(57)【要約】【課題】車両が衝突した場合にコンデンサの電荷を確実に放電する。【解決手段】通常時において、可動接触子４２は、バネ４０から前方向の付勢力を受けながらも永久磁石３８および永久磁石３９に引き付けられている。このとき可動接触子４２は正極接点５０および負極接点５４から離れている。前方に向かって走行する車両が他車両や障害物に衝突した場合、可動接触子４２には前方向の慣性力が作用する。慣性力がオフ保持力を超えることで、可動接触子４２は永久磁石３８および永久磁石３９から離れる。ここで、オフ保持力は、永久磁石３８および永久磁石３９が可動接触子４２を引き付ける力からバネ４０の付勢力を減じたものである。可動接触子４２は、バネ４０および筐体３０に案内されながら、バネ４０の付勢力および慣性力によって前方に移動し、可動接触子４２の導体層４６は正極接点５０および負極接点５４に接触する。【選択図】図２
2014204637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行制御を行うシステムに備えられ、車両の衝突に応じてコンデンサの電荷を放電させる車両用放電スイッチにおいて、
コンデンサの一端側の経路に接続される第１接点と、
コンデンサの他端側の経路に接続される第２接点と、
第１接点および第２接点から離れたオフ位置と、第１接点および第２接点に接触するオン位置との間を移動する可動接触子と、
可動接触子を引き付けてオフ位置に保持する磁石と、
オフ位置からオン位置に向かう力を可動接触子に与えるバネと、
を備え、
可動接触子は、車両の衝突によって作用する力、およびバネから与えられる力によって、オフ位置から離れてオン位置に移動し、第１接点と第２接点との間を導通させることを特徴とする車両用放電スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用放電スイッチに関し、特に、車両の走行制御を行うシステムに備えられ、車両の衝突に応じてコンデンサの電荷を放電させるスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動力によって走行する電気自動車や、モータおよびエンジンの各駆動力の組み合わせによって走行するハイブリッド自動車が広く用いられている。このようなモータ駆動車両には、モータに供給される電力を運転操作に応じて制御する電力制御装置が備えられている。
【０００３】
一般に、車両用の電力制御装置は、コンバータ回路およびインバータ回路を備える。コンバータ回路は、電池の出力電圧を昇圧し、インバータ回路に出力する。インバータ回路は、コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をモータに供給する。モータはインバータ回路から供給される電力によって車両を駆動する。モータの制御状態を安定化するため、コンバータ回路とインバータ回路との間には、コンバータ回路による昇圧電圧の変動を抑制するコンデンサが設けられている。
【０００４】
モータ駆動車両が衝突事故を起こしたときに、コンデンサに電荷が残っており、コンデンサから高電圧が出力されている場合、乗員の救助、車両の点検、解体、撤去等の作業が困難となることがある。そこで、特許文献１〜３に記載されているように、モータ駆動車両が衝突したときに、コンデンサの電荷を放電する技術が考えられている。
【０００５】
特許文献１には、車両の電力変換装置が記載されている。この電力変換装置は、車両の衝突が検知されたときに、昇圧コンバータのスイッチング制御によって、昇圧コンバータに接続されたコンデンサの電荷を放電させる。特許文献２には、車両用放電装置が記載されている。この車両用放電装置は、コンバータに接続されたコンデンサの電荷を放電させる開閉器を備える。衝突センサによって車両の衝突が検知されると、電子制御装置が開閉器を制御し、コンデンサの電荷を放電させる。特許文献３には、車両用の放電機構が記載されている。この放電機構は、車両の衝突による外力に基づき運動する短絡用金具を備えている。短絡用金具は、車両が衝突したときに電源装置の平滑コンデンサの両端に接触し、平滑用コンデンサの電荷を放電させる。なお、特許文献４には、本願発明に関連する技術として、コイルばねを用いた衝撃センサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５９５１７号公報
