JP2011166938A - 電気回路の放電システム - Google Patents

Abstract

【課題】異常時に電気回路の各部の電位を好適に低下させることのできる電気回路の放電システムを提供する。
【解決手段】このシステムは、二つのコンデンサ３１，３７が接続されるとともに蓄電池からの電力供給によって作動する電気回路に適用される。車両衝突の検知時に、蓄電池から電気回路への電力供給を停止させるとともに開閉器５０の作動を通じて電気回路に接続される放電回路４０によってコンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷を強制的に放電させる。放電回路４０として、開閉器５０と抵抗器４１とが直列に接続されたものが各コンデンサ３１，３７それぞれに対して並列に接続された回路を採用する。第１コンデンサ３１の陽極が第１接続経路４２を介して開閉器５０に接続されるとともに、第２コンデンサ３７の陽極が第２接続経路４３を介して開閉器５０に接続される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気回路に蓄えられた電荷を強制的に放電させる放電システムに関するものである。

近年、例えば電動機の作動を制御するための制御装置など、電気回路からなる様々な装置が提案され、実用されている。そして、そうした装置に異常が生じた場合において、制御対象の誤動作防止などを目的として、電気回路への電力供給を強制的に停止させることが多用されている。また、特許文献１に記載のもののように、電気回路がコンデンサを含む装置において、同装置の異常に際して電気回路への電力供給を強制停止することに併せて、コンデンサに蓄えられている電荷を強制的に放電させるための放電回路を同電気回路に接続するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の装置は、車両駆動用の電動機を駆動するための電気回路を有している。そして、車両の衝突が検知されたときに、電力供給用の蓄電池と電気回路との接続が遮断されるとともに、同電気回路が警音器およびヘッドライトに接続される。この装置では、車両の衝突時において電気回路への電力供給が遮断されるとともに同電気回路のコンデンサに蓄えられた電荷が警音器やヘッドライトによる消費によって放電されるようになる。

特開２００７−１８１３０８号公報

ところで、例えば装置そのものが損傷したり回路素子が故障したりした場合など、電気回路自体に異常が発生することによって同電気回路が複数の回路に分断されてしまうことがある。そのため、複数のコンデンサが接続された電気回路からなる装置において、異常発生に伴い電気回路が複数の回路に分断されるとともにそれら回路にコンデンサが各別に接続された状態になると、各回路におけるコンデンサ（詳しくは、その陽極）の接続部位がそれぞれ電力供給の強制停止後において電位が高いまま維持された状態になってしまう。こうした異常が発生した場合には、前述した放電回路を単に電気回路に接続しても、同放電回路が接続された部位の電位を低下させることができるものの、それ以外の各部の電位を低下させることができない。

このように、前述した装置では、電気回路からなる装置の異常に際して同電気回路の各部の電位を適正に低下させることのできない状況になるおそれがある。
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常時に電気回路の各部の電位を好適に低下させることのできる電気回路の放電システムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、二つのコンデンサが接続されてなるとともに電源からの電力供給によって作動する電気回路に適用されて、異常検知時に前記電源から前記電気回路への電力供給を停止させるとともに開閉器の作動を通じて前記電気回路に接続される放電回路によって前記コンデンサに蓄えられた電荷を強制的に放電させる放電システムにおいて、前記放電回路は、前記二つのコンデンサそれぞれに対して並列に接続されるものであり、前記開閉器と放電用抵抗器とが直列に接続されてなるとともに、前記開閉器および前記放電用抵抗器の一方に前記二つのコンデンサの陽極をそれぞれ異なる経路で接続する陽極接続経路を有してなることをその要旨とする。

異常検知時に二つのコンデンサの陽極と放電用抵抗器とが共通の経路で接続される装置では、異常発生に伴って電気回路における各コンデンサの陽極間を繋ぐ経路が分断された場合に、一方（あるいは両方）のコンデンサの陽極と放電回路とが接続されなくなってしまうために、各コンデンサに蓄えられた電荷の放電を適正に行うことができなくなってしまう。

この点、上記構成によれば、二つのコンデンサの陽極が放電用抵抗器に対して異なる経路で各別に接続されるために、異常発生に伴って電気回路における各コンデンサの陽極間を繋ぐ経路が分断された場合であっても、それらコンデンサの陽極と放電用抵抗器とを陽極接続経路を介して接続することができる。そのため、異常検知時において各コンデンサに蓄えられた電荷を放電用抵抗器によって適正に放電させることができ、電気回路の各部の電位を好適に低下させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気回路の放電システムにおいて、前記開閉器は、前記二つのコンデンサの一方の陽極と他方の陽極と前記放電用抵抗器とが各別に接続されてなるものであり、前記一方の陽極と前記他方の陽極と前記放電用抵抗器とを前記異常の未検知前においては接続せず前記異常の検知時において互いに接続するものであることをその要旨とする。

