(57)【要約】  【課題】車両衝突時に直ちにコンデンサ等の蓄電素子に蓄電されている電荷を放電することができる車載用電子機器を提供することにある。  【解決手段】蓄電素子を有する車載用電子機器１１において、導電性の液体Ｌを貯溜した容器２３が、車載用電子機器１１の内部であって、かつ、蓄電素子２０の近傍に配置された。車両の衝突時には、容器２３が破損して導電性の液体Ｌが蓄電素子２０の電極２０Ｂ、２０Ｃを浸す。電極２０Ｂ、２０Ｃを浸す導電性の液体Ｌは電極２０Ｂ、２０Ｃ間を短絡し、蓄電素子２０の電荷を放電する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電素子を有する車載用電子機器において、
導電性の液体を貯溜した容器が、前記車載用電子機器の内部であって、かつ、前記蓄電素子の近傍に配置されたことを特徴とする車載用電子機器。
【請求項２】
前記容器を破壊する容器破壊手段が前記容器の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１記載の車載用電子機器。
【請求項３】
前記容器破壊手段は、前記容器に対向する突起部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の車載用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される車載用電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載用電子機器としては、例えば、特許文献１に開示された車両の制御装置が存在する。
この車両の制御装置では、バッテリの直流電力をインバータにより交流電力に変換し３相交流モータに電力が供給される。
電力変換のための電気回路には、ノイズを低減するための平滑用のコンデンサが設けられている。
車両の運転時において、高電圧電力がこのコンデンサに蓄電される。
このため、車両が衝突すると、衝突後にコンデンサに蓄電された電力により感電するおそれがある。
そこで、この車両の制御装置では、ＨＶ＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）において、車両が衝突したか否かを検知し、検知した場合には自動変速機をパーキングロック状態にするように指令信号を出し、モータゼロトルク処理により平滑コンデンサの放電処理を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００６−１４１１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術では、車両の衝突をＨＶ＿ＥＣＵが検知してから、放電処理を行う制御をするため、衝突直後に直ちに放電が行われない可能性がある。
また、放電処理を行うＨＶ＿ＥＣＵが衝突のために損傷すると、ＨＶ＿ＥＣＵの指令に基づく平滑コンデンサの放電処理が不可能となる。
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、車両衝突時にコンデンサ等の蓄電素子に蓄えられている電荷を確実かつ速やかに放電することができる車載用電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本発明は、蓄電素子を有する車載用電子機器において、導電性の液体を貯溜した容器が、前記車載用電子機器の内部であって、かつ、前記蓄電素子の近傍に配置されたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、車両が衝突した時、容器は衝突による衝撃に基づき破壊される。
容器が破壊されることにより、導電性の液体が容器から流れ出し、容器の近傍に位置する蓄電素子の電極が導電性の液体に浸される。
その結果、蓄電素子の電極間は短絡され、蓄電素子に蓄えられている電荷は放電される。
蓄電素子の電極間が導電性の液体により短絡されるから、従来よりも蓄電素子の放電を確実かつ速やかに完了することができる。
【０００７】
また、本発明では、上記の車載用電子機器において、前記容器を破壊する容器破壊手段が前記容器の近傍に設けられてもよい。
この場合、車両が衝突した時、衝突の衝撃を受ける容器破壊手段は、容器を積極的に破壊する。
衝突時に容器を積極的に破壊することから、導電性の液体が容器から確実に流れ出し、蓄電素子の電極は導電性の液体により確実に浸され、蓄電素子の放電をより確実に行うことができる。
【０００８】
