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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, bei dem ein Inverter zum Zuführen von elektrischer Energie zu einem Motor zur Fahrt (Fahrmotor) in einem vorderen Raum montiert ist.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Ein Fahrzeug, das unter Verwendung eines Elektromotors fährt, enthält einen Inverter, der Gleichstromenergie (DC-Energie), die von einer Hochspannungsenergieversorgung ausgegeben wird, in Wechselstromenergie (AC-Energie) umwandelt und die AC-Energie dem Elektromotor zuführt. Beispiele der Hochspannungsenergieversorgung sind eine Batterie und eine Brennstoffzelle. Der Inverter wird häufig in einem vorderen Raum (einem vorderen Abteil bzw. einer vorderen Kammer) des Fahrzeugs montiert. Um die folgende Beschreibung zu vereinfachen, wird der Elektromotor einfach als Motor bezeichnet.
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Der Inverter weist eine Sperre bzw. Verriegelung auf, um zu verhindern, dass eine Person versehentlich eine Komponente in dem Inverter berührt, während eine hohe Spannung an diesen angelegt ist. Beispiele für die Inverter, die die Verriegelung enthalten, sind in der
JP 2006-136097 A und der
JP 2006-014577 A beschrieben. Bei jeder der Verriegelungen, die in diesen Veröffentlichungen beschrieben sind, kann ein Deckel des Inverters nicht freigegeben bzw. entriegelt werden, wenn die elektrische Verbindung des Inverters zu einer Hochspannungsbatterie nicht unterbrochen ist. Hinsichtlich eines Verbinders bzw. Steckers (Hochspannungsverbinder) einer Hochspannungsleitung, die dem Inverter die elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie zuführt, ist ein Freiliegen eines Anschlusses, an den die Hochspannung angelegt wird, ungünstig. Somit können einige der Hochspannungsverbinder nicht freigegeben bzw. entsperrt werden, wenn die Verbindung des Hochspannungsverbinders mit der Hochspannungsbatterie nicht unterbrochen ist.
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Der Inverter, der die Hochspannung bzw. hohe Spannung handhabt, weist außerdem Komponenten wie beispielsweise eine Steuerschaltung auf, die mit einer niedrigen Spannung betrieben wird. Somit ist ein Verbinder bzw. Stecker (ein Niederspannungsverbinder) einer Niederspannungsleitung, die elektrische Energie von einer Niederspannungsbatterie zuführt, mit dem Inverter verbunden. Das heißt, der Hochspannungsverbinder und der Niederspannungsverbinder sind mit dem Inverter verbunden. Hier meint die Niederspannung bzw. niedrige Spannung eine Spannung, die kleiner als eine Ausgangsspannung der Hochspannungsbatterie ist, und beträgt typischerweise 50 Volt oder weniger.
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Eine große Anzahl von Kabelbäumen sind in einem vorderen Raum des Fahrzeugs angeordnet, das unter Verwendung des Motors fährt. Mehrere Kabelbäume sind ebenfalls um den Inverter angeordnet. Gemäß einer Art von Layout ist der Kabelbaum auf der Rückseite des Inverters derart angeordnet, dass er sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Es gibt einen Fall, in dem ein Aufbau verwendet wird, bei dem der oben beschriebene Niederspannungsverbinder mit einer oberen Fläche des Inverters verbunden ist, während der Hochspannungsverbinder mit einer hinteren Fläche des Inverters verbunden ist. In den Fällen, in denen das Fahrzeug mit einem derartigen Aufbau einer Frontalkollision (oder einer schrägen frontalen Kollision) ausgesetzt ist und sich der Inverter aufgrund eines Stoßes während der Kollision nach hinten bewegt, wird der Niederspannungsverbinder, der mit der oberen Fläche des Inverter verbunden ist, möglicherweise durch den Kabelbaum erwischt und beschädigt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Beschreibung fokussiert sich auf eine Positionsbeziehung zwischen dem Hochspannungsverbinder und dem Niederspannungsverbinder, die oben beschrieben sind, und auf eine Positionsbeziehung zwischen dem Inverter und dem Kabelbaum, der in einer Richtung des Inverters angeordnet ist, und es wird eine Technik geschaffen, die eine Verriegelung des Hochspannungsverbinders und einen Schutz des Niederspannungsverbinders während einer Kollision mit einem einfachen Aufbau verwirklicht.
