特許 6590149 電力制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6590149

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】電力制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20191007BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20191007BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20191007BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02H7/00 Z

   B60R16/02 645D

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-253603(P2015-253603)

(22)【出願日】2015年12月25日

(65)【公開番号】特開2017-118748(P2017-118748A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年11月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 浩恭

【審査官】 大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−９５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２０４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−６３３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２８７３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｒ １６／０２

Ｈ０２Ｈ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーと負荷回路との間に設けられ、これらの接続状態と切断状態とを切り替えるラッチリレーと、
オン状態で前記ラッチリレーを接続状態とし、オフ状態で前記ラッチリレーを切断状態とするように接続されたキルスイッチとを具備し、
制御回路に電流が流れた状態のときだけ開となるスイッチ回路を有する第１リレーと、制御回路に電流が流れた状態のときだけ閉となるスイッチ回路を有する第２リレーとを、前記キルスイッチと前記ラッチリレーとの間に接続し、
前記キルスイッチをオン状態とすると、前記第１リレーのスイッチ回路及び前記第２リレーの制御回路並びに前記第２リレーのスイッチ回路を介して前記ラッチリレーのセットコイルに電流が流れて当該ラッチリレーが接続状態となり、
前記ラッチリレーが接続状態となることにより、前記第１リレーの制御回路に電流が流れた状態となって当該第１リレーのスイッチ回路が開状態となり、前記第２リレーの制御回路への電流が切断されてスイッチ回路が開となり、これにより、前記ラッチリレーの前記セットコイルに流れる電流が遮断され、
前記キルスイッチをオフ状態とすると、前記ラッチリレーのリセットコイルに電流が流れて当該ラッチリレーが切断状態となるように構成された
ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電力制御装置において、
前記第１リレーのスイッチ回路と、前記第２リレーの制御回路とが、前記キルスイッチの前記オン状態の接点と前記ラッチリレーの前記セットコイルの一方の接点との間に接続され、
前記セットコイルの他方の接点は前記第２リレーのスイッチ回路を介して接地されており、
一方、前記ラッチリレーの前記負荷回路が接続された接点に前記第１リレーの前記制御回路が接続されている
ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電力制御装置において、
前記キルスイッチが複数設けられ、全てのキルスイッチがオン状態となると前記ラッチリレーが接続状態となり、少なくとも１つのキルスイッチがオフ状態になると前記ラッチリレーが切断状態となるように構成されている
ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか一項に記載の電力制御装置において、
前記ラッチリレーは、車両に搭載されるバッテリーの電流に対応可能なメカニカルラッチリレーであり、前記第１リレーは、前記ラッチリレーが対応する電流より小さな電流に対応可能な半導体リレーである
ことを特徴とする電力制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、競技車などの車両に設けられるキルスイッチを含む電力制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

競技用などの車両には、緊急時に火災などの二次災害を防止するために電装類の電気を遮断するためのキルスイッチの設置が義務づけられ、キルスイッチの設置場所も規定されている。

【0003】

従来、メカニカルなキルスイッチが知られているが、１００Ａ−２００Ａという大電流用のケーブルをキルスイッチの設置場所まで敷設しなければならず、例えば、キルスイッチを３箇所に設ける場合、車両内中に大電流用のケーブルが敷設されることになり、困難が伴う。

【0004】

そこで、バッテリー近傍にリレーを用い、キルスイッチとリレーとの間を制御信号用のケーブルで接続するものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−２３３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述したリレーを用いる場合、リレーをオンしている状態でも電流が流れるため、バッテリーに負荷がかかり、スイッチを入れっぱなしにしておくと、バッテリーがあがってしまうなどの問題がある。

【0007】

本発明は、大電流用のケーブルを最低限とし、且つキルスイッチオン時の電流の消費を抑えた電力制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、バッテリーと負荷回路との間に設けられ、これらの接続状態と切断状態とを切り替えるラッチリレーと、オン状態で前記ラッチリレーを接続状態とし、オフ状態で前記ラッチリレーを切断状態とするように接続されたキルスイッチとを具備し、制御回路に電流が流れた状態のときだけ開となるスイッチ回路を有する第１リレーと、制御回路に電流が流れた状態のときだけ閉となるスイッチ回路を有する第２リレーとを、前記キルスイッチと前記ラッチリレーとの間に接続し、前記キルスイッチをオン状態とすると、前記第１リレーのスイッチ回路及び前記第２リレーの制御回路並びに前記第２リレーのスイッチ回路を介して前記ラッチリレーのセットコイルに電流が流れて当該ラッチリレーが接続状態となり、前記ラッチリレーが接続状態となることにより、前記第１リレーの制御回路に電流が流れた状態となって当該第１リレーのスイッチ回路が開状態となり、前記第２リレーの制御回路への電流が切断されてスイッチ回路が開となり、これにより、前記ラッチリレーの前記セットコイルに流れる電流が遮断され、前記キルスイッチをオフ状態とすると、前記ラッチリレーのリセットコイルに電流が流れて当該ラッチリレーが切断状態となるように構成されたことを特徴とする電力制御装置にある。