上記構成では、前記異常の未検知時における放電回路の開閉器の作動状態が、二つのコンデンサの陽極を放電用抵抗器に接続しない状態になることに加えて、それらコンデンサの陽極間についても互いに接続しない状態になる。そのため、開閉器を含む放電回路によって放電システムが構築されているとはいえ、同放電システムを異常の未検知時、すなわち開閉器の非作動時において同放電回路が二つのコンデンサの特性に影響を殆ど与えない構造にすることができる。したがって上記構成によれば、電気回路に放電システムを適用する際に、既存の電気回路に単に放電システムを追加すればよく、放電システムを使い勝手のよいものとすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電気回路の放電システムにおいて、前記放電回路は、前記開閉器および前記放電用抵抗器の一方に前記二つのコンデンサの陽極をそれぞれ異なる経路で接続する前記陽極接続経路に加えて、前記開閉器および前記放電用抵抗器の他方に前記二つのコンデンサの陰極をそれぞれ異なる経路で接続する陰極接続経路を有してなることをその要旨とする。

異常検知時に二つのコンデンサの陰極と放電用抵抗器とが共通の経路で接続される装置では、異常発生に伴って電気回路における各コンデンサの陰極間を繋ぐ経路が分断された場合に、一方（あるいは両方）のコンデンサの陰極と放電回路とが接続されなくなってしまうために、各コンデンサに蓄えられた電荷の放電を適正に行うことができなくなってしまう。

この点、上記構成によれば、二つのコンデンサの陰極が放電用抵抗器に対して異なる経路で各別に接続されるために、異常発生に伴って電気回路における各コンデンサの陰極間を繋ぐ経路が分断された場合であっても、それらコンデンサの陰極と放電用抵抗器とを陰極接続経路を介して接続することができる。そのため、異常検知時において各コンデンサに蓄えられた電荷を放電用抵抗器によって適正に放電させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気回路の放電システムにおいて、前記開閉器は、前記異常検知時に作動する火薬式アクチュエータにより駆動されるものであることをその要旨とする。

上記構成によれば、火薬式アクチュエータにより駆動されるタイプの開閉器、すなわち電磁開閉器などの他の開閉器と比較して迅速な作動が可能な開閉器の作動を通じて電気回路への放電回路の接続を行うことができ、コンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放電させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気回路の放電システムにおいて、前記電源は蓄電池であり、前記蓄電池および前記電気回路は車両に搭載されるものであり、前記放電システムは、前記蓄電池から前記電気回路への電力供給の停止を、前記異常検知時に遮断器の作動を通じて前記蓄電池と前記電気回路との接続を遮断することによって行うものであることをその要旨とする。

蓄電池と電気回路とが搭載された車両において、同車両の衝突などの異常を検知した際に遮断器の作動を通じて蓄電池と電気回路との接続を遮断して同電気回路への電力供給を強制的に停止させる装置が提案されている。また、そうした装置において、車両衝突時における電気回路からの漏電を抑えるために、同電気回路に蓄えられた電荷を放電させるための放電システムも提案されている。

上記構成によれば、そうした車両に搭載される電気回路を構成するコンデンサに蓄えられた電荷を適正に放電させることができ、同電気回路の各部の電位を好適に低下させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電気回路の放電システムにおいて、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からなることをその要旨とする。

走行用電動機と駆動回路とからなる電気回路は、電動機のみを車両駆動源として用いる電気自動車や、内燃機関と電動機とを車両駆動源として用いるハイブリッド車両などに搭載される。こうした車両では、電気回路に印可される電圧が高くなり易いために、同電気回路からの漏電を抑えることに対する要求も高くなり易い。

上記構成によれば、そうした車両に搭載される電気回路の各部の電位を好適に低下させることができる。
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の電気回路の放電システムにおいて、前記電気回路は、前記蓄電池の電圧を昇圧するコンバータ回路を含んでなり、前記二つのコンデンサは、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、および同コンバータ回路の出力電圧が印加される第２コンデンサであることをその要旨とする。

コンバータ回路が設けられる電気回路においては、その入力電圧が印可されるコンデンサと出力電圧が印可されるコンデンサとが設けられることが多い。上記構成によれば、そうしたコンバータ回路の入力電圧が印可されるコンデンサと出力電圧が印可されるコンデンサとに蓄えられた電荷をそれぞれ好適に放電させることができるようになる。

