JP5064547B2 - 車両用放電装置 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明は、コンデンサを含む電気回路と同電気回路の電源である蓄電池とが搭載された車両に適用されて、作動に伴い短絡される一対の端子を有する強制接続器と放電用抵抗器とが直列に接続されてなるとともに前記強制接続器の作動を通じて前記コンデンサと前記放電用抵抗器とを並列接続する回路構造の放電回路を備え、前記車両の衝突に関する異常の検出時に前記蓄電池から前記電気回路への電力供給を強制停止させるとともに前記強制接続器を作動させることによって前記コンデンサに蓄えられた電荷を前記放電回路を通じて強制的に放出させる車両用放電装置であって、前記強制接続器は、前記一対の端子が絶縁部材を介在した状態で互いに押し付けられてなるとともに、前記絶縁部材に向けて燃焼ガスを発生させるように設けられたガス発生器を有してなり、前記異常の検出時における前記ガス発生器の作動を通じて前記一対の端子を短絡するものであり、前記車両用放電装置は、前記コンデンサと前記放電回路とが一体に設けられてなることをその要旨とする。
図1に、本実施の形態の車両用放電装置が適用される車両の概略構成を示す。
同図1に示すように、車両10には駆動源としての内燃機関11が搭載されている。内燃機関11の出力軸12は、第1モータジェネレータ(以下、MG1)や第2モータジェネレータ(以下、MG2)、動力伝達機構14等を介して車軸15に接続されている。また、車軸15には駆動輪16が連結されている。動力伝達機構14は、遊星歯車機構等によって構成されるとともに、内燃機関11やMG1、MG2の回転トルクを車軸15に伝達したり、内燃機関11の回転トルクをMG1に伝達したりする。なお、上記MG1やMG2としては三相交流式の回転機が採用される。
例えば、車両10の発進時や軽負荷走行時等、仮に内燃機関11の発生トルクによって車両10を走行させた場合における内燃機関11の運転効率が低くなる状況においては、蓄電池17からの電力供給によってMG2が駆動され、同MG2の発生トルクによって車両10が走行される。
同図2に示すように、蓄電池17はコンバータ21に接続されている。また、蓄電池17の正極と負極との間には第1コンデンサ23が設けられており、同第1コンデンサ23にはコンバータ21の入力電圧が印可されている。この第1コンデンサ23により、蓄電池17からコンバータ21に入力される電圧の変動が抑えられる。
図3(a)および(b)に示すように、上記PCU20は、コンバータ21やインバータ22A,22B、第1コンデンサ23、並びに第2コンデンサ29などを収容する専用のケース(以下、PCUケース32)を備えている。このPCUケース32は、車両上方側から順に上ケース32a、中央ケース32b、下ケース32cといった三つのケースに分割された構造になっている。そして、第1コンデンサ23およびコンバータ21は上ケース32aに収容されており、インバータ22A,22Bは中央ケース32bに収容されており、第2コンデンサ29は下ケース32cに収容されている。
ここでは先ず、第2コンデンサ29に蓄えられた電荷を放出するための放電装置60について説明する。
図4および図5に示すように、放電装置60は専用のケース(以下、第1ケース61)を備えている。この第1ケース61には、共にその内部から外部まで延びる形状に形成された第1接続バスバー62と第2接続バスバー63とが設けられている。なおバスバーとは、電気伝導率の高い金属材料(例えば、銅や銅合金、黄銅など)により形成された導電板を所望の形状に打ち抜くとともに折り曲げて形成したものである。
上記放電用抵抗器66は、第2接続バスバー63と上記第1ケース61の内部に配設された第3接続バスバー67とを接続するように配設されている。放電用抵抗器66は、詳しくは、上記第2接続バスバー63における上記第1ケース61の内方に位置する側の端部と上記第3接続バスバー67の一端とにそれぞれ固定されている。