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In einem Fahrzeug, das hier beschrieben ist, ist ein Inverter in einem vorderen Raum montiert. In dem vorderen Raum ist ein Kabelbaum auf der Rückseite des Inverters derart angeordnet, dass er sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Der Inverter wandelt DC-Energie, die von einer Hochspannungsenergieversorgung ausgegeben wird, in AC-Energie um und führt die AC-Energie einem Fahrmotor zu. Ein Verbinder (ein Niederspannungsverbinder) einer Niederspannungsleitung, die dem Inverter elektrische Energie einer Niederspannungsenergieversorgung zuführt, ist mit einer oberen Fläche des Inverters verbunden. Außerdem ist ein Verbinder (ein Hochspannungsverbinder) einer Hochspannungsleitung, die elektrische Energie einer Hochspannungsenergieversorgung zuführt, mit einer hinteren Fläche des Inverters verbunden. Das Fahrzeug enthält außerdem eine Unterbrechungsschaltung, die die Verbindung des Hochspannungsverbinders mit der Hochspannungsenergieversorgung zu einem Zeitpunkt unterbricht bzw. löst, zu dem der Niederspannungsverbinder von dem Inverter freigegeben bzw. gelöst ist. Der Niederspannungsverbinder weist einen Erstreckungsabschnitt auf, der sich nach hinten erstreckt. Der Erstreckungsabschnitt bedeckt Freigabeabschnitte von Fixierungselementen, die den Hochspannungsverbinder an dem Inverter fixieren. Der Erstreckungsabschnitt ist derart angeordnet, dass er sich in Richtung des Kabelbaums erstreckt, der auf der Rückseite des Inverters angeordnet ist. Eine obere Fläche des Erstreckungsabschnitts fällt nach hinten ab, und ein hinteres Ende der oberen Fläche des Erstreckungsabschnitts ist derart definiert, dass es unterhalb der Mitte eines Querschnitts des Kabelbaums angeordnet ist.
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Mit dem oben beschriebenen Erstreckungsabschnitt wird ein Aufbau realisiert, bei dem der Hochspannungsverbinder nicht freigegeben bzw. gelöst werden kann, wenn der Niederspannungsverbinder nicht freigegeben bzw. gelöst ist. Wenn der Niederspannungsverbinder freigegeben ist, wird die Verbindung des Hochspannungsverbinders mit der Hochspannungsenergieversorgung durch die Unterbrechungsschaltung unterbrochen. Somit kann der Hochspannungsverbinder sicher freigegeben werden. Der Erstreckungsabschnitt, der in dem Niederspannungsverbinder angeordnet ist, und die Unterbrechungsschaltung dienen als Verriegelung. Wenn sich ein Inverter aufgrund eines Stoßes einer Kollision nach hinten bewegt, stößt der Inverter an einen Kabelbaum. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Niederspannungsverbinder, der mit einer oberen Fläche des Inverters verbunden ist, möglicherweise von dem Kabelbaum erwischt, und demzufolge wird der Niederspannungsverbinder möglicherweise beschädigt oder gelöst. In dem Fahrzeug, das hier beschrieben ist, wird der Kabelbaum aufgrund einer strukturellen Beziehung zwischen dem Erstreckungsabschnitt und dem Kabelbaum durch die geneigte obere Fläche des Erstreckungsabschnitts geführt und bewegt sich in den Fällen, in denen das Fahrzeug einer Kollision ausgesetzt ist und sich der Inverter nach hinten bewegt, aufwärts. Als Ergebnis wird verhindert, dass der Niederspannungsverbinder von dem Kabelbaum erwischt wird.
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Der obige Erstreckungsabschnitt des Niederspannungsverbinders weist eine Funktion zum Verriegeln des Hochspannungsverbinders und eine Funktion zum Schützen des Niederspannungsverbinders auf. Mit dem oben beschriebenen einfachen Aufbau des Erstreckungsabschnitts werden die Verriegelung des Hochspannungsverbinders und der Schutz des Niederspannungsverbinders realisiert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
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2 eine Seitenansicht einer Peripherie eines Inverters in einem vorderen Raum des Fahrzeugs;
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3 eine obere Ansicht der Peripherie des Inverters in dem vorderen Raum; und
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4 eine Seitenansicht der Peripherie des Inverters in dem vorderen Raum (zu einem Zeitpunkt, zu dem sich der Inverter nach hinten bewegt).
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden wird ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt ein Blockdiagramm des Fahrzeugs. Man beachte, dass Komponenten, die für die Beschreibung der Technik, die hier dargestellt wird, nicht benötigt werden, in dem Blockdiagramm der 1 nicht gezeigt sind. Das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform ist ein Hybridfahrzeug 2, das einen Elektromotor 8 und einen Verbrennungsmotor 10 zur Fahrt enthält. Um die folgende Beschreibung zu vereinfachen, wird der Elektromotor 8 einfach als Motor 8 bezeichnet. Der Ausgang des Motors 8 und der Ausgang des Verbrennungsmotors 10 werden von einem Leistungsverteilungsmechanismus 9 kombiniert und an eine Achse 11 ausgegeben. In einigen Fällen verteilt der Leistungsverteilungsmechanismus 9 ein Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors 10 auf die Achse 11 und den Motor 8. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Motor 8 elektrische Energie unter Verwendung eines Teils des Ausgangsmomentes des Verbrennungsmotors 10. Die erzeugte elektrische Energie (regenerative Energie) wird über einen Inverter 5 in einer Hochspannungsbatterie 3 angesammelt. Eine Verbrennungsmotorsteuerung 12 ist an einem Gehäuse des Verbrennungsmotors 10 angebracht. Die Verbrennungsmotorsteuerung 10 ist mit einer HV-Steuerung 6 (HV: Hybridfahrzeug) verbunden, die eine Steuerung des gesamten Fahrzeugs über einen Kabelbaum 28 handhabt. Der Kabelbaum 28 ist eine Kommunikationsleitung, über die verschiedene Signale zwischen der HV-Steuerung 6 und der Verbrennungsmotorsteuerung 12 ausgetauscht werden.
