(57)【要約】【課題】部品点数を増やさず、効率よく高電圧回路の電流検出が可能となる半導体リレーおよび車両用電流検出装置を提供する。【解決手段】車両用電流検出装置１Ａは、半導体リレー１６と、半導体リレー１６を制御する制御回路１７とを備え、制御回路１７が、検出部１９が検出した物理量に基づいて電路４に流れる負荷電流ＩＬを検出する。半導体リレー１６は、高電圧バッテリ２と、高電圧負荷３との間の電路４上に配置され、電路４を開閉するスイッチング素子３２と、電路４を流れる負荷電流ＩＬに関する物理量を検出する検出部１９とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間の第１電路上に配置され、前記第１電路を開閉する少なくとも１つの半導体スイッチング素子と、
前記第１電路を流れる電流に関する物理量を検出する少なくとも一つの検出部と、
を備えることを特徴とする半導体リレー。
【請求項２】
前記第１電路の一部を構成し、かつ温度変化に応じて抵抗値が変化する導電部材をさらに備え、
前記検出部は、
前記導電部材の温度を検出する温度検出部と、
前記導電部材における２点間の電位差を検出する電圧検出部と、
を備える請求項１に記載の半導体リレー。
【請求項３】
前記検出部は、
前記半導体スイッチング素子を挟んで前記第１電路上に２つ配置される、
請求項１または２に記載の半導体リレー。
【請求項４】
前記検出部は、
前記半導体スイッチング素子に並列に接続された分流用スイッチング素子であり、
前記第１電路を流れる電流を前記半導体スイッチング素子と前記分流用スイッチング素子とに分流し、前記分流用スイッチング素子を流れる分流電流に基づいて前記第１電路を流れる電流を検出する、
請求項１に記載の半導体リレー。
【請求項５】
前記半導体スイッチング素子は、さらに、
外部電源または外部負荷に接続し、前記外部電源から前記高電圧電源への通電、または、前記高電圧電源から前記外部負荷への通電に供される第２電路上に配置され、前記第２電路を開閉し、
前記検出部は、さらに、
前記第２電路を流れる電流に関する物理量を検出する、
請求項１または２に記載の半導体リレー。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体リレーと、
前記半導体リレーを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記半導体リレーを流れる電流を検出する、
ことを特徴とする車両用電流検出装置。
【請求項７】
高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間に配置される第１電路と、
外部電源または外部負荷に接続する接続部と、
前記高電圧電源と、前記接続部との間に配置される第２電路と、
前記第１電路に配置され、かつ前記第１電路を開閉する半導体リレーと、
前記半導体リレーを制御する制御回路と、
を備え、
前記半導体リレーは、さらに、
前記第２電路に配置され、前記制御回路による制御に応じて前記第２電路を開閉する、
ことを特徴とする車両用電流検出装置。
【請求項８】
前記第１電路及び前記第２電路に配置される前記半導体リレーは、
同一筐体内に収容される、
請求項７に記載の車両用電流検出装置。
【請求項９】
前記半導体リレーは、
前記半導体リレーが配置された電路を流れる電流に関する物理量を検出する検出部を備え、
前記制御回路は、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記半導体リレーを流れる電流を検出する、
請求項７または８に記載の車両用電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体リレーおよび車両用電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両には、高電圧バッテリと、負荷とを接続または遮断する高電圧リレーを搭載するものがある（特許文献１参照）。特許文献１では、高電圧バッテリの充放電を管理すると共に、高電圧リレーに流れる異常な電流を検出するために、電流センサを搭載する。また、一般的な電流検出方法として、シャント抵抗を用いた方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８５５０４号公報
【特許文献２】特開平７−１７７７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高電圧リレーに対して電流センサを別個に設置することから、電流センサを構成する部品を追加する必要があり、改善の余地がある。また、大電流が流れる経路にシャント抵抗を設置する場合、電力のロスが発生する。
【０００５】
本発明は、部品を増やさず、効率よく高電圧回路の電流検出が可能となる半導体リレーおよび車両用電流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】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体リレーは、高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間の第１電路上に配置され、前記第１電路を開閉する少なくとも１つの半導体スイッチング素子と、前記第１電路を流れる電流に関する物理量を検出する少なくとも一つの検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記半導体リレーにおいて、前記第１電路の一部を構成し、かつ温度変化に応じて抵抗値が変化する導電部材をさらに備え、前記検出部は、前記導電部材の温度を検出する温度検出部と、前記導電部材における２点間の電位差を検出する電圧検出部と、を備えることが好ましい。
【０００８】
上記半導体リレーにおいて、前記検出部は、前記半導体スイッチング素子を挟んで前記第１電路上に２つ配置される、ことが好ましい。
【０００９】
上記半導体リレーにおいて、前記検出部は、前記半導体スイッチング素子に並列に接続された分流用スイッチング素子であり、前記第１電路を流れる電流を前記半導体スイッチング素子と前記分流用スイッチング素子とに分流し、前記分流用スイッチング素子を流れる分流電流に基づいて前記第１電路を流れる電流を検出する、ことが好ましい。
【００１０】
上記半導体リレーにおいて、前記半導体スイッチング素子は、さらに、外部電源または外部負荷に接続し、前記外部電源から前記高電圧電源への通電、または、前記高電圧電源から前記外部負荷への通電に供される第２電路上に配置され、前記第２電路を開閉し、前記検出部は、さらに、前記第２電路を流れる電流に関する物理量を検出する、ことが好ましい。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用電流検出装置は、半導体リレーと、前記半導体リレーを制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記半導体リレーを流れる電流を検出する、ことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用電流検出装置は、高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間に配置される第１電路と、外部電源または外部負荷に接続する接続部と、前記高電圧電源と、前記接続部との間に配置される第２電路と、前記第１電路に配置され、かつ前記第１電路を開閉する半導体リレーと、前記半導体リレーを制御する制御回路と、を備え、前記半導体リレーは、さらに、前記第２電路に配置され、前記制御回路による制御に応じて前記第２電路を開閉する、ことを特徴とする。