また、本発明では、上記の車載用電子機器において、前記容器破壊手段は、前記容器に対向する突起部を有してもよい。
この場合、車両が衝突した時、衝突の衝撃は突起部を介して容器に対して集中的に作用する。
容器に対する衝撃が集中的に作用することにより、衝突時における容器の破壊がさらに容易となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両衝突時にコンデンサ等の蓄電素子に蓄えられている電荷を確実かつ速やかに放電することができる車載用電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る車載用電子機器を図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車載用電子機器の概要を示す側面断面図であり、図２は、本発明の実施形態に係る車載用電子機器の平面を示す要部断面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ線破断図である。
【００１１】
この実施形態における車載用電子機器は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両（図示せず）に搭載されるインバータである。
インバータは、車両に搭載されるバッテリの直流電力を三相交流の電力に変換する。
インバータにより変換された交流電力は、車両に搭載されている交流電動機を駆動する。
【００１２】
図１に示すインバータ１１は、ベース１３とカバー１４とから構成されるケース１２を備えている。
ケース１２内におけるベース１３上には、絶縁体１５を介して基板１６が設置されている。
基板１６上には、インバータ１１の回路を形成する電子部品として、スイッチング素子ユニット１７と、平滑コンデンサ２０と、が配設されている。
スイッチング素子ユニット１７はボルト１８により基板１６上に固定されている。
スイッチング素子ユニット１７は、複数のスイッチング素子（図示せず）と、直流電力の入力側となる正極端子（図示せず）と、負極端子（図示せず）と、放熱機（図示せず）等を備えている。
スイッチング素子ユニット１７は、三相交流電力の出力側となるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の相端子（図示せず）を備えている。
【００１３】
平滑コンデンサ２０は、基板１６上におけるスイッチング素子ユニット１７から離れた位置であって、カバー１４寄りに設置されている。
平滑コンデンサ２０は、電力変換の際に生じる電圧変動を低減するための平滑用のコンデンサ（キャパシタ）である。
平滑コンデンサ２０は、電荷を蓄えることができる蓄電素子に相当する。
この実施形態の平滑コンデンサ２０は、極性を有する電解コンデンサである。
平滑コンデンサ２０は、円柱状のコンデンサ本体部２０Ａと、正極と負極とからなる一対の電極２０Ｂ、２０Ｃを備えている。
電極２０Ｂ、２０Ｃが基板１６上に固定されていることにより、平滑コンデンサ２０は基板１６に支持される。
この実施形態では、４個の平滑コンデンサ２０が基板１６上にて一列に配設されている。
【００１４】
基板１６上におけるスイッチング素子ユニット１７と平滑コンデンサ２０との間には、壁部材２１が設置されている。
壁部材２１は、基板１６上に当接する基部２１Ａと、基部２１Ａから上方へ延在する壁部２１Ｂを備えており、壁部２１Ｂは複数の垂直な円弧面を備え、平滑コンデンサ２０と接近している。
コンデンサ本体部２０Ａと壁部２１Ｂとの間には、熱硬化性の樹脂系材料によるポッティング材２２が充填されている。
ポッティング材２２は平滑コンデンサ２０と密着して固定されており、ポッティング材２２と平滑コンデンサ２０の密着は車両の走行時の振動による平滑コンデンサ２０の傾倒を防止する。
【００１５】
基板１６上には、複数の平滑コンデンサ２０を取り囲む容器２３が配置されている。
容器２３は薄い樹脂材料により形成されている。
容器２３内部には、電解液等の導電性の液体（以下「導電性液体」と表記する）Ｌが貯溜されている（図３を参照）。
容器２３の下面には複数の脚部２３Ｅが設けられており、脚部２３Ｅは接着材（図示せず）により基板１６に固定されている。
容器２３は、車載用電子機器の内部に存在すると言える。
容器２３の中央には通孔２４が形成されており、容器２３が基板１６に固定されている状態では、通孔２４に平滑コンデンサ２０が位置する。