先ず、車両10の衝突が検出されないときには、ECU40からガス発生器69に指令信号が入力されずに強制接続器65が作動しないために、放電装置60の接続端子65aと接続端子65bとが絶縁部材68によって絶縁された状態(図5に示す状態)、すなわち接続端子65aと接続端子65bとが接続されない状態になっている。そのため、このとき放電用抵抗器66が第2コンデンサ29に並列接続された回路構造にならず、同放電用抵抗器66を通じた電荷の放出が行われない。
図6に示すように、ガス発生器69が作動して燃焼ガスが発生すると、その燃焼ガスが同ガス発生器69のハウジング69b内から吐出されて強制接続器65の接続端子65a,65b間に設けられた絶縁部材68に吹き付けられるようになる。上記放電装置60では、ガス発生器69から離間するほど上記第2接続バスバー63と第3接続バスバー67との距離が短くなっているために、それら第2接続バスバー63および第3接続バスバー67によって案内されることにより、同ガス発生器69から吐出された燃焼ガスが絶縁部材68に的確に導かれるようになる。そして、その吹き付けられる燃焼ガスによって上記絶縁部材68が破断したり溶断したりするなどして同絶縁部材68の少なくとも一部が接続端子65a,65b間から除去されるようになる。その結果、各接続端子65a,65bが互いに接触して短絡される。
本実施の形態では、車両10に搭載された電気回路の各部(例えば、コンバータ21やインバータ22A,22B、MG1、MG2など)の作動状態に依存することなく、第2コンデンサ29に一体に設けられた放電装置60のみを用いて同第2コンデンサ29に蓄えられた電荷を放出させることができる。そのため、車両10の衝突などによって電気回路に衝撃が与えられた場合であっても、上記電荷を適正に放出させることが可能になり、その放出を高い信頼性をもって行うことができる。
次に、第1コンデンサ23に蓄えられた電荷を放出するための放電装置50について説明する。
図7に示すように、放電装置50は専用のケース(以下、第2ケース51)を備えている。この第2ケース51には、共にその内部から外部まで延びる第4接続バスバー52と第5接続バスバー53とが設けられている。これら第4接続バスバー52および第5接続バスバー53における上記第2ケース51の外方に露出する側の端部には、それぞれ貫通孔54が形成されている。
同図8に示すように、第2ケース51の内部には、作動に伴い短絡される一対の接続端子55a,55bを有する強制接続器55と放電用抵抗器56とが内蔵されている。
先ず、車両10の衝突が検出されないときには、ECU40からガス発生器59に指令信号が出力されずに強制接続器55が作動しないために、放電装置50の接続端子55aと接続端子55bとが絶縁部材58によって絶縁された状態(図8に示す状態)、すなわち接続端子55aと接続端子55bとが接続されない状態になっている。そのため、このとき放電用抵抗器56は第1コンデンサ23に並列接続された回路構造にならず、同放電用抵抗器56を通じた電荷の放出が行われない。
図9に示すように、ガス発生器59が作動して燃焼ガスが発生すると、その燃焼ガスがガス発生器59のハウジング59bから吐出されて強制接続器55の接続端子55a,55b間に設けられた絶縁部材58に吹き付けられるようになる。上記放電装置50では、ガス発生器59から離間するほど上記第5接続バスバー53と第6接続バスバー57との距離が短くなっているために、それら第5接続バスバー53および第6接続バスバー57によって案内されることにより、同ガス発生器59から吐出された燃焼ガスが絶縁部材58に的確に導かれるようになる。そして、その吹き付けられる燃焼ガスによって上記絶縁部材58が破断したり溶断したりするなどして同絶縁部材58の少なくとも一部が接続端子55a,55b間から除去されるようになる。その結果、各接続端子55a,55bが互いに接触して短絡される。
本実施の形態では、車両10に搭載された電気回路の各部(例えば、コンバータ21やインバータ22A,22B、MG1、MG2など)の作動状態に依存することなく、第1コンデンサ23に一体に設けられた放電装置50のみを用いて同第1コンデンサ23に蓄えられた電荷を放出させることができる。そのため、車両10の衝突などによって電気回路に衝撃が与えれた場合であっても、上記電荷を適正に放出させることが可能になり、その放出を高い信頼性をもって行うことができる。
