JP2012186887A

JP2012186887A - 車両用衝突検知装置

Info

Publication number: JP2012186887A
Application number: JP2011046703A
Authority: JP
Inventors: Yoshiomi Hironaka; 良臣廣中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: JP5699693B2

Abstract

【課題】電気機器のケース破損により衝突を検知する。
【解決手段】平滑コンデンサやインバータを収容するケース１０の内周に沿って、平滑コンデンサ１２の端子電圧を検出してＣＰＵに供給する電圧検出線としての中継バスバ１６を配置する。衝突による衝撃がケースに印加されることで、中継バスバ１６が断線し、これに伴う中継バスバ１６の電圧変化をＣＰＵで検出して衝突を検知する。中継バスバ１６はケース１０のフランジ１０ａ内に配置してもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は車両用衝突検知装置、特にインバータ等の電気機器を収容するケースを用いた車両用衝突検知装置に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車等においては、高電圧電源からの電力によりインバータ等の電気機器を動作させて走行するため、衝突等により著しい衝撃を受け、その衝撃のレベルが電気機器の強度耐久性を超えた場合には当該機器が損傷し、電気系統の損傷の程度によっては高電圧の電力が漏電するおそれがある。このような事態を防止するためには、車両衝突を速やかに検出し、衝突時に電源からの電力供給を遮断するとともに、高圧系のコンデンサに蓄積された電荷を速やかに放電させる必要がある。

下記の特許文献１には、インバータを収容するケースの蓋の内面に、蓋が変形すると電気的に断線する導体フィルムを張り巡らせる構成が開示されている。ＥＣＵは、導体フィルムに流れる電流値Ｉを検出し、電流値Ｉが略ゼロであるか否かを判定する。そして、略ゼロである場合には、インバータが衝撃を受けたと判定し、走行用バッテリからの電力を遮断するようにシステムメインリレーをオフする。また、モータジェネレータを非作動状態として発電できないようにインバータを停止させる。

特開２００８−１５４３１５号公報

インバータ等の電気機器を収容するケースの蓋の内面に導体フィルムを張り巡らせる構成は、衝突による蓋の変形を検知する方法として有効であるものの、変形検出の専用品としての導体フィルムを形成する工程が別途必要となる。このため、ケースの変形を検知することで衝撃を検知する場合には、工程の増加や専用品の部品点数増大を招くことなく検知できることが望ましい。同時に、衝撃は任意の方向から生じ得ることから、任意の方向へのケースの変形を検知して高圧系の動作を停止させることも必要となる。

本発明の目的は、部品点数を徒に増大させることなく、任意の方向からの衝撃による、インバータ等の電気機器を収容するケースの変形を確実に検知することで衝突を検知することができる装置を提供することにある。

本発明は、車両用衝突検知装置であって、電気機器と、前記電気機器を収容するケースと、前記電気機器の端子に電気的に接続され、前記ケースの内周を周回するように配置された中継バスバと、前記中継バスバに接続され、前記中継バスバを電圧検出線として用いて前記電気機器の電圧を監視するとともに、前記中継バスバの電圧変化を検出することで衝突を検知する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、前記中継バスバは、前記フランジ内に配置される。

また、本発明の他の実施形態では、前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、前記中継バスバは、前記ケースの内周であって前記フランジが形成される面と略同一の面に配置される。

また、本発明の他の実施形態では、前記電気機器は、コンデンサを備え、前記中継バスバの一端は、前記コンデンサの端子に接続され、前記中継バスバの他端は、前記ケースの内周を周回して前記制御部に接続される。

また、本発明の他の実施形態では、前記電気機器は、電圧変換回路を備え、前記中継バスバの一端は、前記電圧変換回路の出力に接続され、前記中継バスバの他端は、前記ケースの内周を周回して前記制御部に接続される。

本発明によれば、任意の方向からの衝撃による、インバータ等の電気機器を収容するケースの変形を確実に検知することで衝突を検知できる。また、衝突を検知する中継バスバは、電圧検出線として機能するので、衝突検出用の専用品を別途設ける必要がない。

