(57)【要約】【課題】  温度センサ回路において、低温域でも断線検出を可能にすると共に断線検出用抵抗の精度によらず高精度に温度検出を可能にすること。【解決手段】  検出温度の変化に応じて抵抗値が変化するサーミスタＴＨと、該サーミスタＴＨに対して直列に接続され抵抗要素を有する分圧手段Ｒｓと、サーミスタＴＨと分圧手段Ｒｓとの間に所定電圧を印加してサーミスタＴＨと分圧手段Ｒｓとの共通接続点Ｃの電圧に基づいて温度を検出する温度センサ回路であって、分圧手段Ｒｓが、温度検出用抵抗Ｒ１と、該温度検出用抵抗Ｒ１に直列に接続された断線検出用抵抗Ｒ２と、サーミスタＴＨで温度を検出する際に抵抗要素を温度検出用抵抗Ｒ１だけにすると共にサーミスタＴＨの断線を検出する際に抵抗要素を直列接続された温度検出用抵抗Ｒ１と断線検出用抵抗Ｒ２とにする切替手段ＳＷ１とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度センサと、該温度センサに対して直列に接続され抵抗要素を有する分圧手段と、前記温度センサと前記分圧手段との間に所定電圧を印加して前記温度センサと前記分圧手段との共通接続点の電圧に基づいて温度を検出する温度センサ回路であって、
前記分圧手段が、温度検出用抵抗と、
該温度検出用抵抗に直列に接続された断線検出用抵抗と、
前記温度センサで温度を検出する際に前記抵抗要素を前記温度検出用抵抗だけにすると共に前記温度センサの断線を検出する際に前記抵抗要素を直列接続された前記温度検出用抵抗と前記断線検出用抵抗とにする切替手段とを備えていることを特徴とする温度センサ回路。
【請求項２】
請求項１記載の温度センサ回路において、
前記切替手段が、前記断線検出用抵抗に並列に接続されたスイッチング素子であることを特徴とする温度センサ回路。
【請求項３】
請求項１又は２記載の温度センサ回路において、
前記温度の検出の対象を車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度、車両の排気温、ハイブリッド電気自動車のモータ温度又はピュア電気自動車のモータ温度とすることを特徴とする温度センサ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エアコンディショナーのエバポレータ等、低温から高温の広温度幅で使用される環境に好適で、温度センサの断線を検出可能な温度センサ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、サーミスタを利用した温度センサが種々の環境での温度測定に用いられている。この温度センサの回路構成としては、図２に示すように、サーミスタＴＨに基準抵抗Ｒを直列接続し、これらの両端に所定電圧を印加すると共にサーミスタＴＨと基準抵抗Ｒとの共通接続点の電圧を測定して温度を検出するものが従来より用いられている。この際、基準抵抗Ｒは、サーミスタＴＨの主たる検知温度での抵抗値とほぼ同等の抵抗値のものが選択される。また、印加される電圧は、サーミスタＴＨが自己発熱しない範囲で、サーミスタ検出側の機器のレンジに合わせた電圧に設定される。
【０００３】
しかしながら、この回路構成では、サーミスタＴＨが断線した場合、その抵抗値が無限大（開放）となるが、サーミスタＴＨによっては低温域で高抵抗となるため、検出側の機器の精度によっては断線が発生したのか、実温度が低いのかが明確に判断することが困難である。このため、従来、例えば特許文献１には、図３に示すように、サーミスタＴＨに接続される抵抗（分圧手段）を並列接続された温度検出用抵抗Ｒ１と断線検出用抵抗Ｒ２とで構成し、温度検出時には並列接続の温度検出用抵抗Ｒ１と断線検出用抵抗Ｒ２とがサーミスタＴＨに接続されると共に、断線検出時には断線検出用抵抗Ｒ２だけがサーミスタＴＨに接続されるように切り替えるスイッチＳＷを設けた温度センサ回路が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８８７０８号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている温度センサ回路では、温度検出時に並列接続される温度検出用抵抗Ｒ１及び断線検出用抵抗Ｒ２の両抵抗値を高精度に設定する必要がある。