本発明によれば、異常時に電気回路の各部の電位を好適に低下させることができる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかる電気回路の放電システムが適用される車両の概略構成を示す略図。 本実施の形態にかかる電気回路を示す回路図。 ［ａ］および［ｂ］駆動回路への放電回路の接続態様を示す回路図。 ［ａ］および［ｂ］開閉器の断面構造を示す断面図。 変形例の放電回路の駆動回路への接続態様を示す回路図。

以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかる電気回路の放電システムについて説明する。
図１は、本実施の形態にかかる電気回路の放電システムが適用される車両の概略構成を示している。

同図１に示すように、車両１０には内燃機関１１が搭載されている。内燃機関１１の出力軸１２は電動機１３および動力伝達機構１４などを介して車軸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。上記動力伝達機構１４は、遊星歯車機構などによって構成されるとともに、内燃機関１１の出力軸１２の回転トルクと電動機１３の回転トルクとを車軸１５に伝達する。本実施の形態では、内燃機関１１および電動機１３が共に車軸１５に付与するための回転トルクを発生する車両駆動源として機能する。また電動機１３としては三相交流式の回転機が採用される。

車両１０には、電動機１３を駆動するための駆動装置１７が設けられている。駆動装置１７はコンバータ１８とインバータ１９とを備えている。このコンバータ１８は蓄電池２０から入力される電力を昇圧したうえでインバータ１９に出力する。また、インバータ１９は入力される直流電力を電動機１３の駆動に適した交流電力に変換したうえで同電動機１３に出力する。

車両１０には例えばマイクロコンピュータを中心に構成される電子制御装置２１が設けられている。この電子制御装置２１には、各種センサの出力信号が取り込まれている。各種センサとしては、例えばアクセルペダル（図示略）の踏み込み量を検出するためのアクセルセンサ２２や、車両１０の走行速度を検出するための速度センサ２３、車両１０の異常（具体的には、衝突）の有無を検出するための衝突センサ２４などが設けられている。

電子制御装置２１は、それらセンサの出力信号を取り込むとともにそれら信号に基づき各種の演算を行い、その演算結果に基づいて内燃機関１１の作動制御や、コンバータ１８の作動制御、インバータ１９の作動制御などといった車両１０の運転にかかる各種制御を実行する。

そうした各種制御は、基本的には、以下のような考えのもとに実行される。
例えば車両１０の発進時や軽負荷走行時など、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２０からの電力供給によって電動機１３が駆動され、同電動機１３の発生トルクによって車両１０が走行するようになる。一方、車両１０の定常走行時など、高効率での内燃機関１１の運転が可能な状況においては、内燃機関１１が運転されて同内燃機関１１の発生トルクによって車両１０が走行するようになる。他方、車両１０の加速走行時など、車両走行のために大トルクが要求される状況においては、内燃機関１１が運転されるとともに蓄電池２０からの電力供給によって電動機１３が駆動されて、それら内燃機関１１および電動機１３の発生トルクによって車両１０が走行するようになる。

図２に、上記電動機１３、駆動装置１７、および蓄電池２０からなる電気回路を示す。
同図２に示すように、蓄電池２０はコンバータ１８に接続されている。また、蓄電池２０の正極と負極との間には第１コンデンサ３１が設けられている。この第１コンデンサ３１により蓄電池２０からコンバータ１８に入力される電圧の変動が抑えられる。

コンバータ１８は、直列に接続された二つのスイッチング素子（具体的には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）３２，３３を備えている。各スイッチング素子３２，３３にはそれぞれ一つのダイオード３４，３５が並列接続されている。蓄電池２０の電圧（例えば、２００ボルト）は、それらスイッチング素子３２，３３の一方（具体的には、スイッチング素子３３のドレーン端子とソース端子との間）に印加されている。蓄電池２０の正極とスイッチング素子３３（詳しくは、ドレーン端子）とはリアクトル３６を介して接続されている。また、直列接続されたスイッチング素子３２，３３の両端間（具体的には、スイッチング素子３２のドレーン端子とスイッチング素子３３のソース端子との間）には第２コンデンサ３７が接続されている。

コンバータ１８の作動制御では、上記スイッチング素子３２，３３の作動が制御される。これにより、リアクトル３６の特性を利用して、直列接続されたスイッチング素子３２，３３の両端間に蓄電池２０の電圧より高い電圧（例えば、６５０ボルト）が出力されるようになる。なお、コンバータ１８の出力電圧の変動は第２コンデンサ３７によって抑えられるようになっている。本実施の形態では、スイッチング素子３２，３３、ダイオード３４，３５、リアクトル３６、および第２コンデンサ３７により構成される回路がコンバータ回路として機能する。

