电路切断装置 |
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| 申请号 | CN201380059332.0 | 申请日 | 2013-11-07 | 公开(公告)号 | CN104781900A | 公开(公告)日 | 2015-07-15 |
| 申请人 | 本田技研工业株式会社; | 发明人 | 尾崎雄亮; 栗林彻; 小川太一; 福井薰; | ||||
| 摘要 | 电路 切断装置具备能够对 蓄 电池 与电路的连接及切断进行切换的主 接触 器部、和能够切断 蓄电池 的 断路器 (10a)。断路器(10a)具备：连接器连接部(41b)，其具有与主接触器部的线圈的通电相关的一对连接器电路 端子 (41bp、41bn)；连接器(43)，其相对于连接器连接部(41b)能够装卸，且具有在装配于连接器连接部(41b)时使一对连接器电路端子(41bp、41bn) 短路 的连接器短路端子(43a)；以及爪部(44a)，其限制连接器(43)相对于连接器连接部(41b)的装配。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电路切断装置，其具备： |
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| 说明书全文 | 电路切断装置技术领域[0001] 本发明涉及一种电路切断装置。 [0002] 本申请基于2013年2月14日申请的日本国特愿2013-027081号而主张优先权，并将其内容援引于此。 背景技术[0003] 以往，公知有一种控制装置，其具备：继电器，其能够对电源电路与电负载的连接及切断进行切换；插头(安全插头、服务插头)，其能够切断电源电路；以及触点，其根据插头的装卸而切换连接及断开，其中，该控制装置根据触点的开闭来控制继电器的开闭(例如，参照专利文献1、2)。 [0004] 在先技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本特许第3640682号公报 [0007] 专利文献2：日本特开2011-88598号公报 [0008] 发明的概要 [0009] 发明要解决的课题 [0010] 然而，根据上述现有技术所涉及的控制装置，在通过拔出插头来切断电源电路时，需要在切断电源电路之前将继电器从连接向断开切换。由此，可能需要在电源电路的切断时刻与继电器的切换时刻之间设置规定的时间差、或在检测到触点的断开后立即将继电器从连接向断开切换这样的繁杂的控制。 发明内容[0011] 本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种能够简化所需的控制且能够适当地进行电路的切断的电路切断装置。 [0012] 用于解决课题的手段 [0013] 本发明为了解决上述课题来使显上述目的，采用了以下手段。 [0014] (1)本发明的一个形态的电路切断装置具备：电源；电路，其与所述电源连接；开闭器，其能够对所述电源与所述电路的连接及切断进行切换；以及断路器，其能够切断所述电源，其中，所述开闭器具备驱动部，该驱动部根据通电状态来对所述电源与所述电路的连接及切断进行切换，所述断路器具备：主体连接部，其具有与所述电源连接的一对电路端子；连接器连接部，其具有对所述驱动部通电的一对连接器电路端子；主体，其相对于所述主体连接部能够装卸，且具有在装配于所述主体连接部的状态下能够使所述一对电路端子短路的短路端子；连接器，其相对于所述连接器连接部能够装卸，且具有在装配于所述连接器连接部时使所述一对连接器电路端子短路的连接器短路端子；以及限制构件，其限制所述连接器相对于所述连接器连接部的装配。 [0015] (2)在上述(1)的形态的基础上，还可以为，所述限制构件配置在从所述连接器连接部脱离的所述连接器与所述连接器连接部之间，通过与朝向所述连接器连接部位移的所述连接器接触来使所述连接器的位移停止，通过对所述限制构件作用规定的外力来将所述限制构件与所述连接器的接触解除。 [0016] (3)在上述(2)的形态的基础上，还可以为，所述连接器能够绕由所述主体支承的支点转动，且通过该转动来切换相对于所述连接器连接部的装配及脱离，所述限制构件以能够收容于所述主体的内部的方式由所述主体支承，且被施力而朝向所述主体的外部突出，从而能够与从所述连接器连接部脱离的所述连接器接触，且通过对所述限制构件作用克服所述施力的所述外力而使所述限制构件收容于所述主体的内部。 [0017] (4)在上述(3)的形态的基础上，还可以为，所述限制构件在通过与向一个方向转动的所述连接器的接触而作用的外力下收容于所述主体的内部，在通过与向另一方向转动的所述连接器的接触而作用的外力下不收容于所述主体的内部。 [0018] 发明效果 [0019] 根据上述(1)的形态，能够根据连接器相对于连接器连接部的装卸来使驱动开闭器的驱动部的通电状态变化，并且不需要繁杂的控制、复杂的结构，就能够对电源与电路的连接及切断进行适当地切换。 [0020] 并且，通过设置限制构件，能够防止驱动部的通电状态轻易地变化的情况。由此，例如能够防止产生如下这样的现象等，该现象为通过开闭器使电源与电路从连接向切断切换之后立即轻易地再连接，从而在开闭器中流过过大的电流的现象。 [0021] 在上述(2)的情况下，能够通过规定的外力、例如操作者的按压操作的按压力等来解除限制构件的限制，且能够可靠地防止驱动部的通电状态轻易地或自动地变化的情况。 [0022] 在上述(3)的情况下，能够在防止结构复杂化，且同时能够对电源与电路的连接及切断进行适当地切换。 [0024] 图1是具备本发明的一个实施方式的电路切断装置的电源系统的构成图。 [0025] 图2A是示出该电路切断装置的断路器的第一状态的图。 [0026] 图2B是示出该电路切断装置的断路器的第二状态的图。 [0027] 图2C是示出该电路切断装置的断路器的第三状态的图。 [0028] 图2D是示出该电路切断装置的断路器的第四状态的图。 [0029] 图3是示出具备该电路切断装置的电源系统的电路切断动作的流程图。 [0030] 图4是示出具备该电路切断装置的电源系统的电路切断动作中的断路器的状态变化的图。 [0031] 图5是示出与该电路切断装置的断路器的状态对应的主接触器部的驱动电路和主接触器的通电状态(通电的ON、OFF)的变化的图。 [0032] 图6是示出具备该电路切断装置的电源系统的电路切断动作中的断路器的状态变化的图。 具体实施方式[0033] 以下，参照附图，对本发明的一个实施方式的电路切断装置进行说明。 [0034] 本实施方式的电路切断装置10例如设置于在电动车辆等中搭载的电源系统1，具备例如能够切断来自电源的供电的服务插头等断路器10a。 [0035] 例如图1所示，本实施方式的电源系统1由对断路器10a、作为电源的蓄电池11(电源)、12V蓄电池12、行驶用电动机13、逆变器14、预充电部18及主接触器部19(开闭器)、以及控制装置(ECU)20进行连接的电路21构成。 [0036] 需要说明的是，电路切断装置10例如具备断路器10a、蓄电池11、12V蓄电池12、预充电部18及主接触器部19、以及控制装置(ECU)20而构成。 [0037] 蓄电池11例如为高压的锂离子型等的二次电池，且经由主接触器部19而与逆变器14并联连接。 [0038] 12V蓄电池12例如为低压的铅蓄电池等，且经由断路器10a而与主接触器部19的驱动电路19c连接。 [0039] 行驶用电动机13例如为U相、V相及W相这三相的DC无刷电动机，根据从逆变器14供给的交流的相电流而进行动力运转。另外，行驶用电动机13在车辆的减速时等从驱动轮侧传递驱动力，由此进行发电运转(再生运转)。 [0040] 逆变器14例如具备使用多个晶体管等开关元件桥接而成的电桥电路14a及平滑电容器14b。逆变器14例如在行驶用电动机13的动力运转时，基于从控制装置20输出的脉冲宽度调制(PWM)信号，来对各相中成对的各开关元件的接通(导通)/断开(切断)进行切换。由此，将从蓄电池11供给的直流电力转换为三相交流电力，并使向行驶用电动机13的各相的线圈的通电顺次换流，从而实现交流的各相电流的通电。另一方面，例如在行驶用电动机13的再生运转时，逆变器14根据基于行驶用电动机13的转子的旋转角而取得同步的选通信号来使各开关元件接通(导通)/断开(切断)，从而将从行驶用电动机13输出的交流的发电电力转换为直流电力。 [0042] 主接触器部19例如由正极侧的主接触器19a、负极侧的主接触器19b以及驱动电路19c构成。 [0043] 正极侧的主接触器19a在正极侧的高压线(HV+)上与蓄电池11的正极端子连接。负极侧的主接触器19b在负极侧的高压线(HV-)上与蓄电池11的负极端子连接。主接触器19a、19b例如为电磁开闭器，具备与驱动电路19c连接的线圈。主接触器19a、19b通过在来自驱动电路19c的通电的作用下在线圈19d(驱动部)中产生的电磁力而成为连接状态，且在从驱动电路19c向线圈19d的通电停止而不产生电磁力时成为断开(切断)状态。 [0044] 驱动电路19c经由断路器10a而与12V蓄电池12连接，且与主接触器19a、19b的线圈19d及控制装置20连接。驱动电路19c以12V蓄电池12为电源，能够根据控制装置20的控制等而向主接触器19a、19b的线圈19d供给电力。 [0045] 控制装置20(ECU：Electronic Control Unit：电子控制单元)基于蓄电池11的端子间电压VB及电流ISOC和逆变器14的一次侧的端子间电压VPIN，来控制电源系统1的动作。 [0046] 因此，向控制装置20输入从检测各端子间电压VB、VPIN的各电压传感器31、32输出的检测结果的信号、从检测电流ISOC的电流传感器35输出的检测结果的信号。需要说明的是，控制装置20由12V蓄电池12通过主接触器部19的驱动电路19c以外的未图示的电路而供给电源。 [0047] 例如图2A～2D所示，断路器(服务插头)10a具备基体部41、相对于基体部41的主体连接部41a能够装卸的主体42、相对于基体部41的连接器连接部41b能够装卸的连接器43、以及锁定机构44。 [0048] 基体部41的主体连接部41a具备在蓄电池11的中点等处与正极侧及负极侧连接的一对电路端子41ap、41an。基体部41的连接器连接部41b具备与12V蓄电池12的正极端子及主接触器部19的驱动电路19c连接的一对连接器电路端子41bp、41bn。 [0049] 主体42具备能够使基体部41的主体连接部41a的一对电路端子41ap、41an短路的短路端子42a。 [0050] 连接器43具备能够使基体部41的连接器连接部41b的一对连接器电路端子41bp、41bn短路的连接器短路端子43a。连接器43例如在支点43b处支承于主体42，且能够绕该支点43b转动。连接器43形成为能够通过绕支点43b的转动而对连接器连接部41b的一对连接器电路端子41bp、41bn与连接器短路端子43a的连接及断开进行切换。并且，连接器43形成为能够通过绕支点43b的转动而对主体连接部41a的一对电路端子41ap、 41an与短路端子42a的连接及断开进行切换。 [0051] 连接器43通过绕支点43b的转动而将断路器(服务插头)10a的状态向例如图2A示出的第一状态、例如图2B示出的第二状态、以及例如图2C示出的第三状态切换。 [0052] 第一状态是主体42装配于主体连接部41a的状态，是一对电路端子41ap、41an通过短路端子42a而短路，且连接器43装配于连接器连接部41b，从而一对连接器电路端子41bp、41bn通过连接器短路端子43a而短路的状态。 [0053] 第二状态是主体42装配于主体连接部41a的状态，是一对电路端子41ap、41an通过短路端子42a而短路，且连接器43从连接器连接部41b脱离，从而一对连接器电路端子41bp、41bn与连接器短路端子43a断开的状态。 [0054] 第三状态是主体42与基体部41的主体连接部41a连接的状态，是一对电路端子41ap、41an与短路端子42a断开，且连接器连接部41b的一对连接器电路端子41bp、41bn与连接器短路端子43a断开的状态。 [0055] 连接器43能够通过绕支点43b的转动而使断路器(服务插头)10a的状态从第一状态经由第二状态而向第三状态转变，或者从第三状态经由第二状态而向第一状态转变。 [0056] 需要说明的是，在第三状态下，当主体42从基体部41的主体连接部41a脱离时，成为图2D示出的第四状态。 [0057] 锁定机构44具备：例如从主体42朝向外部突出，能够限制连接器43的绕支点43b的转动的爪部44a(限制构件)；使弹性力作用于该爪部44a，从而使爪部44a从主体42朝向外部突出的弹簧等施力构件(图示略)。 [0058] 爪部44a在从主体42朝向外部突出的状态下，在断路器(服务插头)10a为第二状态时能够与连接器43接触。即，爪部44a与以使断路器(服务插头)10a的状态从第一状态向第三状态、或从第三状态向第一状态转变的方式绕支点43b转动的连接器43接触。爪部44a在被施加克服由施力构件施加的弹性力的外力时，能够收容于主体42的内部。由此，在爪部44a收容于主体42的内部时，爪部44a与连接器43的接触被解除。 [0059] 爪部44a形成为，在与从第一状态朝向第三状态而绕支点43b转动的连接器43接触时，由连接器43施加将爪部44a向主体42的内部收容的按压力(即，对由施力构件施加的弹性力进行克服的力)。另一方面，爪部44a形成为，在与从第三状态朝向第一状态而绕支点43b转动的连接器43接触时，不会由连接器43施加将爪部44a向主体42的内部收容的按压力。 [0060] 由此，在连接器43从第一状态朝向第三状态而绕支点43b转动时，与连接器43接触的爪部44a可以说自动地收容于主体42的内部，从而连接器43的转动能够继续。另一方面，在连接器43从第三状态朝向第一状态而绕支点43b转动时，与连接器43接触的爪部44a不会自动地收容于主体42的内部，从而使连接器43的转动停止。在这种情况下，例如通过操作者进行的爪部44a的按压操作等而对爪部44a施加外力，从而可以说手动地收容于主体42的内部，使连接器43的转动变得能够继续。 [0061] 本实施方式的电路切断装置10具备上述结构，接下来，对具备该电路切断装置10的电源系统1的电路切断动作进行说明。 [0062] 首先，以下说明例如在通过搭载有电源系统1的车辆的点火开关的断开(IG-OFF)等而指示电源系统1的停止时，或者在电源系统1已经停止的状态下，通过操作者的操作而将断路器(服务插头)10a从连接状态向切断状态切换的正常时的电源系统1的动作。 [0063] 首先，在图3示出的步骤S01中，在基体部41的连接器连接部41b上装配的连接器43通过操作者的操作而绕支点43b转动，从而连接器43从连接器连接部41b脱离。并且，连接器连接部41b的一对连接器电路端子41bp、41bn与连接器短路端子43a从连接(ON)向断开(OFF)切换。由此，如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第一状态向第二状态转变。此时，连接器43在与爪部44a接触时，使爪部44a向主体42的内部收容的按压力(即，对由施力构件向爪部44a施加的弹性力进行克服的力)作用于爪部44a，使爪部44a向主体42的内部收容，从而能够使转动继续。 [0064] 然后，在图3示出的步骤S02中，12V蓄电池12与主接触器部19的驱动电路19c的连接被切断。 [0065] 然后，在步骤S03中，主接触器部19的主接触器19a、19b成为断开(切断)状态。 [0066] 然后，在步骤S04中，开始控制装置20的停止处理，通过控制装置20的控制而逆变器14的平滑电容器14b的电荷放电。 [0067] 然后，在步骤S05中，通过操作者的操作而使连接器43绕支点43b转动，从而主体连接部41a的一对电路端子41ap、41an与短路端子42a从连接(ON)向断开(OFF)切换。由此，如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第二状态向第三状态转变。然后，向结束前进。需要说明的是，在该时刻，控制装置20完成停止处理，从而控制装置20成为停止状态。 [0068] 执行该从步骤S01到步骤S05的处理后，当操作者使主体42从基体部41的主体连接部41a脱离时，如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第三状态向第四状态转变。 [0069] 然后，当操作者将主体42装配于基体部41的主体连接部41a时，断路器(服务插头)10a的状态从第四状态向第三状态转变。 [0070] 然后，当操作者使连接器43绕支点43b转动时，断路器(服务插头)10a的状态从第三状态向第二状态转变。