【0009】

第１の態様では、キルスイッチがオン状態になった際には、ラッチリレーのセットコイルに電流が流れて当該ラッチリレーを接続状態にした後、第１リレーの制御回路に電流が流れ、これにより、第１リレーのスイッチ回路が開となり、第２リレーの制御回路への電流が遮断されるので、そのスイッチ回路が開となり、セットコイルへの電流が遮断され、キルスイッチオン状態の消費電力が大幅に低減される。

【0010】

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する電力制御装置において、前記第１リレーのスイッチ回路と、前記第２リレーの制御回路とが、前記キルスイッチの前記オン状態の接点と前記ラッチリレーの前記セットコイルの一方の接点との間に接続され、前記セットコイルの他方の接点は前記第２リレーのスイッチ回路を介して接地されており、一方、前記ラッチリレーの前記負荷回路が接続された接点に前記第１リレーの前記制御回路が接続されていることを特徴とする電力制御装置にある。

【0011】

第２の態様では、キルスイッチがオン状態になった際には、ラッチリレーのセットコイルに電流が流れて当該ラッチリレーを接続状態にした後、第１リレーの制御回路に電流が流れ、これにより、第１リレーのスイッチ回路が開となり、第２リレーの制御回路への電流が遮断されるので、そのスイッチ回路が開となり、セットコイルへの電流が遮断される。

【0012】

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載する電力制御装置において、前記キルスイッチが複数設けられ、全てのキルスイッチがオン状態となると前記ラッチリレーが接続状態となり、少なくとも１つのキルスイッチがオフ状態になると前記ラッチリレーが切断状態となるように構成されていることを特徴とする電力制御装置にある。

【0013】

第３の態様では、複数のキルスイッチを設けても、キルスイッチオン状態の消費電力が大幅に低減される。

【0014】

本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れかの態様に記載する電力制御装置において、 前記ラッチリレーは、車両に搭載されるバッテリーの電流に対応可能なメカニカルラッチリレーであり、前記第１リレーは、前記ラッチリレーが対応する電流より小さな電流に対応可能な半導体リレーであることを特徴とする電力制御装置にある。

【0015】

第４の態様では、キルスイッチオン状態の消費電力が半導体リレーに流れるものだけとなり、消費電力が大幅に低減される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、大電流のケーブルをキルスイッチのところまで敷設することなく、キルスイッチオン状態の消費電力が大幅に低減された電力制御装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態１に係る電力制御装置の概略構成を示す図である。

【図2】実施形態１に係る電力制御装置の概略構成を示す図である。

【図3】実施形態１に係る電力制御装置の概略構成を示す図である。

【図4】実施形態１に係る電力制御装置の概略構成を示す図である。

【図5】実施形態２に係る電力制御装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

〈実施形態１〉
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
図１〜図４は、車両に搭載された電力制御装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の電力制御装置は、車両に搭載されたバッテリー１と、車両の負荷回路２との間に設けられたラッチリレー１０を具備する。ラッチリレー１０は、ラッチング回路１１と、セットコイル１２と、リセットコイル１３とを具備し、ラッチング回路１１の一方の接点１１ａにバッテリー１が接続され、他方の接点１１ｂに負荷回路２が接続されている。セットコイル１２に電流が流れると、ラッチング回路１１が接続状態となり、リセットコイル１３に電流が流れると、ラッチング回路１１が切断状態となる。図１は、切断状態を示す。

【0019】

ここで、ラッチング回路１１の一方の接点１１ａに接続されたバッテリー１からのケーブル３及び他方の接点１１ｂに接続された負荷回路２に接続されるケーブル４は共に、２００〜３００Ａの電流が送電可能な大電流用のケーブルであり、ラッチリレー１０も２００〜３００Ａに対応できる大電流用のものが使用され、セットコイル１２及びリセットコイル１３は、大容量のものとなり、３Ａ〜８Ａの電流を流す必要がある。

