JP2008301677A - 車載用電子ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】外部から衝撃を受けた際に、基板を収容する収容ケースおよび基板が壊れるときに、筐体と基板との間で生じる電気的導通の発生の抑制が図られた車載用電子ユニットを提供する。
【解決手段】車載用電子ユニットは、主表面１４６，１４７を有し、電気回路を有する基板４６と、基板４６に形成され、基板４６の一部を区画するように延び、基板４６の他の部分より強度の低い基板用脆弱部４６ａと、基板４６を収容可能な収容部５１を有する筐体４０と、収容部５１を規定する筐体４０の壁部に形成され、基板用脆弱部４６ａに略対応する位置に、筐体４６の他の部分より強度の低い筐体用脆弱部４０ａとを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、車載用電子ユニットに関し、より好ましくは、内部に電気回路が形成された基板を収容した電子ユニットに関する。

従来から車両衝突時に車両のボディが潰れることで、衝突による衝撃を吸収する際に、電子ユニットが衝撃吸収の妨げとなる場合があることから、車両の衝撃吸収機能の確保が図られた電子ユニット等が各種提案されている。たとえば、特許文献１（特開２００６−８２６１４号公報）に記載された車両用筐体は、車両用筐体を構成する面において、面の端辺には、端辺を起点に端辺に対し垂直方向に延びる少なくとも３つの溝状の第１破壊起点が並んでいる。この車両用筐体によれば、車両本体から受ける力によって潰れやすくなることから、車両の衝撃吸収機能の妨げになることが抑制されている。

特許文献２（特開２００６−３０６２４９号公報）に記載された車両用電源装置は、プラスチックボックスを備え、このプラスチックボックスは、電池を収容する電池収容ボックスと、電池収容ボックスに隣接して配設される衝撃吸収ボックスとを有する。そして、プラスチックボックスは、電池収容ボックスと、衝撃吸収ボックスとをプラスチックで一体的に成形されており、電池収容ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に沿って、衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部が設けられている。この車両用電源装置においては、電池収容ボックスと衝撃吸収ボックスとをクラッシュの衝撃で確実境界で破断する。

特許文献３（特開平８−１９２６３９号公報）に記載された電気自動車においては、フロント部が、フレームサイドメンバと、乗車室を規定する車室形成メンバとを主な骨格として構成されている。そして、フレームサイドメンバには、衝突エネルギを変形することで吸収するエネルギ吸収部が形成されている。エネルギ吸収部には、圧縮荷重により上に凸に屈曲するように切欠部および溝部が形成されている。このエネルギ吸収部上には、燃料電池が収容される収容ケースが配置されている。そして、収容ケースの切欠部と、エネルギ吸収部の切欠部とが揃うように取付けられている。

特許文献４（特開平２−１０２８４９号公報）に記載された車両用バッテリ固定構造においては、ハーネスが損傷するような激しい衝突時には、バッテリを車体側部材の変形力によって積極的に破壊して、バッテリの蓄電および給電能力を消滅させる。これにより、衝突時において、ハーネスと車体側部材との接触を抑制している。特許文献５（特開平４−２０８００７号公報）に記載された電気自動車の電源装置においては、電気自動車の車体が受ける衝撃により、電源装置の単位バッテリを接続状態を変更する制御手段を備えている。
特開２００６−８２６１４号公報 特開２００６−３０６２４９号公報 特開平８−１９２６３９号公報 特開平２−１０２８４９号公報 特開平４−２０８００７号公報

しかし、たとえば、特許文献１に記載された車両用筐体において、車両用筐体内に電気回路が形成された基板が収容されているときに、外部から衝撃を受けた場合には、基板上の電気回路と筐体とが接触することで、両者の間で電気的導通が生じることがある。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、外部から衝撃を受けた際に、基板および基板を収容する筐体が壊れるときに、筐体と基板との間および基板と外部構造体との間で生じる電気的導通の発生の抑制が図られた車載用電子ユニットを提供することである。

本発明に係る車載用電子ユニットは、ある局面では、電気回路が形成された主表面を有し、その一部を区画するように延び、他の部分よりも強度が低い基板用脆弱部が設けられた基板と、基板が収容される収容部を規定する壁部を有し、壁部の基板用脆弱部に略対応する位置に、他の部分より強度の低い筐体用脆弱部が設けられた筐体とを備える。

好ましくは、上記筐体用脆弱部は、基板の周囲を囲むように環状に連続または断続的に延びる。好ましくは、上記筐体用脆弱部は、ひとつの仮想平面上に位置するように設けられ、上記仮想平面上に、基板用脆弱部が位置する。好ましくは、上記筐体用脆弱部によって規定される仮想平面は、基板の主表面に対して垂直に交わる。

好ましくは、上記電気回路は、第１電気回路と、第１電気回路よりも高電圧の電流が流れる第２電気回路とを含む。そして、上記基板用脆弱部は、基板のうち、第１電気回路が位置する部分と、第２電気回路が位置する部分とを区画する。