【特許文献２】特開２０１２−６１９３４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８３８０３号公報
【特許文献４】特開平０６−０８２４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および２に記載されているような、電気回路の動作によってコンデンサの電荷を放電する技術では、車両の衝突によって電気回路が故障した場合に電荷の放電が行われないことがある。また、特許文献３に記載されているような、車両の衝突に応じて機械的に動作する放電機構には、動作が不安定な部材が用いられることにより、衝突時に電荷の放電が行われないものがある。
【０００８】
本発明は、車両が衝突した場合にコンデンサの電荷を確実に放電することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、車両の走行制御を行うシステムに備えられ、車両の衝突に応じてコンデンサの電荷を放電させる車両用放電スイッチにおいて、コンデンサの一端側の経路に接続される第１接点と、コンデンサの他端側の経路に接続される第２接点と、第１接点および第２接点から離れたオフ位置と、第１接点および第２接点に接触するオン位置との間を移動する可動接触子と、可動接触子を引き付けてオフ位置に保持する磁石と、オフ位置からオン位置に向かう力を可動接触子に与えるバネと、を備え、可動接触子は、車両の衝突によって作用する力、およびバネから与えられる力によって、オフ位置から離れてオン位置に移動し、第１接点と第２接点との間を導通させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両が衝突した場合にコンデンサの電荷を確実に放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る車両駆動システムを示す図である。
【図２】オフの状態にある放電スイッチを示す図である。
【図３】放電スイッチの断面図である。
【図４】オンの状態にある放電スイッチを示す図である。
【図５】コンバータ回路の構成例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る車両駆動システムを示す図である。
【図７】オンの状態にあるＮＣスイッチを示す図である。
【図８】オフの状態にあるＮＣスイッチを示す図である。
【図９】車両駆動システムをハイブリッド自動車に搭載する場合の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１には、本発明の第１実施形態に係る車両駆動システムが示されている。この車両駆動システムは電気自動車に搭載され、ユーザの運転操作に応じてモータ１６を制御し、電気自動車の走行制御を行う。二次電池１０とモータ１６との間には、コンバータ回路１２およびインバータ回路１４が設けられており、これらの電気回路によって二次電池１０とモータ１６との間で授受される電力が制御される。
【００１３】
車両駆動システムは、次のような動作によって、二次電池１０からモータ１６に電力を供給し、車両を加速させる。コンバータ回路１２は、二次電池１０から出力された電圧を昇圧し、昇圧後の電圧をインバータ回路１４に出力する。インバータ回路１４は、コンバータ回路１２から出力された直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をモータ１６に供給する。モータ１６はインバータ回路１４から供給された電力によって車両を加速させる。
【００１４】
また、車両駆動システムは、次のような動作によって、モータ１６による回生制動を行い二次電池１０を充電する。モータ１６は、インバータ回路１４から出力される交流電圧が所定値に制御されることで発電し、車両を制動する。インバータ回路１４はモータ１６が発電した交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をコンバータ回路１２に出力する。コンバータ回路１２は、インバータ回路１４から出力された電圧を降圧して二次電池１０に出力し、二次電池１０を充電する。