コンバータ１８の出力電圧はインバータ１９に入力されている。インバータ１９は、六つのスイッチング素子（具体的には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）３８により構成される三相ブリッジ整流回路を内蔵している。また、このインバータ１９は電動機１３に接続されている。なお、各スイッチング素子３８にはそれぞれ一つのダイオード３８ａが並列接続されている。

インバータ１９の作動制御では、各スイッチング素子３８の作動が制御される。これにより、コンバータ１８から入力される直流電力が電動機１３の駆動に適した交流電力に変換されるとともに電動機１３に供給される。こうしたインバータ１９の作動制御を通じて電動機１３が車両１０の運転状態に適したかたちで駆動されるようになる。

ところで、上記車両１０が衝突などによってダメージを受けた場合に、電動機１３や、駆動装置１７、蓄電池２０などによって構成された電気回路からの漏電を招くおそれがある。上記車両１０のように車両駆動源として内燃機関と電動機とが搭載された車両、いわゆるハイブリッド車両では、電気回路に印可される電圧が高くなり易いために、同電気回路からの漏電を抑えることに対する要求も高くなり易い。そのため本実施の形態では、そうした漏電を抑えるために、車両１０の衝突に際して蓄電池２０と駆動装置１７（詳しくは、電動機１３を駆動するための駆動回路３０）との接続を遮断するための遮断器２５が設けられている。そして、衝突センサ２４の出力信号をもとに車両１０の衝突が検知されたときに遮断器２５を作動させることにより、蓄電池２０から駆動回路３０への電力供給が停止されるようになる。

ここで、本実施の形態の駆動装置１７は第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７を内蔵しているために、その作動時（詳しくは、蓄電池２０からの電力供給時）においてそれら第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７に電荷が蓄えられた状態になる。そのため、単に遮断器２５を作動させて蓄電池２０から駆動装置１７への電力供給を停止させたところで、駆動回路３０の電位が不要に高い状態のままで保持されてしまう。

この点をふまえて本実施の形態では、車両１０の衝突が検知されたときに、遮断器２５を作動させて蓄電池２０からの電力供給を停止させることに併せて、放電用の抵抗器４１を第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７に並列に接続するようにしている。これにより、第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７に蓄えられている電荷が抵抗器４１によって放電されるようになるために、駆動回路３０の各部の電位が不要に高い状態のままで保持されることが抑えられる。

図３に、本実施の形態の放電回路４０を示す。なお図３［ａ］は開閉器５０の非作動時（オフ時）における放電回路４０を示しており、図３［ｂ］は開閉器５０の作動時（オン時）における放電回路４０を示している。

図３［ａ］および［ｂ］に示すように、開閉器５０には第１コンデンサ３１の陽極と第２コンデンサ３７の陽極と抵抗器４１とが接続されている。
詳しくは、第１コンデンサ３１の陽極が第１接続経路４２を介して開閉器５０に接続されるとともに、第２コンデンサ３７の陽極が第２接続経路４３を介して開閉器５０に接続されている。このように本実施の形態では、第１コンデンサ３１の陽極および第２コンデンサ３７の陽極がそれぞれ異なる経路で開閉器５０に接続されている。なお、第１接続経路４２および第２接続経路４３は共に、駆動回路３０を構成する部材とは別の部材（具体的には、ケーブルまたは金属板）により形成される。また、第１接続経路４２の第１コンデンサ３１側の部分は駆動回路３０における第１コンデンサ３１の陽極に極力近い部位に接続される。さらに、第２接続経路４３の第２コンデンサ３７側の部分は駆動回路３０における第２コンデンサ３７の陽極に極力近い部位に接続される。本実施の形態では、第１接続経路４２および第２接続経路４３が陽極接続経路として機能する。

また、放電用の抵抗器４１は、駆動回路３０における接地部位３９（具体的には、コンバータ１８における蓄電池２０の負極に接続される部位）と上記開閉器５０とを接続するように配設されている。

このように本実施の形態の放電回路４０は、抵抗器４１と開閉器５０とが直列接続されたものが第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７それぞれに対して並列に接続された回路になっている。

上記開閉器５０は、衝突センサ２４により検出される車両１０の衝突の有無に応じて以下のように作動する。
先ず、図３［ａ］に示すように、車両１０の衝突が検知されていないときには開閉器５０は作動せず、第１コンデンサ３１の陽極と第２コンデンサ３７の陽極と抵抗器４１とが互いに接続されない状態になっている。