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Der Motor 8 wird durch AC-Energie, die von dem Inverter 5 zugeführt wird, angetrieben. Der Inverter 5 wandelt DC-Energie von der Hochspannungsbatterie 3 in AC-Energie um, die zum Antreiben des Motors 8 geeignet ist, und führt die AC-Energie dem Motor 8 zu. Der Ausgang der Hochspannungsbatterie 3 beträgt 60 Volt oder mehr und beträgt beispielsweise 300 Volt. Die Hochspannungsbatterie 3 und der Inverter 5 sind über eine erste Hochspannungsleitung 24 miteinander verbunden. Ein erster Hochspannungsverbinder 21 ist an einem Ende der ersten Hochspannungsleitung 24 angeordnet, und der erste Hochspannungsverbinder 21 ist mit dem Inverter 5 verbunden. Das heißt, die erste Hochspannungsleitung 24 und der erste Hochspannungsverbinder 21 führen dem Inverter 5 die elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 3 zu.
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Ein Systemhauptrelais 4 ist in der Mitte der ersten Hochspannungsleitung 24 angeordnet. Das Systemhauptrelais 4 unterbricht eine elektrische Verbindung des ersten Hochspannungsverbinders 21 mit der Hochspannungsbatterie 3. Genauer gesagt ist das Systemhauptrelais 4 ein Schalter, der normalerweise offen ist und der die Verbindung zwischen der Hochspannungsbatterie 3 und dem ersten Hochspannungsverbinder 21 zu einem Zeitpunkt unterbricht, zu dem keine elektrische Energie dem Systemhauptrelais 4 zugeführt wird, und der ein Fließen der elektrischen Energie zwischen der Hochspannungsbatterie 3 und dem ersten Hochspannungsverbinder 21 zu einem Zeitpunkt ermöglicht, zu dem die elektrische Energie dem Systemhauptrelais 4 zugeführt wird. Die HV-Steuerung 6 steuert eine elektrische Verbindung und die Unterbrechung der elektrischen Verbindung durch das Systemhauptrelais 4. Die Steuerung mittels des Systemhauptrelais 4 wird unten beschrieben.
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Eine Klimaanlage 13 ist ebenfalls mit dem Inverter 5 über einen zweiten Hochspannungsverbinder 22 und eine zweite Hochspannungsleitung 25 verbunden. Die Klimaanlage 13 ist eine Vorrichtung, die durch eine Ausgangsspannung der Hochspannungsbatterie 3 angetrieben wird. Hinsichtlich einer Übertragung der elektrischen Energie an die Klimaanlage 13 vermittelt der Inverter 5 einfach die elektrische Energie der Hochspannungsbatterie 3, die über die erste Hochspannungsleitung 24 und den ersten Hochspannungsverbinder 21 übertragen wird, an den zweiten Hochspannungsverbinder 22 (die zweite Hochspannungsleitung 25).
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Eine Steuerschaltung, die mit einer niedrigen Spannung angesteuert wird, ist in dem Inverter 5 installiert. Hier meint die niedrige Spannung eine Spannung, die niedriger als die oben beschriebene Ausgangsspannung der Hochspannungsbatterie 3 ist. Um der Steuerschaltung elektrische Energie zuzuführen, ist der Inverter 5 außerdem mit einer Hilfsbatterie 7 verbunden. Eine Ausgangsspannung der Hilfsbatterie 7 ist niedriger als die Ausgangsspannung der Hochspannungsbatterie 3 und beträgt beispielsweise 12 Volt oder 24 Volt. Der Inverter 5 und die Hilfsbatterie 7 sind über eine Hilfsmaschinenstromleitung 14, eine Niederspannungsleitung 26 und einen Niederspannungsverbinder 23 verbunden. Der Niederspannungsverbinder 23 ist mit einem Ende der Niederspannungsleitung 26 verbunden. Die Hilfsmaschinenstromleitung 14 ist eine Stromleitung, die sich durch das Fahrzeug erstreckt und verschiedenen Hilfsmaschinen Energie mit einer niedrigen Spannung zuführt. Die ”Hilfsmaschinen” sind ein gemeinsamer Ausdruck für eine Gruppe von Vorrichtungen, die durch die niedrige Spannung angesteuert bzw. angetrieben werden. Ein Beispiel für die Hilfsmaschinen ist ein Fahrzeugnavigationssystem 15. Die Steuerschaltung, die in dem Inverter 5 installiert ist und mittels der niedrigen Spannung angesteuert wird, ist ebenfalls eine der Hilfsmaschinen.
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Zusätzlich zu der Niederspannungsleitung 26 ist eine Kommunikationsleitung 27 mit dem Niederspannungsverbinder 23 verbunden. Die Kommunikationsleitung 27 tauscht verschiedene Signale zwischen dem Inverter 5 und der HV-Steuerung 6 aus. Es muss nicht gesagt werden, dass eine Kommunikation zwischen dem Inverter 5 und der HV-Steuerung 6 unterbrochen wird, wenn der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 freigegeben bzw. gelöst wird.