好ましくは、上記筐体は、開口部を有する収容ケースと、開口部を閉塞して、収容部を規定すると共に、基板の主表面と対向する閉塞部材とを含む。そして、上記閉塞部材は、固定部材の他の部分より剛性が小さく、変形可能とされ、収容ケースに印加される衝撃力を緩和可能な変形部を含む。

本発明に係る車載用電子ユニットは、他の局面では、電気回路が形成された基板と、基板を収容可能な収容ケースと、収容ケースを被固定対象部に固定する固定部材とをさらに備える。そして、上記固定部材は、固定部材の他の部分より剛性が小さく、変形可能とされ、収容ケースに印加される衝撃力を緩和可能な変形部を含む。

本発明に係る車載用電子ユニットによれば、外部から衝撃を受けた際に収容ケースおよび基板が壊れたときに、筐体と筐体内に収容された基板との間で、電気的導通が生じることを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る車載用電子ユニットについて、図１から図１８を用いて説明する。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

図１は、本実施の形態に係る車載用電子ユニットを備えたハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。なお、本発明に係る車載用電子ユニットを搭載する車両は、図１に示すハイブリッド車両に限定されず、走行用のバッテリを搭載した電気自動車や燃料電池車であってもよい。このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、蓄電機構としては、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。

ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）とも表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１９０に伝達したり、駆動輪１９０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０を備える。

さらに、ハイブリッド車両は、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１９０とＭＧ（１）１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０とを備える。

また、ハイブリッド車両は、走行用バッテリ２２０の直流とＭＧ（２）１４０ＡおよびＭＧ（１）１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリ制御ユニット（車載用電子ユニット：バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit））２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０とを備える。

また、ハイブリッド車両は、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリ制御ユニット２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリ制御ユニット２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。

走行用バッテリ２２０は、数ボルト程度の低電圧のニッケル水素電池セルを直列に数個程度接続したバッテリモジュールを数十個程度直列に積層した構造を有する。そのため、走行用バッテリ２２０の定格電圧は、数百ボルト程度となり、１２ボルト程度の通常の自動車に搭載されるバッテリの定格電圧に比べて高い値となる。この走行用バッテリ２２０とバッテリ制御ユニット２６０とは、いずれも電池パック３０に一体的に収容されている。なお、走行用バッテリ２２０の種類および構造は、このようなバッテリに限定されない。

さらに、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には、昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、ＭＧ（２）１４０ＡやＭＧ（１）１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からＭＧ（２）１４０ＡやＭＧ（１）１４０Ｂに電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。なお、充電する場合にはこの昇圧コンバータで降圧して走行用バッテリ２２０に充電電力が供給される。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵ４００とすることがその一例である）。動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１９０とＭＧ（１）１４０Ｂとの両方に振り分けるために、プラネタリーキャリア（Ｃ）、サンギヤ（Ｓ）およびリングギヤ（Ｒ）を備えた遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。

図２は、バッテリ制御ユニット２６０の内部構成を示すブロック図である。この図２に示すように、バッテリ制御ユニット２６０は、電池用コネクタ１０と、電圧計測回路１１（電圧計測手段）と、センサ用コネクタ１２と、電流計測回路１３（電流計測手段）と、温度計測回路１４（温度計測手段）と、マイクロコンピュータ１５（残存容量演算手段）と、通信回路１６と、出力用コネクタ１７とを備えている。

バッテリ制御ユニット２６０には、電池用ワイヤーハーネス２（電池用配線）および電池用コネクタ１０を介して走行用バッテ２２０が接続されている。また、バッテリ制御ユニット２６０には、センサ用ワイヤーハーネス４（センサ用配線）およびセンサ用コネクタ１２を介して電流センサ５と温度センサ６とが接続されている。さらに、バッテリ制御ユニット２６０には、出力用ワイヤーハーネス７（出力用配線）および出力用コネクタ１７を介してＨＶ＿ＥＣＵ３２０が接続されている。

走行用バッテリ２２０は、例えば、１６Ｖの定格出力電圧の電池セル３ａ（電池）を１４個直列接続して構成される、定格出力電圧２２４Ｖの直流電源である。それぞれの電池セル３ａの正極端子及び負極端子は、電池用ワイヤーハーネス２を介して電池用コネクタ１０に接続されている。そして、電池用コネクタ１０は、電圧計測回路１１に接続されている。

電圧計測回路１１は、電池用コネクタ１０を介して入力されるそれぞれの電池セル３ａの電圧をマイクロコンピュータ１５の入力可能な電圧に変換して、マイクロコンピュータ１５に出力する回路である。このため、電圧計測回路１１の複数の入力端子は、電池用コネクタ１０に接続されており、電圧計測回路１１の出力端子は、マイクロコンピュータ１５に接続されている。

温度センサ６は、走行用バッテリ２２０を構成する電池セル３ａの温度を検出するためのセンサである。温度センサ６は、例えば、サーミスタであり、５Ｖを供給することで温度の高さに応じて０〜５Ｖの範囲の電圧を出力するように設定されている。温度センサ６は、電池セル３ａの温度を検出することができる最適な場所にそれぞれ設置され、センサ用ワイヤーハーネス２を介してセンサ用コネクタ１２に接続されている。