【００１５】
二次電池１０とコンバータ回路１２とを接続する２本の電力線１８Ｐおよび電力線１８Ｎとの間には、低圧側コンデンサ２０が接続されている。低圧側コンデンサ２０は、二次電池１０とコンバータ回路１２との間で伝送される電圧の変動を抑制する。また、コンバータ回路１２とインバータ回路１４とを接続する２本の電力線２２Ｐおよび電力線２２Ｎの間には、高圧側コンデンサ２４が接続されている。高圧側コンデンサ２４は、コンバータ回路１２とインバータ回路１４との間で伝送される電圧の変動を抑制する。
【００１６】
車両が衝突事故を起こしたときに、低圧側コンデンサ２０および高圧側コンデンサ２４に電荷が残っており、各コンデンサから高電圧が出力されている場合、乗員の救助、車両の点検、解体、撤去等の作業が困難となることがある。
【００１７】
そこで、車両駆動システムは、電力線２２Ｐおよび電力線２２Ｎの間に接続された放電スイッチ２６を備えている。衝突前の通常時において放電スイッチ２６はオフであり、その両端は開放されている。放電スイッチ２６は、車両が衝突することでオンとなって高圧側コンデンサ２４の両端を短絡し、高圧側コンデンサ２４に蓄えられた電荷を放電させる。
【００１８】
また、放電スイッチ２６がオンになることで、コンバータ回路１２を通る次のような低インピーダンスの電流経路が形成される。すなわち、電力線１８Ｐからコンバータ回路１２および電力線２２Ｐを通って放電スイッチ２６に至り、さらに、放電スイッチ２６から電力線２２Ｎおよびコンバータ回路１２を通って電力線１８Ｎに至る電流経路が形成される。これによって二次電池１０に流れる電流が過大となり、二次電池１０のヒューズ２８が切断される。さらに、低圧側コンデンサ２０に蓄えられた電荷が上記の電流経路に放電される。
【００１９】
このように、車両駆動システムが搭載された車両が衝突した場合には、高圧側コンデンサ２４および低圧側コンデンサ２０の電荷が放電される。さらに、二次電池１０のヒューズ２８が切断され、二次電池１０から流出する電流による各部の発熱が回避される。これによって、衝突後に行われる復旧作業が容易となる。
【００２０】
次に、放電スイッチ２６の具体的な構成について説明する。図２にはオフの状態にある放電スイッチ２６の上面図が示されている。また、図３には、図２のＡＢ線から左方向を見たときの断面図が示されている。ただし、これらの図には、筐体３０の上壁が取り除かれた状態が示されている。ｘ方向は車両の前方向を示し、ｙ方向は鉛直上方向を示す。また、ｚ方向は車両前方を見て右方向を示す。放電スイッチ２６は、車両衝突時の慣性力によって可動接触子４２が運動し、可動接触子４２が正極接点５０および負極接点５４に接触することでオンとなるスイッチである。
【００２１】
放電スイッチ２６は、プラスチック樹脂等の絶縁体で直方体形状に形成された筐体３０に組み込まれている。筐体３０の後壁３２の内面には、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体で直方体形状に形成されたベース部材３６が固定されている。ベース部材３６の前面の中央には、バネ４０の一端が固定されている。バネ４０の他端には、矩形板状の可動接触子４２が取り付けられている。可動接触子４２は２層構造を有する。後方の層は磁性体層４４であり、前方の層は導体層４６である。磁性体層４４には、鉄、ニッケル、コバルト等が用いられ、導体層４６には、金、銀、銅、アルミニウム、鉄等が用いられる。このような２層構造により、可動接触子４２の前面は、導体としての性質を有し、可動接触子４２の後面は、磁性体としての性質を有することとなる。可動接触子４２は、広い面を前後方向に向けた姿勢で、バネ４０および筐体３０に案内されながら筐体３０内を前後方向に移動可能である。ベース部材３６の前面には、さらに、バネ４０が固定された位置を挟んで直方体形状の永久磁石３８および永久磁石３９が固定されている。
【００２２】