システム基本構成図である。衝突検知装置の配置位置説明図である。ケースの内部構成を示す平面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。図３のＢ−Ｂ断面図である。ケースの配置説明図である。ケースの他の配置説明図である。中継バスバの構成図である。中継バスバの他の構成図である。ケースの他の内部構成を示す平面図である。図１０のＡ−Ａ断面図である。図１０のＢ−Ｂ断面図である。検知処理のフローチャートである。検知処理の他のフローチャートである。ケースのさらに他の内部構成を示す平面図である。図１５のＡ−Ａ断面図である。図１５のＢ−Ｂ断面図である。ケースのさらに他の内部構成を示す平面図である。図１８のＡ−Ａ断面図である。図１８のＢ−Ｂ断面図である。検知処理のさらに他のフローチャートである。インバータ制御基板の回路構成図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について、ハイブリッド自動車を例にとり説明する。但し、本発明はハイブリッド自動車に限定されるものではなく、電気自動車や燃料電池自動車等、バッテリからの電力をインバータ等の電気機器で制御してモータを駆動し走行する任意の車両にも同様に適用できるものである。

１．システムの全体構成
まず、システムの全体構成について説明する。システムの全体構成は、特許文献１に記載されたシステム構成と同様である。図１に、このシステム構成を示す。

システムは、走行用バッテリ２２０と、昇圧コンバータ２４２と、インバータ２４０と、コンデンサ５１０，５２０と、システムメインリレーＳＭＲ５００，５０４，５０６と、制限抵抗５０２と、ＥＣＵ４００とを含む。

インバータ２４０は、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続される６つのダイオードを含む。インバータ２４０は、ＥＣＵ４００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。インバータ２４０は、モータジェネレータ１４０をモータとして機能させる場合、各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフして走行用バッテリ２２０から供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１４０に供給する。インバータ２４０は、モータジェネレータ１４０をジェネレータとして機能させる場合、各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフしてモータジェネレータ１４０が発電した交流電力を直流電力に変換して走行用バッテリ２２０を充電する。モータジェネレータ１４０は、モータジェネレータ１４０Ａとモータジェネレータ１４０Ｂから構成され、モータジェネレータ１４０Ａが駆動用である場合には上側のインバータ２４０が駆動用インバータとして機能し、モータジェネレータ１４０Ｂが発電用である場合には下側のインバータ２４０が発電用インバータとして機能する。

昇圧コンバータ２４２は、リアクトル３１１と、トランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５を含む。リアクトル３１１の一端は走行用バッテリ２２０の電源ラインに接続され、他端はトランジスタ３１２とトランジスタ３１３との中間点に接続される。トランジスタ３１２，３１３は、インバータ２４０の正極側ラインと負極側ラインとの間に直列に接続される。トランジスタ３１２のコレクタは正極側ラインに接続され、トランジスタ３１３のエミッタは負極側ラインに接続される。また、トランジスタ３１２，３１３のコレクタ・エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオード３１４，３１５が接続される。昇圧コンバータ２４２は、ＥＣＵ４００によりトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサ５１０から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサ５２０に供給する。コンデンサ５２０は、昇圧コンバータ２４２から供給された直流電圧を平滑化し、平滑化された直流電力をインバータ２４０に供給する。コンデンサ５１０，５２０は、ともに平滑化コンデンサとして機能するので、以下では適宜、コンデンサ５１０，５２０を総称して平滑コンデンサと称する。また、昇圧コンバータ２４２で昇圧される前の正極側ラインを便宜上ＶＬライン、昇圧コンバータ２４２で昇圧された後の正極側ラインを便宜上ＶＨライン、負極側ラインをＶＮラインと称する。

ＥＣＵ４００は、イグニッションスイッチ、アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、ＶＨ，ＶＬラインの検出電圧等に基づいてインバータ２４０及びＳＭＲ５００，５０４，５０６を制御する。

昇圧コンバータ２４２、平滑コンデンサ（コンデンサ５１０，５２０）、インバータ２４０、およびＥＣＵ４００はパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）としてケース内に収容され、ケースはエンジンルーム内や後方フロア下に収納される。インバータ２４０には走行用バッテリ２２０からの数百ボルト程度の高電圧を昇圧コンバータ２４２によりさらに昇圧した電力が供給される。したがって、車両が衝突により著しい衝撃を受け、その衝撃のレベルがケースの強度耐久を超える場合には、ケースが損傷し、損傷の程度によってはインバータ２４０からの高電圧の電力が漏電するおそれがある。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ４００が衝突による衝撃を迅速に検知し、高圧系の動作を直ちに停止する処理を実行する。