脚部２３Ｅが容器２３と基板１６との間に介在されることにより、容器２３と基板１６との間には隙間が設けられる。
この隙間を設けることにより、容器２３の破壊時に導電性液体が平滑コンデンサ２０側へ流れ易くしている。
図２に示すように、容器２３の側面のうち、カバー１４と対向する側面を第１側面２３Ａ〜第３側面２３Ｃとし、壁部材２１と対向する側面を第４側面２３Ｄとする。
第１側面２３Ａは車両の前方側であり、第４側面２３Ｄとは車両の後方側である。
第２側面２３Ｂは車両の左方側となり、第３側面２３Ｃは車両の右方側となる。
【００１６】
ところで、カバー１４の内壁には、容器の第１側面２３Ａ〜第３側面２３Ｃに向けて突出する複数の錐体２５が形成されている。
この実施形態では、第１側面２３Ａへ向けて突出する錐体２５は４本であり、第２側面２３Ｂ、第３側面２３Ｃに向けて突出する錐体２５は各１本である。
錐体２５は、車両の衝突時に容器２３に当たって容器２３を破壊する容器破壊手段に相当する。
錐体２５は、金属材料により形成されており、カバー１４と一体的に形成されている。
この実施形態の錐体２５は、容器２３を破壊し易いように尖った先端部を備えている。
この実施形態では、錐体２５の先端部あるいは錐体２５全体が本発明の突起部に相当する。
錐体２５の先端部と容器２３との間隙は、平滑コンデンサ２０の放電を行う必要がある車両衝突時の各種条件に基づき設定される。
少なくとも、衝突時以外に錐体２５が容器２３を破損させることのないように、錐体２５及び容器２３の条件は設定される。
なお、錐体２５の区別のため、第１側面２３Ａを臨む錐体を第１錐体２５Ａ、第２側面２３Ｂを臨む錐体を第２錐体２５Ｂ、第３側面２３Ｃを臨む錐体を第３錐体２５Ｃとする。
【００１７】
次に、本実施形態に係る車載用電子機器としてのインバータ１１の作用について説明する。
車両走行時には、バッテリの直流電力がインバータ１１により三相交流電力に電力変換される。
電力変換時にインバータ１１の平滑コンデンサ２０には電荷が蓄えられる。
変換された三相交流電力は電動機を駆動する。
走行中の車両が他車や地上物に衝突すると、車両は衝突時に発生する衝撃を受けて損傷する。
衝突時の衝撃はインバータ１１にも及び、所定以上の衝撃を受けた場合、インバータ１１も損傷する。
【００１８】
例えば、車両が前方の地上物に衝突し、所定以上の衝撃が車両の前後方向に作用する場合では、図３に示すように、車両の一部を構成する構成部材Ｃがカバー１４に衝突し、カバ−１４は変形される（図３では、変形前のカバー１４の状態を実線で示し、衝突による変形後のカバー１４の状態を２点鎖線で示す）。
カバー１４の変形により第１錐体２５Ａが容器２３の第１側面２３Ａに突き当たる。
第１錐体２５Ａの先端部は、衝突の衝撃を容器２３に対して集中的に作用させるから、先端部は容器２３に突き刺さり、容器２３を破壊する。
つまり、車両が衝突した時、第１錐体２５Ａは衝突時の衝撃を利用して容器２３を積極的に破壊する。
第１錐体２５Ａが容器２３を破壊することにより、導電性液体Ｌが容器から流れ出す。
導電性液体は基板１６上を流れ、容器２３の近傍に位置する平滑コンデンサ２０の電極２０Ｂ、２０Ｃを浸す。
導電性液体Ｌは、平滑コンデンサ２０の電極２０Ｂ、２０Ｃが導電性液体Ｌに浸されると、電極２０Ｂ、２０Ｃ間は電気的に短絡する。
平滑コンデンサ２０に蓄えられている電荷は、電極２０Ｂ、２０Ｃ間の短絡により速やかに放電される。
【００１９】
なお、他車が車両の左右の一方向から衝突する場合では、左右方向の衝撃がカバーを変形させ、第２錐体２５Ｂ又は第３錐体２５Ｃが容器２３を破壊する。
第２錐体２５Ｂ又は第３錐体２５Ｃが容器２３を破壊することにより、導電性液体Ｌが容器２３から流れ出し、平滑コンデンサ２０の電極２０Ｂ、２０Ｃを浸す。
導電性液体Ｌにより電極２０Ｂ、２０Ｃ間が短絡され、平滑コンデンサ２０の電荷は放電される。
【００２０】
この実施形態は、以下の作用効果を奏する。
（１）車両が衝突した時、衝撃に基づき容器２３が破壊されることにより、導電性液体Ｌが容器２３から流れ出し、容器２３の近傍に位置する平滑コンデンサ２０の電極２０Ｂ、２０Ｃは導電性液体Ｌに浸される。その結果、平滑コンデンサ２０の電極２０Ｂ、２０Ｃ間は電気的に短絡し、平滑コンデンサ２０に蓄えられている電荷を速やかに放電することができる。
（２）車両が衝突した時、第１錐体２５Ａ〜第３錐体２５Ｃ（容器破壊手段）の少なくとも一つは、衝突の衝撃を利用して容器２３を積極的に破壊する。第１錐体２５Ａ〜第３錐体２５Ｃの少なくとも一つが、衝突時に容器２３を積極的に破壊することから、導電性液体Ｌが容器２３から確実に流れ出し、導電性液体Ｌは平滑コンデンサ２０の電極２０Ｂ、２０Ｃを確実に浸すことができる。