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Wie es oben beschrieben wurde, wird das Systemhauptrelais 4 durch einen Befehl von der HV-Steuerung 6 gesteuert. Wenn ein Hauptschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird, sendet die HV-Steuerung 6 einen Befehl zum Schließen des Relais an das Systemhauptrelais 4. Mit diesem Befehl wird das Systemhauptrelais 4 geschlossen. Das heißt, die Hochspannungsbatterie 3 und der erste Hochspannungsverbinder 21 werden elektrisch miteinander verbunden. Als Ergebnis wird dem Inverter 5 Hochspannungsenergie von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt. Die HV-Steuerung 6 überwacht konstant, ob die Kommunikation mit dem Inverter 5 durchgeführt werden kann. Wie es oben beschrieben wurde, kann, wenn der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst wird, die HV-Steuerung 6 nicht länger mit dem Inverter 5 kommunizieren. Wenn die Kommunikation mit dem Inverter 5 unterbrochen wird, sendet die HV-Steuerung 6 einen Befehl zum Öffnen des Relais an das Systemhauptrelais 4. Als Ergebnis wird das Systemhauptrelais 4 geöffnet und die elektrische Verbindung des ersten Hochspannungsverbinders 21 mit der Hochspannungsbatterie 3 wird unterbrochen. Dann wird die Zufuhr der Hochspannungsenergie zu dem Inverter 5 gestoppt. Die HV-Steuerung 6 und das Systemhauptrelais 4 sind ein Beispiel einer Unterbrechungsschaltung, die eine elektrische Verbindung des ersten Hochspannungsverbinders 21 mit der Hochspannungsbatterie 3 zu einem Zeitpunkt unterbricht, zu dem der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst wird.
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Der Inverter 5 weist einen Kondensator 16 auf, der einen Strom von der Hochspannungsbatterie 3 glättet. Der Inverter 5 weist außerdem eine Entladungsschaltung 17 auf, die die elektrische Energie von dem Kondensator 16 während einer Fahrzeugkollision entlädt. Die Spannung der Hochspannungsbatterie 3 wird an den Kondensator 16 angelegt, und die Entladungsschaltung 17 entlädt die elektrische Energie von dem Kondensator 16 während der Kollision. Auf diese Weise kann die Sicherheit des Inverters 5 gewährleistet werden. Die Entladungsschaltung 17 ist ebenfalls eine Art von Hilfsmaschine und wird unter Verwendung der elektrischen Energie von der Hilfsbatterie 7 betrieben. Eine Airbag-Steuerung 18 ist mit der HV-Steuerung 6 verbunden. Die Airbag-Steuerung 18 enthält einen Beschleunigungssensor, der die Kollision erfasst. Wenn die Kollision erfasst wird, benachrichtigt die Airbag-Steuerung 18 die HV-Steuerung 6 über die Kollision. Wenn sie ein Signal empfängt, das hinsichtlich der Kollision benachrichtigt, sendet die HV-Steuerung 6 einen Befehl zum Öffnen des Relais an das Systemhauptrelais 4 und sendet außerdem über die Kommunikationsleitung 27 einen Befehl zum Entladen der elektrischen Energie von dem Kondensator 16 an den Inverter 5. In dem Fall, in dem die elektrische Energie der Hilfsbatterie 7 während der Kollision weiter dem Inverter 5 zugeführt wird, kann der Inverter 5 die elektrische Energie von dem Kondensator 16 auf der Grundlage des Befehls von der HV-Steuerung 6 entladen.
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Ein Layout um den Inverter 5 wird im Folgenden mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. Der Inverter 5 ist in einem vorderen Abteil 90 (einem vorderen Raum) des Hybridfahrzeugs 2 montiert. 2 ist eine Seitenansicht, die ein Komponentenlayout um den Inverter 5 in dem vorderen Abteil 90 zeigt. 3 ist eine obere Ansicht, die das Komponentenlayout um den Inverter 5 zeigt. Eine positive Richtung einer X-Achse in den jeweiligen Zeichnungen entspricht der Vorderseite des Fahrzeugs. Eine positive Richtung einer Z-Achse entspricht einer oberen Seite des Fahrzeugs. Die ”Vorderseite” in dieser Beschreibung meint eine Vorderseite des Fahrzeugs, und die ”Rückseite” meint eine Rückseite des Fahrzeugs. In 2 und 3 sind einige der Komponenten, die in dem vorderen Abteil 90 installiert sind, nicht gezeigt. Auch wenn ein Getriebe 40 in 2 gezeigt ist, ist das Getriebe 40 in 3 nicht gezeigt.
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In dem vorderen Abteil 90 ist der Inverter 5 an dem Getriebe 40 fixiert. Zusätzlich zu einer Getriebegruppe, die den Leistungsverteilungsmechanismus 9 bildet, der unter Verwendung von 1 beschrieben wurde, ist der Motor 8 in dem Getriebe 40 des Hybridfahrzeugs 2 installiert. Außerdem ist das Getriebe 40 mit dem Verbrennungsmotor 10 gekoppelt. Aufgrund signifikanter Vibrationen werden das Getriebe 40 und der Verbrennungsmotor 10 von zwei Seitenelementen (nicht gezeigt) des Fahrzeugs über eine Verbrennungsmotorhalterung (nicht gezeigt) zum Blockieren der Vibrationen aufgehängt. Um die Vibrationen von dem Getriebe 40 zu blockieren, wird der Inverter 5 von zwei Halterungen über Antivibrationshülsen (eine vordere Halterung 41 und eine hintere Halterung 42) unterstützt. Der Inverter 5 wird von der vorderen Halterung 41 und der hinteren Halterung 42 mit einer Lücke zu dem Getriebe 40 unterstützt bzw. getragen.