電流センサ５は、走行用バッテリ２２０に流れる電流、つまり、電池セル３ａに流れる電流を検出するためのセンサである。電流センサ５は、例えば、電流の大きさに応じて０〜５Ｖの範囲の電圧を出力するホール効果を用いた磁気式のセンサである。電流センサ５は、センサ用ワイヤーハーネス４を介してセンサ用コネクタ１２に接続されている。

そして、センサ用コネクタ１２は、温度計測回路１４および電流計測回路１３に接続されている。

電流計測回路１３は、入力される電流センサ５の出力信号を電流値に変換し、マイクロコンピュータ１５に出力する回路である。電流計測回路１３出力端子はマイクロコンピュータ１５に接続されている。

温度計測回路１４は、センサ用コネクタ１２を介して入力される複数の温度センサ６の出力信号を温度に変換し、マイクロコンピュータ１５に順次出力する回路である。温度計測回路１４の複数の入力端子はセンサ用コネクタ１２の温度センサ６の接続部に、出力端子はマイクロコンピュータ１５にそれぞれ接続されている。

マイクロコンピュータ１５は、電池セル３ａの電圧、電池セル３ａに流れる電流及び電池セル３ａの温度から、電池セル３ａ毎の残存容量を演算する素子である。マイクロコンピュータ１５の複数の入力端子は電圧計測回路１１、電流計測回路１３及び温度計測回路１４のそれぞれの出力端子に、出力端子は通信回路１６にそれぞれ接続されている。

通信回路１６は、マイクロコンピュータ１５によって演算された電池セル３ａ毎の残存容量の演算結果を出力用コネクタ１７を介して通信によって出力する回路である。通信回路１６の入力端子はマイクロコンピュータ１５の出力端子に、出力端子は出力用コネクタ１７にそれぞれ接続されている。

そして、電池用コネクタ１０、電圧計測回路１１、センサ用コネクタ１２、電流計測回路１３、温度計測回路１４、マイクロコンピュータ１５、通信回路１６及び出力用コネクタ１７は、基板４６の主表面上に設けられている。

電圧計測回路１１は、高電圧側電気回路６０内に組み込まれており、電流計測回路１３、温度計測回路１４、マイクロコンピュータ１５および通信回路１６は、低電圧側電気回路６１内に組み込まれている。なお、高電圧側電気回路６０内を流れる電流の電圧は、低電圧側電気回路６１内を流れる電流の電圧よりも高くなっている。なお、バッテリ制御ユニット２６０の基板４６には、さらに、出力許容電力演算回路、電池異常検出（フェイルセーフ処理）回路、漏電検出回路などをさらに設けてもよい。この際、出力許容電力演算回路および電池異常検出回路は、いずれも、低電圧側電気回路６１内に組み込まれる。そして、漏電検出回路は、高電圧側電気回路６０内に組み込まれる。

出力用コネクタ１７は、通信回路１６から出力される電池セル３ａ毎の残存容量の演算結果をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に伝達するための出力用ワイヤーハーネス７を接続するコネクタであり、通信回路１６に接続されている。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０からの信号は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００に入力され、ＭＧ＿ＥＣＵ３００がモータユニット１０００の駆動を制御する。

図３は、ハイブリッド車両の構成を示す回路図である。図３を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置で制御される電源回路について説明する。この電源回路は、走行用バッテリ２２０と、モータユニット１０００と、ＭＧ＿ＥＣＵ３００と、ＳＭＲ（１）５００と、制限抵抗５０２と、ＳＭＲ（２）５０４と、ＳＭＲ（３）５０６と、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とを備えている。

そして、モータユニット１０００は、モータジェネレータ１４０、インバータ２４０、昇圧コンバータ２４２、コンデンサＣ（１）５１０、およびコンデンサＣ（２）５２０を備える。

インバータ２４０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、モータジェネレータ１４０をモータまたはジェネレータとして機能させる。昇圧コンバータ２４２は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。

昇圧コンバータ２４２は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ（１）５１０から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ（２）５２０に供給する。また、昇圧コンバータ２４２は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ１４０によって発電され、インバータ２４０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ（１）５１０へ供給する。コンデンサＣ（２）５２０は、昇圧コンバータ２４２から供給された直流電力の電圧を平滑化し、その平滑化された直流電力をインバータ２４０へ供給する。

コンデンサＣ（１）５１０は、インバータ２４０と並列に接続されている。コンデンサＣ（１）５１０は、走行用バッテリ２２０から供給された電力、またはインバータ２４０から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２４０または走行用バッテリ２２０に供給される。

ＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６は、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点を閉じるリレーである。ＳＭＲ（１）５００は、ＳＭＲ（２）５０４が接続される前に接続され、インバータ２４０に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。ＳＭＲ（２）５０４は、ＳＭＲ（１）５００が接続され、プリチャージが終了した後に接続される正側ＳＭＲである。ＳＭＲ（３）５０６は、走行用バッテリ２２０の負極側に設けられている負側ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ４００によりオン／オフが制御される。なお、ＳＭＲがオンとは通電状態を示し、ＳＭＲがオフとは非通電状態を示す。