并且，主体连接部41a的一对电路端子41ap、41an与短路端子42a从断开(OFF)向连接(ON)切换。此时，当连接器43与爪部44a接触时，连接器43不能使爪部44a向主体42的内部收容，从而连接器43停止转动。在此，若通过操作者对爪部 44a的按压操作而使爪部44a向主体42的内部收容时，连接器43变得能够转动。 [0071] 然后，当操作者使连接器43绕支点43b转动而将连接器43装配于连接器连接部41b时，断路器(服务插头)10a的状态从第二状态向第一状态转变。此时，控制装置20起动，在使主接触器19a、19b从断开(切断)状态向连接状态切换之前，控制预充电部18而执行规定的预充电动作。 [0072] 需要说明的是，在图4示出的一系列的状态下，例如，在搭载有电源系统1的车辆的点火开关已经断开(IG-OFF)的状态等那样的电源系统1已经停止了的状态下，通过控制装置20使驱动电路19c中的通电停止。由此，根据操作者对连接器43的转动操作，即使在例如图5示出的时刻t1、t5那样将连接器连接部41b的一对连接器电路端子41bp、41bn与连接器短路端子43a的连接(ON)及断开(OFF)切换了的情况下，驱动电路19c中的通电也维持停止(OFF)状态。并且，即使在例如图5示出的时刻t3、t4那样将主体连接部41a的一对电路端子41ap、41an与短路端子42a的连接(ON)及断开(OFF)切换了的情况下，主接触器19a、19b中的通电也维持停止(OFF)状态。 [0073] 接下来，以下说明例如在通过搭载有电源系统1的车辆的点火开关的接通(IG-ON)等而使电源系统1工作的状态下，通过操作者的操作而使断路器(服务插头)10a从连接状态暂时向切断状态切换的异常时的电源系统1的动作。 [0074] 例如图5示出的时刻t1所示，若在电源系统1的工作状态下，在基体部41的连接器连接部41b上装配的连接器43通过操作者的操作而绕支点43b转动，从而从连接器连接部41b脱离，则驱动电路19c停止通电。并且，如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第一状态向第二状态转变。此时，连接器43在与爪部44a接触时，使爪部44a向主体42的内部收容的按压力(即，对由施力构件向爪部44a施加的弹性力进行克服的力)作用于爪部44a，使爪部44a向主体42的内部收容，从而使转动能够继续。 [0075] 然后，例如图5示出的时刻t2所示，因驱动电路19c停止通电而主接触器19a、19b从连接状态向断开(切断)状态切换，主接触器19a、19b中的通电停止。 [0076] 然后，开始控制装置20的停止处理，通过控制装置20的控制而使逆变器14的平滑电容器14b的电荷放电。 [0077] 然后，例如图5示出的时刻t3所示，若通过操作者的操作而使连接器43绕支点43b转动，从而使主体连接部41a的一对电路端子41ap、41an与短路端子42a从连接(ON)向断开(OFF)切换，则如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第二状态向第三状态转变。需要说明的是，在该时刻，控制装置20完成停止处理，从而控制装置20成为停止状态。 [0078] 然后，例如在图5示出的时刻t3以后，若操作者使主体42从基体部41的主体连接部41a脱离，则如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第三状态向第四状态转变。 [0079] 然后，当操作者将主体42装配于基体部41的主体连接部41a时，断路器(服务插头)10a的状态从第四状态向第三状态转变。 [0080] 然后，例如图5示出的时刻t4所示，若通过操作者的操作而使连接器43绕支点43b转动，从而使主体连接部41a的一对电路端子41ap、41an与短路端子42a从断开(OFF)向连接(ON)切换，则如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第三状态向第二状态转变。此时，当连接器43与爪部44a接触时，连接器43不能使爪部44a向主体42的内部收容，从而连接器43停止转动。在此，若通过操作者对爪部44a的按压操作而使爪部44a向主体42的内部收容，则连接器43变得能够转动。 [0081] 然后，例如图5示出的时刻t5所示，若通过操作者的操作而使连接器43绕支点43b转动，从而将连接器43装配于连接器连接部41b，则驱动电路19c的通电开始。并且，如图4所示，断路器(服务插头)10a的状态从第二状态向第一状态转变。此时，控制装置 20起动，在使主接触器19a、19b从断开(切断)状态向连接状态切换之前，控制预充电部 18而执行规定的预充电动作。 [0082] 然而，在例如图5示出的时刻t1那样通过操作者的操作而使连接器43从连接器连接部41b脱离之后，有时操作者会有意图地将连接器43立即再装配于连接器连接部41b。 [0083] 在该情况下，首先，当通过操作者的操作而使连接器43从连接器连接部41b脱离时，如图6所示，断路器(服务插头)10a的状态从第一状态向第二状态转变，驱动电路19c的通电停止。此时，连接器43以将爪部44a向主体42的内部压入并同时越过爪部44a的方式绕支点43b转动。 [0084] 然后，例如图5示出的时刻t2所示，因驱动电路19c停止通电而主接触器19a、19b从连接状态向断开(切断)状态切换，主接触器19a、19b中的通电停止。然后，开始控制装置20的停止处理，通过控制装置20的控制而逆变器14的平滑电容器14b的电荷放电。 [0085] 接下来，若有意图地将连接器43再装配于连接器连接部41b而通过操作者的操作使连接器43绕支点43b转动，则在连接器43与爪部44a接触时，连接器43不能使爪部44a向主体42的内部收容，从而连接器43停止转动。 [0086] 并且，若通过操作者对爪部44a的按压操作而使爪部44a向主体42的内部收容，则连接器43变得能够转动，在该状态下连接器43通过操作者的操作而绕支点43b转动，从而将连接器43再装配于连接器连接部41b。需要说明的是，在该时刻，控制装置20结束停止处理，从而控制装置20成为停止状态。控制装置20当连接器43再装配于连接器连接部41b时起动，在使主接触器19a、19b从断开(切断)状态向连接状态切换之前，控制预充电部18而执行规定的预充电动作。 [0087] 即，通过设置能够停止连接器43的转动且能够通过操作者的按压操作而解除连接器43的转动停止的爪部44a，从而禁止在连接器43从连接器连接部41b脱离后，连接器43立即再装配于连接器连接部41b的情况。由此，能够完成在主接触器19a、19b断开(切断)后执行的控制装置20的停止处理。并且，在连接器43再装配于连接器连接部41b之后，能够执行伴随着控制装置20的起动的规定的预充电动作。由此，能够通过爪部44a的按压操作所需的时间来延迟连接器43的再装配，从而防止在不执行预充电动作的情况下将主接触器19a、19b立即再连接的情况，且防止在主接触器19a、19b中流过过大的电流的情况。 [0088] 如上所述，根据本实施方式的电路切断装置10，能够根据连接器43相对于连接器连接部41b的装卸来切换主接触器19a、19b的连接及断开(切断)，并且不需要繁杂的控制、复杂的结构，就能够对蓄电池11与电路21的连接及切断进行适当地切换。 [0089] 并且，通过设置爪部44a，能够防止连接器43轻易地再装配于连接器连接部41b的情况。由此，例如能够完成在主接触器19a、19b断开(切断)后执行的控制装置20的停止处理。而且，能够防止产生如下现象等，该现象为通过主接触器19a、19b使蓄电池11与电路21从连接向切断切换之后立即轻易地再连接，从而在主接触器19a、19b中流过过大的电流的现象。 [0090] 以上说明的本实施方式是在实施本发明时的一个例子，本发明当然不被上述实施方式进行限定解释。 [0091] 符号说明： [0092] 10…电路切断装置；10a…断路器；11…蓄电池(电源)；12…12V蓄电池；19…主接触器部(开闭器)；19d…线圈(驱动部)；20…控制装置；21…电路；41a…主体连接部；41ap、41an…电路端子；41b…连接器连接部；41bp、41bn…连接器电路端子；42…主体；42a…短路端子；43…连接器；43a…连接器短路端子；43b…支点；44a…爪部(限制构件)。 |
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