右側の側壁３４には、可動接触子４２よりも前方で正極側のバスバー４８が横方向に貫通している。バスバー４８は鉛直方向に幅を有する帯状の導体である。側壁３４から筐体３０内に突出したバスバー４８の先端部は、放電スイッチ２６の正極接点５０となる。また、左側の側壁３５には、可動接触子４２より前方で負極側のバスバー５２が横方向に貫通している。側壁３５から筐体３０内に突出したバスバー５２の先端部は、放電スイッチ２６の負極接点５４となる。正極側のバスバー４８および負極側のバスバー５２は、放電すべきコンデンサの両端に至る電流経路に接続される。すなわち、正極側のバスバー４８および負極側のバスバー５２は、それぞれ、図１に示された電力線２２Ｐおよび電力線２２Ｎに接続される。
【００２３】
通常時において、可動接触子４２は、バネ４０から前方向の付勢力を受けながらも永久磁石３８および永久磁石３９の前面に引き付けられている。このとき可動接触子４２の前面は正極接点５０および負極接点５４から離れている。そのため、バスバー４８とバスバー５２との間は絶縁され、放電スイッチ２６はオフとなる。ここで、２つの永久磁石３８および永久磁石３９が可動接触子４２を引き付ける磁石引力をＦｎとし、バネ４０が可動接触子４２に与える付勢力をＦｓとすると、可動接触子４２に対して後方に作用するオフ保持力Ｆｂは、Ｆｂ＝Ｆｎ−Ｆｓで表される。
【００２４】
前方に向かって走行する車両が、障害物や他車両に衝突して減速した場合、可動接触子４２には前方向の慣性力Ｆｉが作用する。慣性力Ｆｉがオフ保持力Ｆｂを超えることで、可動接触子４２は永久磁石３８および永久磁石３９から離れ、各永久磁石による引力を逃れる。そして、バネ４０および筐体３０に案内されながら、付勢力Ｆｓおよび慣性力Ｆｉによって前方に移動し、図４に示されているように、可動接触子４２の前面が正極接点５０および負極接点５４に接触する。これによって、正極接点５０と負極接点５４との間が導通し、正極側のバスバー４８と負極側のバスバー５２との間が導通する。
【００２５】
放電スイッチ２６の切り替わり易さは減速度閾値で表される。減速度閾値は、放電スイッチ２６がオフからオンに切り替わるときの減速度（車両後方への加速度）である。減速度閾値が小さい程、放電スイッチ２６はオンに切り替わり易い。この値は、バネ４０の強さ、永久磁石３８および永久磁石３９の磁力、または可動接触子４２の質量を変化させることで調整される。すなわち、バネ４０の付勢力を大きくする程、各永久磁石の磁力を小さくする程、そして、可動接触子４２の質量を大きくする程、減速度閾値は小さくなる。逆に、バネ４０の付勢力を小さくする程、各永久磁石の磁力を大きくする程、そして、可動接触子４２の質量を小さくする程、減速度閾値は大きくなる。より具体的には、減速度閾値Ｇは、可動接触子４２の質量をｍとして、Ｇ＝Ｆｂ／ｍ＝（Ｆｎ−Ｆｓ）／ｍで表される。
【００２６】
このような放電スイッチ２６の構成によれば、可動接触子４２は、永久磁石３８および永久磁石３９によって引き付けられ、放電スイッチ２６がオフになる位置に保持される。そして、車両が衝突して減速度が減速度閾値を超えると、可動接触子４２は各永久磁石による引力を逃れ、バネ４０の付勢力および慣性力によって、放電スイッチ２６がオンになる位置まで移動する。減速度閾値は、バネ４０の付勢力、各永久磁石の磁力、および、可動接触子４２の質量といった一定の物理量によって定まる。これによって、通常走行においては確実にオフに維持され、衝突時には確実にオンになる放電スイッチ２６が実現される。また、放電スイッチ２６は、可動接触子４２の機械的な動作に基づいてオフからオンへと切り替わる。これによって、車両に搭載された電気回路に異常が生じた場合であっても、オフからオンへの切り替えが確実に行われる。
【００２７】
次に、放電スイッチ２６がオンになったときに、上記の低インピーダンスの電流経路を形成するコンバータ回路１２の構成例について、図５を参照して説明する。コンバータ回路１２はインダクタ５６、第１ＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）５８、第２ＩＧＢＴ６０、および各ＩＧＢＴに接続されたダイオード６２によって構成されている。インダクタ５６の一端は電力線１８Ｐに接続され、他端は第１ＩＧＢＴ５８と第２ＩＧＢＴ６０との接続点に接続されている。第１ＩＧＢＴ５８のコレクタ端子は電力線２２Ｐに接続され、第１ＩＧＢＴ５８のエミッタ端子は、第２ＩＧＢＴ６０のコレクタ端子に接続されている。第２ＩＧＢＴ６０のエミッタ端子は電力線１８Ｎと電力線２２Ｎとの接続点に接続されている。第１ＩＧＢＴ５８および第２ＩＧＢＴ６０のそれぞれのコレクタ端子とエミッタ端子との間には、エミッタ端子側をアノード端子としてダイオード６２が接続されている。第１ＩＧＢＴ５８および第２ＩＧＢＴ６０が交互にオンオフすることで、インダクタ５６に流れる電流がオンオフされ、インダクタ５６に誘導起電力が発生する。そして、電力線１８Ｐと電力線１８Ｎとの間の電圧に、インダクタ５６の誘導起電力が加わった電圧が、第１ＩＧＢＴ５８またはダイオード６２を介して、電力線２２Ｐと電力線２２Ｎとの間に現れる。