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Der Niederspannungsverbinder 23 ist mit einer oberen Fläche des Inverters 5 verbunden. Außerdem sind der erste Hochspannungsverbinder 21 und der zweite Hochspannungsverbinder 22 mit einer hinteren Fläche des Inverters 5 verbunden. Wie es unter Verwendung von 1 beschrieben wurde, ist der Niederspannungsverbinder 23 ein Verbinder zum Verbinden der Niederspannungsleitung 26, die die elektrische Energie von der Hilfsbatterie 7 zuführt, mit dem Inverter 5. Der erste Hochspannungsverbinder 21 ist ein Verbinder zum Verbinden der ersten Hochspannungsleitung 24, die elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 3 zuführt, mit dem Inverter 5. Der zweite Hochspannungsverbinder 22 ist ein Verbinder zum Verbinden der zweiten Hochspannungsleitung 25, die der Klimaanlage 13 die Hochspannungsenergie von dem Inverter 5 zuführt, mit dem Inverter 5.
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Die Kommunikationsleitung 27 ist ebenfalls mit dem Niederspannungsverbinder 23 verbunden. Wie es unter Verwendung von 1 beschrieben wurde, ist ein Ende der Kommunikationsleitung 27 mit der HV-Steuerung 6 verbunden, und der Inverter 5 und die HV-Steuerung 6 kommunizieren über die Kommunikationsleitung 27 miteinander. Wenn der Niederspannungsverbinder 23 einmal von dem Inverter 5 gelöst ist, ist die Kommunikation zwischen der HV-Steuerung 6 und dem Inverter 5 unterbrochen. Die HV-Steuerung 6 überwacht konstant die Kommunikation mit dem Inverter 5, und wenn die Kommunikation mit dem Inverter 5 einmal unterbrochen ist, sendet die HV-Steuerung 6 den Befehl zum Öffnen des Relais an das Systemhauptrelais 4. Dann wird das Systemhauptrelais geöffnet, und die erste Hochspannungsleitung 24 wird unterbrochen bzw. getrennt. Das heißt, der erste Hochspannungsverbinder 21 wird von der Hochspannungsbatterie 3 elektrisch getrennt. Mit anderen Worten, wenn der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst wird, wird eine elektrische Trennung zwischen der Hochspannungsbatterie 3 und dem ersten Hochspannungsverbinder 21 gewährleistet. Als Ergebnis wird die Zufuhr der Hochspannungsenergie zu dem Inverter 5 unterbrochen. Die elektrische Energie wird der Klimaanlage 13 von der Hochspannungsbatterie 3 über den Inverter 5 zugeführt. Wenn der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst ist, wird dementsprechend ebenfalls die Zufuhr der Hochspannungsenergie zu der Klimaanlage 13 gestoppt.
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Der erste Hochspannungsverbinder 21 ist an der hinteren Fläche des Inverters 5 mittels zwei Schrauben 31a, 32a fixiert. Der zweite Hochspannungsverbinder 22 ist an der hinteren Fläche des Inverters 5 mittels zwei Schrauben 31b, 32b fixiert. 2 ist eine Seitenansicht des Inverters 5, wobei die Schraube 32a nicht gezeigt ist, aber die Schraube 31a gezeigt ist. Die Schrauben 31a, 32a durchdringen eine Rippe 51a, die von der hinteren Fläche des Inverters 5 von der oberen Seite zu der unteren Seite vorsteht, und fixieren den ersten Hochspannungsverbinder 21, der auf der unteren Seite der Rippe 51a angeordnet ist. Auf ähnliche Weise durchdringen die Schrauben 31b, 32b eine Rippe 51b, die von der hinteren Fläche des Inverters 5 von der oberen Seite zu der unteren Seite vorsteht, und fixieren den zweiten Hochspannungsverbinder 22, der auf der unteren Seite der Rippe 51b angeordnet ist.
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Ein Erstreckungsabschnitt 30 erstreckt sich von dem Niederspannungsverbinder 23. Der Erstreckungsabschnitt 30 erstreckt sich von dem Niederspannungsverbinder 23 entlang der oberen Fläche des Inverters 5 rückwärts bzw. nach hinten. Ein hinterer Abschnitt des Erstreckungsabschnitts 30 steht von einem hinteren Ende des Inverters 5 nach hinten vor und bedeckt einen Schraubenkopf 311a der Schraube 31a, die den ersten Hochspannungsverbinder 21 fixiert, und einen Schraubenkopf 311b der Schraube 31b, die den zweiten Hochspannungsverbinder 22 fixiert. Um die Schrauben 31a, 31b zu lösen, muss dementsprechend zunächst der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst werden. Das heißt, um die ersten und zweiten Hochspannungsverbinder 21, 22 von dem Inverter 5 zu lösen, muss zunächst der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst werden.