【0020】

電流制御装置は、さらに、キルスイッチ２０と、第１リレー３０と、第２リレー４０とを具備する。

【0021】

キルスイッチ２０は、オンオフを切り替える図示しない操作部を具備し、オン状態で接続状態となるオン接点２１、２２と、オフ状態で接続状態となるオフ接点２３、２４とを具備する。

【0022】

また、第１リレー３０は、いわゆるＢ接点リレーであり、制御回路３１と、スイッチ回路３２とを具備し、通常はスイッチ回路３２が閉状態であるが、制御回路３１に電流が流れると、スイッチ回路３２が開状態となるリレーである。この第１リレー３０は、第２リレー４０を作動させるために用いられるので、接点容量が１００ｍＡ程度の小電流リレーを用いればよい。制御回路３１に流さなければならない電流は、機械式リレーを用いれば、１０〜３０ｍＡであり、半導体リレー（ＳＳＲ）を用いれば、３〜１０ｍＡ程度である。

【0023】

第２リレー４０は、いわゆるＡ接点リレーであり、制御回路４１と、スイッチ回路４２とを具備し、通常はスイッチ回路４２が閉状態であるが、制御回路４１に電流が流れると、スイッチ回路３２が閉状態となるリレーである。この第２リレー４０は、第１リレー３０と同程度の容量のものを用いることができ、機械式リレーでも半導体リレーでもよい。

【0024】

以下、これらの接続状態を説明する。
キルスイッチ２０の一方のオン接点２１は、第１リレー３０のスイッチ回路３２の一方の接点に接続され、スイッチ回路３２の他方の接点は、第２リレー４０の制御回路４１を通ってラッチリレー１０のセットコイル１２の一方の接点１２ａに接続される。また、接点１２ａには、ヒューズ５を介してバッテリー１が接続されている。

【0025】

一方、セットコイル１２の他方の接点１２ｂは、ヒューズ６を介して第２リレー４０のスイッチ回路４２の一方の接点に接続され、スイッチ回路４２の他方の接点は接地されている。また、キルスイッチ２０の他方のオン接点２２は、接地されている。

【0026】

ここで、ラッチリレー１０のラッチング回路１１の負荷回路２が接続された他方の接点１１ｂは、第１リレー３０の制御回路３１の一端に接続され、制御回路の他端は接地されている。

【0027】

一方、キルスイッチ２０の一方のオフ接点２３は、ラッチリレー１０のリセットコイル１３の一方の接点１３ａに接続され、リセットコイル１３の他方の接点１３ｂは、第１リレー３０の制御回路３１を介して接地されている。

【0028】

以下、本実施形態の電力制御装置の動作を、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、初期状態、すなわち、キルスイッチ２０がオフ状態を示し、図２は、キルスイッチ２０をオンとした状態を示す。図２に示すように、キルスイッチ２０をオン状態とすると、第１リレー３０のスイッチ回路３２、第２リレー４０の制御回路４１、ラッチリレー１０のセットコイル１２の一方の接点１２ａに接続され、これにより形成された回路にバッテリー１からの電流が流れる。ここで、第２リレー４０の制御回路４１に電流が流れ、スイッチ回路４２が閉状態となり、セットコイル１２の他方の接点１２ｂから、第２リレー４０のスイッチ回路４２を介して接地される回路が形成される。これにより、ラッチリレー１０のセットコイル１２にバッテリー１からの電流が流れる。

【0029】

セットコイル１２に電流が流れた直後の状態を図３に示す。同図に示すように、セットコイル１２に電流が流れると、ラッチング回路１１が閉となり、バッテリー１の電流が負荷回路２に流れる。同時に、バッテリー１からの電流は、第１リレー３０の制御回路３１に流れ、これにより、スイッチ回路３２が開状態となる。スイッチ回路３２が開状態となると、第２リレー４０の制御回路４１に流れる電流が遮断され、スイッチ回路４２が開状態となる。この結果、バッテリー１からセットコイル１２に電流を流す回路が切断され、セットコイル１２に流れる電流が遮断される。

【0030】

このように、本実施形態の電力制御装置では、セットコイル１２に電流を流し、ラッチング回路１１が閉状態となると、第１リレー３０の制御回路３１に電流が流れることにより、第２リレー４０の制御回路４１への電流が遮断され、この結果、バッテリー１からセットコイル１２に電流を流す回路が切断され、セットコイル１２に流れる電流が遮断され、無駄な電力の消費が排除される。なお、この結果、第１リレー３０の制御回路３１への電流は流れ続けるが、機械式リレーを用いても、流れる電流は１０ｍＡ〜３０ｍＡ程度であり、半導体リレーを用いると、３ｍＡ〜１０ｍＡ程度である。本実施形態では接点容量が１００ｍＡの半導体リレーを用い、制御回路に流れる電流は５ｍＡである。一方、ラッチリレー１０のセットコイル１２に流れる電流は３０００ｍＡであるので、消費電力は１／６００に低減されたことになる。何れにしても、機械式リレーを用いても、百分の一以上の低減効果が実現し、半導体リレーを用いると、数百分の一程度の低減が実現される。