【００１３】
上記車両用電流検出装置において、前記第１電路及び前記第２電路に配置される前記半導体リレーは、同一筐体内に収容される、ことが好ましい。
【００１４】
上記車両用電流検出装置において、前記半導体リレーは、前記半導体リレーが配置された電路を流れる電流に関する物理量を検出する検出部を備え、前記制御回路は、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記半導体リレーに流れる電流を検出する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る半導体リレーおよび車両用電流検出装置によれば、部品点数を増やすことなく、高電圧回路の電流検出が可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る半導体リレーの外観図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す部分拡大図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る電圧検出部の概略構成図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る電圧検出部の温度特性を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る入力側と出力側の電流値による異常検出を説明する図である。
【図１０】図１０は、実施形態の変形例に係る検出部の概略構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す平面図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す側面図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す部分縦断面図である。
【図１８】図１８は、第３実施形態に係る電圧検出部の概略構成図である。
【図１９】図１９は、第３実施形態に係る電圧検出部の温度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る半導体リレーおよび車両用電流検出装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。さらに、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。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、第１実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。図３は、第１実施形態に係る半導体リレーの外観図である。図４は、第１実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す部分拡大図である。図５は、第１実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す図である。図６は、第１実施形態に係る電圧検出部の概略構成図である。図７は、第１実施形態に係る電圧検出部の温度特性を示す図である。なお、図４は、ケースのカバーを取り外して、内部空間を外部に露出させた状態を示す図である。ここで、図２〜図４のＸ方向は、本実施形態における車両用電流検出装置の幅方向である。Ｙ方向は、本実施形態における車両用電流検出装置の奥行き方向であり、幅方向と直交する方向である。Ｙ１方向は手前方向とし、Ｙ２方向は奥方向とする。Ｚ方向は、本実施形態における車両用電流検出装置の上下方向であり、幅方向および奥行き方向と直交する方向である。Ｚ１方向は上方向とし、Ｚ２方向は下方向とする。
【００１９】
本実施形態に係る車両用電流検出装置１Ａは、例えば電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両に搭載される電気接続箱である。車両用電流検出装置１Ａは、図１に示すように、高電圧バッテリ２と、高電圧負荷３との間に配置され、高電圧バッテリ２と、高電圧負荷３との間の電気的接続と電気的遮断とを行うものである。なお、以下の説明において、電気的接続を単に「接続」とも呼び、電気的遮断を単に「遮断」とも呼ぶ。
【００２０】
高電圧バッテリ２は、上述した車両に搭載され、高電圧負荷３に電力を供給する高電圧電源である。高電圧バッテリ２は、例えば、複数の電池セルが接続された組電池から成り、直流電力を供給する。なお、高電圧バッテリ２は、直流電力を供給可能なものであれば組電池に限らず、どのような形態であってもよい。高電圧バッテリ２は、車両用電流検出装置１Ａ側の一対の入力側端子１４Ａ（１４），１４Ｂ（１４）に接続される。
【００２１】
高電圧負荷３は、上述した車両に搭載され、高電圧バッテリ２から直流電力が供給されて動作するものである。高電圧負荷３は、例えばインバータ等から成る。高電圧負荷３は、車両用電流検出装置１Ａ側の一対の出力側端子１５Ａ（１５），１５Ｂ（１５）に接続される。
【００２２】
車両用電流検出装置１Ａは、一対の半導体リレー１６Ａ，１６Ｂと、制御回路１７とを含んで構成される。一対の半導体リレー１６Ａ，１６Ｂおよび制御回路１７は、筐体１１に収容される。筐体１１は、図２に示すように、アッパーカバー１２と、ロアカバー１３とで構成される。アッパーカバー１２およびロアカバー１３は、絶縁性を有する合成樹脂等から成る。
【００２３】
一対の半導体リレー１６Ａ，１６Ｂは、高電圧バッテリ２と、高電圧負荷３との間の電路４上に配置され、電路４を開閉するものである。各半導体リレー１６Ａ，１６Ｂは、双方向で遮断（開）と通電（閉）が可能に構成され、例えば複数のＭＯＳ−ＦＥＴを含んで構成される。半導体リレー１６Ａは、高電圧バッテリ２の正極側に配置され、正極側の電路４の一部を構成する。半導体リレー１６Ａは、一方が入力側端子１４Ａに接続され、他方が出力側端子１５Ａに接続され、正極側の電路４の電気的な遮断または通電を行う。半導体リレー１６Ａは、制御回路１７に接続され、制御回路１７に正極側信号２１を出力する。正極側信号２１は、例えば、後述する電圧検出部３３で検出される電位差情報、第１温度センサ３４および第２温度センサ３５で検出される温度情報等が含まれる。また、半導体リレー１６Ａは、制御回路１７から制御信号２３を入力し、制御信号２３に基づいて駆動する。半導体リレー１６Ａは、例えば、制御信号２３に基づいて正極側の電路４を開閉する。半導体リレー１６Ｂは、高電圧バッテリ２の負極側に配置され、負極側の電路４の一部を構成する。半導体リレー１６Ｂは、一方が入力側端子１４Ｂに接続され、他方が出力側端子１５Ｂに接続され、負極側の電路４の電気的な遮断または通電を行う。半導体リレー１６Ｂは、制御回路１７に接続され、制御回路１７に負極側信号２２を出力する。負極側信号２２は、正極側信号２１と同様に、電圧検出部３３で検出される電位差情報、第１温度センサ３４および第２温度センサ３５で検出される温度情報等が含まれる。また、半導体リレー１６Ｂは、制御回路１７から制御信号２３を入力し、制御信号２３に基づいて駆動する。半導体リレー１６Ｂは、例えば、制御信号２３に基づいて負極側の電路４を開閉する。半導体リレー１６Ａ，１６Ｂが閉状態において、正極側の電路４に負荷電流ＩＬが流れ、負極側の電路４に帰還電流ＩＲが流れる。ここで、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂが閉状態とは、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂがオン状態であり、電路４が通電していることを意味する。一方、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂが開状態とは、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂがオフ状態であり、電路４が遮断されていることを意味する。帰還電流ＩＲは、例えば、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂが正常な状態において、負荷電流ＩＬと等しい値の電流となる。
