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公開番号2021016247
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210212
出願番号2019129677
出願日20190712
発明の名称検出装置
出願人矢崎総業株式会社
代理人特許業務法人虎ノ門知的財産事務所
主分類H02J 7/00 20060101AFI20210115BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】車両の電源回路における検出対象を適正に検出することができる検出装置を提供する。
【解決手段】センサユニット1は、電流を検出する電流センサ51と、電圧を検出する電圧センサ52と、地絡を検出する地絡センサ53と、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53が搭載される共通の基板10とを備える。センサユニット1は、例えば、車両の電源回路において、高電圧系の3つのセンサを共通の基板10に集約することができるので、部品点数の増加を抑制することができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
電流を検出する電流検出器と、
電圧を検出する電圧検出器と、
地絡を検出する地絡検出器と、
前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器が搭載される共通の基板と、
を備えることを特徴とする検出装置。
続きを表示(約 230 文字)【請求項2】
前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ車両の電源から負荷部に電力を供給する電源回路の正極側に接続される正極端子と、
前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ前記電源回路の負極側に接続される負極端子と、
を備える請求項1に記載の検出装置。
【請求項3】
前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器からそれぞれ出力される信号を共通に処理する制御部を備える請求項1又は2に記載の検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、検出装置に関する。
続きを表示(約 5,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来、検出装置として、例えば、特許文献1には、車両に搭載された蓄電池の充電状況に応じて、当該蓄電池と車載機器との電気的な接続を制御する車両制御システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2011−217544号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述の特許文献1に記載の車両制御システムは、例えば、蓄電池の充電状況を検出するために、電流検出器や電圧検出器、地絡検出器等を車両に搭載する場合があるが、これらの検出器を車両に搭載した場合、部品点数が増加するおそれがあり、更なる改善の余地がある。
【0005】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の電源回路における検出対象を適正に検出することができる検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る検出装置は、電流を検出する電流検出器と、電圧を検出する電圧検出器と、地絡を検出する地絡検出器と、前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器が搭載される共通の基板と、を備えることを特徴とする。
【0007】
上記検出装置において、前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ車両の電源から負荷部に電力を供給する電源回路の正極側に接続される正極端子と、前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ前記電源回路の負極側に接続される負極端子と、を備えることが好ましい。
【0008】
上記検出装置において、前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器からそれぞれ出力される信号を共通に処理する制御部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る検出装置は、各検出器を共通の基板に集約することができるので部品点数の増加を抑制することができ、この結果、電源回路における検出対象を適正に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1は、実施形態に係る電源回路の構成例を示すブロック図である。
図2は、実施形態に係るセンサユニットの構成例を示すブロック図である。
図3は、比較例に係る電力演算例を示す図である。
図4は、実施形態に係る電力演算例を示す図である。
図5は、実施形態に係る高電圧電池の劣化状態の第1判定例を示す図である。
図6は、実施形態に係る高電圧電池の劣化状態の第2判定例を示す図である。
図7は、実施形態の第1変形例に係るセンサユニットの構成例を示すブロック図である。
図8は、実施形態の第2変形例に係るセンサユニットの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【0012】
〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る電源回路100のセンサユニット1について説明する。図1は、実施形態に係る電源回路100の構成例を示すブロック図である。図2は、実施形態に係るセンサユニット1の構成例を示すブロック図である。図3は、比較例に係る電力演算例を示す図である。図4は、実施形態に係る電力演算例を示す図である。図5は、実施形態に係る高電圧電池101の劣化状態の第1判定例を示す図である。図6は、実施形態に係る高電圧電池101の劣化状態の第2判定例を示す図である。
【0013】
電源回路100は、高電圧電池101から負荷部102に電力を供給するものである。電源回路100は、例えば、電気車両(EV)、ハイブリッド車両(HEV)、プラグインハイブリッド車両(PHEV)等の車両に搭載される。電源回路100は、図1に示すように、電源としての高電圧電池101と、負荷部102と、高電圧J/B(Junction Box)103とを備える。
【0014】
高電圧電池101は、電力を充放電可能な二次電池である。高電圧電池101は、例えば、複数の電池セルが直列に接続されて構成されている。高電圧電池101は、車両の車体から電気的に絶縁されている。高電圧電池101は、高電圧J/B103を介して負荷部102に接続され、高電圧の直流電力を負荷部102に供給する。
【0015】
負荷部102は、電力を消費するものであり、例えば、電気車両等を走行させるためのモータやインバータ回路等を含んで構成される。負荷部102は、高電圧電池101から供給される電力を消費する。
【0016】
高電圧J/B103は、高電圧電池101及び負荷部102を電気的に接続する電気接続箱である。高電圧J/B103は、高電圧電池101と負荷部102との間に設けられている。高電圧J/B103は、高電圧電池101と負荷部102との間を、銅板等の金属板を母材にして板状にプレス成形されたバスバ等により接続している。高電圧J/B103は、上流側リレー103aと、下流側リレー103b、103cと、検出装置としてのセンサユニット1とを有している。
