JP4978316B2 - Automotive electronic unit - Google Patents
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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。 The present invention relates to an in-vehicle electronic unit, and more preferably to an electronic unit that houses a substrate having an electric circuit formed therein.
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。 Conventionally, when the vehicle body is crushed at the time of a vehicle collision, the electronic unit may interfere with the impact absorption when absorbing the impact due to the collision. Various proposals have been made. For example, the vehicle casing described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-82614) has a surface constituting the vehicle casing, and the edge of the surface has an edge as a starting point with respect to the edge. At least three groove-shaped first fracture starting points extending in the vertical direction are arranged. According to this vehicle casing, it is easily crushed by the force received from the vehicle main body, so that the vehicle's impact absorbing function is prevented from being hindered.
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。 The power supply device for a vehicle described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-306249) includes a plastic box, and the plastic box is disposed adjacent to the battery housing box for housing the battery and the battery housing box. A shock absorbing box. In the plastic box, the battery housing box and the shock absorbing box are integrally formed of plastic, and the impact-breaking thin wall portion that is broken by the impact is formed along the boundary between the battery housing box and the shock absorbing box. Is provided. In this vehicle power supply device, the battery housing box and the shock absorbing box are broken at a certain boundary by the impact of the crash.
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。 In the electric vehicle described in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-19239), the front portion is configured with a frame side member and a vehicle compartment forming member that defines a passenger compartment as main skeletons. And the energy absorption part which absorbs by deform | transforming collision energy is formed in the frame side member. The energy absorbing portion is formed with a notch and a groove so as to bend upwardly by a compressive load. A storage case for storing the fuel cell is disposed on the energy absorbing portion. And it attaches so that the notch part of a storage case and the notch part of an energy absorption part may align.
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。
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。
However, for example, in the vehicle casing described in
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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to provide a housing and a substrate when the substrate and the housing that houses the substrate are broken when subjected to an impact from the outside. It is to provide a vehicle-mounted electronic unit in which occurrence of electrical continuity generated between the substrate and the substrate and the external structure is suppressed.
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。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。 In one aspect, an in-vehicle electronic unit according to the present invention has a main surface on which an electric circuit is formed, extends so as to partition a portion thereof, and is provided with a weakened portion for a substrate having a lower strength than other portions. A weakened portion for a housing having a lower strength than other portions is provided at a position substantially corresponding to the weakened portion for the substrate on the wall portion. And a housing. The electric circuit includes a first electric circuit and a second electric circuit through which a current having a higher voltage flows than the first electric circuit. And the said weak part for board | substrates partitions the part in which a 1st electric circuit is located, and the part in which a 2nd electric circuit is located among board | substrates.
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。 Preferably, the fragile portion for housing extends continuously or intermittently in an annular shape so as to surround the periphery of the substrate. Preferably, the fragile portion for housing is provided so as to be located on one virtual plane, and the fragile portion for substrate is located on the virtual plane. Preferably, the virtual plane defined by the casing weakened portion intersects perpendicularly to the main surface of the substrate.
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。 Preferably, the housing includes a housing case having an opening, and a closing member that closes the opening to define the housing and faces the main surface of the substrate. The closing member includes a deformable portion that is less rigid than other portions of the fixing member, is deformable, and can relieve an impact force applied to the housing case.
好ましくは、筐体および基板は、バッテリが収容された電池パック内に配置され、第2電気回路は、バッテリに接続され、バッテリの電圧を検出する電圧検出回路を含む。Preferably, the housing and the substrate are disposed in a battery pack in which a battery is accommodated, and the second electric circuit includes a voltage detection circuit that is connected to the battery and detects the voltage of the battery.
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。 According to the in-vehicle electronic unit according to the present invention, when the housing case and the substrate are broken when receiving an impact from the outside, electrical conduction occurs between the housing and the substrate housed in the housing. This can be suppressed.
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。 An in-vehicle electronic unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
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。 Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. In the following embodiments, each component is not necessarily essential for the present invention unless otherwise specified. In addition, when there are a plurality of embodiments below, it is planned from the beginning to appropriately combine the features of each embodiment unless otherwise specified.
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。 FIG. 1 is a control block diagram of the entire hybrid vehicle including the in-vehicle electronic unit according to the present embodiment. The vehicle on which the in-vehicle electronic unit according to the present invention is mounted is not limited to the hybrid vehicle shown in FIG. 1, and may be an electric vehicle or a fuel cell vehicle on which a traveling battery is mounted. This battery is a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery, and the type thereof is not particularly limited. The power storage mechanism may be a capacitor instead of a battery.