【００２４】
各半導体リレー１６Ａ，１６Ｂは、図３〜図５に示すように、バスバー３１と、一対のスイッチング素子３２Ａ（３２），３２Ｂ（３２）と、電圧検出部３３と、第１温度センサ３４と、第２温度センサ３５とを含んで構成される。バスバー３１、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂ、電圧検出部３３、第１温度センサ３４、および第２温度センサ３５は、絶縁性を有する合成樹脂等から成るリレー筐体３０に収容される。リレー筐体３０は、図３に示すように、上面側のカバーから複数の制御端子３６が立設されている。各制御端子３６は、例えばピン端子であり、後述する制御基板１８のスルーホール１８ａに端部を差し込むことで制御基板１８に接続される。
【００２５】
バスバー３１は、電路４の一部を構成し、かつ温度変化に応じて抵抗値が変化する導電部材である。バスバー３１は、例えば銅合金等の金属材料で構成される。バスバー３１は、幅方向における一方の端部が入力側端子１４を構成し、他方の端部が出力側端子１５を構成する。バスバー３１は、リレー筐体３０内に収容されている部分に、当該バスバー３１から手前方向（Ｙ１方向）に延在する一対の接点部３１ａ，３１ｂが形成されている。各接点部３１ａ，３１ｂは、複数の制御端子３６のうち、任意の制御端子３６にボンディングされる。接点部３１ａ，３１ｂは、半導体リレー１６が閉状態において、バスバー３１におけるＡＢ２点間の電位差を検出するために設けられる。したがって、バスバー３１におけるＡ点およびＢ点は、電位差が検出可能な位置に設けられることが好ましい。
【００２６】
一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、電路４上に配置され、電路４を開閉する半導体スイッチング素子である。各スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、例えば、電界効果トランジスタの一種である電力用ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor）で構成される。一対のスイッチング素子３２は、図５に示すように、寄生ダイオードの向きが逆になるように、互いのソース（Ｓ）同士が直列に接続される。スイッチング素子３２Ａは、寄生ダイオードのカソードが高電圧バッテリ２側になるように設けられている。スイッチング素子３２Ｂは、寄生ダイオードのカソードが高電圧負荷３側になるように設けられている。すなわち、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂがオフ状態のときに、高電圧バッテリ２と高電圧負荷３との間の電力の流れが遮断される。スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、複数の制御端子３６のうち、任意の制御端子３６にボンディングされる。
【００２７】
電圧検出部３３は、検出部であり、図６に示すように、バスバー３１におけるＡＢ２点間の電位差Ｖｓｅｎｓを検出する。電位差Ｖｓｅｎｓは、接点部３１ａ，３１ｂ間の電位差である。電圧検出部３３は、制御端子３６に接続され、制御端子３６を介して制御回路１７に接続されている。電圧検出部３３は、制御回路１７に対して、電位差Ｖｓｅｎｓを出力する。
【００２８】
第１温度センサ３４は、検出部であり、バスバー３１の温度を検出するものである。第１温度センサ３４は、図４に示すように、例えばバスバー３１上に配置される。第１温度センサ３４は、制御端子３６に接続され、制御端子３６を介して制御回路１７に接続されている。第１温度センサ３４は、制御回路１７に対して、バスバー３１の温度を出力する。本実施形態における第１温度センサ３４および電圧検出部３３は、検出部１９を構成する。検出部１９は、電路４を流れる負荷電流ＩＬに関する物理量を検出する。電路４を流れる負荷電流ＩＬに関する物理量には、例えば電圧検出部３３で検出されるバスバー３１におけるＡＢ２点間の電位差Ｖｓｅｎｓ、第１温度センサ３４で検出されるバスバー３１の温度が含まれる。
【００２９】
第２温度センサ３５は、スイッチング素子３２の温度を検出するものである。第２温度センサ３５は、例えば一対のスイッチング素子３２の近傍に配置される。第２温度センサ３５は、複数の制御端子３６のいずれか一つに接続され、制御端子３６を介して制御回路１７に接続されている。第２温度センサ３５は、制御回路１７に対して、スイッチング素子３２の温度を出力する。
【００３０】
制御回路１７は、制御基板１８上に実装されており、例えば、マイコンを主体に構成される。制御回路１７は、各半導体リレー１６Ａ，１６Ｂの駆動を制御する各制御信号２３を、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ出力する。制御信号２３は、例えば、一対の半導体リレー１６Ａ，１６Ｂによる電路４の通電および遮断を行わせるものである。制御回路１７は、半導体リレー１６Ａから入力される正極側信号２１および／または半導体リレー１６Ｂから入力される負極側信号２２に基づいて、制御信号２３を出力することができる。制御回路１７は、例えば車両用電流検出装置１Ａの外部から受けた制御信号に基づいて、制御信号２３を出力する構成であってもよい。本実施形態における制御回路１７は、バスバー３１におけるＡＢ２点間の抵抗値Ｒｂｕｓおよび電位差Ｖｓｅｎｓを利用して、下式（１）により負荷電流ＩＬを算出する。抵抗値Ｒｂｕｓは、図７に示すようなバスバー３１の抵抗値Ｒｂｕｓの温度特性から得ることができる。図７に示す温度特性は、縦軸がバスバー３１の抵抗値Ｒｂｕｓ［Ω］、横軸がバスバー３１の温度Ｔ［℃］である。ここで、Ｒ０［Ω］をＴ０［℃］におけるバスバー３１の抵抗値、α［１／℃］を温度係数、Ｔ［℃］を第１温度センサ３４で検出されるバスバー３１の温度、Ｔ０［℃］をバスバー３１の基準温度とすると、Ｔ［℃］における抵抗値Ｒｂｕｓは、下式（２）で表される。本実施形態におけるバスバー３１は、温度が上がると、抵抗値Ｒｂｕｓも上がる温度特性を有する。電位差Ｖｓｅｎｓは、制御端子３６を介して接続された制御回路１７により検出される。
【００３１】
ＩＬ＝Ｖｓｅｎｓ／Ｒｂｕｓ            ・・・（１）
Ｒｂｕｓ＝Ｒ０｛１＋α（Ｔ−Ｔ０）｝    ・・・（２）
【００３２】