【0017】
上流側リレー103aは、バスバに流れる電流を通電又は遮断するものである。上流側リレー103aは、高電圧電池101の正極と負荷部102との間に設けられている。上流側リレー103aは、スイッチSW1と、コイルCL1とを備える。
【0018】
スイッチSW1は、第1接点M1と、第2接点N1とを有する。第1接点M1は、高電圧電池101の正極に接続され、第2接点N1は、負荷部102に接続されている。スイッチSW1は、第1接点M1及び第2接点N1を電気的に接続(ON)することで、高電圧電池101の正極及び負荷部102を電気的に接続する。一方、スイッチSW1は、第1接点M1及び第2接点N1を電気的に遮断(OFF)することで、高電圧電池101の正極及び負荷部102を電気的に遮断する。
【0019】
コイルCL1は、スイッチSW1をON又はOFFするものである。コイルCL1は、スイッチSW1に対向して配置され、磁力によりスイッチSW1をON又はOFFする。コイルCL1は、図示しないECU(電子制御ユニット;Electronic Control Unit)に接続されている。コイルCL1は、ECUからリレー駆動信号が出力された場合、磁力によりスイッチSW1をONする。一方、コイルCL1は、ECUからリレー駆動信号が出力されていない場合、磁力が作用せずスイッチSW1がOFFとなる。
【0020】
下流側リレー103bは、バスバに流れる電流を通電又は遮断するものである。下流側リレー103bは、高電圧電池101の負極と負荷部102との間に設けられている。下流側リレー103bは、スイッチSW2と、コイルCL2とを備える。
【0021】
スイッチSW2は、第1接点M2と、第2接点N2とを有する。第1接点M2は、高電圧電池101の負極に接続され、第2接点N2は、負荷部102に接続されている。スイッチSW2は、第1接点M2及び第2接点N2を電気的に接続(ON)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に接続する。一方、スイッチSW2は、第1接点M2及び第2接点N2を電気的に遮断(OFF)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に遮断する。
【0022】
コイルCL2は、スイッチSW2をON又はOFFするものである。コイルCL2は、スイッチSW2に対向して配置され、磁力によりスイッチSW2をON又はOFFする。コイルCL2は、ECUに接続されている。コイルCL2は、ECUからリレー駆動信号が出力された場合、磁力によりスイッチSW2をONする。一方、コイルCL2は、ECUからリレー駆動信号が出力されていない場合、磁力が作用せずスイッチSW2がOFFとなる。
【0023】
下流側リレー103cは、バスバに流れる電流を通電又は遮断するものである。下流側リレー103cは、高電圧電池101の負極と負荷部102との間に設けられ、抵抗器Rを介して下流側リレー103bに並列に接続されている。下流側リレー103cは、スイッチSW3と、コイルCL3とを備える。
【0024】
スイッチSW3は、第1接点M3と、第2接点N3とを有する。第1接点M3は、高電圧電池101の負極に接続され、第2接点N3は、抵抗器Rを介して負荷部102に接続されている。スイッチSW3は、第1接点M3及び第2接点N3を電気的に接続(ON)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に接続する。一方、スイッチSW3は、第1接点M3及び第2接点N3を電気的に遮断(OFF)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に遮断する。
【0025】
コイルCL3は、スイッチSW3をON又はOFFするものである。コイルCL3は、スイッチSW3に対向して配置され、磁力によりスイッチSW3をON又はOFFする。コイルCL3は、ECUに接続されている。コイルCL3は、ECUからリレー駆動信号が出力された場合、磁力によりスイッチSW3をONする。一方、コイルCL3は、ECUからリレー駆動信号が出力されていない場合、磁力が作用せずスイッチSW3がOFFとなる。
【0026】
ECUは、高電圧電池101から負荷部102に電力を供給する場合、上流側リレー103aをONする。次に、ECUは、負荷部102への突入電流を防止するために下流側リレー103cをONにし、負荷部102のコンデンサが充電された後、下流側リレー103bをONする。ECUは、上流側リレー103aと下流側リレー103bがONになり、負荷部102への電力供給が開始されると下流側リレー103cをOFFする。ECUは、高電圧電池101から負荷部102に電力を供給しない場合、上流側リレー103a及び下流側リレー103b、103cをOFFする。
【0027】
センサユニット1は、電源回路100における検出対象を検出するものである。本実施形態では、センサユニット1は、高電圧J/B103内に設けられ、当該高電圧J/B103のバスバに接続される。これにより、センサユニット1は、センサ用の高電圧信号を取得することが比較的容易である。また、センサユニット1は、上流側リレー103a及び下流側リレー103b、103cを有する高電圧J/B103内に設けられるので、ワイヤーハーネスは高電圧J/B103に接続されるだけで済む。そのためワハイヤーハーネスとセンサユニット1とを直接接続することが無いためワイヤーハーネス上の絶縁処理を省略することができる。センサユニット1は、図1及び図2に示すように、基板10と、電源20と、通信I/F30と、端子部40と、センサ部50と、制御部60とを有する。
【0028】
基板10は、種々の電子部品が実装され、当該電子部品を電気的に接続する電子回路を構成するものであり、いわゆるプリント回路基板(Printed Circuit Board)である。基板10は、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に銅箔等の導電性部材によって配線パターン(プリントパターン)が形成(印刷)されている。基板10には、電流検出器としての電流センサ51、電圧検出器としての電圧センサ52、及び、地絡検出器としての地絡センサ53が共に搭載される。つまり、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53は、1つの基板10に集約して搭載されている。本実施形態では、電源回路100において、正極側に電流センサ51が配置され、負極側に地絡センサ53が配置され、電流センサ51と地絡センサ53との間に電圧センサ52が配置されている。
【0029】
電源20は、制御部60に電力を供給するものである。電源20は、コネクタCNを介して外部の電源(図示省略)に接続され、当該外部の電源から供給される電力を所定の電力に変換し、変換した電力を制御部60に供給する。
【0030】
通信I/F30は、外部通信機器と通信するためのインターフェースである。通信I/F30は、コネクタCNを介してECUに接続され、且つ、制御部60に接続されている。通信I/F30は、例えば、制御部60から出力されるセンサ出力信号を、ECUが入力可能な信号の形式に変換して当該ECUに出力する。
(【0031】以降は省略されています)

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