図４は、電池制御ユニット２６０と走行用バッテリ２２０とを収容する電池パック（蓄電パック）３０が位置するハイブリッド車両の後部側内部の平面図である。なお、この図４に示す例においては、セダンタイプのハイブリッド車両である。ハイブリッド車両は、ボディ１６１を備える。ボディ１６１は平面視したときにほぼ四角形になるように形成されている。ボディ１６１は、後面１６１ａを有する。車体の後部には後輪１９０Ｒが配置されている。

本実施の形態においては、電池パック３０は、車両の後部側に配置されている。電池パック３０は、図１に示す走行用バッテリ２２０や電池制御ユニット２６０を収容する収容ケース２０を備えている。この収容ケース２０は、たとえば、鉄等の金属材料によって形成されている。

ボディ１６１は、ハイブリッド車両１００の前後方向に延び、幅方向に間隔を隔てて設けられたサイドメンバ５０を含む。そして、サイドメンバ５０間には、フロア部材５７が設けられており、このフロア部材５７の上面上に、電池パック３０が配置されている。

図５は、電池パック３０の内部構造を示す模式図である。この図５に示すように、電池パック３０は、収容ケース２０と、この収容ケース２０内に収容された走行用バッテリ２２０と、ＳＭＲと、電流センサと、バッテリ制御ユニット２６０とが収容されている。

走行用バッテリ２２０は、複数の電池セル３ａが一方向に配列するように設けられて形成されている。なお、図４において、電池セル３ａは、ハイブリッド車両の幅方向に延びるように配置されている。そして、バッテリ制御ユニット２６０は、収容ケース２０のうち、ハイブリッド車両の幅方向の配列する側面３０と対向するように設けられている。バッテリ制御ユニット２６０は、固定部材７０およびボルト７５とによって、収容ケース（被固定対象部）２０に固定されている。

図６は、バッテリ制御ユニット２６０の断面図である。この図６に示す例においては、バッテリ制御ユニット２６０は、筐体４０と、この筐体４０内に収容された基板４６とを備えている。

筐体４０は、開口部が形成された箱部４２と、箱部４２の開口部を閉塞可能な平板板状の蓋部材４１とを備えている。

箱部４２と、蓋部材４１と、基板４６との隅部には、それぞれ、貫通孔４２ｂ，４３ｂ，４６ｂが形成されている。これら各貫通孔４２ｂ，４３ｂ，４６ｂには、ボルト４３が挿入され、このボルト４３の端部には、ナット４７が螺着され、箱部４２と蓋部材４１と基板４６とが一体となるように連結されている。このように、箱部４２と蓋部材４１とが一体的に連結することで、基板４６を収容可能な収容室５１が規定される。収容室５１内に収容された基板４６の主表面には、脆弱部４６ａが形成されている。

図７は、脆弱部４６ａの詳細を示す基板４６の断面図である。この図７に示す例においては、脆弱部４６ａは、主表面１４６に形成された溝部１４６ａと、主表面１４７のうち、溝部１４６ａに対して基板４６の厚み方向に対向する部分に形成された溝部１４７ａとによって規定されている。

このように、脆弱部４６ａは、対向する溝部１４６ａ、１４７ａによって規定されているので、衝撃力や押圧力が、基板４６に主表面１４６側および主表面１４７側のいずれから加えられても溝部１４６ａ，１４７ａの少なくとも一方が広がるように変形することで、脆弱部４６ａに亀裂が入り、脆弱部４６ａが破断する。

なお、脆弱部４６ａとしては、図７に示す例に限られない。図８は、脆弱部４６ａの変形例を示す基板４６の断面図である。この図８に示す例においては、基板４６の主表面１４６，１４７のうち、図６に示す蓋部材４１と対向する主表面１４６に形成された溝部によって脆弱部４６ａが規定されている。なお、主表面１４６側に溝部を形成して、脆弱部４６ａを規定するようにしてもよい。すなわち、脆弱部４６ａは、基板４６の主表面１４６，１４７の少なくとも一方に形成された溝部によって規定されている。このように、脆弱部４６ａは、基板４６のうち、脆弱部４６ａ以外の部分よりも薄肉に形成されており、他の部分よりも、強度が低くなっている。このため、基板４６に外力が加えられると、脆弱部４６ａの部分が破断する。

図９は、基板４６の平面図である。この図９に示す例においては、基板４６の主表面１４６，１４７のうち、図６に示す蓋部材４１に対して反対側に位置する主表面１４６に高電圧側電気回路６０と低電圧側電気回路６１とが形成されている。

そして、高電圧側電気回路６０には、ピン端子１０ａを介して、電池用コネクタ１０が接続されている。低電圧側電気回路６１には、ピン端子１２ａを介して、センサ用コネクタ１２が接続されており、さらに、ピン端子１７ａを介して、出力用コネクタ１７が接続されている。