次に、本実施形態に係る車両用電流検出装置１Ａの電流検出動作の一例について説明する。制御回路１７は、正極側信号２１および負極側信号２２に基づいて、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂの開閉状態を識別し、電路４が通電しているか否かを判定する。次に、制御回路１７は、電路４が通電している状態において、正極側信号２１および負極側信号２２から、各電圧検出部３３で検出された電位差情報、各第１温度センサ３４で検出された温度情報を取得する。制御回路１７は、各温度情報が示すバスバー３１の温度Ｔに基づいて、図７に示すバスバー３１の抵抗値Ｒｂｕｓの温度特性からバスバー３１の各抵抗値Ｒｂｕｓを特定する。次に、制御回路１７は、各抵抗値Ｒｂｕｓと、各電位差情報が示すバスバー３１のＡＢ２点間の電位差Ｖｓｅｎｓとにより、負荷電流ＩＬを算出する。制御回路１７は、例えば、負荷電流ＩＬに基づく制御信号２３を半導体リレー１６Ａ，１６Ｂに出力して、半導体リレー１６Ａ，１６Ｂの駆動を制御する。なお、帰還電流ＩＲは、負荷電流ＩＬと等しい値の電流であることから、上記方法により算出することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体リレー１６は、高電圧バッテリ２と、高電圧負荷３との間の電路４上に配置され、電路４を開閉する半導体のスイッチング素子３２を備える。これにより、従来の機械式リレーよりも信頼性が高く、寿命が長くなるという効果が得られる。また、本実施形態に係る半導体リレー１６は、電路４を流れる負荷電流ＩＬに関する物理量を検出する検出部１９を備えるので、外部に検出部を追加する必要がなくなり、部品点数を増やすことなく、高電圧回路の電流検出が可能となる。また、検出部を配置するスペースが不要となるので、サイズを小さくすることができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る半導体リレー１６は、電路４の一部を構成し、かつ温度変化に応じて抵抗値が変化するバスバー３１をさらに備え、検出部１９が、バスバー３１の温度を検出する第１温度センサ３４と、バスバー３１における２点間の電位差Ｖｓｅｎｓを検出する電圧検出部３３とを備える。これにより、バスバー３１を利用して電路４を流れる電流を検出することができる。また、バスバー３１の抵抗値Ｒｂｕｓの温度特性を用いて、バスバー３１のＡＢ２点間の抵抗値Ｒｂｕｓを精度よく検出することができる。この結果、抵抗値Ｒｂｕｓと電位差Ｖｓｅｎｓとにより、容易に負荷電流ＩＬを算出することが可能となる。また、シャント抵抗を用いることなく負荷電流ＩＬの検出を行うことができるので、電力ロスを低減することができる。
【００３５】
また、本実施形態に係る車両用電流検出装置１Ａは、半導体リレー１６と、半導体リレー１６を制御する制御回路１７とを備え、制御回路１７が、検出部１９が検出した物理量に基づいて電路４に流れる負荷電流ＩＬを検出する。これにより、部品点数を増やさず、効率よく高電圧回路の電流検出が可能となる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体リレーおよび車両用電流検出装置について図８、図９を参照して説明する。図８は、第２実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す図である。図９は、第２実施形態に係る入力側と出力側の電流値による異常検出を説明する図である。
【００３７】
第２実施形態に係る車両用電流検出装置１Ｂは、半導体リレー２６が、複数の検出部１９Ａ，１９Ｂを有する点で上記第１実施形態に係る車両用電流検出装置１Ａと異なる。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成は同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
第２実施形態における車両用電流検出装置１Ｂは、一対の半導体リレー２６と、制御回路１７とを含んで構成される。各半導体リレー２６は、バスバー３１と、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂと、一対の電圧検出部３３Ａ（３３），３３Ｂ（３３）と、一対の第１温度センサ３４Ａ（３４），３４Ｂ（３４）と、第２温度センサ３５とを含んで構成される。本実施形態における第１温度センサ３４Ａおよび電圧検出部３３Ａは、検出部１９Ａを構成する。第１温度センサ３４Ｂおよび電圧検出部３３Ｂは、検出部１９Ｂを構成する。検出部１９Ａおよび検出部１９Ｂは、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂを挟んで電路４上に配置される。検出部１９Ａは、バスバー３１において、図４に示すように、入力側端子１４側に形成される。一方、検出部１９Ｂは、バスバー３１において、入力側端子１４と反対側の出力側端子１５側に配置される。
【００３９】
次に、本実施形態に係る車両用電流検出装置１Ｂの異常検出動作の一例について説明する。なお、以下に説明する半導体リレー２６は、特に断りがない限り、正極側の電路４上に配置されているものとし、負極側の電路４上に配置される半導体リレー２６についても同様とする。
【００４０】
制御回路１７は、電路４が通電している状態において、半導体リレー２６から受信した正極側信号２１に基づいて異常検出動作を行う。制御回路１７は、正極側信号２１から、各検出部１９Ａ，１９Ｂで検出された電位差情報および温度情報を取得する。この電位差情報には、各電圧検出部３３Ａ，３３Ｂで検出された電位差情報が含まれる。温度情報には、各第１温度センサ３４Ａ，３４Ｂで検出された温度情報が含まれる。制御回路１７は、各検出部１９Ａ，１９Ｂの温度情報が示すバスバー３１の温度Ｔに基づいて、図７に示す温度特性から各検出部１９Ａ，１９Ｂに対応する抵抗値Ｒｂｕｓを特定する。ここで、検出部１９Ａに対応する抵抗値Ｒｂｕｓを入力側の抵抗値Ｒｂｕｓとし、電位差Ｖｓｅｎｓを入力側のＶｓｅｎｓとする。一方、検出部１９Ｂに対応する抵抗値Ｒｂｕｓを出力側の抵抗値Ｒｂｕｓとし、電位差Ｖｓｅｎｓを出力側の電位差Ｖｓｅｎｓとする。
【００４１】
次に、制御回路１７は、特定した入力側および出力側の各抵抗値Ｒｂｕｓと、入力側および出力側の各電位差Ｖｓｅｎｓとにより、上述した式（１）および式（２）を用いて、入力側の電流値１および出力側の電流値２を算出する。入力側の電流値１および出力側の電流値２は、負荷電流ＩＬであり、半導体リレー２６が正常な場合には、図９に示すように、略同一の波形となる。例えば、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂのいずれか一方に異常が発生した場合、入力側の電流値１と出力側の電流値２との差分が大きくなる。制御回路１７は、入力側の電流値１と出力側の電流値２とを比較し、それらの差分が異常判定閾値を超えた場合には、半導体リレー２６の異常と判定する。異常判定閾値は、例えば図９に示すように、上下限の閾値で構成される。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係る車両用電流検出装置１Ｂは、半導体リレー２６が、スイッチング素子３２を挟んで電路４上に２つの検出部１９Ａ，１９Ｂを有する。これにより、２つの検出部１９Ａ，１９Ｂのいずれか一方に異常が発生した場合でも、正常な方での電流検出が可能なので、部品点数を増やすことなく、車両用電流検出装置１Ｂにおける電流検出機能の冗長性を高めることができる。また、２つの検出部１９Ａ，１９Ｂにより得られる電流値１，２の差分を、異常判定閾値と比較することで、半導体リレー２６の異常を判定することができる。