そのため、第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７を放電させるための放電回路４０が設けられているとはいえ、車両１０の衝突が検知されていないときには、第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７を含む駆動回路３０（図２参照）の特性に上記放電回路４０が与える影響は殆どない。したがって、第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７を放電させるべく放電回路４０を設ける際に、駆動回路３０を何ら変更することなく、同放電回路４０を含む放電システムを駆動回路３０に適用することができる。このように本実施の形態によれば、放電回路４０を含む放電システムを駆動回路３０に単に追加することによって同放電システムを駆動回路３０に適用することができるために、放電システムを使い勝手のよいものとすることができる。

次に、図３［ｂ］に示すように、車両１０の衝突が検知されると、開閉器５０が作動して、放電回路４０が第１コンデンサ３１の陽極と第２コンデンサ３７の陽極と抵抗器４１とが互いに接続された回路になる。詳しくは、第１コンデンサ３１の陽極と陰極との間に抵抗器４１が接続された状態になるとともに、第２コンデンサ３７の陽極と陰極との間にも抵抗器４１が接続された状態になる。そして、図中に矢印で示すように、第１コンデンサ３１に蓄えられている電荷と第２コンデンサ３７に蓄えられている電荷とが共に抵抗器４１を介して放電されるようになる。これにより、駆動回路３０の各部の電位が低下するようになる。

なお上記抵抗器４１としては、所望の時間（例えば数分）内において各コンデンサ３１，３７に蓄えられている電荷を十分に放出させることのできる特性のものが採用されている。

本実施の形態の放電回路４０では、開閉器５０の非作動時において第１コンデンサ３１の陽極と第２コンデンサ３７の陽極とが互いに接続されず（図３［ａ］に示す状態）、開閉器５０が作動すると第１コンデンサ３１の陽極と第２コンデンサ３７の陽極とが互いに接続されるようになる（図３［ｂ］に示す状態）。こうした放電回路４０が採用されているために、通常時（図３［ａ］）において第１コンデンサ３１に印加される電圧（Ｖ１）と第２コンデンサに印加される電圧（Ｖ２）とが異なる駆動回路３０において、車両１０の衝突の検知時にそれらコンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷を共通の開閉器５０の作動によって放電させることができるようになる。

ここで、本実施の形態の駆動回路３０（図２）では、コンバータ１８のスイッチング素子３３に並列接続されたダイオード３５のカソード端子よりインバータ１９側の部位と同駆動回路３０の接地部位３９との間に開閉器および放電用の抵抗器を接続することによっても、第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７を放電させることが可能である。

ただし、そのように各コンデンサ３１，３７と放電用の抵抗器とが共通の経路で接続される装置では、車両１０の衝突や素子の故障によって駆動回路３０における各コンデンサ３１，３７の陽極間を繋ぐ経路が分断された場合に、それらコンデンサ３１，３７の一方（あるいは両方）の陽極と放電用の抵抗器とが接続されなくなるおそれがある。そして、この場合には各コンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷の放電を適正に行うことができなくなる。

この点、本実施の形態では、第１コンデンサ３１の陽極と抵抗器４１とが第１接続経路４２を介して接続されるとともに、第２コンデンサ３７の陽極と抵抗器４１とが第２接続経路４３を介して接続される。そのため、車両１０の衝突の検知に伴って駆動回路３０における各コンデンサ３１，３７の陽極間を繋ぐ経路が分断された場合であっても、それらコンデンサ３１，３７の陽極と抵抗器４１とを第１接続経路４２および第２接続経路４３を介して接続することができる。したがって、車両１０の衝突が検知されたときに、各コンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷を抵抗器４１によって適正に放電させることができ、駆動回路３０の各部の電位を好適に低下させることができる。

ちなみに、車両１０の衝突が検知されたときにおいて遮断器２５を作動させた後に開閉器５０を作動させることにより、遮断器２５が非作動である状態で開閉器５０が作動した状態になること、すなわち駆動回路３０に蓄電池２０が接続された状態で同駆動回路３０に放電回路４０が接続された状態になることを回避することが可能になる。なお、遮断器２５の作動による電力供給の遮断と開閉器５０の作動によるコンデンサ３１，３７の放電とを速やかに実行するためには、車両１０の衝突が検知されたときに、それら遮断器２５および開閉器５０の作動順序を考慮することなく、遮断器２５および開閉器５０の作動を早期に開始させることが望ましい。

本実施の形態では、上記開閉器５０として、車両１０の衝突が検知されたときに作動する火薬式アクチュエータを内蔵したものが採用されている。同開閉器５０は、このアクチュエータの作動を通じて駆動される。以下、開閉器５０の具体構造について説明する。

図４に開閉器５０の内部構造を示す。なお図４［ａ］はアクチュエータの作動前における開閉器５０の内部構造を示しており、図４［ｂ］はアクチュエータの作動後における開閉器５０の内部構造を示している。