図２に、本実施形態における衝突検出回路の全体構成を示す。ＶＨ，ＶＬ，ＶＮラインの電圧はそれぞれ電圧センサで検出され、ＥＣＵ４００に供給される。ＥＣＵ４００は、電圧検出回路（高圧を低圧に変換する変換回路から構成される）を含むインバータ制御基板４００ａと、電圧検出回路で検出された電圧に基づいてＳＭＲ５００，５０４，５０６やインバータ２４０のスイッチングを制御するための制御信号を出力するＣＰＵを含むインバータ制御基板４００ｂの２つから構成される。本実施形態では、ＶＨ，ＶＬ，ＶＮラインの電圧をインバータ制御基板４００ａに供給するための中継回路部Ａ、あるいはインバータ制御基板４００ａからインバータ制御基板４００ｂに検出電圧を供給するための中継回路部Ｂのいずれかに、衝突検知構造を適用する。衝突検知構造は、平滑コンデンサやインバータ２４０を収容するケースの衝突時の衝撃による変形を検知するものであり、ケース内の多くの体積を占有する平滑コンデンサの端子電圧を検出することでＶＨ，ＶＬラインの電圧を検出する際に、その電圧検出線を中継バスバを介してインバータ制御基板４００ａあるいは４００ｂに接続する構成において、中継バスバをケースの内周面に沿って周回させるように配置する。

以下、中継回路部Ａに衝突検知構造を配置する場合と、中継回路部Ｂに衝突検知構造を配置する場合に分けて、衝突検知構造の詳細について説明する。

２．中継回路部Ａに配置する場合
２．１第１の構成
図３に、平滑コンデンサやインバータ２４０を収容するケース１０の平面図を示す。ケース１０にはその周囲にフランジ１０ａが形成されており、平滑コンデンサモジュール１２を収容する。平滑コンデンサモジュール１２は、コンデンサ５１０，５２０と樹脂ケース１２ｂを含む。この樹脂ケース１２ｂに、中継バスバ１６が配置される。中継バスバ１６は、金属板又は金属線が樹脂モールドされて構成され、図に示すように平滑コンデンサモジュール１２の周囲を囲むように樹脂ケース１２ｂに配置される。ケース１０は、ボディアースに接続される。

図４に、図３におけるＡ−Ａ断面を示し、図５に、図３におけるＢ−Ｂ断面を示す。図４に示すように、平滑コンデンサモジュール１２には電極板１２ａが設けられ、この電極板１２ａと中継バスバ１６とを端子固定ボルト１６で締結する。平滑コンデンサモジュール１２の端子電圧は、コンデンサ５１０，５２０の端子電圧であり、ＶＨ，ＶＬラインの電圧である。電極板１２ａと中継バスバ１６とが接続されているので、ＶＨ，ＶＬラインの電圧は中継バスバ１６を介して出力される。中継バスバ１６は、図３に示すように、平滑コンデンサモジュール１２の周囲に周回配置される。中継バスバ１６が配置される面は、フランジ１０ａが形成される面とほぼ等しい。中継バスバ１６の他端は、図５に示すように、端子固定ボルト１２ｃで電圧検出用ワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）２０に締結される。電圧検出用ワイヤハーネス２０の他端は、インバータ制御基板４００ａに接続される。

図６に、このような中継バスバ１６を備えるケース１０の車両搭載例を示す。図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は側面図である。図中左方向が車両前方、右方向が車両後方を示す。ケース１０の前方にはラジエータサポート２１が配置され、ケース１０の側方にはサイドメンバが配置される。ケース１０のフランジ１０ａは水平方向に形成される。正面からの衝突時には、ラジエータサポート２１がケース１０のフランジ１０ａに衝突し、フランジ１０ａに衝撃を与える。また、側方からの衝突時にも、サイドメンバがケース１０のフランジ１０ａに衝突し、同様にフランジ１０ａに衝撃を与える。

上記したように、中継バスバ１６が配置される面は、フランジ１０ａの形成面とほぼ等しいため、フランジ１０ａに衝撃が加えられると、これに伴って中継バスバ１６にも衝撃が加えられ、中継バスバ１６が変形し破損する。中継バスバ１６は、金属板又は金属線を樹脂モールドして構成されているから、中継バスバ１６の破損により内部の金属板又は金属線が断線し、若しくはケース１０を介してボディアースの電位となる。中継バスバ１６は、図５に示すようにインバータ制御基板４００ａに供給され、さらにはインバータ制御基板４００ｂのＣＰＵに供給されるから、ＣＰＵは、中継バスバ１６の電圧変化を検出することで衝突の発生を検知することができる。