【００４３】
なお、上記第２実施形態では、制御回路１７は、電路４が通電している状態において異常判定動作を行っているが、これに限定されるものではなく、電路４が遮断している状態においても異常判定動作を行うように構成してもよい。これにより、例えば半導体リレー２６の開状態におけるリーク電流の異常を検出することが可能となる。
【００４４】
また、上記第２実施形態では、制御回路１７は、入力側の電流値１と出力側の電流値２との差分を、異常判定閾値とを比較することで半導体リレー２６の異常を検出しているが、これに限定されるものではない。例えば、電圧検出部３３Ａ，３３Ｂでそれぞれ検出された電位差（電圧）を比較することで異常の検出を行ってもよい。
【００４５】
また、上記第１および第２実施形態では、電路４に流れる電流を、検出部１９から得られる物理量に基づいて制御回路１７が演算することにより検出しているが、これに限定されるものではない。図１０は、実施形態の変形例に係る検出部の概略構成を示す図である。本実施形態の変形例に係る検出部２９は、スイッチング素子３２に並列に接続された分流用スイッチング素子３７である。検出部２９は、電路４を流れる電流をスイッチング素子３２と分流用スイッチング素子３７とに分流し、分流用スイッチング素子３７を流れる分流電流にもとづいて電路４を流れる負荷電流ＩＬを検出するものである。検出部２９は、スイッチング素子３２と同様に、例えばＭＯＳ−ＦＥＴで構成される。検出部２９は、スイッチング素子３２のドレイン（Ｄｒａｉｎ）側から分流された分流電流がＳｅｎｓ側の端子に向けて流れる。この分流電流は、例えば、ドレイン−ソース（Ｓｏｕｒｃｅ）間に流れる電流に対して、１／５０００に設定される。Ｓｅｎｓ側の端子は、制御端子３６に接続され、制御端子３６を介して制御回路１７に接続される。これにより、電路４を流れる負荷電流ＩＬを容易に検出することができる。また、バスバー３１の接点部３１ａ，３１ｂや第１温度センサ３４を搭載することなく、電流を検出する検出部１９の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
【００４６】
また、上記第１および第２実施形態では、第１温度センサ３４は、図４に示すように、バスバー３１上に配置されるが、バスバー３１の温度を検出可能な位置であれば、図示例に限定されるものではない。第２温度センサ３５は、一対のスイッチング素子３２の近傍に配置されるが、スイッチング素子３２の温度を検出可能な位置であればよい。
【００４７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る半導体リレーおよび車両用電流検出装置について図１１〜図１９を参照して説明する。図１１は、第３実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示すブロック図である。図１２は、第３実施形態に係る車両用電流検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。図１３は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示すブロック図である。図１４は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す斜視図である。図１５は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す平面図である。図１６は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す側面図である。図１７は、第３実施形態に係る半導体リレーの概略構成を示す部分縦断面図である。図１８は、第３実施形態に係る電圧検出部の概略構成図である。図１９は、第３実施形態に係る電圧検出部の温度特性を示す図である。なお、図１５、図１６は、電流検出ユニットを外部に露出させた状態の半導体リレーを示す図である。図１７は、半導体リレーを構成する電流検出ユニットの縦断面図であり、一部を省略している。
【００４８】
第３実施形態に係る車両用電流検出装置１０は、主に、充電インレット７と、充電インレット７と高電圧バッテリ２との間の電路５と、電路５に配置された半導体リレー４６とを備える点で上記第１実施形態に係る車両用電流検出装置１Ａと異なる。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成は同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
第３実施形態に係る車両用電流検出装置１０は、図１１に示すように、一対の半導体リレー４６Ａ（４６），４６Ｂ（４６）、制御回路１７に加えて、電路５、充電インレット７、一対の半導体リレー４６Ｃ（４６），４６Ｄ（４６）を含んで構成される。４つの半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄ、電路４，５の一部、及び制御回路１７は、図１２に示すように、アッパーカバー１２及びロアカバー１３で構成される筐体１１に収容される。本実施形態における４つの半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄは、１つの筐体１１に収容される。
【００５０】
電路５は、第１電路である電路４に対して、高電圧バッテリ２と、充電インレット７との間に配置される第２電路である。電路５は、充電インレット７と高電圧バッテリ２とを接続する。電路５は、高電圧バッテリ２側の一部が電路４と共有し、電路４を介して高電圧負荷３に接続する。本実施形態の電路５は、例えば、充電インレット７を介して外部電源に接続し、外部電源から高電圧バッテリ２への通電に供される。外部電源は、例えば充電装置等が含まれる。電路５は、例えば、充電インレット７に外部電源（不図示）が接続され、かつ半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄが閉状態において、通電電流ＩＬが流れる。この通電電流ＩＬは、高電圧バッテリ２への充電電流を含むものである。
【００５１】
充電インレット７は、外部電源に接続する接続部であり、例えば充電コネクタである。充電インレット７は、電路５に接続され、当該電路５を介して高電圧バッテリ２に接続する。また、充電インレット７は、電路５及び電路４を介して高電圧負荷３に接続する。
【００５２】
一対の半導体リレー４６Ａ，４６Ｂは、上述した一対の半導体リレー１６Ａ，１６Ｂと同様に、電路４に配置され、メインリレーとして電路４を開閉するものである。一対の半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄは、電路５に配置され、充電リレーとして電路５を開閉するものである。各半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄは、オン状態のときに閉状態となり、オフ状態のときに開状態となる。各半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄは、信号線２５を介して制御回路１７に接続され、制御回路１７からの制御信号に基づいて、オン状態またはオフ状態に切り替わる。各半導体リレー４６Ａ，４６Ｂは、双方向で各電路４の遮断と通電が可能に構成される。各半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄは、双方向で各電路５の遮断と通電が可能に構成される。