【００２８】
このようなコンバータ回路１２の構成によれば、放電スイッチ２６がオンになることで、次のような低インピーダンスの電流経路が形成される。すなわち、電力線１８Ｐからインダクタ５６、第１ＩＧＢＴ５８に並列接続されたダイオード６２、および電力線２２Ｐを通って放電スイッチ２６に至り、さらに、放電スイッチ２６から電力線２２Ｎを経て電力線１８Ｎに至る電流経路が形成される。これによって二次電池１０に流れる電流が過大となって、二次電池１０のヒューズ２８が切断され、低圧側コンデンサ２０に蓄えられた電荷がこの電流経路に放電される。
【００２９】
図６には、本発明の第２実施形態に係る車両駆動システムが示されている。この車両駆動システムは、車両衝突時に各コンデンサの電荷を放電させると共に、二次電池１０をコンバータ回路１２から切断するものである。図１に示される構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
【００３０】
二次電池１０の正極端子とコンバータ回路１２との間には、直列に接続された第１ＮＣスイッチ６４および第２ＮＣスイッチ６６が接続されている。第１ＮＣスイッチ６４には、抵抗器７０が並列に接続されている。二次電池１０の負極端子とコンバータ回路１２との間には、第３ＮＣスイッチ６８が接続されている。ここで、第１ＮＣスイッチ６４、第２ＮＣスイッチ６６、および第３ＮＣスイッチ６８は、通常時にオンを維持し、車両衝突時にオフとなるスイッチである。「ＮＣ」はNormally Closeを省略したものである。
【００３１】
これらのＮＣスイッチは、車両衝突時に、第１ＮＣスイッチ６４、第２ＮＣスイッチ６６、および第３ＮＣスイッチ６８の順にオフになる。そして、放電スイッチ２６は、これらのＮＣスイッチがオフになった後にオンになる。なお、第２ＮＣスイッチ６６および第３ＮＣスイッチ６８がオフになる順序は逆であってもよいし、同時であってもよい。これらのスイッチが動作する順序は、各スイッチが備える部材の物理定数に基づいて調整されており、調整方法については後述する。
【００３２】
通常時には、第１ＮＣスイッチ６４、第２ＮＣスイッチ６６、および第３ＮＣスイッチ６８はオンであり、放電スイッチ２６はオフである。この状態で車両駆動システムは車両の走行制御を行う。車両衝突時には、最初に第１ＮＣスイッチ６４がオフになる。これによって、二次電池１０の正極端子と第２ＮＣスイッチ６６との間に抵抗器７０が挿入される。その後、第２ＮＣスイッチ６６および第３ＮＣスイッチ６８がオフになり、二次電池２８がコンバータ回路１２から切断される。そして、放電スイッチ２６がオンになり、高圧側コンデンサ２４および低圧側コンデンサ２０から電荷が放電される。
【００３３】
このような動作によれば、第２ＮＣスイッチ６６および第３ＮＣスイッチ６８がオフになる前に、二次電池１０の正極端子と第２ＮＣスイッチ６６との間に抵抗器７０が挿入され、第２ＮＣスイッチ６６および第３ＮＣスイッチ６８に流れる電流が減少する。また、第２ＮＣスイッチ６６および第３ＮＣスイッチ６８がオフになった後に放電スイッチ２６がオンになるため、放電スイッチ２６の動作によって第２ＮＣスイッチ６６および第３ＮＣスイッチ６８に流れる電流が増加することはない。これによって、第２ＮＣスイッチ６６および第３ＮＣスイッチ６８がオフになるときに、可動接触子の接点への溶着が避けられる。さらに、二次電池１０がコンバータ回路１２から切断されることで、二次電池１０からコンバータ回路１２に流れる電流による各部の発熱が回避される。また、ヒューズ２８が切断されることはない。
【００３４】