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Wie es oben beschrieben wurde, wird, wenn der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst wird, der erste Hochspannungsverbinder 21 von der Hochspannungsbatterie 3 elektrisch getrennt, und die Zufuhr der Hochspannungsenergie zu dem Inverter 5 wird zuverlässig gestoppt. Somit können die ersten und zweiten Hochspannungsverbinder 21, 22 sicher von dem Inverter 5 gelöst werden. Wenn der Niederspannungsverbinder 23 von dem Inverter 5 gelöst wird, wird die Zufuhr der Hochspannungsenergie zu der Klimaanlage 13 ebenfalls zuverlässig gestoppt. Somit kann die Klimaanlage 13 sicher gehandhabt werden.
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Wie oben angegeben können mit dem Erstreckungsabschnitt 30, der in dem Niederspannungsverbinder 23 angeordnet ist, die ersten und zweiten Hochspannungsverbinder 21, 22 nicht gelöst werden, bis der Niederspannungsverbinder 23 gelöst ist. Wenn der Niederspannungsverbinder 23 gelöst wird, wird der erste Hochspannungsverbinder 21 von der Hochspannungsbatterie 3 elektrisch getrennt, und die Zufuhr der Hochspannungsenergie zu dem Inverter 5 wird zuverlässig gestoppt. Dementsprechend verwirklichen der Erstreckungsabschnitt 30 und die Unterbrechungsschaltung, die oben beschrieben sind (die HV-Steuerung 6 und das Systemhauptrelais 4), eine Verriegelung bzw. Sperre des Inverters 5.
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Wie es in 2 gezeigt ist, fällt eine obere Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 nach hinten ab. Der Kabelbaum 28 ist auf der Rückseite des Niederspannungsverbinders 23, das heißt auf der Rückseite des Erstreckungsabschnitts 30 angeordnet. Der Kabelbaum 28 erstreckt sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung. Man beachte, dass in 2 nur der Kabelbaum 28 schräg gestrichelt und in einem Querschnitt gezeigt ist, der durch den Erstreckungsabschnitt 30 verläuft und orthogonal zu der Fahrzeugbreitenrichtung (eine Y-Achsenrichtung) ist. Man beachte, dass eine Positionsbeziehung zwischen dem Inverter 5 und dem Kabelbaum 28 wie folgt ausgedrückt werden kann. Das heißt, in dem vorderen Abteil 90 des Hybridfahrzeugs 2 ist der Inverter 5 auf der Vorderseite des Kabelbaums 28 montiert, der sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt.
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Wie es oben beschrieben wurde, ist der Kabelbaum 28 die Kommunikationsleitung, die die HV-Steuerung 6 und die Verbrennungsmotorsteuerung 12 verbindet. Außerdem ist eine Kappe 43 auf der Rückseite des Kabelbaums 28 angeordnet. Die Kappe 43 ist ein Teil einer Fahrzeugkarosserie und ist ein Aufbau, in dem die Scheibenwischer (nicht gezeigt) und Ähnliches untergebracht sind. Man beachte, dass das Bezugszeichen 45 eine Vorderabteilhaube bzw. Vorderraumhaube bezeichnet und das Bezugszeichen 44 ein unteres Armaturenbrett bezeichnet. Das untere Armaturenbrett 44 ist ein Teiler, der das vordere Abteil 90 und eine Fahrzeugkabine voneinander trennt.
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Die gestrichelte Linie L in 2 ist eine Hilfslinie, die sich horizontal von einem hinteren Ende (einem hinteren Ende 30b der oberen Fläche) einer oberen Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 zu der Rückseite erstreckt. Wie es in 2 gezeigt ist, ist eine Mitte 28c in einem Querschnitt des Kabelbaums 28 oberhalb der Hilfslinie L angeordnet. Das heißt, das hintere Ende der oberen Fläche des Erstreckungsabschnitts 30 ist unterhalb der Mitte 28c des Kabelbaums 28 in dem Querschnitt der 2 angeordnet. Der ”Querschnitt in 2” ist der Querschnitt, der durch den Erstreckungsabschnitt 30 verläuft und orthogonal zu der Fahrzeugbreitenrichtung (der Y-Achsenrichtung) ist.
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Ein vorderes Ende (ein vorderes Ende 30c der oberen Fläche) der oberen Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 ist die höchste Position des Niederspannungsverbinders 23. Wie es in 2 gezeigt ist, sind die Niederspannungsleitung 26 und die Kommunikationsleitung 27 mit einer vorderen Fläche des Niederspannungsverbinders 23 verbunden, und Verbindungspositionen der Niederspannungsleitung 26 und der Kommunikationsleitung 27 mit dem Niederspannungsverbinder 23 liegen niedriger als das vordere Ende 30c der oberen Fläche. Eigenschaften der oberen Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 werden wie folgt zusammengefasst. Die obere Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 fällt nach hinten ab. Das hintere Ende 30b der oberen Fläche ist unterhalb der Mitte 28c in dem Querschnitt des Kabelbaums 28 angeordnet. Das vordere Ende 30c der oberen Fläche ist die höchste Position des Niederspannungsverbinders 23, der mit dem Inverter 5 verbunden ist, und ist höher als ein Kabelbaum (die Niederspannungsleitung 26 und die Kommunikationsleitung 27) angeordnet, der mit dem Niederspannungsverbinder 23 verbunden ist.