【００５３】
半導体リレー４６Ａは、一方が入力側端子１４Ａを介して高電圧バッテリ２に接続され、他方が出力側端子１５Ａを介して高電圧負荷３に接続されている。半導体リレー４６Ａは、高電圧バッテリ２の正極側に接続されており、正極側の電路４の一部を構成し、正極側の電路４の遮断または接続を行う。半導体リレー４６Ｂは、一方が入力側端子１４Ｂを介して高電圧バッテリ２に接続され、他方が出力側端子１５Ｂを介して高電圧負荷３に接続されている。半導体リレー４６Ｂは、高電圧バッテリ２の負極側に接続されており、負極側の電路４の一部を構成し、負極側の電路４の遮断または接続を行う。各半導体リレー４６Ａ，４６Ｂは、信号線２５を介して制御回路１７に検出信号を出力する。検出信号は、各半導体リレー４６Ａ，４６Ｂの開閉状態を示す信号、各半導体リレー４６Ａ，４６Ｂ内で検出される温度、電流値、電圧値等が含まれる。各半導体リレー４６Ａ，４６Ｂは、制御回路１７からの制御信号に基づいて電路４を開閉する。
【００５４】
半導体リレー４６Ｃは、一方が半導体リレー４６Ａを介して高電圧バッテリ２に接続され、他方が充電インレット７に接続されている。半導体リレー４６Ｃは、高電圧バッテリ２の正極側に接続されており、正極側の電路５の一部を構成し、正極側の電路５の遮断または接続を行う。半導体リレー４６Ｄは、一方が半導体リレー４６Ｂを介して高電圧バッテリ２に接続され、他方が充電インレット７に接続されている。半導体リレー４６Ｄは、高電圧バッテリ２の負極側に接続されており、負極側の電路５の一部を構成し、負極側の電路５の遮断または接続を行う。各半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄは、信号線２５を介して制御回路１７に検出信号を出力する。検出信号は、各半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄの開閉状態を示す信号、各半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄ内で検出される温度、電流値、電圧値等が含まれる。各半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄは、制御回路１７からの制御信号に基づいて電路５を開閉する。
【００５５】
本実施形態の半導体リレー４６は、図１３に示すように、電流検出ユニット５３と、２つの電圧検出部５４Ａ（５４），５４Ｂ（５４）と、２つのゲート駆動部５５Ａ（５５），５５Ｂ（５５）とを含んで構成される。電流検出ユニット５３、電圧検出部５４Ａ，５４Ｂ、及びゲート駆動部５５Ａ，５５Ｂは、図１４に示すリレー筐体５０に収容される。リレー筐体５０は、絶縁性を有する合成樹脂等から成り、一対のバスバー端子５１、複数の制御端子５２を部分的に収容する。一対のバスバー端子５１は、半導体リレー４６の両端に延在して設けられた導電部材であり、例えば銅や合金等で構成される。各バスバー端子５１は、筐体１１に収容されるバスバー４７に接続される。バスバー４７は、各電路４，５の一部を構成するものであり、例えば、２つの半導体リレー４６の正極側または負極側のバスバー端子５１間を接続する。なお、図１２に示す半導体リレー４６は、通電性能を向上させるために、各電路４，５の正極側、負極側のそれぞれに２つずつ配置されている。すなわち、正極側の各電路４，５、負極側の各電路４，５に対して、半導体リレー４６が並列に接続されている。各制御端子５２は、例えばピン端子であり、一部がリレー筐体５０の側面から露出している。各制御端子５２は、例えば、一方が電流検出ユニット５３に接続され、他方が制御基板１８のスルーホール（不図示）に差し込まれた状態で制御回路１７に接続される。
【００５６】
電流検出ユニット５３は、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂと、電流検出部５６と、温度センサ５７とを含んで構成される。電流検出ユニット５３は、図１５〜図１７に示すように、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂを中心とした積層構造を有し、ボンディングワイヤ６４を介して各バスバー端子５１等に接続される。
【００５７】
一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、各電路４，５上に配置され、各電路４，５を開閉する半導体素子である。一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、電流検出部５６を挟んで一方のバスバー端子５１と他方のバスバー端子５１との間に配置される。各スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、上述したように、例えば、電力用ＭＯＳ−ＦＥＴで構成される。各スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、任意の制御端子５２にボンディングワイヤ６４を介して接続される。各スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、図１７に示すように、銅パターン６１Ａと銅パターン６１Ｂとで積層方向から挟まれるように配置される。各銅パターン６１Ａ，６１Ｂは、配索用として用いられている薄板状の導電部材であり、例えば銅や銅合金等で構成される。銅パターン６１Ａは、各スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂのドレイン（Ｄ）に接続される。銅パターン６１Ａは、薄板状の絶縁基板６２Ａを介して放熱パッド６３上に配置される。放熱パッド６３は、スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂで発生した熱を、外部のヒートシンク（不図示）に伝熱して放熱させるものである。銅パターン６１Ａは、ボンディングワイヤ６４を介してバスバー端子５１に接続される。銅パターン６１Ｂは、電路４または電路５の一部を構成し、かつ温度変化に応じて抵抗値が変化する。銅パターン６１Ｂは、ブリッジ部であり、スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂのソース（Ｓ）間を接続する。銅パターン６１Ｂには、薄板状の絶縁基板６２Ｂ、ダイボンド材、及び温度センサ５７が順に積層される。
【００５８】
電流検出部５６は、検出部であり、電路４または電路５を流れる通電電流ＩＬに関する物理量を検出するものである。通電電流ＩＬに関する物理量は、銅パターン６１ＢにおけるＣＤ２点間の電位差Ｖｓｅｎｓが含まれる。すなわち、電流検出部５６は、図１８に示すように、銅パターン６１ＢにおけるＣＤ２点間の電位差Ｖｓｅｎｓを検出する。電流検出部５６は、ボンディングワイヤ６４を介して制御端子５２に接続される。電流検出部５６は、制御端子５２を介して制御回路１７に接続され、制御回路１７に対して、電位差Ｖｓｅｎｓを出力する。
【００５９】
温度センサ５７は、検出部であり、電路４または電路５を流れる通電電流ＩＬに関する物理量を検出するものである。通電電流ＩＬに関する物理量は、銅パターン６１Ｂの温度が含まれる。すなわち、温度センサ５７は、銅パターン６１Ｂ上に配置され、銅パターン６１Ｂの温度を検出する。温度センサ５７は、制御端子５２に接続され、制御端子５２を介して制御回路１７に接続される。温度センサ５７は、制御回路１７に対して、銅パターン６１Ｂの温度を出力する。