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。
The hybrid vehicle includes an
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。
In addition to this, the hybrid vehicle includes a
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。
Further, the hybrid vehicle has a
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。
In addition, the hybrid vehicle includes an
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。
In addition, the hybrid vehicle mutually manages and controls MG_ECU 300 that controls
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。
The traveling
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。
Further, a
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。
In FIG. 1, each ECU is configured separately, but may be configured as an ECU in which two or more ECUs are integrated (for example,
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。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the
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。
A
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。
The traveling
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。
The
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。
The temperature sensor 6 is a sensor for detecting the temperature of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The temperature measurement circuit 14 is a circuit that converts the output signals of the plurality of temperature sensors 6 input via the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the hybrid vehicle. A power supply circuit controlled by the control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This power supply circuit includes a traveling
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。
In step-up
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。
Capacitor C (1) 510 is connected in parallel with
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。
SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 are relays that close contacts when an exciting current is applied to a coil. SMR (1) 500 is a precharge SMR that is connected before SMR (2) 504 is connected and prevents an inrush current from flowing through
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。
FIG. 4 is a plan view of the inside of the rear side of the hybrid vehicle in which the battery pack (power storage pack) 30 that houses the
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。
In the present embodiment,
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。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the internal structure of the
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。
The traveling
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。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
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。
The
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。
Through
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。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
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。
Thus, since the
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。
In addition, as the
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。
FIG. 9 is a plan view of the
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。
And the
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。
Here, the
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。
Therefore, when an impact force or a pressing force is applied from the outside, the
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。
For this reason, when the board |
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。
A through
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。
FIG. 10 is a plan view showing a first modification of the
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。 FIG. 11 is a plan view illustrating a second modification of the fragile portion. As in the example shown in FIG. 11, a plurality of fragile portions 46a1 and 46a2 may be formed.
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。
FIG. 12 is a plan view showing a third modification of the fragile portion. In the example shown in FIG. 12, a plurality of slits (holes) 46d are formed at intervals in a portion of the
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。
And the
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。
FIG. 13 is a perspective view of the
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。
Through
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。
Here, the
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。
FIG. 14 is an exploded perspective view of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
For this reason, the
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。
The weakened
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。
Here, in the example illustrated in FIGS. 14 and 6, the
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。
The
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。
Moreover, in the example shown in this FIG.13 and FIG.14, although the
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。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the
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。
6 and 15, when an impact force is applied toward the
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。
After the
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。
For this reason, it is suppressed that the energy of the impact force P is consumed in deforming the
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。
Thereby, it can suppress that the high voltage side
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。
When the
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。
Here, since the
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。
For this reason, when the divided
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。
In particular, in the present embodiment, the virtual plane O defined by the
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。
And when the board |
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。
Furthermore, since the divided
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。
In particular, in FIG. 6, the
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。
As described above, when the
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。
16 is a cross-sectional view showing a modification of the
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。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
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。
The protruding
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。
In such a
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。
FIG. 18 is a perspective view showing the configuration of the fixing
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。
The fixing
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。
The fixing
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。
Here, the
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。
When an impact force is applied to the
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。
For this reason, the rising
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。
The impact force applied to the
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。
Further, the
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。
FIG. 19 is a perspective view showing a modified example of the fixing
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。
The
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。
As described above, the fixing
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。 Although the embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. Furthermore, the above numerical values are examples, and are not limited to the above numerical values and ranges.
本発明は、車載用電子ユニットに好適である。 The present invention is suitable for a vehicle-mounted electronic unit.
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。 2 Battery Wire Harness, 3a Battery Cell, 4 Sensor Wire Harness, 5 Current Sensor, 6 Temperature Sensor, 7 Output Wire Harness, 9 Sensor Wire Harness, 10 Battery Connector, 11 Voltage Measurement Circuit, 12 Sensor Connector , 13 Current measurement circuit, 14 Temperature measurement circuit, 15 Microcomputer, 17 Output connector, 18 Power supply wiring harness, 20 Housing case, 30 Battery pack, 40 Case, 40a Fragile part, 41a Fragile part, 42b, 43b, 46b Through-hole, 42 Box part, 42a, 42c Fragile part, 44, 45 Connector insertion port, 46L Low voltage board, 46a Fragile part, 46H High voltage board, 60 High voltage side electric circuit, 61 Low voltage side electric circuit , 70C Notch, 70 Fixing member.
Claims (6)
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、
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、車載用電子ユニット。 A substrate having a main surface on which an electric circuit is formed, extending so as to partition a part thereof, and provided with a weakened portion for a substrate having a lower strength than other portions;
A housing having a wall portion that defines a housing portion in which the substrate is housed, and a weakened portion for a housing having a lower strength than other portions provided at a position substantially corresponding to the weakened portion for the substrate of the wall portion. Body,
Equipped with a,
The electrical circuit includes a first electrical circuit and a second electrical circuit through which a current having a higher voltage flows than the first electrical circuit,
The board weakened portion is an in-vehicle electronic unit that partitions a portion of the substrate where the first electric circuit is located and a portion where the second electric circuit is located .
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4のいずれかに記載の車載用電子ユニット。 The housing includes a housing case having an opening, and a closing member that closes the opening to define the housing and faces the main surface of the substrate,
The closing member, of the surface of the closure member, is formed on the main surface facing the portion of the substrate, wherein the includes a protrusion that protrudes toward the fragile portion substrate, any of claims 1 to 4 The on-vehicle electronic unit described in the above.
前記第2電気回路は、前記バッテリに接続され、前記バッテリの電圧を検出する電圧検出回路を含む、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。The on-vehicle electronic unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the second electric circuit includes a voltage detection circuit that is connected to the battery and detects a voltage of the battery.
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