（３）車両が衝突した時、衝突の衝撃は第１錐体２５Ａ〜第３錐体２５Ｃ（突起部）の少なくとも一つを介して容器２３に対して集中的に作用する。容器２３に対する衝撃が集中的に作用することにより、衝突時の容器２３の破壊がさらに確実となる。具体的には、カバー１４が変形することにより第１錐体２５Ａ〜第３錐体２５Ｃの先端部の少なくとも一つは、容器２３に突き刺さって容器２３を破損させることができる。
（４）衝突時の衝撃を利用して容器を破壊するから、回路側における制御は必要がなく、回路を制御する制御手段が衝突時に損傷して機能しなくても、衝突時に平滑コンデンサ２０の放電を確実かつ速やかに行うことができる。
【００２１】
（別例）
次に、別例に係る車載用電子機器を図４及び図５に基づき説明する。
別例に係る車載用電子機器は、車両に搭載される電動圧縮機用のインバータである。
このインバータは、電動圧縮機が備える電動機を駆動する三相交流電力を直流電力から得るためのインバータである。
図４に示すように、インバータ３１は電動圧縮機と一体に設けられており、電動圧縮機と一体のハウジング３３とカバー３４とを備える。
ハウジング３３とカバー３４は、インバータ３１のケース部３２を形成する。
ケース部３２内のハウジング３３上には、ベース部材３５が固定されている。
ベース部材３５は、ハウジング３３に当接する脚部３５Ａと、複数の垂直な円弧面を備える壁部３５Ｂとを備えている。
ベース部材３５の上方には基板３６が配置されている。
基板３６とベース部材３５はボルト３８、３９の締結により連結されている。
【００２２】
基板３６の下面には、インバータ３１の回路を構成するスイッチング素子ユニット３７及び平滑コンデンサ４０が下向きに設置されている。
スイッチング素子ユニット３７及び平滑コンデンサ４０は上記の実施形態と同じ構成である。
図５に示すように、４個の平滑コンデンサ４０は、基板３６の端部寄りに一列に配置されている。
平滑コンデンサ４０の一対の電極４０Ｂ、４０Ｃが基板１６に固定されている。
平滑コンデンサ４０のコンデンサ本体部４０Ａは、ベース部材３５の壁部３５Ｂに沿うように位置する。
コンデンサ本体部４０Ａと壁部３５Ｂとの間には、平滑コンデンサ４０の傾倒を防止するポッティング材４２が充填されている。
【００２３】
基板３６上には、内部に導電性液体Ｌを貯溜する容器４３が設置されている。
容器４３は平滑コンデンサ４０の上方に位置し、ボルト（図示せず）により基板１６に固定されており、容器４３は、車載用電子機器の内部に存在すると言える。
容器４３は樹脂材料により形成され、４つの側面を有する。
図５に示すように、容器４３の側面のうち、カバー３４と対向する側面を第１側面４３Ａ〜第３側面４３Ｃとし、ボルト３９と対向する側面を第４側面４３Ｄとする。
第１側面４３Ａは車両の前方側であり、第４側面４３Ｄは後方側であり、第２側面４３Ｂは車両の左方側であって、第３側面４３Ｃは車両の右方側である。
【００２４】
この別例では、容器破壊手段は、カバー３４に設けた３個の錐体４５と、ボルト３９に挿通されるワッシャ４４に一体に設けた錐体４５である。
カバー３４に設けた錐体４５は３個であり、区別のため、容器４３の第１側面４３Ａ〜第３側面４３Ｃと対応させて、第１錐体４５Ａ〜第３錐体４５Ｃと表記する。
第１錐体４５Ａ〜第３錐体４５Ｃは、夫々対応する第１側面４３Ａ〜第３側面４３Ｃに向けて突出されている。
第１錐体４５Ａ〜第３錐体４５Ｃの先端部は、対応する第１側面４３Ａ〜第３側面４３Ｃに対向する。
第１錐体４５Ａ〜第３錐体４５Ｃは、車両の衝突時に容器４３を破壊する。
【００２５】
ワッシャ４４に設けられる錐体４５は、ワッシャ４４の外周面から側方へ向けて突出されている。
ワッシャ４４の錐体４５を区別のため第４錐体４５Ｄと表記する。
ワッシャ４４を基板３６上に固定する場合、第４錐体４５Ｄの先端部が第４側面４３Ｄと対向するようにワッシャ４４の位置を合わせる。
【００２６】
本別例に係るインバータ３１では、衝突時に発生する所定以上の衝撃を受けた場合、インバータ３１も損傷する。
例えば、インバータ３１のカバー３４が、前後方向の衝突の衝撃により変形すると、カバー３４の変形により第１錐体４５Ａが容器４３の第１側面４３Ａに突き当たる。
第１錐体４５Ａは、衝突の衝撃を容器４３に対して集中的に作用させるから、第１錐体４５Ａの先端部は容器４３に突き刺さり、容器４３を破壊する。