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Im Folgenden werden Vorteile der Neigung der oberen Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 beschrieben. Der Inverter 5 ist in dem vorderen Abteil 90 angeordnet und wird von dem Getriebe 40 mittels der vorderen Halterung 41 und der hinteren Halterung 42 getragen. Der Niederspannungsverbinder 23 ist mit der oberen Fläche des Inverters 5 verbunden, und der Kabelbaum 28 erstreckt sich in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der Rückseite des Inverters 5. Wenn das Fahrzeug einer frontalen Kollision (oder einer schrägen frontalen Kollision) ausgesetzt ist, gibt es einen Fall, in dem ein Hindernis in von der Vorderseite das vordere Abteil eindringt, an den Inverter stößt und bewirkt, dass sich der Inverter nach hinten bewegt. In einem derartigen Fall stößt der Niederspannungsverbinder an den Kabelbaum an. Aufgrund der Anordnung der Kappe auf der Rückseite des Kabelbaums kann sich der Kabelbaum nur etwas von der derzeitigen Position zur Rückseite bewegen. Dementsprechend wird der Niederspannungsverbinder des Inverters, der sich nach hinten bewegt, möglicherweise von dem Kabelbaum erwischt, und der Niederspannungsverbinder wird möglicherweise beschädigt. Fallabhängig wird der Niederspannungsverbinder von dem Inverter gelöst. In dem Hybridfahrzeug 2 dieser Ausführungsform fällt jedoch die obere Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 des Niederspannungsverbinders 23 nach hinten ab, und das hintere Ende 30b der oberen Fläche ist unterhalb der Mitte 28c in dem Querschnitt des Kabelbaums 28 angeordnet. Außerdem ist das vordere Ende 30c der oberen Fläche die höchste Position des Niederspannungsverbinders 23. Der Kabelbaum (die Niederspannungsleitung 26 und die Kommunikationsleitung 27), der mit dem Niederspannungsverbinder 23 verbunden ist, ist unterhalb des vorderen Endes 30c der oberen Fläche angeordnet. Aufgrund dieses Aufbaus bewegt sich der Kabelbaum 28 auf der geneigten oberen Fläche 30a aufwärts, wenn sich der Inverter 5 nach hinten bewegt. Der Niederspannungsverbinder 23 verläuft unter dem Kabelbaum 28 und wird somit daran gehindert, von dem Kabelbaum 28 erwischt bzw. eingefangen zu werden. Auf diese Weise wird der Niederspannungsverbinder 23 vor einem Stoß gegen den Kabelbaum 28 geschützt.
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4 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen dem Erstreckungsabschnitt 30 und dem Kabelbaum 28 zu einem Zeitpunkt, zu dem sich der Inverter 5 nach hinten bewegt. In 4 sind die vordere Halterung 41 und die hintere Halterung 42, die durch die Kollision verformt werden, nicht gezeigt. Eine rechteckige Gestalt, die durch virtuelle Linien gezeichnet wird und mit dem Bezugszeichen 5a angegeben ist, gibt eine Position des Inverters 5 vor der Kollision an. Ein Kreis, der durch eine virtuelle Linie gezeichnet wird und mit dem Bezugszeichen 28a angegeben ist, gibt den Kabelbaum vor der Kollision an. Ein Pfeil, der mit dem Bezugszeichen 91 angegeben ist, gibt eine Eingaberichtung eines Kollisionsstoßes an. Der Inverter 5 bewegt sich aufgrund dieses Kollisionsstoßes nach hinten. Ein Pfeil, der mit dem Bezugszeichen 92 bezeichnet ist, gibt eine Bewegungsrichtung des Kabelbaums 28 an. 4 zeigt eine Situation, in der sich der Erstreckungsabschnitt 30 an eine Position des Kabelbaums 28a vor der Kollision nach hinten bewegt und sich demzufolge der Kabelbaum 28 auf der oberen Fläche 30a bewegt. Aufgrund dessen, dass sich der Kabelbaum 28 während der Kollision aufwärts bewegt, wird verhindert, dass der Kabelbaum 28 schwerwiegend von dem Niederspannungsverbinder 23 getroffen wird. Somit kann auch eine Beschädigung des Kabelbaums 28 verhindert werden.
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In dem Hybridfahrzeug 2 gemäß der Ausführungsform weist der Erstreckungsabschnitt 30, der als ein Teil der Verriegelung dient, eine Verbinderschutzfunktion während der Kollision auf. In dem Hybridfahrzeug 2 der Ausführungsform wird dem Aufbau des Endabschnitts 30 als eine einfache Komponente eine neue Wendung gegeben, um eine Verriegelungsfunktion und die Verbinderschutzfunktion während der Kollision zu verwirklichen.
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Außerdem enthält der Inverter 5 den Kondensator 16, der den Strom, der von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt wird, glättet, und die Entladungsschaltung 17, die die elektrische Energie von dem Kondensator 16 zu dem Zeitpunkt entlädt, zu dem das Hybridfahrzeug 2 der Kollision ausgesetzt ist. Die Entladungsschaltung 17 wird mit der elektrischen Energie, die von der Hilfsbatterie 7 über den Niederspannungsverbinder 23 zugeführt wird, betrieben. In Fällen, in denen der Niederspannungsverbinder 23 während der Kollision beschädigt wird (oder von dem Inverter 5 gelöst wird) und die Zufuhr der elektrischen Energie zu diesem gestoppt wird, kann die elektrische Energie nicht länger von dem Kondensator 16 entladen werden. Wie oben beschrieben spielt der Niederspannungsverbinder 23 eine wichtige Rolle während der Kollision. In dem Hybridfahrzeug 2 gemäß der Ausführungsform wird der Niederspannungsverbinder 23 während der Kollision geschützt. Somit kann die elektrische Energie während der Kollision zuverlässig aus dem Kondensator 16 entladen werden.