すなわち、温度検出時に温度検出用抵抗Ｒ１と断線検出用抵抗Ｒ２との両方を基準抵抗とするため、温度検出用抵抗Ｒ１だけでなく断線検出用抵抗Ｒ２も高精度なものが必要になり、高精度な温度検出を行う上で不利であった。また、２つの高精度抵抗を採用する必要から、製造コストも増大してしまう。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、低温域でも断線検出が可能であると共に断線検出用抵抗の精度によらず高精度に温度検出が可能な温度センサ回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の温度センサ回路は、検出温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度センサと、該温度センサに対して直列に接続され抵抗要素を有する分圧手段と、前記温度センサと前記分圧手段との間に所定電圧を印加して前記温度センサと前記分圧手段との共通接続点の電圧に基づいて温度を検出する温度センサ回路であって、前記分圧手段が、温度検出用抵抗と、該温度検出用抵抗に直列に接続された断線検出用抵抗と、前記温度センサで温度を検出する際に前記抵抗要素を前記温度検出用抵抗だけにすると共に前記温度センサの断線を検出する際に前記抵抗要素を直列接続された前記温度検出用抵抗と前記断線検出用抵抗とにする切替手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この温度センサ回路では、切替手段によって、温度センサで温度を検出する際に抵抗要素を温度検出用抵抗だけにすると共に温度センサの断線を検出する際に抵抗要素を直列接続された温度検出用抵抗と断線検出用抵抗とにするので、断線検出用抵抗は断線検出時にのみ抵抗値が測定され、温度検出時には温度検出用抵抗の抵抗値だけを用いることで、高精度の断線検出用抵抗を用いずとも高精度な温度検出が可能になる。したがって、高精度な抵抗は一つで済むため、製造コストも安価となるメリットがある。
また、従来のように温度検出用抵抗と断線検出用抵抗とを並列接続する場合、低温域測定を考慮すると、これら抵抗の抵抗値に千倍以上の大きな差を設ける必要があるが、本発明では、断線検出用抵抗は通常の温度検出時にはショートさせてしまうので、低温域であっても並列接続のような差は不要であり任意の抵抗値が使用可能である。
【０００９】
また、本発明の温度センサ回路は、前記切替手段が、前記断線検出用抵抗に並列に接続されたスイッチング素子であることを特徴とする。すなわち、この温度センサ回路では、切替手段が断線検出用抵抗に並列に接続されたスイッチング素子であるので、温度検出時にはスイッチング素子をＯＮにすることで、断線検出用抵抗の両端をスイッチング素子によりショートさせ温度検出用抵抗の抵抗値だけが用いられる。また、断線検出時には、スイッチング素子をＯＦＦにすることで、直列接続された断線検出用抵抗及び温度検出用抵抗に通電されこれらの両抵抗値が用いられる。
【００１０】
また、本発明の温度センサ回路は、前記温度の検出の対象を車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度、車両の排気温、ハイブリッド電気自動車（内燃機関と電気モータとの二種の動力源をもつ自動車）のモータ温度又はピュア電気自動車（電気モータのみを動力源とする自動車）のモータ温度とすることを特徴とする。すなわち、この温度センサ回路では、例えば環境温度として、マイナス数十℃の低温から数百℃の高温までの広温度幅で使用される車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度、車両の排気温、ハイブリッド電気自動車のモータ温度又はピュア電気自動車のモータ温度を温度検出の対象とすることで、温度環境の厳しいこれら温度検出対象でも高精度に温度検出及び断線検出が可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサ回路によれば、切替手段によって、温度センサで温度を検出する際に抵抗要素を温度検出用抵抗だけにすると共に温度センサの断線を検出する際に抵抗要素を直列接続された温度検出用抵抗と断線検出用抵抗とにするので、高精度の断線検出用抵抗を用いずとも、低温から高温までの広温度幅でも高精度に温度検出及び断線検出を行うことが可能になる。したがって、本発明は、環境温度が広範囲である車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度、車両の排気温、ハイブリッド電気自動車のモータ温度又はピュア電気自動車のモータ温度を検出する温度センサ回路として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る温度センサ回路の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