容器４３を破壊することにより、導電性液体Ｌが容器４３から流れ出す。
導電性液体Ｌは基板３６上を流れ、基板３６に設けられた孔や端より基板３６の下面にも導電性液体Ｌが回り込む。
導電性液体Ｌは、容器４３の近傍に位置する平滑コンデンサ４０の電極４０Ｂ、４０Ｃを浸す。
平滑コンデンサ４０の電極４０Ｂ、４０Ｃが導電性液体Ｌに浸されると、電極４０Ｂ、４０Ｃ間は電気的に短絡する。
平滑コンデンサ４０に蓄えられている電荷は、電極４０Ｂ、４０Ｃ間の短絡により直ちに放電される。
【００２７】
なお、前後方向の衝突による衝撃は、第４錐体４５Ｄが第４側面４３Ｄに突き刺さり、容器４３を破壊する場合もある。
また、他車が車両の左右の一方向から衝突すると、左右方向の衝撃により第２錐体４５Ｂ又は第３錐体４５Ｃが容器４３を破壊する。
この場合、容器４３から流れ出した導電性液体は電極４０Ｂ、４０Ｃを浸して電極４０Ｂ、４０Ｃ間を短絡させるから、平滑コンデンサの電荷は放電される。
【００２８】
本別例は、基板３６の下面に平滑コンデンサ４０が設置されていても、上記の実施形態の作用効果（１）〜（３）と同等の作用効果を奏する。
さらに、ワッシャ４４に第４錐体４５Ｄを設けたことから、容器の四方に錐体４５を配置させることができ、インバータ３１の四方からの衝撃に対して確実に容器４３を錐体４５により破壊することができる。
【００２９】
なお、上記の実施形態に係る車載用電子機器は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○  別例を含む上記の実施形態では、車載用電子機器をインバータとしたが、車載用電子機器はインバータに限定されない。車載用電子機器は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
○  別例を含む上記の実施形態では、容器の近傍に容器破壊手段を設けるようにしたが、必ずしも容器破壊手段を設ける必要はない。例えば、容器が衝突の衝撃を受けたときに破壊するようにしてもよく、具体的には、導電性液体が貯溜されている状態において一定の慣性力が作用すると、自律的に割れる構造の容器としてもよい。この場合、容器の近傍に容器破壊手段を設置する必要がない。また、容器を形成する材料は樹脂に限定されず破壊されやすい材料であれば容器の材料として適宜選択できる。
○  別例を含む上記の実施形態では、容器破壊手段を錐体としたが、容器破壊手段は錐体に限らず、少なくとも衝突時の衝撃を利用して容器を破壊することができる構成を有していればよい。
○  別例を含む上記の実施形態では、導電性液体として電解液を用いたが、導電性液体は通電可能な液体であれば、特に限定されない。また、導電性液体の貯溜量は蓄電素子の数や配置条件に応じて適宜設定すればよい。
○  上記の実施形態では、複数の錐体のうち、特定の錐体が単独で容器を破壊する場合を説明したが、衝突の条件によっては複数の錐体が容器を破壊してもよい。
○  容器は形状を特定するプラスチック以外に、可撓性のビニールなどによる袋状のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る車載用電子機器の概要を示す側面断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車載用電子機器の平面を示す要部断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線破断図である。
【図４】別例に係る車載用電子機器の概要を示す側面図である。
【図５】別例に係る車載用電子機器の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１、３１  インバータ（車載用電子機器）
１２  ケース
１３  ベース
１４、３４  カバー
１６、３６  基板
１７、３７  スイッチング素子ユニット
２０、４０  平滑コンデンサ（蓄電素子）
２０Ａ、４０Ａ  コンデンサ本体部
２０Ｂ、２０Ｃ、４０Ｂ、４０Ｃ  電極
２１  壁部材
２１Ｂ  壁部
２３、４３  容器
２５、４５  錐体（容器破壊手段）
３２  ケース部
３５  ベース部材
４４  ワッシャ
Ｌ  導電性液体
【図１】
2010115067.tif 000003
【図２】
2010115067.tif 000004
【図３】
2010115067.tif 000005
【図４】
2010115067.tif 000006
【図５】
2010115067.tif 000007