図４［ａ］および［ｂ］に示すように、開閉器５０のケース５１の内部には略円柱形状のスペース（シリンダ部５２）が形成されている。
開閉器５０には、互いに離間した位置に形成された端子であって、上記シリンダ部５２の内部とケース５１の外部とを接続するための三つの端子（第１端子５３、第２端子５４、第３端子５５）が設けられている。第１端子５３の一部（第１接点５３ａ）と第２端子５４の一部（第２接点５４ａ）とはそれぞれ、上記シリンダ部５２の内周面にあって同シリンダ部５２の軸線方向（図４［ａ］中に矢印Ａで示す方向）における一方側の端部（頂部５２ａ）において露出するように配設されている。また第３端子５５は、その一部（第３接点５５ａ）が上記シリンダ部５２の内面の頂部５２ａにおいて露出するように配設されている。そして、第１端子５３が第２コンデンサ３７の陽極に接続されるとともに、第２端子５４が抵抗器４１に接続されている。また、第３端子５５は第１コンデンサ３１の陽極に接続されている。

さらに、上記開閉器５０は火薬式のアクチュエータ５６を内蔵している。このアクチュエータ５６は、略円柱形状に形成されてシリンダ部５２の内部に配設された作動部５７と前記電子制御装置２１からの信号入力による火薬の着火燃焼によって燃焼ガスを発生させるガス発生部５８とを備えている。ガス発生部５８は、シリンダ部５２内の軸線方向における一方側の端部（底部５２ｂ）と上記作動部５７との間に配設されるように、同底部５２ｂに取り付けられている。

そして、上記ガス発生部５８において火薬が着火燃焼すると、これに伴い発生する燃焼ガスによって作動部５７が押圧されることにより、同作動部５７がシリンダ部５２内部を底部５２ｂ側から頂部５２ａに向けて移動するようになる。こうした火薬式アクチュエータは一般に、電磁開閉器などの他の開閉器と比較して迅速な駆動が可能であり、安価であり、且つ動作信頼性が高い。本実施の形態では、そうした火薬式のアクチュエータ５６を用いて開閉器５０が駆動される。

以下、上記開閉器５０の動作態様について説明する。
図４［ａ］に示すように、アクチュエータ５６の作動前においては上記作動部５７が第１接点５３ａ、第２接点５４ａ、および第３接点５５ａと接触しない位置に配設されている。したがって、アクチュエータ５６の作動前において上記開閉器５０はその各接点（第１接点５３ａ、第２接点５４ａ、および第３接点５５ａ）が互いに接続されない状態になっている。

一方、図４［ｂ］に示すように、アクチュエータ５６が作動すると、上記作動部５７が第１接点５３ａ、第２接点５４ａ、および第３接点５５ａの全てに接触する位置まで移動するようになる。この作動部５７は導電材料（例えば鉄系材料などの電気伝導率が高い材料）により形成されている。そのため、アクチュエータ５６の作動後において開閉器５０は、その各接点が作動部５７によって接続されるようになる。

ここで上記開閉器５０は、その作動部５７の移動方向前側（頂部５２ａ側）の部分の外面形状が移動方向前側に向かうほど先細のテーパ形状に形成されている。また開閉器５０のシリンダ部５２の頂部５２ａ側の部分の内面形状についても同様に、上記作動部５７の移動方向前側に向かうほど先細のテーパ形状に形成されている。そして、第１接点５３ａと第２接点５４ａとが共に、シリンダ部５２のテーパ形状に形成された部分において同シリンダ部５２の内面に沿う形状で露出するように形成されている。すなわち、第１接点５３ａと第２接点５４ａとが上記作動部５７の移動方向前側に向かうほど間隔が狭くなる形状に形成されている。

この開閉器５０では、アクチュエータ５６の作動によって作動部５７が移動すると、同作動部５７の移動方向前側の部分がシリンダ部５２の頂部５２ａ側の部分に嵌り込むようになる。そのため、このとき第１接点５３ａと第２接点５４ａとの間に作動部５７の移動方向前側の部分が嵌り込むようになる。これにより、作動部５７と第１接点５３ａとの接触部分の面圧、および作動部５７と第２接点５４ａとの接触部分の面圧が共に高くなるために、作動部５７を介した第１接点５３ａと第２接点５４ａと第３接点５５ａとの接続が確実なものとなる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）放電回路４０として、開閉器５０と抵抗器４１とが直列に接続されたものが第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７それぞれに対して並列に接続される回路を採用するようにした。また、開閉器５０に第１コンデンサ３１の陽極と第２コンデンサ３７の陽極とをそれぞれ異なる経路で接続するようにした。そのため、車両１０の衝突などに伴って駆動回路３０における各コンデンサ３１，３７の陽極間を繋ぐ経路が分断された場合であっても、それらコンデンサ３１，３７の陽極と抵抗器４１とを第１接続経路４２および第２接続経路４３を介して接続することができる。したがって、車両１０の衝突が検知されたときにおいて各コンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷を抵抗器４１によって適正に放電させることができ、駆動回路３０の各部の電位を好適に低下させることができる。