図７に、ケース１０の他の配置を示す。図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側面図である。フランジ１０ａは、鉛直方向に形成される。この場合においても、正面からの衝突時には、ラジエータサポート２１がケース１０のフランジ１０ａに衝突し、フランジ１０ａに衝撃を与える。また、側方からの衝突時にも、サイドメンバがケース１０のフランジ１０ａに衝突し、同様にフランジ１０ａに衝撃を与える。

このように、正面からの衝突時、及び側方からの衝突時のいずれの場合においても、まずフランジ１０ａに衝撃が加えられ、これにより中継バスバ１６にも衝撃が加えられて中継バスバ１６の断線、若しくはボディアースの電位への変化が生じるので、任意の方向からの衝突を検知できる。

なお、本実施形態では、衝突時の衝撃により中継バスバ１６が断線することを前提としているので、中継バスバ１６は所定以上の衝撃が印加された場合に断線するような構成とすることが好ましい。図８に、中継バスバ１６の一例を示す。中継バスバ１６内の金属板又は金属線には、周期的にくびれ部分１６ａが形成されており、このくびれ部分１６ａにおいて強度が低下しており、断線し易い構成となっている。

図９に、中継バスバ１６の他の例を示す。中継バスバ１６内の金属板又は金属線には、金属板又は金属線の幅よりも直径が小さい開口１６ｂが周期的に形成されており、これらの開口１６ｂにより強度が低下して断線し易い構成となっている。

２．２第２の構成
図１０に、ケース１０の他の平面図を示す。また、図１１、図１２に、それぞれ図１０のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示す。

図３〜図５に示す第１の構成では、中継バスバ１６は平滑コンデンサモジュール１２の樹脂ケース１２ｂに配置されているが、第２の構成では、平滑コンデンサモジュール１２の周囲を囲むようにフランジ１０ａ内に周回配置される。すなわち、図１１に示すように、フランジ１０ａ部に挟みこむように中継バスバ１６が配置され、中継バスバ１６の一端は端子固定ボルト１２ｃで平滑コンデンサモジュール１２の電極板１２ａに締結される。中継バスバ１６の他端は、図１２に示すように端子固定ボルト１２ｃにより電圧検出用ワイヤハーネス２０に締結される。

中継バスバ１６をフランジ１０ａ内に周回配置することで、衝突時にフランジ１０ａが衝撃を受けると中継バスバ１６も同様に衝撃を受けることとなり、インバータ制御基板４００ｂのＣＰＵは中継バスバ１６の電圧変化によりこの衝突を検知することができる。

２．３衝突検知処理
以上がケース１０内の中継バスバ１６の基本構成であり、次に、この中継バスバ１６の電圧を用いたインバータ制御基板４００ｂ内のＣＰＵにおける検知処理について説明する。

（１）第１の処理
図１３に、衝突検知処理のフローチャートを示す。まず、ＣＰＵは、中継バスバ１６を介してＶＨライン及びＶＬラインの電圧を取得し、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０の回転数（Ｒｄ）を取得する（Ｓ１０１）。ＶＨラインの電圧は、コンデンサ５２０の端子電圧であり、ＶＬラインの電圧は、コンデンサ５１０の端子電圧である。但し、これらの電圧は、インバータ制御基板４００ａの電圧変換回路により、実電圧から低電圧に変換されてＣＰＵに供給される。

次に、ＣＰＵは、取得した電圧値を前回取得した電圧値と比較し、変化が生じているか否かを判定する（Ｓ１０２）。すなわち、ＣＰＵは、前回値と今回値の差分の大きさ（絶対値）を演算し、これが所定のしきい値、たとえば実電圧換算で１００Ｖを超えているか否かを判定する。実電圧換算としているのは、既述したように、ＣＰＵには電圧変換回路により実電圧を低電圧に変換した値が供給されるからである。前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下であり、変化がないと判定した場合には、衝突は生じていないとしてＳ１０１以降の処理を繰り返す。