ここで、脆弱部４６ａは、基板４６のうち、高電圧側電気回路６０と低電圧側電気回路６１との間に位置する部分に形成されている。すなわち、脆弱部４６ａは、基板４６のうち、高電圧側電気回路６０が形成された高電圧用基板４６Ｈと、低電圧側電気回路６１が形成された低電圧用基板４６Ｌとに基板４６を区画するように形成されている。

このため、基板４６は、外部から衝撃力や押圧力が加えられると、脆弱部４６ａにおいて、高電圧用基板４６Ｈと低電圧用基板４６Ｌとに分割され、高電圧側電気回路６０や低電圧側電気回路６１が位置する部分で、基板４６が破断されることが抑制されている。

このため、基板４６が分割された際に、高電圧側電気回路６０および低電圧側電気回路６１内の配線がめくれ上がり、配線と図６に示す筐体４０とが接触することを抑制することができる。

高電圧用基板４６Ｈおよび低電圧用基板４６Ｌのいずれにも、貫通孔４６ｂが形成されている。このため、基板４６が脆弱部４６ａにて分割された後においても、高電圧用基板４６Ｈおよび低電圧用基板４６Ｌのいずれも、図６に示す筐体４０に固定可能とされている。

図１０は、基板４６および脆弱部４６ａの第１変形例を示す平面図である。この図１０に示す例においては、高電圧側電気回路６０が占める領域よりも、低電圧側電気回路６１が占める領域の方が大きくなっている。このような基板４６においては、脆弱部４６ａは、基板４６のうち、高電圧側電気回路６０隣り合う位置に形成され、基板４６から高電圧側電気回路６０を区画するように延びている。

図１１は、脆弱部についての第２変形例を示す平面図である。この図１１に示す例のように、複数の脆弱部４６ａ１，４６ａ２を形成してもよい。

図１２は、脆弱部についての第３変形例を示す平面図である。この図１２に示す例においては、基板４６のうち、高電圧側電気回路６０と低電圧側電気回路６１との間に位置する部分に、間隔を隔てて複数のスリット（穴部）４６ｄが形成されている。

そして、各スリット４６ｄ間には、脆弱部４６ａが形成されている。なお、スリット４６ｄの配列方向における脆弱部４６ａの長さは、スリット４６ｄの長さよりも小さくなっている。

図１３は、筐体４０の斜視図である。この図１３に示す例においては、筐体４０は、開口部が形成された箱部４２と、箱部４２の開口部を閉塞可能な平板状の蓋部材４１とを備えている。箱部４２には、電池用ワイヤーハーネス２、センサ用ワイヤーハーネス４、出力用ワイヤーハーネス７等の配線が接続された外部コネクタが挿入されるコネクタ挿入口４４，４５が複数形成されている。

箱部４２と、蓋部材４１と、基板４６との隅部には、それぞれ、貫通孔４２ｂ，４３ｂ，４６ｂが形成されている。これら各貫通孔４２ｂ，４３ｂ，４６ｂには、ボルト４３が挿入され、このボルト４３の端部には、ナット４７が螺着され、箱部４２と蓋部材４１と基板４６とが一体となるように連結されている。このように、箱部４２と蓋部材４１とが一体的に連結することで、基板４６を収容可能な収容室５１が規定される。なお、基板４６と筐体４０とは、図示されない連結部材によって、互いに連結するようにしてもよい。

ここで、蓋部材４１は、図５に示す収容ケース２０の側面３０Ａと対向するように配置されており、箱部４２は、蓋部材４１に対して、収容ケース２０の内側に配置されている。

図１４は、電池制御ユニット２６０を分解した斜視図である。そして、図１３および図１４に示すように、収容室５１を規定する筐体４０の壁面には、基板４６の周囲を囲むように脆弱部（筐体用脆弱部）４０ａが環状に形成されている。なお、この図１３および図１４は、基板４６の周囲を完全に囲むように形成されているが、これに限られず、たとえば、基板４６の周囲をコ字状に囲む場合も含む。

脆弱部４０ａは、蓋部材４１に形成された脆弱部４１ａと箱部４２に形成された脆弱部４２ａとを備えている。

脆弱部４１ａは、基板４６に形成された脆弱部４６ａにほぼ対応する部分に形成されている。ここで、脆弱部４１ａは、図７に示すように基板４６に形成された脆弱部４６ａに対して、基板４６の厚み方向に位置している。

箱部４２は、基板４６と対向する底壁部１４１と、この底壁部１４１の外周縁部に形成された側壁部１４２〜１４５が形成されている。側壁部１４２〜１４５のうち、側壁部１４２，１４４は、基板４６に形成された脆弱部４６ａの延在方向に配列している。

そして、脆弱部４２ａは、側壁部１４２，１４４に形成され、箱部４２の開口部から底壁部１４１に向けて延びる側壁脆弱部４２ａ１と、底壁部１４１に形成され、側壁部１４２から側壁部１４４に向けて延びる底面脆弱部４２ａ２とを備えている。