次に、ＮＣスイッチの具体的な構成について説明する。図７にはオンの状態にあるＮＣスイッチ６３の上面図が示されている。ただし、この図には、筐体３０の上壁が取り除かれた状態が示されている。図２〜図３に示される放電スイッチ２６と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。ＮＣスイッチ６３は、車両衝突時の慣性力によって可動接触子７２が運動し、可動接触子７２が第１接点７６および第２接点８０から離れることでオフとなるスイッチである。
【００３５】
ＮＣスイッチ６３は、筐体３０内に組み込まれている。筐体３０の後壁３２の内面には、磁性体で形成されたベース部材３６が固定されている。ベース部材３６の前面の中央には、バネ４０の一端が固定されている。バネ４０の他端には可動接触子７２が取り付けられている。
【００３６】
可動接触子７２は２層構造を有する。後方の層は磁性体層４４であり、前方の層は導体層４６である。第１接点７６および第２接点８０を導体層４６の後面に接触させるため、磁性体層４４の左右には欠損部分が設けられている。可動接触子７２は、広い面を前後に向けた姿勢で、バネ４０および筐体３０によって案内されながら、筐体３０内を前後に移動可能である。
【００３７】
ベース部材３６の前面には、さらに、バネ４０が固定された位置を挟んで永久磁石３８および永久磁石３９が固定されている。右側の側壁３４には第１バスバー７４が横方向に貫通している。側壁３４から筐体３０内に突出した第１バスバー７４の先端部は、導体層４６と永久磁石３９との間に位置し、ＮＣスイッチ６３の第１接点７６となる。また、左側の側壁３５には第２バスバー７８が横方向に貫通している。側壁３５から筐体３０内に突出した第２バスバー７８の先端部は、導体層４６と永久磁石３８との間に位置し、ＮＣスイッチ６３の第２接点８０となる。第１バスバー７４および第２バスバー７８における筐体３０から外側に突出した部分は、外部回路との接続端子として用いられる。
【００３８】
通常時において、可動接触子７２は、バネ４０から前方向の付勢力を受けながらも永久磁石３８および永久磁石３９の前面に引き付けられている。可動接触子７２の導体層４６は、第１接点７６および第２接点８０に接触している。そのため、第１バスバー７４および第２バスバー７８は導通しており、ＮＣスイッチ６３はオンとなっている。ここで、永久磁石３８および永久磁石３９が可動接触子７２を引き付ける磁石引力をＦｎとし、バネ４０が可動接触子に与える付勢力をＦｓとすると、可動接触子７２に対して後方に作用するオン保持力Ｆｃは、Ｆｃ＝Ｆｎ−Ｆｓで表される。
【００３９】
前方に向かって走行する車両が、障害物や他車両に衝突して減速した場合、可動接触子７２には前方向の慣性力Ｆｉが作用する。慣性力Ｆｉがオン保持力Ｆｃを超えることで、可動接触子７２は永久磁石３８および永久磁石３９から離れ、各永久磁石による引力を逃れる。これと共に可動接触子７２の導体層４６は、第１接点７６および第２接点８０から離れる。そして、図８に示されているように、バネ４０および筐体３０に案内されながら、付勢力Ｆｓおよび慣性力Ｆｉによって前方に移動する。これによって、ＮＣスイッチ６３はオフとなり、第１バスバー７４および第２バスバー７８との間が絶縁される。
【００４０】
上述の放電スイッチ２６と同様、ＮＣスイッチ６３の切り替わり易さは減速度閾値で表される。減速度閾値Ｇは、Ｇ＝Ｆｃ／ｍ＝（Ｆｎ−Ｆｓ）／ｍで表され、バネの強さ、各永久磁石の磁力、または可動接触子の質量を変化させることで調整される。
【００４１】
このようなＮＣスイッチ６３の構成によれば、可動接触子７２は、永久磁石３８および永久磁石３９によって引き付けられ、ＮＣスイッチ６３がオンになる位置に保持される。そして、車両が衝突して減速度が減速度閾値を超えると、可動接触子７２は各永久磁石による引力を逃れ、バネ４０の付勢力および慣性力によって、ＮＣスイッチ６３がオフになる位置まで移動する。減速度閾値は、バネ４０の付勢力、各永久磁石の磁力、および、可動接触子７２の質量といった一定の物理量によって定まる。これによって、通常走行においては確実にオンに維持され、衝突時には確実にオフになるＮＣスイッチ６３が実現される。また、ＮＣスイッチ６３は、可動接触子７２の機械的な動作に基づいてオンからオフへと切り替わる。これによって、車両に搭載された電気回路に異常が生じた場合であっても、オンからオフへの切り替えが確実に行われる。
【００４２】