一方、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えている場合には、ＣＰＵは、モータジェネレータ（ＭＧ）の回転数に変化があるか否かを判定する（Ｓ１０３）。この判定は、前回値と今回値の差分の大きさが所定のしきい値、例えば２００ｒｐｍを超えるか否かで判定する。前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えた場合、ＣＰＵは、衝突により急制動が印加されたと判定し（Ｓ１０４）、かつ、衝突により中継バスバ１６が断線したと判定する（Ｓ１０５）。そして、ＣＰＵは、高電圧系の動作を停止すべく、ＳＭＲ５００，５０４，５０６を遮断する指令を出力する（Ｓ１０６）。これとともに、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ２４０に指令を出力する。具体的には、インバータ２４０にはＶＨラインとＶＮラインとの間にリレーと放電抵抗Ｒｄからなる急速放電回路が設けられており、急速放電回路のリレーをオンするように指令を出力することで平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。

また、Ｓ１０３で、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下である場合、ＣＰＵは、衝突以外で高圧ケーブル等が地絡漏電により電圧変動したものと判定する（Ｓ１０７）。この場合には、衝突判定をトリガとしたＳＭＲ５００，５０４，５０６を遮断する指令、及び急速放電回路を動作させる指令は出力しない（Ｓ１０８）。

なお、本処理では、中継バスバ１６の断線や地絡により電圧が変動することを利用しているが、これは差動増幅器を用いて簡易に実現することができる。すなわち、インバータ制御基板４００ａには電圧変換回路が含まれるが、これを分圧抵抗と差動増幅器で構成する。差動増幅器の非反転入力端子には分圧抵抗で分圧されたＶＨラインまたはＶＬラインの電圧が供給され、反転入力端子にも同様に分圧抵抗で分圧されたＶＮラインの電圧が供給される。差動増幅器には制御電圧として所定電圧、例えば５Ｖが供給され、差動増幅器の出力をインバータ制御基板４００ｂに供給する。中継バスバ１６が正常に動作している場合には、差動増幅器の出力は、例えば１Ｖと４Ｖの間に収まるが、断線した場合には制御電圧の５Ｖに固定される（実電圧換算で３２５Ｖであり、正常時との差分の大きさが１００Ｖを超える）ように構成する。図２２に、インバータ制御基板４００ａの回路構成の一例を示す。

（２）第２の処理
図１４に、衝突検知の他の処理フローチャートを示す。Ｓ２０１〜Ｓ２０８の処理は、図１３に示すＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同様である。すなわち、まず、ＣＰＵは、中継バスバ１６を介してＶＨライン及びＶＬラインの電圧を取得し、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０の回転数（Ｒｄ）を取得する（Ｓ２０１）。

次に、ＣＰＵは、取得した電圧値を前回取得した電圧値と比較し、変化が生じているか否かを判定する（Ｓ２０２）。すなわち、ＣＰＵは、前回値と今回値の差分の大きさ（絶対値）を演算し、これが所定のしきい値、たとえば実電圧換算で１００Ｖを超えているか否かを判定する。

前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えている場合には、ＣＰＵは、モータジェネレータ（ＭＧ）の回転数に変化があるか否かを判定する（Ｓ２０３）。この判定は、前回値と今回値の差分の大きさが所定のしきい値、例えば２００ｒｐｍを超えるか否かで判定する。前回値と今回値の差分の大きさがしきい値を超えた場合、ＣＰＵは、衝突により急制動が印加されたと判定し（Ｓ２０４）、かつ、衝突により中継バスバ１６が断線したと判定する（Ｓ２０５）。そして、ＣＰＵは、高電圧系の動作を停止すべく、ＳＭＲ５００，５０４，５０６を遮断する指令を出力する（Ｓ２０６）。これとともに、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ２４０に指令を出力する。すなわち、急速放電回路のリレーをオンするように指令し、放電抵抗Ｒｄで平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。

また、Ｓ２０３で、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下である場合、ＣＰＵは、衝突以外で高圧ケーブル等が地絡漏電により電圧変動したものと判定する（Ｓ２０７）。この場合には、衝突判定をトリガとしたＳＭＲ５００，５０４，５０６を遮断する指令、及び急速放電回路を動作させる指令は出力しない（Ｓ２０８）。