このため、脆弱部４０ａは、脆弱部４２ａと脆弱部４１ａとによって、環状に形成されている。

そして、環状に延びる脆弱部４０ａは仮想平面Ｏ上に位置しており、この仮想平面Ｏは、基板４６の主表面１４６，１４７に対して垂直に交差している。そして、基板４６に形成された脆弱部４６ａも、脆弱部４２ａによって規定される仮想平面Ｏ上に位置している。なお、仮想平面Ｏと、基板４６の脆弱部４６ａとが多少ずれていてもよい。

ここで、図１４および図６に示す例においては、主表面１４６，１４７に対して、仮想平面Ｏが垂直となるように脆弱部４０ａが形成されているが、これに限られない。たとえば、脆弱部４０ａによって規定される仮想平面が、基板４６の主表面に対して、垂直と異なる角度で交差する仮想平面Ｑとなるように、脆弱部４０ａを形成してもよい。

なお、筐体４０に形成された脆弱部４２ａも、脆弱部４６ａと同様に形成されており、筐体４０の内表面に形成された溝部と、筐体４０の外表面のうち、内表面に形成された溝部と対向する部分に形成された溝部とによって規定されている。

また、この図１３や図１４に示す例においては、脆弱部４０ａは、環状に連続して形成されているが、これに限られない。たとえば、上記図１２に示す脆弱部４６ａと同様に、スリットを間隔を隔てて形成し、各スリット間に脆弱部４０ａを形成してもよい。このように、脆弱部４０ａは、筐体４０のうち、脆弱部４０ａ以外の部分よりも薄肉に形成されており、他の部分よりも強度が小さくなるように形成されている。このため、筐体４０に外力が加えられると、脆弱部４０ａの部分が破断される。

図１５は、基板４６の主表面１４６，１４７に対して垂直な方向に向けて、衝撃力Ｐが蓋部材４１に加えられることによって、分割された筐体４０および基板４６を示す断面図である。ここで、図６および図１５を用いて、衝撃力Ｐが加えられた際に、筐体４０および基板４６に生じる分解過程について説明する。

図６および図１５において、蓋部材４１に向けて衝撃力が加えられると、当該衝撃力によって、脆弱部４１ａが破断する。そして、蓋部材４１が基板４６に向けて凹むことで、間隔を隔てて配置されたボルト４３が互いに離れるように傾斜する。これにより、基板４６に引張力が働き、基板４６の脆弱部４６ａが破断する。さらに、箱部４２にも同様に、引張力が生じ、脆弱部４２ａが破断する。

筐体４０および基板４６が分割された後には、衝撃力Ｐのエネルギは、主に、分割された筐体４０および基板４６を変位させることに消費される。

このため、衝撃力Ｐのエネルギが、筐体４０を変形させることに消費されることが抑制されており、蓋部材４１が大きく変形して、基板４６が箱部４２に押し付けられることを抑制することができる。

これにより、基板４６に形成された高電圧側電気回路６０や低電圧側電気回路６１が箱部４２と接触することを抑制することができ、両者の間で、電流が導通することを抑制することができる。

脆弱部４０ａが破断することで、筐体４０は、高電圧用基板４６Ｈを収容する分割筐体２４０Ｈと、低電圧用基板４６Ｌを収容する分割筐体２４０Ｌとに分割される。

ここで、脆弱部４０ａが規定する仮想平面Ｏ上に、基板４６の脆弱部４６ａが位置しているので、高電圧用基板４６Ｈおよび低電圧用基板４６Ｌのいずれかが、分割筐体２４０Ｈ内から分割筐体内２４０Ｌ内に亘って延びることを抑制することができる。

このため、分割筐体２４０Ｌ、２４０Ｈが変位しようとする際に、高電圧用基板４６Ｈおよび低電圧用基板４６Ｌが、分割筐体２４０Ｌおよび分割筐体２４０Ｈに引っかかることを抑制することができる。

特に、本実施の形態においては、脆弱部４１ａによって規定される仮想平面Ｏは、基板４６の主表面１４６，１４７に対して垂直とされている。このため、分割筐体２４０Ｌ，２４０Ｈが変位して、いずれか一方の分割筐体２４０Ｌ，２４０Ｈが、他方の分割筐体２４０Ｌ，２４０Ｈ内に入り込むことを抑制することができる。これにより、高電圧側電気回路６０と、分割筐体２４０Ｌとが接触して、電流が導通することを抑制することができる。

そして、基板４６が分割される際に、高電圧側電気回路６０が位置する部分で基板４６が分割されることが抑制され、高電圧側電気回路６０内の配線がめくりあがることが抑制されており、配線と分割筐体２４０Ｈとが接触することを抑制することができる。

さらに、分割筐体２４０Ｈは、高電圧側電気回路６０が形成された高電圧用基板４６Ｈを覆うように形成されているため、高電圧側電気回路６０と、他の部材とが接触することを抑制することができる。