また、第1コンデンサ23が収容されるPCUケース32と同PCUケース32に形成された端子(詳しくは、電源「+」端子33および電源「−」端子34)とを利用して第1コンデンサ23と放電装置50とを一体に取り付けることができるため、放電装置50の取り付けを容易に行うことができるようになる。
(1)第1コンデンサ23と放電装置50とを一体に設けるようにした。また第2コンデンサ29と放電装置60とを一体に設けるようにした。そのため、車両10の衝突などによって電気回路に衝撃が与えられた場合であっても、第1コンデンサ23や第2コンデンサ29に蓄えられている電荷を適正に放出させることが可能になり、その放出を高い信頼性をもって行うことができる。しかも、第1コンデンサ23と放電装置50とを接続する経路や第2コンデンサ29と放電装置60とを接続する経路が車両10の衝突などによって切断される可能性が低くなるために、第1コンデンサ23や第2コンデンサ29に蓄えられた電荷の放出をより高い信頼性をもって行うことができるようになる。したがって、車両10の衝突を検出したときに、第1コンデンサ23や第2コンデンサ29に蓄えられている電荷を適正に放電させることができるようになる。
・第1コンデンサ23に放電装置50を一体に設けることに代えて、放電装置60と同等の回路構造の放電装置を一体に設けるようにしてもよい。
・上記実施の形態では、第1電極バスバー29aに第1接続バスバー62を固定するとともに第2電極バスバー29bに第2接続バスバー63を固定するようにした。これに代えて、第1電極バスバー29aと第1接続バスバー62とを一体形成したり、第2電極バスバー29bと第2接続バスバー63とを一体形成したりしてもよい。
Claims (5)
- コンデンサを含む電気回路と同電気回路の電源である蓄電池とが搭載された車両に適用されて、作動に伴い短絡される一対の端子を有する強制接続器と放電用抵抗器とが直列に接続されてなるとともに前記強制接続器の作動を通じて前記コンデンサと前記放電用抵抗器とを並列接続する回路構造の放電回路を備え、前記車両の衝突に関する異常の検出時に前記蓄電池から前記電気回路への電力供給を強制停止させるとともに前記強制接続器を作動させることによって前記コンデンサに蓄えられた電荷を前記放電回路を通じて強制的に放出させる車両用放電装置であって、
前記強制接続器は、前記一対の端子が絶縁部材を介在した状態で互いに押し付けられてなるとともに、前記絶縁部材に向けて燃焼ガスを発生させるように設けられたガス発生器を有してなり、前記異常の検出時における前記ガス発生器の作動を通じて前記一対の端子を短絡するものであり、
前記車両用放電装置は、前記コンデンサと前記放電回路とが一体に設けられてなる
ことを特徴とする車両用放電装置。 - 請求項1に記載の車両用放電装置において、
前記放電回路は、前記コンデンサの一方の電極をなす第1バスバーと他方の電極をなす第2バスバーとを繋ぐように、それら第1バスバーおよび第2バスバーに固定されてなる
ことを特徴とする車両用放電装置。 - 請求項1に記載の車両用放電装置において、
当該装置は、前記コンデンサが収容されてなるとともに、前記コンデンサの一方の電極をなす第1バスバーが固定される第1端子と前記コンデンサの他方の電極をなす第2バスバーが固定される第2端子とが一体に形成されてなるケースを備え、
前記放電回路は、前記第1端子と前記第2端子とを繋ぐように、それら第1端子および第2端子に固定されてなる
ことを特徴とする車両用放電装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用放電装置において、
前記電気回路は、前記蓄電池から入力される電圧を昇圧して出力するコンバータ回路を有してなり、
前記コンデンサは、前記コンバータ回路の入力電圧が印可される第1コンデンサ、および前記コンバータ回路の出力電圧が印可される第2コンデンサの一方である
ことを特徴とする車両用放電装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用放電装置において、
前記電気回路は、前記車両の走行用電動機と同電動機を駆動するための駆動回路とを含んでなる
ことを特徴とする車両用放電装置。
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