【００６０】
電圧検出部５４Ａ，５４Ｂは、半導体リレー４６内を通る電路４または電路５の電圧を検出するものである。電圧検出部５４Ａは、図１３に示すように、例えば半導体リレー４６内を通る電路４または電路５の入力側に配置される。一方、電圧検出部５４Ｂは、例えば半導体リレー４６内の電路４または電路５の出力側に配置される。電圧検出部５４Ａ，５４Ｂは、制御端子５２を介して信号線２５により制御回路１７に接続され、制御回路１７に対して、電圧値を出力する。
【００６１】
ゲート駆動部５５Ａ，５５Ｂは、スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂを駆動するドライバ回路である。ゲート駆動部５５Ａは、スイッチング素子３２Ａのゲート（Ｇ）に接続され、スイッチング素子３２Ａを駆動するゲート駆動信号を出力する。ゲート駆動部５５Ｂは、スイッチング素子３２Ｂのゲート（Ｇ）に接続され、スイッチング素子３２Ｂを駆動するゲート駆動信号を出力する。ゲート駆動部５５Ａ，５５Ｂは、制御端子５２を介して信号線２５により制御回路１７に接続される。各ゲート駆動部５５Ａ，５５Ｂは、制御回路１７からの制御信号に応じて、各スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂにゲート駆動信号を出力する。各スイッチング素子３２Ａ，３２Ｂは、ゲート駆動信号に応じてオン状態またはオフ状態に切り替わる。
【００６２】
制御回路１７は、制御基板１８上に実装されており、例えば、マイコンを主体に構成される。制御回路１７は、各半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄの駆動を制御する制御信号を、各半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄに出力する。制御信号は、例えば、一対の半導体リレー４６Ａ，４６Ｂによる電路４の遮断及び接続、一対の半導体リレー４６Ｃ，４６Ｄによる電路５の遮断及び接続を行わせるものが含まれる。制御回路１７は、半導体リレー４６から入力される検出信号に基づいて、制御信号を出力することができる。本実施形態の制御回路１７は、銅パターン６１ＢにおけるＣＤ２点間の抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅおよび電位差Ｖｓｅｎｓを利用して、下式（３）により通電電流ＩＬを算出する。銅パターン６１Ｂは、温度が上がると、抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅが上がる温度特性を有する。抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅは、図１９に示す銅パターン６１Ｂの抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅの温度特性から得ることができる。図１９に示す温度特性は、縦軸が銅パターン６１Ｂの抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅ［Ω］、横軸が銅パターン６１Ｂの温度Ｔ［℃］である。ここで、Ｒ０［Ω］をＴ０［℃］における銅パターン６１Ｂの抵抗値、α［１／℃］を温度係数、Ｔ［℃］を温度センサ５７で検出される銅パターン６１Ｂの温度、Ｔ０［℃］を銅パターン６１Ｂの基準温度とすると、Ｔ［℃］における抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅは、下式（４）で表される。
【００６３】
ＩＬ＝Ｖｓｅｎｓ／Ｒｂｒｉｄｇｅ            ・・・（３）
Ｒｂｒｉｄｇｅ＝Ｒ０｛１＋α（Ｔ−Ｔ０）｝    ・・・（４）
【００６４】
次に、本実施形態に係る車両用電流検出装置１０における電流検出動作の一例について説明する。まず、制御回路１７は、受信した検出信号に基づいて、半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄの開閉状態を識別し、電路４または電路５が通電しているか否かを判定する。次に、制御回路１７は、電路４または電路５が通電している状態において、検出信号から電位差Ｖｓｅｎｓ、温度Ｔ［℃］を取得する。制御回路１７は、温度Ｔ［℃］に基づいて、図１９に示す温度特性から銅パターン６１Ｂの抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅを特定する。次に、制御回路１７は、抵抗値Ｒｂｒｉｄｇｅと電位差Ｖｓｅｎｓとにより、通電電流ＩＬを算出する。制御回路１７は、例えば、通電電流ＩＬに基づく制御信号を、半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄのいずれかに出力して、半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄの駆動を制御する。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体リレー４６は、スイッチング素子３２が、高電圧バッテリ２と、高電圧負荷３との間の電路４上と、充電インレット７から高電圧バッテリ２への通電に供される電路５上とに配置される。これにより、半導体リレー１６と同様の効果を奏すると共に、車両用電流検出装置１０内に電路が増えた場合でも、各電路で異なる半導体リレーを用いることなく、部品の共用化（標準化）を図ることが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態に係る車両用電流検出装置１０は、電路４に配置され、電路４を開閉する半導体リレー４６を備え、半導体リレー４６が、さらに、高電圧バッテリ２と充電インレット７との間の電路５に配置される。これにより、上述した半導体リレー４６と同様の効果を奏すると共に、装置全体の小型化を図ることができる。
【００６７】
また、本実施形態に係る車両用電流検出装置１０は、電路４及び電路５に配置される半導体リレー４６が同一筐体内に収容されるので、装置全体の小型化を図ることができる。
【００６８】
また、本実施形態に係る車両用電流検出装置１０は、半導体リレー４６が、各電路４，５を流れる通電電流ＩＬに関する物理量を検出するので、半導体リレー１６と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
なお、上記第３実施形態では、充電インレット７は、外部電源に接続する接続部であるが、これに限定されるものではなく、外部負荷の接続が可能な構成であってもよい。この場合、電路５は、充電インレット７を介して外部負荷に接続し、高電圧バッテリ２から外部負荷への通電に供される。充電インレット７を外部負荷に接続することで、当該外部負荷に高電圧バッテリ２の電力を供給することが可能となる。
【００７０】
また、上記第３実施形態では、温度センサ５７は、ダイボンド材を介在して銅パターン６１Ｂ上に配置されるが、これに限定されるものではなく、銅パターン６１Ｂの実温度を正確に測ることができる熱伝導部材であれば、どのようなものであってもよい。
【００７１】