【0031】

一方、キルスイッチ２０をオフとした状態を図４に示す。同図に示すように、キルスイッチ２０の一方のオフ接点２３から、ラッチリレー１０のリセットコイル１３を接続する回路が形成され、ラッチング回路１１の他方の接点１１ｂからリセットコイル１３に電流が流れ、ラッチング回路１１が閉状態となり、負荷回路２での電流が遮断される。同時に、リセットコイル１３への電流も遮断される。

【0032】

〈実施形態２〉
図５には、実施形態２に係る電力制御装置の概略構成を示す。
本実施形態の電力制御装置は、キルスイッチを３箇所に設けた以外は、実施形態１と同様なものであり、基本的な動作や効果は同様であるので、重複する説明は省略する。

【0033】

図５に示すように、３つのキルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃは、基本的には、実施形態１のキルスイッチ２０と同じ構成を有し、オン接点２１Ａ〜２１Ｃ、２２Ａ〜２２Ｃ及びオフ接点２３Ａ〜２３Ｃ、２４Ａ〜２４Ｃを具備する。

【0034】

本実施形態では、キルスイッチ２０Ａのオン接点２２Ｂが、実施形態１と同様に、第１リレー３０のスイッチ回路３２、第２リレー４０の制御回路４１を通ってラッチリレー１０のセットコイル１２の一方の接点１２ａに接続されている。

【0035】

また、オン接点２１Ａは、キルスイッチ２０Ｃのオン接点２１Ｃに接続され、オン接点２２Ｃがキルスイッチ２０Ｂのオン接点２１Ｂに接続され、オン接点２２Ｂが接地されている。

【0036】

これにより、３つのキルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃのオン接点２１Ａ〜２１Ｃ、２２Ａ〜２２Ｃは、直列に接続され、３つのキルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃの全てがオン状態となって初めて、ラッチリレー１０のセットコイル１２に電流が流れ、ラッチング回路１１が閉となり、負荷回路２にバッテリー１からの電流が流れるようになっている。

【0037】

なお、この際に、ラッチング回路１１が閉となった後、第１リレー３０の制御回路３１には電流が流れた状態となるが、セットコイル１２に流れる電流が切断される点は、実施形態１と同様である。

【0038】

一方、３つのキルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃのそれぞれの一方のオフ接点２３Ａ〜２３Ｃは、リレー５０の接点５１に並列状態で接続され、接点５２が、ラッチリレー１０のリセットコイル１３の一方の接点１３ａに接続されている。また、３つのキルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃのそれぞれの他方のオフ接点２４Ａ〜２４Ｃは接地されている。なお、リレー５０は、外部コントロール用のリレーであり、励磁コイルへの配線は省略してある。リレー５０は、キルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃが作動しても、発電機が回転している状態を間、電源オフを遅延させるために用いられるものであり、発明の本質とは無関係である。なお、発電機が作動していないＥＶモードでは、このリレー５０は常時接点を閉じており、キルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃの遅延は発生しない状態となっている。

【0039】

これにより、３つのキルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃの何れかがオフ状態となると、ラッチリレー１０のリセットコイル１３を接続する回路が形成され、ラッチング回路１１の他方の接点１１ｂからリセットコイル１３に電流が流れ、ラッチング回路１１が閉状態となり、負荷回路２での電流が遮断される。

【0040】

なお、キルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃを直列に接続するためのリレー５０は、オフ状態とすることにより、キルスイッチ２０Ａ〜２０Ｃのオフ接点２３Ａ〜２３Ｃ、２４Ａ〜２４Ｃを無効とできるが、これは必ずしも設ける必要はない。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明は、自動車の他、各種産業分野で利用することができる。

【符号の説明】

【0042】

１ バッテリー
２ 負荷回路
１０ ラッチリレー
１１ ラッチング回路
１２ セットコイル
１３ リセットコイル
２０、２０Ａ〜２０Ｃ キルスイッチ
３０ 第１リレー
３１ 制御回路
３２ スイッチ回路
４０ 第２リレー
４１ 制御回路
４２ スイッチ回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】