（２）開閉器５０として、第１コンデンサ３１の陽極と第２コンデンサ３７の陽極と抵抗器４１とを車両１０の衝突の未検知時には互いに接続しないものであって同異常の検知時には接続するものを設けるようにした。そのため、放電回路４０を含む放電システムを駆動回路３０に単に追加することによって同放電システムを駆動回路３０に適用することができ、同放電システムを使い勝手のよいものとすることができる。

（３）車両１０の衝突が検知されたときに作動する火薬式アクチュエータ５６により駆動される開閉器５０を設けるようにした。そのため、電磁開閉器などの他の開閉器と比較して迅速な作動が可能な開閉器５０の作動を通じて駆動回路３０への放電回路４０の接続を行うことができ、各コンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷を速やかに放電させることができる。

（４）車両１０に搭載される駆動回路３０を構成する各コンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷を適正に放電させることができ、同駆動回路３０の各部の電位を好適に低下させることができる。

（５）走行用の電動機１３が設けられているために電気回路からの漏電を抑えることに対する要求が高くなり易い車両１０において、同電気回路の各部の電位を好適に低下させることができる。

（６）コンバータ１８の入力電圧が印可される第１コンデンサ３１と出力電圧が印可される第２コンデンサ３７とに蓄えられた電荷をそれぞれ好適に放電させることができるようになる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・図５に一例を示すように、第３接続経路６１を介して第１コンデンサ３１の陰極を抵抗器４１に接続するとともに、第４接続経路６２を介して第２コンデンサ３７の陰極を抵抗器４１に接続するようにしてもよい。

ここで、車両１０の衝突が検知されたときに各コンデンサ３１，３７の陰極と抵抗器４１とが共通の経路で接続される装置では、車両１０の衝突などに伴って駆動回路３０における各コンデンサ３１，３７の陰極間を繋ぐ経路が分断された場合に、各コンデンサ３１，３７の一方（あるいは両方）の陰極と放電回路とが接続されなくなるおそれがある。そして、この場合には各コンデンサ３１，３７に蓄えられた電荷の放電を適正に行うことができなくなってしまう。

この点、上記構成では、第１コンデンサ３１の陰極と第２コンデンサ３７の陰極とがそれぞれ異なる経路で抵抗器４１に接続される。そのため、車両１０の衝突などに伴って駆動回路３０における各コンデンサ３１，３７の陰極間を繋ぐ経路が分断された場合であっても、それらコンデンサ３１，３７の陰極と抵抗器４１との接続を第３接続経路６１および第４接続経路６２によって維持することができる。したがって、車両１０の衝突が検知されたときにおいて各コンデンサ３１，３７に蓄えられている電荷を抵抗器４１によって適正に放電させることができる。

なお、こうした作用効果を得るためには、第３接続経路６１の第１コンデンサ３１側の部分を駆動回路３０における第１コンデンサ３１の陰極に極力近い部位に接続することが望ましい。また、第４接続経路６２の第２コンデンサ３７側の部分は駆動回路３０における第２コンデンサ３７の陰極に極力近い部位に接続することが望ましい。上記構成では、第３接続経路６１および第４接続経路６２が陰極接続経路として機能する。

・開閉器５０に代えて、電磁開閉器など、火薬式アクチュエータの作動によって駆動されるタイプの開閉器以外の開閉器を採用してもよい。
・電気回路に接続することによって電気抵抗になる電気機器であれば、抵抗器４１に代えて、第１コンデンサ３１および第２コンデンサ３７に蓄えられた電荷を放電させるための放電用抵抗器として採用することができる。

・共にコンバータ１８の入力電圧が印可される二つのコンデンサや、共にコンバータ１８の出力電圧が印可される二つのコンデンサなど、並列接続された二つのコンデンサに蓄えられた電荷を強制的に放電させる放電システムにも、上記実施の形態にかかる放電システムはその構成を適宜変更した上で適用することができる。同構成においては、各コンデンサの陽極、放電用抵抗器、開閉器、各コンデンサの陰極といった順に接続される回路を放電回路として採用することができる。