一方、Ｓ２０２で、前回値と今回値の差分の大きさがしきい値以下である場合の処理が図１３と異なる。すなわち、ＣＰＵは、取得した今回値をメモリに保持する（Ｓ２０９）。そして、ＶＨライン及びＶＬラインの電圧（これをＰ側とする）を読み出すとともに（Ｓ２１０）、ＶＮラインの電圧（これをＮ側とする）を取得する（Ｓ２１１）。ＶＮラインの電圧についても、ＶＨ，ＶＬラインの電圧検出と同様に、平滑コンデンサのＶＮライン側電極板に中継バスバ１６を接続して検出すればよい。そして、ＣＰＵは、Ｐ側電圧とＮ側電圧の差分の大きさを演算し、差分の大きさが所定のしきい値、例えば実電圧換算で５０Ｖを超えるか否かを判定する（Ｓ２１２）。しきい値以下であれば、Ｓ２０１以降の処理を繰り返す。また、しきい値を超えていれば、Ｓ２０３と同様にモータジェネレータ１４０の回転数に変化があるか否かを判定する（Ｓ２１３）。そして、回転数に変化があれば、衝突によりＳ２０４と同様に衝突により急制動が印加されたと判定し（Ｓ２１４）、衝突により中継バスバ１６が断線まで至っていないもののケース１０と接触してボディアースの電位になったものと判定する（Ｓ２１５）。そして、衝突と判定したので、ＣＰＵは、ＳＭＲ５００，５０４，５０６を遮断する指令を出力する(Ｓ２０６)。また、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ２４０に指令を出力する。すなわち、急速放電回路のリレーをオンするように指令し、放電抵抗Ｒｄで平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。

本処理において、Ｓ２０５では衝突により中継バスバ１６が断線したと判定するが、Ｓ２１５では中継バスバ１６が地絡したと判定する点に留意されたい。これは、ＶＨラインとＶＮライン（あるいはＶＬラインとＶＮライン）のいずれかが地絡した場合、その差分の大きさはしきい値（例えば実電圧換算で１００Ｖ）を超えない場合はあるものの、いずれかが地絡していればＶＨラインとＶＮラインの電圧の差があるしきい値（実電圧換算で５０Ｖ）を超えることになるとの事実を利用したものである。図１３のフローチャートでは、ＶＨラインとＶＮライン（あるいはＶＬラインとＶＮライン）のいずれかが地絡した場合、Ｓ１０２でＮＯと判定されてしまうためこれを検知することができないが、本実施形態ではＳ２１２の処理を追加することでいずれかの地絡を検出でき、したがって断線にまで至らなくても地絡が生じ、または断線に至った際に検出線がケースに接触して地絡が生じ、この地絡が生じた原因としての衝突の発生を検知することができる。

また、Ｓ２１３で回転数に変化がないと判定した場合、ＣＰＵは、Ｓ２０７と同様に衝突以外で高圧ケーブル等が地絡漏電して電圧変動したものと判定する。この場合、衝突は生じていないので、ＳＭＲ５００，５０４，５０６を遮断する指令、及び急速放電回路を動作させる指令は出力しない（Ｓ２０８）。

３．中継回路部Ｂに配置する場合
３．１第１の構成
図１５〜図１７に、中継回路Ｂに衝突検知装置を配置する場合のケース１０の構成を示す。図１５は、ケース１０の平面図であり、図１６、図１７はそれぞれ図１５のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。中継バスバ１６の一端は、図１６に示すように電圧変換回路を含むインバータ制御基板４００ａに端子固定ボルト３０で締結される。中継バスバ１６は、図３と同様に平滑コンデンサモジュール１２の周囲を囲むように平滑コンデンサモジュール１２の樹脂ケース１２ｂに配置される。また、中継バスバ１６の他端は、図１７に示すように端子固定ボルト３０によりインバータ制御基板４００ａ上でワイヤハーネス２２に締結される。ワイヤハーネス２２の他端は、インバータ制御基板４００ｂに端子固定ボルト３２で締結される。中継バスバ１６が配置される面は、フランジ１０ａの形成面とほぼ等しいため、フランジ１０ａに衝撃が加えられると、これに伴って中継バスバ１６にも衝撃が加えられ、中継バスバ１６が変形し破損する。中継バスバ１６は、金属板又は金属線を樹脂モールドして構成されているから、中継バスバ１６の破損により内部の金属板又は金属線が断線し、若しくはケース１０を介してボディアースの電位となる。中継バスバ１６は、インバータ制御基板４００ｂに接続されているから、ＣＰＵは、中継バスバ１６の電圧変化を検出することで衝突の発生を検知することができる。