【００１３】
本実施形態の温度センサ回路は、例えば車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度、車両の排気温、ハイブリッド電気自動車のモータ温度又はピュア電気自動車のモータ温度を温度検出の対象とし、図１に示すように、検出温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度センサであるサーミスタＴＨと、該サーミスタＴＨに対して直列に接続され抵抗要素を有する分圧手段Ｒｓと、サーミスタＴＨと分圧手段Ｒｓとの間に所定電圧を印加してサーミスタＴＨと分圧手段Ｒｓとの共通接続点Ｃの電圧に基づいて温度を検出する温度センサ回路である。
【００１４】
この温度センサ回路は、分圧手段Ｒｓが、温度検出用抵抗Ｒ１と、該温度検出用抵抗Ｒ１に直列に接続された断線検出用抵抗Ｒ２と、サーミスタＴＨで温度を検出する際に抵抗要素を温度検出用抵抗Ｒ１だけにすると共にサーミスタＴＨの断線を検出する際に抵抗要素を直列接続された温度検出用抵抗Ｒ１と断線検出用抵抗Ｒ２とにする切替手段ＳＷ１とを備えている。ここで、温度検出用抵抗Ｒ１は、通常温度測定時に基準抵抗として用いられる。
【００１５】
上記サーミスタＴＨは、温度が上昇すると抵抗が低くなる負特性、いわゆるＮＴＣサーミスタ(Negative Temperature Coefficient Thermistor)であり、例えばチップ型サーミスタ素子であって、マンガン、ニッケル及びコバルト等の金属酸化物を混合焼結した直方体形状のサーミスタ素体の両端部に電極として電極層が形成され、サーミスタ素体の電極層部分以外が絶縁コートで覆われているものである。このサーミスタＴＨは、例えば車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度を検出対象とする際には、エバポレータに設置され、車両の排気温を検出対象とする際には、排気ガス浄化装置等に設置される。
【００１６】
上記切替手段ＳＷ１は、断線検出用抵抗Ｒ２に並列に接続されたスイッチング素子である。このスイッチング素子としては、スイッチ・リレー等の機械接点、トランジスタやＦＥＴ等の半導体素子等で構成される。
【００１７】
直列接続された断線検出用抵抗Ｒ２、温度検出用抵抗Ｒ１及びサーミスタＴＨには、直流電源Ｖが接続されている。この直流電源Ｖからは、サーミスタＴＨが自己発熱しない範囲での電圧が印加される。また、サーミスタＴＨと分圧手段Ｒｓとの共通接続点Ｃには、電圧検出用の検出手段Ｓが接続されている。この検出手段Ｓは、サーミスタＴＨでの検出温度が所定の異常上昇をした際に又はサーミスタＴＨの断線を検出した際に、警告灯を点灯等して報知する警報回路（図示略）に接続されている。なお、サーミスタＴＨの他端は、グランドに接続されている。
【００１８】
この温度センサ回路では、通常の温度検出時には、切替手段ＳＷ１のスイッチを閉じて断線検出用抵抗Ｒ２の両端をショートさせ、基準抵抗を温度検出用抵抗Ｒ１のみの抵抗とする。また、断線検出を行う際には、切替手段ＳＷ１のスイッチを開いて温度検出用抵抗Ｒ１に断線検出用抵抗Ｒ２を直列接続した状態とする。なお、温度検出用抵抗Ｒ１の抵抗値は、通常使用される温度領域でのサーミスタＴＨの抵抗値を考慮して設定され、断線検出用抵抗Ｒ２の抵抗値は、低温域でのサーミスタＴＨを考慮した抵抗値に設定される。また、切替手段ＳＷ１の上記スイッチ動作は、制御装置（図示略）により制御される。
【００１９】
上記スイッチ動作の際、断線検出用抵抗Ｒ２が正常であれば、共通接続点Ｃでの電圧は、サーミスタＴＨが検出している温度での抵抗値と温度検出用抵抗Ｒ１及び断線検出用抵抗Ｒ２の抵抗値との分圧電圧となる。また、断線検出用抵抗Ｒ２が断線している（切断されている）場合、共通接続点Ｃでの電圧は、ほぼ直流電源Ｖの印加電圧となる。したがって、断線検出用抵抗Ｒ２が正常か断線しているかは、共通接続点Ｃにおける電圧により弁別可能となる。