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Im Folgenden wird ein wichtiger zu beachtender Punkt hinsichtlich der Technik, die in der Ausführungsform beschrieben wurde, beschrieben. Die Hochspannungsbatterie 3 ist ein Beispiel der ”Hochspannungsenergieversorgung”. Die Hilfsbatterie 7 ist ein Beispiel der ”Niederspannungsenergieversorgung”. Die erste Hochspannungsleitung 24 ist ein Beispiel der ”Hochspannungsleitung, die die elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie zuführt”. Die Schrauben 31a, 31b sind ein Beispiel des ”Fixierungselementes, das den Hochspannungsverbinder an der Hochspannungsvorrichtung fixiert”. Die jeweiligen Schraubenköpfe 311a, 311b der Schrauben 31a, 31b sind ein Beispiel des ”Freigabeabschnitts bzw. Lösungsabschnitts des Fixierungselementes”. Der ”Freigabeabschnitt bzw. Lösungsabschnitt des Fixierungselementes” kann eine Mutter der Schraube sein, die den Hochspannungsverbinder an der Hochspannungsvorrichtung fixiert.
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In dem Hybridfahrzeug 2 gemäß der Ausführungsform ist das hintere Ende 30b der oberen Fläche des Erstreckungsabschnitts 30 unterhalb der Mitte 28c in dem Querschnitt des Kabelbaums 28 in 2 angeordnet. In Fällen, in denen eine derartige Positionsbeziehung verwirklicht wird, bewegt sich der Inverter 5 nach hinten und der Erstreckungsabschnitt 30 stößt an den Kabelbaum 28, der Kabelbaum 28 bewegt sich derart, dass er sich auf der oberen Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 bewegt, und wird danach durch die Neigung der oberen Fläche 30a geführt und bewegt sich aufwärts. Der Niederspannungsverbinder 23 verläuft unter dem Kabelbaum 28. Somit wird verhindert, dass der Niederspannungsverbinder 23 ernsthaft den Kabelbaum 28 trifft. Man beachte, dass, um den Stoß während des Auftreffens des Niederspannungsverbinders 23 auf den Kabelbaum 28 weiter zuverlässig abzumildern, das hintere Ende 30b der oberen Fläche des Erstreckungsabschnitts 30 vorzugsweise unterhalb eines unteren Endes des Kabelbaums 28 angeordnet ist.
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Im Folgenden wird die Ausführungsform zusammengefasst. Der Inverter 5 ist in dem vorderen Raum des Hybridfahrzeugs 2 montiert. Der Niederspannungsverbinder 23 ist mit der oberen Fläche des Inverters 5 verbunden, und der erste Hochspannungsverbinder 21 ist mit dessen hinterer Fläche verbunden. Der Kabelbaum 28 ist auf der Rückseite des Inverters 5 angeordnet. Der Niederspannungsverbinder 23 weist den Erstreckungsabschnitt 30 auf, der sich in Richtung des Kabelbaums 28 erstreckt. Der Erstreckungsabschnitt 30 bedeckt den Kopf der Schraube 31a, die den ersten Hochspannungsverbinder 21 an dem Inverter 5 fixiert. Die obere Fläche 30a des Erstreckungsabschnitts 30 fällt nach hinten ab, und das hintere Ende 30b der oberen Fläche ist unterhalb der Mitte 28c in dem Querschnitt des Kabelbaums 28 angeordnet.
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Die Technik, die hier beschrieben wurde, kann für Fahrzeuge verwendet werden, die jeweils unter Verwendung eines Elektromotors fahren. Derartige Fahrzeuge beinhalten zusätzlich zu dem Hybridfahrzeug ein Elektrofahrzeug, das keinen Verbrennungsmotor aufweist, und ein Fahrzeug, bei dem ein elektrischer Fahrmotor mittels einer Brennstoffzelle angetrieben wird.
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Insoweit wurde die Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese ist jedoch nur beispielhaft und dient nicht zum Beschränken der Ansprüche. Die Techniken, die in den Ansprüchen angegeben sind, beinhalten verschiedene Modifikationen und Änderungen, die hinsichtlich der Ausführungsform möglich sind. Technische Elemente, die hier beschrieben wurden, und die Zeichnungen zeigen den technischen Nutzen, wenn diese einzeln oder in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, und diese sind nicht auf die in den Ansprüchen der ursprünglichen Anmeldung beschriebenen Kombinationen beschränkt. Die Techniken, die hier in der Beschreibung und in den Zeichnungen dargestellt sind, können mehrere Zwecke gleichzeitig erfüllen und zeigen den technischen Nutzen auch durch Erzielen nur eines Zweckes selbst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006-136097 A [0003]
- JP 2006-014577 A [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”Ankündigung, die Details der Sicherheitsvorschriften für Straßenfahrzeuge vorschreibt (28. Oktober 2011), Anhang 111” von Japan [0004]
