(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスバーに流れる電流を検出する電流センサであって、
同一チップ内に、磁界の強さを検出する磁気検出部、周囲の温度を検出する温度検出部、前記温度検出部で検出された温度を基に前記磁気検出部の温度依存性による誤差を補正する温度補償部、並びに、前記磁気検出部、温度検出部及び温度補償部に電源を供給する電源回路を具備するホールＩＣと、
前記ホールＩＣがＣ字形状のコアのギャップ内に位置するように前記ホールＩＣ及びコアを支持する基板と、
前記基板に植設され、該基板に形成された配線を通じて前記ホールＩＣに電気接続する４本のコネクタ端子と、
前記Ｃ字形状のコアの中央に挿通された前記バスバーと、
を有し、
前記コネクタ端子の内の２本を使って、前記誤差が補正された前記磁気検出部の検出信号と、前記温度検出部で検出された温度信号とが外部に出力され、他の１本を使って前記電源回路へのＶＤＤ入力が行われ、残りの１本を使って前記磁気検出部、温度検出部、及び、温度補償部のＧＮＤ接続が行われることを特徴とする温度検出機能付き電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホール効果を利用して電流を検出する電流センサに関し、特に、温度検出機能を持つものを対象としている。
【背景技術】
【０００２】
磁界の強さに応じた電圧を出力するホール素子は、従来から、電流センサに広く使用されており、この電流センサでは、電流に比例して発生する磁界の強さから電流量が検出される。
【０００３】
自動車では、バッテリ充放電の監視や駆動モータの制御等のために、電流センサを用いた電流検出が行なわれている。
【０００４】
また、自動車では、バッテリやモータ等の温度を温度検出器で測定し、ＥＣＵが、その測定値に基づいて、それらのデバイスを最適に制御することも行なわれている（下記特許文献１、２、３参照）。
【０００５】
下記特許文献４には、ホール素子が搭載された電流検出器の基板を利用して温度検出素子の電路を形成した車両用電流検出装置が開示されている。この装置は、図８に示すように、バッテリ１３のターミナル１７に接続するバスバー１４に支持された電流検出器１２と、バスバー１４に係止された温度検出素子２０とを有している。
【０００６】
電流検出器１２は、Ｃ字状（Ｏ字の一箇所が切除されてギャップが形成された形状）のコア３２と、コア３２のギャップに配置されたホール素子３３と、ホール素子３３が搭載された基板３１と、それらを収容するケース２９とを有している。コア３２は、バスバー１４に流れる電流から生じる磁束を集めて、ギャップ間に電流の強さに比例した平行磁束を形成し、ホール素子３３は、この磁束の強さを電圧に変換する。また、温度検出素子２０の接続線１５は、電流検出器１２の基板３１に接続されている。
【０００７】
この装置では、電流検出器１２と温度検出素子２０とが、基板３１上のマイナス側の電路を共有することができ、回路構成が簡単になる。
【０００８】
しかし、特許文献４に記載された温度検出機能付電流検出装置は、温度検出のために新たに温度検出素子２０を設ける必要があり、また、この温度検出素子２０を基板３１に電気的に接続する作業が必要になる。そのため、装置のサイズが大きくなり、製造時の作業工数が増え、結果としてコストも高くなる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２５４４９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０９９３５号公報
【特許文献３】特開２００６−４６５７６号公報
【特許文献４】特開２００１−２７２４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型であって、組付けも容易である温度検出機能付き電流センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明に係る温度検出機能付き電流センサは、
バスバーに流れる電流を検出する電流センサであって、
同一チップ内に、磁界の強さを検出する磁気検出部、周囲の温度を検出する温度検出部、前記温度検出部で検出された温度を基に前記磁気検出部の温度依存性による誤差を補正する温度補償部、並びに、前記磁気検出部、温度検出部及び温度補償部に電源を供給する電源回路を具備するホールＩＣと、
前記ホールＩＣがＣ字形状のコアのギャップ内に位置するように前記ホールＩＣ及びコアを支持する基板と、
前記基板に植設され、該基板に形成された配線を通じて前記ホールＩＣに電気接続する４本のコネクタ端子と、
前記Ｃ字形状のコアの中央に挿通された前記バスバーと、
を有し、
前記コネクタ端子の内の２本を使って、前記誤差が補正された前記磁気検出部の検出信号と、前記温度検出部で検出された温度信号とが外部に出力され、他の１本を使って前記電源回路へのＶＤＤ入力が行われ、残りの１本を使って前記磁気検出部、温度検出部、及び、温度補償部のＧＮＤ接続が行われることを特徴としている。
【００１２】
この構成の温度検出機能付き電流センサは、ホールＩＣの温度検出部で検出された温度を外部に出力するように構成されているため、新たに温度検出用部品を設ける必要が無く、また、部品を基板に接続する作業も要らない。
この温度検出機能付き電流センサは、前記ホールＩＣがコアのギャップに配置され、前記コアの中央に挿通されたバスバーが一体化されている「バスバー一体型」の構造を採ることができる。
また、この温度検出機能付き電流センサは、前記ホールＩＣがコアのギャップに配置され、前記コアの中央を貫く貫通穴を有する「貫通穴タイプ」の構造を採ることができる。
また、この温度検出機能付き電流センサは、前記ホールＩＣが、コアにより収束されていない磁界の強さを検出する「コアレスタイプ」の構造を採ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の温度検出機能付き電流センサは、新たに温度検出用部品を設ける必要が無く、また、部品を基板に接続する作業も要らないため、製品の小型化や低コスト化を図ることができ、また、組付けも容易である。