図６を参照して説明したように、各ＮＣスイッチは、第１ＮＣスイッチ６４、第２ＮＣスイッチ６６、および第３ＮＣスイッチ６８の順にオフになる。そして、放電スイッチ２６は、これらのＮＣスイッチがオフになった後にオンになる。一般に、車両衝突時には、減速度は時間と共に増加してピークに達した後に減少する。
【００４３】
そこで、各スイッチのバネの強さ、各永久磁石の磁力、可動接触子の質量等の設計値は次のように設定される。すなわち、第１ＮＣスイッチ６４、第２ＮＣスイッチ６６、第３ＮＣスイッチ６８、および放電スイッチ２６の減速度閾値をそれぞれ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３およびＧ４とした場合に、Ｇ１＜Ｇ２≦Ｇ３＜Ｇ４、または、Ｇ１＜Ｇ３＜Ｇ２＜Ｇ４が成立するように各スイッチの設計値が設定される。これによって、上述の原理に基づき、第２ＮＣスイッチ６６および第３スイッチ６８がオフとなる際に、これらのＮＣスイッチの可動接触子７２が各接点に溶着することが避けられる。
【００４４】
上記の車両駆動システムは、ハイブリッド自動車に搭載してもよい。図９にはハイブリッド自動車用の車両駆動システムが示されている。この車両駆動システムは、第１実施形態に係る車両駆動システムに、ジェネレータ用インバータ回路８２、ジェネレータ８４およびエンジン８６を追加したものである。図１に示される構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
車両駆動システムは、次のような動作によって、二次電池１０からジェネレータ８４に電力を供給し、エンジン８６を始動する。コンバータ回路１２は、二次電池１０から出力された電圧を昇圧し、昇圧後の電圧をジェネレータ用インバータ回路８２に出力する。ジェネレータ用インバータ回路８２は、コンバータ回路１２から出力された直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をジェネレータ８４に供給する。ジェネレータ８４はジェネレータ用インバータ回路８２から供給された電力によってエンジン８６を始動する。
【００４６】
また、車両駆動システムは、次のような動作によって、エンジン８６の駆動力による発電を行い二次電池１０を充電する。ジェネレータ８４は、エンジン８６の駆動力によって発電し、発電電力をジェネレータ用インバータ回路８２に出力する。ジェネレータ用インバータ回路８２はジェネレータ８４からの交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をコンバータ回路１２に出力する。コンバータ回路１２は、ジェネレータ用インバータ回路８２から出力された電圧を降圧して二次電池１０に出力し、二次電池１０を充電する。
【００４７】
図９に示されるシステムと同様、第２実施形態に係る車両駆動システムに、ジェネレータ用インバータ回路８２、ジェネレータ８４およびエンジン８６を追加したものを、ハイブリッド自動車に搭載してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０  二次電池、１２  コンバータ回路、１４  インバータ回路、１６  モータ、１８Ｐ，１８Ｎ，２２Ｐ，２２Ｎ  電力線、２０  低圧側コンデンサ、２４  高圧側コンデンサ、２６  放電スイッチ、２８  ヒューズ、３０  筐体、３２  後壁、３４，３５  側壁、３６  ベース部材、３８，３９  永久磁石、４０  バネ、４２，７２  可動接触子、４４  磁性体層、４６  導体層、４８  正極側のバスバー，５２  負極側のバスバー、５０  正極接点、５４  負極接点、５６  インダクタ、５８  第１ＩＧＢＴ、６０  第２ＩＧＢＴ、６２  ダイオード、６４  第１ＮＣスイッチ、６６  第２ＮＣスイッチ、６８  第３ＮＣスイッチ、７０  抵抗器、７４  第１バスバー、７６ 第１接点、７８  第２バスバー、８０  第２接点、８２  ジェネレータ用インバータ回路、８４  ジェネレータ、８６  エンジン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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