【００２０】
広温度幅検出に使用する本実施形態の温度センサ回路では、例えばサーミスタＴＨとして、２５℃で１００ｋΩ、−３０℃で２ＭΩ、２００℃で６３０ΩとなるＮＴＣサーミスタを採用し、温度検出用抵抗Ｒ１として１ｋΩ（精度０．５％）、断線検出用抵抗Ｒ２として１ＭΩ（精度５％）のものを採用した。
【００２１】
このように設定した温度センサ回路にて、切替手段ＳＷ１として通常の機械的なスイッチを使用し、直流電源Ｖから１Ｖを印加すると共に、検出手段Ｓとして入力抵抗１０ＭΩのデジタル電圧計を用いて共通接続点Ｃでの電圧を測定を行った結果を以下の表１に示す。この際、検出温度としては、−３０℃にて測定を行い、サーミスタＴＨを取り付けた状態（断線が発生していない正常状態）と取り外した状態（断線状態）との両方の場合で測定した。なお、表中、「ＴＨ有り」は上記正常状態であり、「ＴＨ無し」は上記断線状態を示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
この表からわかるように、従来とほぼ同等の切替手段ＳＷ１がＯＮ状態では、ＴＨ有りとＴＨ無しとの差、すなわち断線未発生と断線発生との差が０．０００５Ｖと小さく、弁別が困難であることを示している。しかしながら、切替手段ＳＷ１がＯＦＦ状態では、断線未発生と断線発生との差が０．２８４２Ｖとなり、容易に弁別可能であることを示している。したがって、高抵抗である断線検出用抵抗Ｒ２は断線検出時にのみ用いるため、高精度の抵抗は低抵抗である温度検出用抵抗Ｒ１だけで良いことが分かる。
【００２４】
このように本実施形態では、切替手段ＳＷ１によって、サーミスタＴＨで温度を検出する際に抵抗要素を温度検出用抵抗Ｒ１だけにすると共にサーミスタＴＨの断線を検出する際に抵抗要素を直列接続された温度検出用抵抗Ｒ１と断線検出用抵抗Ｒ２とにするので、断線検出用抵抗Ｒ２は断線検出時にのみ抵抗値が測定され、温度検出時には温度検出用抵抗Ｒ１の抵抗値だけを用いることで、高精度の断線検出用抵抗Ｒ２を用いずとも高精度な温度検出が可能になる。したがって、高精度な抵抗は一つで済むため、製造コストも安価となるメリットがある。
【００２５】
また、従来のように温度検出用抵抗Ｒ１と断線検出用抵抗Ｒ２とを並列接続する場合、低温域測定を考慮すると、これら抵抗の抵抗値に千倍以上の大きな差を設ける必要があるが、本実施形態では、断線検出用抵抗Ｒ２は通常の温度検出時にはショートさせてしまうので、低温域であっても並列接続のような差は不要であり任意の抵抗値が使用可能である。
【００２６】
したがって、マイナス数十℃の低温から数百℃の高温までの広温度幅で使用される車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度、車両の排気温、ハイブリッド電気自動車のモータ温度又はピュア電気自動車のモータ温度を本実施形態の温度センサ回路による温度検出の対象とすることにより、温度環境の厳しいこれら温度検出対象でも高精度に温度検出及び断線検出が可能になる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、上述したように、車両用エアコンディショナーのエバポレータの温度、車両の排気温、ハイブリッド電気自動車のモータ温度又はピュア電気自動車のモータ温度を検出する温度センサ回路に好適であるが、本発明の温度センサ回路を他の温度検出対象に適用しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る一実施形態の温度センサ回路を示す回路図である。
【図２】本発明に係る従来例の温度センサ回路を示す回路図である。
【図３】本発明に係る従来例（特許文献１）の温度センサ回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｃ…共通接続点、Ｒｓ…分圧手段、Ｒ１…温度検出用抵抗、Ｒ２…断線検出用抵抗、  ＴＨ…サーミスタ（温度センサ）、ＳＷ１…切替手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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