３．２第２の構成
図１８〜図２０に、中継回路Ｂに衝突検知装置を配置する場合のケース１０の他の構成を示す。図１８はケース１０の平面図であり、図１９、図２０はそれぞれ図１８のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。中継バスバ１６の一端は、図１９に示すようにワイヤハーネス２２の一端に端子固定ボルト３０で締結され、ワイヤハーネス２２の他端は端子固定ボルト３０で電圧変換回路を含むインバータ制御基板４００ａに締結される。中継バスバ１６は、図１０と同様に平滑コンデンサモジュール１２の周囲を囲むようにフランジ１０ａ内に配置される。また、中継バスバ１６の他端は、図２０に示すように端子固定ボルト３０によりワイヤハーネス２２を介してインバータ制御基板４００ｂに接続される。中継バスバ１６はフランジ１０ａ内に配置されているため、フランジ１０ａに衝撃が加えられると、これに伴って中継バスバ１６にも衝撃が加えられ、中継バスバ１６が変形し破損する。中継バスバ１６は、金属板又は金属線を樹脂モールドして構成されているから、中継バスバ１６の破損により内部の金属板又は金属線が断線し、若しくはケース１０を介してボディアースの電位となる。中継バスバ１６は、インバータ制御基板４００ｂに接続されているから、ＣＰＵは、中継バスバ１６の電圧変化を検出することで衝突の発生を検知することができる。

３．３衝突検知処理
次に、インバータ制御基板４００ｂのＣＰＵにおける検知処理について説明する。

図２１に、衝突検知処理のフローチャートを示す。まず、ＣＰＵは、ＶＨ，ＶＬラインの電圧を取得する（Ｓ３０１）。そして、取得した電圧値が所定の範囲内、例えば１Ｖ〜４Ｖの範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。取得した電圧値が所定の範囲内であれば、正常であるとしてＳ３０１以降の処理を繰り返す。

一方、取得した電圧値が所定の範囲内でない場合には、衝突が生じたと判定する。具体的には、電圧値が０Ｖの場合には、衝突により中継バスバ１６がケースと地絡したと判定する。また、電圧値が５Ｖの場合には、衝突により中継バスバ１６が断線したと判定する（Ｓ３０３）。そして、ＳＭＲ５００，５０４，５０６を遮断する指令を出力する（Ｓ３０４）。これととともに、ＣＰＵは、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するようにインバータ２４０に指令を出力してもよい。

以上、説明したように、中継回路Ａ，Ｂのいずれかに衝突検知装置を配置することで、衝突を検知し、迅速に高圧系の動作を停止することができる。本実施形態では、平滑コンデンサの電圧を検出してインバータ制御基板４００ａあるいは４００ｂに供給するための中継バスバ１６を用いて衝突を検知する、言い換えれば、電圧検出線としての中継バスバを衝突検知のための衝突検出線として援用するため、電圧検出線とは別個に導体フィルム等をケース１０に設ける必要もない。

１０ケース、１４０モータジェネレータ、２２０走行用バッテリ、２４０インバータ、２４２昇圧コンバータ、４００ＥＣＵ、５１０，５２０コンデンサ（平滑コンデンサ）。

Claims

車両用衝突検知装置であって、
電気機器と、
前記電気機器を収容するケースと、
前記電気機器の端子に電気的に接続され、前記ケースの内周を周回するように配置された中継バスバと、
前記中継バスバに接続され、前記中継バスバを電圧検出線として用いて前記電気機器の電圧を監視するとともに、前記中継バスバの電圧変化を検出することで衝突を検知する制御部と、
を備えることを特徴とする車両用衝突検知装置。
請求項１記載の車両用衝突検知装置において、
前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、
前記中継バスバは、前記フランジ内に配置される
ことを特徴とする車両用衝突検知装置。
請求項１記載の車両用衝突検知装置において、
前記ケースには、前記ケースから外部に突出するようにフランジが設けられ、
前記中継バスバは、前記ケースの内周であって前記フランジが形成される面と略同一の面に配置される
ことを特徴とする車両用衝突検知装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝突検知装置において、
前記電気機器は、コンデンサを備え、
前記中継バスバの一端は、前記コンデンサの端子に接続され、前記中継バスバの他端は、前記ケースの内周を周回して前記制御部に接続される
ことを特徴とする車両用衝突検知装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝突検知装置において、
前記電気機器は、電圧変換回路を備え、
前記中継バスバの一端は、前記電圧変換回路の出力に接続され、前記中継バスバの他端は、前記ケースの内周を周回して前記制御部に接続される
ことを特徴とする車両用衝突検知装置。