特に、図６において、脆弱部４０ａによって規定される仮想平面Ｏが、仮想平面Ｑとなるように、脆弱部４０ａを形成してもよい。

このように、脆弱部４０ａを形成したときには、分割筐体２４０Ｈのうち、箱部４２の部分が、高電圧側電気回路６０の上方を通って、さらに、外方に向けて張り出すように形成される。これにより、高電圧側電気回路６０が、収容ケース２０等の他の部材（外部構造体）と接触することを抑制することができる。なお、電池用コネクタ１０と、センサ用コネクタ１２と出力用コネクタ１７とに接続される各種ハーネスは、容易に変形可能とされている。

図１６は、バッテリ制御ユニット２６０の変形例を示す断面図であり、図１７は、図１６に示されたバッテリ制御ユニット２６０の分解斜視図である。

これら、図１６および図１７に示すように、このバッテリ制御ユニット２６０は、蓋部材４１の表面のうち、収容室５１の一部を規定する内表面に形成された突出部４１ｃを備えている。

この突出部４１ｃは、基板４６に形成された脆弱部４６ｃと対向する位置に設けられており、脆弱部４６ｃに沿って延び、蓋部材４１の表面から脆弱部４６ｃに向けて突出している。なお、脆弱部４６ｃは、主表面１４７に形成された溝部によって規定されており、箱部４２に形成された脆弱部４２ｃも、箱部４２の表面のうち、収容室４２ｃ側の表面に形成された溝部によって規定されている。

このようなバッテリ制御ユニット２６０においては、蓋部材４１に衝撃力が加えられると、突出部４１ｃが脆弱部４６ｃを押圧し、確実に基板４６が分割される。また、脆弱部４２ｃも、破断することで、箱部４２も分断される。これにより、基板４６に形成された高電圧側電気回路６０や低電圧側電気回路６１が箱部４２と接触することを抑制することができる。なお、突出部４１ｃにも、脆弱部を設けてもよい。

図１８は、筐体４０を収容ケース２０に固定するための固定部材７０およびその近傍の構成を示す斜視図である。この図１８および上記図５、図１４を用いて、固定部材７０およびその近傍の構成について説明する。

固定部材７０は、図１４に示す箱部４２の側壁部１４３，１４５に設けられている。そして、固定部材７０は、側壁部１４３，１４５にスポット溶接される立上壁７０Ａと、この立上壁７０Ａに対して屈曲するように設けられ、収容ケース２０の底面に固定される固定板７０Ｂとを備えている。

そして、固定板７０Ｂは、ボルト７５、ナット７１およびワッシャ７２によって、収容ケース２０の底面に固定されている。

ここで、蓋部材４１は、図５に示す収容ケース２０の側面３０Ａと対向するように配置されており、立上壁７０Ａには、図５に示す収容ケース２０の側面３０Ａ側の辺部から収容ケース２０内方に向けて延びる切欠部７０Ｃが形成されている。すなわち、立上壁７０Ａのうち、切欠部７０Ｃと隣り合う部分には、脆弱部７０Ｄが形成されている。

そして、収容ケース２０の側面３０Ａに衝撃力が加えられたときに、筐体４０は、側面３０Ａによって、収容ケース２０内方に向けて押圧される。この際、収容ケース２０は、固定部材７０によって固定されているため、固定部材７０の立上壁７０Ａは、収容ケース２０内方に向けて引っ張られる。

このため、切欠部７０Ｃが開口するように立上壁７０Ａが変形し、立上壁７０Ａに亀裂が生じて、脆弱部７０Ｄが破断する。

筐体４０に加えられた衝撃力は、脆弱部７０Ｄに亀裂を入れるために消費されることで、筐体４０自体の変形を抑制することができる。すなわち、固定部材７０は、固定板７０Ｂと、この固定板７０Ｂよりも剛性の小さい立上壁７０Ａとを備えており、立上壁７０Ａが変形することで、収容ケース２０に伝達（印加）される衝撃力を低減することができる。

さらに、２つの固定部材７０のうち、少なくとも一方の固定部材７０の脆弱部７０Ｄが破断することで、筐体４０は、収容ケース２０に対して変位可能となる。このため、筐体４０に大きな衝撃力が加えられたときには、筐体４０は、片持ち状態または収容ケース２０に対して変位自在な状態となることで、加えられた衝撃力を受け流すことができる。これにより、筐体４０の変形を抑制することができ、筐体４０と基板に形成された電気回路とが接触することを抑制することができる。

図１９は、固定部材７０の変形例を示す斜視図である。この図１９に示す例においては、固定部材７０は、収容ケース２０の底面に固定された固定板７０Ｂと、この固定板７０Ｂに連設され、固定板７０Ｂよりも変形（弾性変形）し易い変形部７０Ｅと、この変形部７０Ｅに接続され、筐体４０に固定された立上壁７０Ａとを備えている。

変形部７０Ｅは、固定板７０Ｂに連設され、変形部７０Ａと同様に立ち上がるように設けられた壁部７０Ｅ６と、この壁部７０Ｅ６および変形部７０Ａに接続され、凹部形状とされた凹状壁部７０Ｅ３とを備えている。