・少なくとも二つのコンデンサを備えた電気回路であれば、車両走行用の電動機１３とコンバータ１８とインバータ１９と蓄電池２０とからなる電気回路以外の電気回路にも、上記実施の形態にかかる放電システムをその構成を適宜変更した上で適用することができる。そうした電気回路としては、例えば蓄電池とインバータと車両走行用の電動機とからなる電気回路や、蓄電池と駆動回路とエアコンディショナ用の電動コンプレッサとからなる電気回路などを挙げることができる。

・本発明は、三つ以上のコンデンサが設けられた電気回路においてそれらコンデンサに蓄えられた電荷を放電させる放電システムにも適用することもできる。
・本発明は、車両に搭載される電気回路に限らず、工場などに設置された装置に設けられる電気回路にも適用することができる。この場合には、電気回路自体の異常や装置の異常などといった同装置に関する何らかの異常を検知するとともに、その検知をもとに電源から電気回路への電力供給の停止とコンデンサに蓄えられた電荷の強制放電とを行うようにすればよい。

・電源として蓄電池が接続される電気回路に限らず、電源として商用電源が接続される電気回路にも、本発明は適用可能である。

１０…車両、１１…内燃機関、１２…出力軸、１３…電動機、１４…動力伝達機構、１５…車軸、１６…駆動輪、１７…駆動装置、１８…コンバータ、１９…インバータ、２０…蓄電池、２１…電子制御装置、２２…アクセルセンサ、２３…速度センサ、２４…衝突センサ、２５…遮断器、３０…駆動回路、３１…第１コンデンサ、３２，３３…スイッチング素子、３４，３５…ダイオード、３６…リアクトル、３７…第２コンデンサ、３８…スイッチング素子、３９…接地部位、４０…放電回路、４１…抵抗器、４２…第１接続経路、４３…第２接続経路、５０…開閉器、５１…ケース、５２…シリンダ部、５２ａ…頂部、５２ｂ…底部、５３…第１端子、５３ａ…第１接点、５４…第２端子、５４ａ…第２接点、５５…第３端子、５５ａ…第３接点、５６…アクチュエータ、５７…作動部、５８…ガス発生部、６１…第３接続経路、６２…第４接続経路。

Claims (7)

1. 二つのコンデンサが接続されてなるとともに電源からの電力供給によって作動する電気回路に適用されて、異常検知時に前記電源から前記電気回路への電力供給を停止させるとともに開閉器の作動を通じて前記電気回路に接続される放電回路によって前記コンデンサに蓄えられた電荷を強制的に放電させる放電システムにおいて、
   前記放電回路は、前記二つのコンデンサそれぞれに対して並列に接続されるものであり、前記開閉器と放電用抵抗器とが直列に接続されてなるとともに、前記開閉器および前記放電用抵抗器の一方に前記二つのコンデンサの陽極をそれぞれ異なる経路で接続する陽極接続経路を有してなる
   ことを特徴とする電気回路の放電システム。
2. 請求項１に記載の電気回路の放電システムにおいて、
   前記開閉器は、前記二つのコンデンサの一方の陽極と他方の陽極と前記放電用抵抗器とが各別に接続されてなるものであり、前記一方の陽極と前記他方の陽極と前記放電用抵抗器とを前記異常の未検知前においては接続せず前記異常の検知時において互いに接続するものである
   ことを特徴とする電気回路の放電システム。
3. 請求項１または２に記載の電気回路の放電システムにおいて、
   前記放電回路は、前記開閉器および前記放電用抵抗器の一方に前記二つのコンデンサの陽極をそれぞれ異なる経路で接続する前記陽極接続経路に加えて、前記開閉器および前記放電用抵抗器の他方に前記二つのコンデンサの陰極をそれぞれ異なる経路で接続する陰極接続経路を有してなる
   ことを特徴とする電気回路の放電システム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気回路の放電システムにおいて、
   前記開閉器は、前記異常検知時に作動する火薬式アクチュエータにより駆動されるものである
   ことを特徴とする電気回路の放電システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気回路の放電システムにおいて、
   前記電源は蓄電池であり、
   前記蓄電池および前記電気回路は車両に搭載されるものであり、
   前記放電システムは、前記蓄電池から前記電気回路への電力供給の停止を、前記異常検知時に遮断器の作動を通じて前記蓄電池と前記電気回路との接続を遮断することによって行うものである
   ことを特徴とする電気回路の放電システム。
6. 請求項５に記載の電気回路の放電システムにおいて、
   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からなる
   ことを特徴とする電気回路の放電システム。
7. 請求項５または６に記載の電気回路の放電システムにおいて、
   前記電気回路は、前記蓄電池の電圧を昇圧するコンバータ回路を含んでなり、
   前記二つのコンデンサは、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、および同コンバータ回路の出力電圧が印加される第２コンデンサである
   ことを特徴とする電気回路の放電システム。

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