また、上記第３実施形態では、制御回路１７は、例えば外部ＥＣＵ６に接続されており、外部ＥＣＵ６から受信した信号に基づいて、制御信号を出力する構成であってもよい。また、制御回路１７は、半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄから受信する検出信号に基づいて半導体リレー４６Ａ〜４６Ｄの異常検出、異常判定を行う構成であってもよい。この場合、制御回路１７は、外部ＥＣＵ６に対して、検出信号、異常検出の有無や異常判定の結果に関する情報を送信する構成であってもよい。
【００７２】
また、上記第１〜第３実施形態では、スイッチング素子３２は、電力用ＭＯＳ−ＦＥＴで構成されているが、これに限定されるものではなく、例えばトランジスタやＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）等で構成されていてもよい。
【００７３】
また、上記第１〜第３実施形態では、半導体リレー１６は、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂを有するが、これに限定されるものではなく、一対のスイッチング素子３２Ａ，３２Ｂと同じ機能を有するものであれば、１つのスイッチング素子であっても、複数のスイッチング素子であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１Ａ，１Ｂ  車両用電流検出装置
２  高電圧バッテリ
３  高電圧負荷
４  電路
１１  筐体
１２  アッパーカバー
１３  ロアカバー
１４，１４Ａ，１４Ｂ  入力側端子
１５，１５Ａ，１５Ｂ  出力側端子
１６，１６Ａ，１６Ｂ，２６  半導体リレー
１７  制御回路
１８  制御基板
１８ａ  スルーホール
１９，２９  検出部
２１  正極側信号
２２  負極側信号
２３  制御信号
３１  バスバー
３０  リレー筐体
３２，３２Ａ，３２Ｂ  スイッチング素子
３３，３３Ａ，３３Ｂ  電圧検出部
３４，３４Ａ，３４Ｂ  第１温度センサ
３５  第２温度センサ
３６  制御端子
３７  分流用スイッチング素子
ＩＬ  負荷電流
【図１】
2019047474.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2019047474.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月29日(2018.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間の第１電路上に配置され、前記第１電路を開閉する少なくとも１つの半導体スイッチング素子と、
前記第１電路を流れる電流に関する物理量を検出する少なくとも一つの検出部と、
前記第１電路の一部を構成し、かつ温度変化に応じて抵抗値が変化する導電部材と、
を備え、
前記検出部は、
前記導電部材の温度を検出する温度検出部と、
前記導電部材における２点間の電位差を検出する電圧検出部と
を備え、
前記検出部は、
前記半導体スイッチング素子を挟んで前記第１電路上に２つ配置される、
ことを特徴とする半導体リレー。
【請求項２】
前記検出部は、
前記半導体スイッチング素子に並列に接続された分流用スイッチング素子であり、
前記第１電路を流れる電流を前記半導体スイッチング素子と前記分流用スイッチング素子とに分流し、前記分流用スイッチング素子を流れる分流電流に基づいて前記第１電路を流れる電流を検出する、
請求項１に記載の半導体リレー。
【請求項３】
前記半導体スイッチング素子は、さらに、
外部電源または外部負荷に接続し、前記外部電源から前記高電圧電源への通電、または、前記高電圧電源から前記外部負荷への通電に供される第２電路上に配置され、前記第２電路を開閉し、
前記検出部は、さらに、
前記第２電路を流れる電流に関する物理量を検出する、
請求項１に記載の半導体リレー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体リレーと、
前記半導体リレーを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記半導体リレーを流れる電流を検出する、
ことを特徴とする車両用電流検出装置。
【請求項５】
高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間に配置される第１電路と、
外部電源または外部負荷に接続する接続部と、
前記高電圧電源と、前記接続部との間に配置される第２電路と、
前記第１電路に配置され、かつ前記第１電路を開閉する半導体リレーと、
前記半導体リレーを制御する制御回路と、
を備え、
前記半導体リレーは、さらに、
前記第２電路に配置され、前記制御回路による制御に応じて前記第２電路を開閉し、
前記半導体リレーは、
前記半導体リレーが配置された電路を開閉する少なくとも１つの半導体スイッチング素子と、
前記電路を流れる電流に関する物理量を検出する少なくとも一つの検出部と、
を備え、
前記検出部は、
前記半導体スイッチング素子を挟んで前記電路上に２つ配置される、
ことを特徴とする車両用電流検出装置。
【請求項６】
前記第１電路及び前記第２電路に配置される前記半導体リレーは、
同一筐体内に収容される、
請求項５に記載の車両用電流検出装置。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記半導体リレーを流れる電流を検出する、
請求項５または６に記載の車両用電流検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体リレーは、高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間の第１電路上に配置され、前記第１電路を開閉する少なくとも１つの半導体スイッチング素子と、前記第１電路を流れる電流に関する物理量を検出する少なくとも一つの検出部と、前記第１電路の一部を構成し、かつ温度変化に応じて抵抗値が変化する導電部材と、を備え、前記検出部は、前記導電部材の温度を検出する温度検出部と、前記導電部材における２点間の電位差を検出する電圧検出部とを備え、前記検出部は、前記半導体スイッチング素子を挟んで前記第１電路上に２つ配置される、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用電流検出装置は、高電圧電源と、前記高電圧電源から電力の供給を受ける高電圧負荷との間に配置される第１電路と、外部電源または外部負荷に接続する接続部と、前記高電圧電源と、前記接続部との間に配置される第２電路と、前記第１電路に配置され、かつ前記第１電路を開閉する半導体リレーと、前記半導体リレーを制御する制御回路と、を備え、前記半導体リレーは、さらに、前記第２電路に配置され、前記制御回路による制御に応じて前記第２電路を開閉し、前記半導体リレーは、前記半導体リレーが配置された電路を開閉する少なくとも１つの半導体スイッチング素子と、前記電路を流れる電流に関する物理量を検出する少なくとも一つの検出部と、を備え、前記検出部は、前記半導体スイッチング素子を挟んで前記電路上に２つ配置される、ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記車両用電流検出装置において、前記制御回路は、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記半導体リレーに流れる電流を検出する、ことが好ましい。