このように、固定部材７０は、固定板７０Ｂと、立上壁７０Ａとにおいて、両端支持されており、中央部の凹状壁部７０Ｅ３は、収容ケース２０および筐体４０に固定などされていない。このため、たとえば、筐体４０に大きな衝撃力が加えられたときには、凹状壁部７０Ｅ３が変形することで、筐体４０が変位することを許容する一方で、凹状壁部７０Ｅ３が変形することで、筐体４０に加えられた衝撃力を吸収することができる。これにより、筐体４０が収容ケース３０に対して変位が許容されていない場合よりも、筐体４０に加えられる衝撃力を低減することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

本発明は、車載用電子ユニットに好適である。

本実施の形態に係る車載用電子ユニットを備えたハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。 バッテリ制御ユニットの内部構成を示すブロック図である。 ハイブリッド車両の構成を示す回路図である。 電池制御ユニットと走行用バッテリとを収容する電池パック（蓄電パック）が位置するハイブリッド車両の後部側内部の平面図である。 電池パックの内部構造を示す模式図である。 バッテリ制御ユニットの断面図である。 脆弱部の詳細を示す基板の断面図である。 脆弱部の変形例を示す基板の断面図である。 基板の平面図である。 基板および脆弱部の第１変形例を示す平面図である。 脆弱部についての第２変形例を示す平面図である。 脆弱部についての第３変形例を示す平面図である。 筐体の斜視図である。 電池制御ユニットを分解した斜視図である。 基板の主表面に対して垂直な方向に向けて、衝撃力Ｐが蓋部材に加えられることによって、分割された筐体および基板を示す断面図である。 バッテリ制御ユニットの変形例を示す断面図である。 図１６に示されたバッテリ制御ユニットの分解斜視図である。 筐体を収容ケースに固定するための固定部材およびその近傍の構成を示す斜視図である。 固定部材の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

２ 電池用ワイヤーハーネス、３ａ 電池セル、４ センサ用ワイヤーハーネス、５ 電流センサ、６ 温度センサ、７ 出力用ワイヤーハーネス、９ センサ用ワイヤーハーネス、１０ 電池用コネクタ、１１ 電圧計測回路、１２ センサ用コネクタ、１３ 電流計測回路、１４ 温度計測回路、１５ マイクロコンピュータ、１７ 出力用コネクタ、１８ 電源用ワイヤーハーネス、２０ 収容ケース、３０ 電池パック、４０ 筐体、４０ａ 脆弱部、４１ａ 脆弱部、４２ｂ，４３ｂ，４６ｂ 貫通孔、４２ 箱部、４２ａ，４２ｃ 脆弱部、４４，４５ コネクタ挿入口、４６Ｌ 低電圧用基板、４６ａ 脆弱部、４６Ｈ 高電圧用基板、６０ 高電圧側電気回路、６１ 低電圧側電気回路、７０Ｃ 切欠部、７０ 固定部材。

Claims (7)

1. 電気回路が形成された主表面を有し、その一部を区画するように延び、他の部分よりも強度が低い基板用脆弱部が設けられた基板と、
   前記基板が収容される収容部を規定する壁部を有し、前記壁部の前記基板用脆弱部に略対応する位置に、他の部分より強度の低い筐体用脆弱部が設けられた筐体と、
   を備えた車載用電子ユニット。
2. 前記筐体用脆弱部は、前記基板の周囲を囲むように環状に連続または断続的に延びる、請求項１に記載の車載用電子ユニット。
3. 前記筐体用脆弱部はひとつの仮想平面上に設けられ、前記基板用脆弱部は前記仮想平面上に位置する、請求項２に記載の車載用電子ユニット。
4. 前記筐体用脆弱部によって規定される前記仮想平面は、前記基板の主表面に対して垂直に交わる、請求項３に記載の車載用電子ユニット。
5. 前記電気回路は、第１電気回路と、前記第１電気回路よりも高電圧の電流が流れる第２電気回路とを含み、
   前記基板用脆弱部は、前記基板のうち、前記第１電気回路が位置する部分と、前記第２電気回路が位置する部分とを区画する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の車載用電子ユニット。
6. 前記筐体は、開口部を有する収容ケースと、前記開口部を閉塞して、前記収容部を規定すると共に、前記基板の主表面と対向する閉塞部材とを含み、
   前記閉塞部材は、該閉塞部材の表面のうち、前記基板の主表面と対向する部分に形成され、前記基板用脆弱部に向けて突出する突出部を含む、請求項１から請求項５のいずれかに記載の車載用電子ユニット。
7. 電気回路が形成された基板と、
   前記基板を収容可能な収容ケースと、
   前記収容ケースを被固定対象部に固定する固定部材とをさらに備え、
   前記固定部材は、前記固定部材の他の部分より剛性が小さく、変形可能とされ、前記収容ケースに印加される衝撃力を緩和可能な変形部を含む、車載用電子ユニット。

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