上述實施例中，采用的結構是，內藏有非易失性存儲器(40)，在鑰匙開關(24)做開切換時，根據上次鑰匙開關(24)做關切換時寫入非易失性存儲器(40)的熔敷檢測結果信息，判斷主繼電器(14)有無熔敷，但也可采用省略該非易失性存儲器(40)的結構。這時，不僅鑰匙開關(24)做關切換的時刻，既使鑰匙開關(24)做開切換的時刻，第1熔敷檢測電路(16)的第1光電耦合器(26)及第2熔敷檢測電路(18)的光電耦合器也能設定為開狀態并執行熔敷檢測動作。
權利要求
1.一種繼電器熔敷檢測裝置，在電動車輛上設有繼電器，它介于多個蓄電池和包含電動馬達的負荷電路之間、將上述多個蓄電池對上述負荷電路的電流供給進行開/關控制，以構成上述多個蓄電池的一部分的1個或多個蓄電池為電源，通過檢測上述繼電器在關狀態下有無電流流過該繼電器，進行上述繼電器有無熔敷的檢測。
2.權利要求項1所述的繼電器熔敷檢測裝置，設有以構成上述多個蓄電池的一部分的一個或多個蓄電池為電源并用于向上述繼電器流入電流的導電線路和介于上述導電線路之間，進行該導電線路通斷控制的線路通斷裝置和介于上述導電線路之間，通過檢測該導電線路有無電流流過，進行檢測上述繼電器有無熔敷的熔敷檢測裝置。
3.權利要求項2所述的繼電器熔敷檢測裝置，上述線路通斷裝置由介于上述導電線路上接受供給電流后呈導通狀態的光電耦合器和將導通驅動電流供給光電耦合器的供電裝置構成。
4.權利要求項2或權利要求項3所述的繼電器熔敷檢測裝置，上述熔敷檢測裝置由介于上述導電線路上接受供給電流后呈導通狀態的光電耦合器和根據光電耦合器的開/關狀態判斷上述繼電器有無熔敷的判斷裝置構成。
5.權利要求項2～4的任意項所述的繼電器熔敷檢測裝置，在上述導電線路上設有用于將流過該導電線路的電流的大小限制在規定值以內的電阻。
6.權利要求項1～5的任意項所述的繼電器熔敷檢測裝置，設有在檢測出繼電器發生熔敷時將其情況報知的報知裝置。
全文摘要
本發明涉及的繼電器熔敷檢測裝置(10),裝于在多個二次電池組成的電源裝置(12)與包含電動馬達的負荷電路之間設有對上述電源向負荷電路的電流供給進行開/關控制的繼電器(14)的電動汽車上。該繼電器熔敷檢測裝置(10)設有上述電源裝置(12)的多個二次電池中的一個二次電池(12a)、繼電器(14)、熔敷檢測電路(16)及CPU(31)。CPU(31)通過檢測有無電流流過包含上述一個二次電池(12a)、繼電器(14)及熔敷檢測電路(16)形成的閉合電路,檢測繼電器(14)有無熔敷。
文檔編號H01H47/00GK1362920SQ01800329
公開日2002年8月7日 申請日期2001年2月19日 優先權日2000年2月18日
發明者湯鄉政樹 申請人:三洋電機株式會社