【００１４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態におけるバスバー一体型の温度検出機能付き電流センサの外観図であり、そして図２は、その内部構造を示す図である。また、図３は、この温度検出機能付き電流センサに使われているホールＩＣの外観図であり、そして図４は、ホールＩＣの内部構造を示すブロックである。
【００１７】
この電流センサは、電流センサ本体４１と、コネクタ部４９と、バスバー６０とを有しており、バスバー６０は、電流センサ本体４１を貫通し、電流センサ本体４１のケースにより一体的に結合されている。
【００１８】
電流センサ本体４１は、図２に示すように、その内部に、コア４２と、コア４２のギャップに配置されたホールＩＣ４３と、コア４２およびホールＩＣ４３を支持する基板４４とを備えている。
【００１９】
また、基板４４には、コネクタ端子４５、４６、４７、４８が植設されており、これらのコネクタ端子４５、４６、４７、４８は、基板４４に形成された配線を通じて、ホールＩＣ４３の４本の端子４３１、４３２、４３３、４３４（図３）に電気接続している。コネクタ端子４５、４６、４７、４８の先はコネクタ部４９に導出されている。
【００２０】
ホールＩＣ４３は、図４に示すように、同一チップ内に、磁気を検出する磁気検出部４３８と、温度を検出する温度検出部４３６と、磁気検出部４３８の温度依存性による誤差を補正する温度補償回路４３７と、磁気検出部４３８、温度検出部４３６および温度補償回路４３７に電源を供給する電源回路４３５とを具備している。
【００２１】
また、４本の端子４３１、４３２、４３３、４３４の内の２本を使って、磁気検出部４３８が検出した磁気信号の出力（ＯＵＴ１）と、温度検出部４３６が検出した温度信号の出力（ＯＵＴ２）とが行なわれ、他の１本を使って、電源回路４３５へのＶＤＤ入力が行なわれ、残りの１本を使って磁気検出部４３８、温度検出部４３６および温度補償回路４３７のＧＮＤ接続が行なわれる。
【００２２】
尚、温度検出部および温度補償回路を有するホールＩＣ自体は、例えば、特開２００６−３２０９号公報に記載されているように、従来から知られている。ただ、従来のホールＩＣでは、温度検出部で検出された温度が磁気検知の温度依存性による誤差を補正するためだけに利用されており、本発明のように、検知した温度をホールＩＣの外部に出力することは行なわれていない。
【００２３】
この実施形態の温度検出機能付き電流センサは、例えば、バスバー６０を、バッテリターミナルとバッテリから電力が供給されるハーネスとの間に接続し、また、コネクタ部４９をＥＣＵに接続して使用する。
【００２４】
バスバー６０に電流が流れると、コア４２は、その電流から生じる磁束を集めて、ギャップ間に電流の強さに比例した平行磁束を形成する。ギャップ間に配置されたホールＩＣ４３の磁気検出部４３８は、この磁束の強さを検出する。
【００２５】
ホールＩＣ４３の温度検出部４３６は、ホールＩＣ４３周辺の温度を検出し、検出した温度を示す信号を温度補償回路４３７に出力し、それと共に、ホールＩＣ４３の外部に出力する（ＯＵＴ２）。
【００２６】
温度補償回路４３７は、温度検出部４３６から入力した温度信号を用いて、磁気検出部４３８の温度依存性による誤差を補正する。磁気検出部４３８は、この誤差を補正した磁気検出信号を出力する（ＯＵＴ１）。
【００２７】
ホールＩＣ４３から出力された磁気信号出力（ＯＵＴ１）および温度信号出力（ＯＵＴ２）は、コネクタ部４９を通じてＥＣＵに送られ、ＥＣＵは、これらの信号に基づいてバッテリの充放電を最適な状態に制御する。
【００２８】
このように、この温度検出機能付き電流センサは、ホールＩＣ４３の温度検出部４３６が検出した温度を外部に出力しているため、新たに温度検出用部品を設ける必要が無く、また、部品を基板に接続する作業も不要である。
【００２９】
この温度検出機能付き電流センサを制御対象のデバイスの近傍に配置して、そのデバイスに出入する電流量と温度とを検出することにより、それらのデータを用いて、そのデバイスを最適に制御することが可能になる。
【００３０】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３１】
ここでは、バスバー一体型の電流センサを例示したが、本発明は、図５に示すように、貫通穴６１が空いた貫通穴タイプの電流センサや、図６や図７に示すように、コアを使用しないコアレスタイプの電流センサにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態におけるバスバー一体型の温度検出機能付き電流センサの外観図である。
【図２】図１の温度検出機能付き電流センサの内部構造を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における温度検出機能付き電流センサに使用するホールＩＣの外観図である。
【図４】図３のホールＩＣの内部構造を示すブロックである。
【図５】本発明の実施形態における貫通穴タイプの温度検出機能付き電流センサの外観図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるコアレスタイプの温度検出機能付き電流センサの外観図である。
【図７】本発明の他の実施形態におけるコアレスタイプの温度検出機能付き電流センサの外観図である。
【図８】従来の温度検出機能付き電流センサを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１２：電流検出器
１３：バッテリ
１４：バスバー
１５：接続線
１７：ターミナル
２０：温度検出素子
２９：ケース
３１：基板
３２：コア
３３：ホール素子
４１：電流センサ本体
４２：コア
４３：ホールＩＣ
４４：基板
４５：コネクタ端子
４６：コネクタ端子
４７：コネクタ端子
４８：コネクタ端子
４９：コネクタ部
６０：バスバー
６１：貫通穴
４３１：端子
４３２：端子
４３３：端子
４３４：端子
４３５：電源回路
４３６：温度検出部
４３７：温度補償回路
４３８：磁気検出部
【図１】
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【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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