(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流回路上の複数の部材の温度を検出する温度検出装置であって、
前記直流回路上の第１の部材に隣接配置される第１温度センサと、
前記直流回路上の前記第１の部材よりも電位の高い第２の部材に隣接配置される第２温度センサと、
前記第１温度センサの各端子及び前記第２温度センサの各端子を、電源電圧線と基準電圧線の少なくとも一方へ接続するセンサ入力回路と、
前記第１温度センサ及び前記第２温度センサと前記センサ入力回路との間に設けられた保護回路と、を備え
前記保護回路は、
各々が過電流保護素子を有するとともに、前記第１温度センサの前記各端子を前記センサ入力回路にそれぞれ接続する複数の第１センサ接続経路と、
各々が過電流保護素子を有するとともに、前記第２温度センサの前記各端子を前記センサ入力回路にそれぞれ接続する複数の第２センサ接続経路と、
前記複数の第１センサ接続経路のなかで、常用電圧が前記基準電圧線よりも高い特定の第１センサ接続経路を、前記過電流保護素子と前記センサ入力回路との間の区間で、前記基準電圧線に接続する整流素子と、
前記複数の第２センサ接続経路のなかで、常用電圧が前記基準電圧線よりも高い特定の第２センサ接続経路を、前記過電流保護素子と前記センサ入力回路との間の区間で、前記基準電圧線に接続する過電圧保護素子と、を備え、
前記過電流保護素子は、所定の電流値を超える電流が流れたときに導電性を喪失する素子であり、
前記整流素子は、前記特定の第１センサ接続経路から前記基準電圧線へ電流が流れることを禁止するとともに、前記基準電圧線から前記特定の第１センサ接続経路へ電流が流れることを許容し、
前記過電圧保護素子は、前記基準電圧線に対する前記特定の第２センサ接続経路の電圧が所定の電圧値を超えたときに、前記特定の第２センサ接続経路を前記基準電圧線へ電気的に接続し、
前記所定の電圧値は、前記特定の第２センサ接続経路の前記常用電圧の最大値よりも高く、前記第１の部材と前記第２の部材との間の電位差よりも低い、
温度検出装置。
【請求項２】
前記過電圧保護素子は、ツェナーダイオードであり、
前記ツェナーダイオードのアノードは前記基準電圧線に接続されており、前記ツェナーダイオードのカソードは前記特定の第２センサ接続経路に接続されており、前記ツェナーダイオードの降伏電圧は前記所定の電圧値に等しい、請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記直流回路は、直流電源を有し、
前記第１の部材は、前記直流電源の負極に接続された第１リレーであり、
前記第２の部材は、前記直流電源の正極に接続された第２リレーである、請求項１又は２に記載の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、車両用のモータ駆動システムが記載されている。このシステムは、バッテリと、バッテリからの電力によって駆動されるモータと、バッテリとモータとの間で電力を変換するインバータとを備える。バッテリの正極及び負極は、それぞれリレーを介してインバータに接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００―２７８８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のシステムのように、バッテリその他の直流電源が、リレーを介してインバータその他の負荷に接続された構成では、例えばリレーの過熱を防止するために、各々のリレーの温度を監視することが考えられる。この場合、複数のリレーの温度をそれぞれ検出し得る温度検出装置が必要となる。このような温度検出装置は、複数の温度センサと、センサ入力回路とを用いて構成することができる。各々の温度センサは、対応する一つのリレーに隣接配置され、当該リレーの温度に応じた検出信号を出力する。センサ入力回路は、各々の温度センサの各端子を、電源電圧線と基準電圧線の少なくとも一方に接続することで、各々の温度センサへ必要な電力を供給したり、検出信号に生じるノイズを抑制したりする。各々の温度センサによる検出信号は、センサ入力回路を介して、マイクロプロセッサ等を有する監視回路に入力される。
【０００５】
上記した温度検出回路では、互いに隣接配置された温度センサとリレーとの間で、絶縁不良（即ち、意図しない導通）が生じるおそれがある。この点に関して、直流電源の正極に接続されたリレーと、直流電源の負極に接続されたリレーとの間には、直流電源による電位差が存在する。このような二つのリレーにおいて、上記した温度センサとリレーとの間の絶縁不良が同時に生じると、一方の温度センサからセンサ入力回路を通って他方の温度センサに至る経路に短絡電流が流れ、センサ入力回路が損傷を受けるおそれがある。このような問題は、複数のリレーの温度を検出する場合に限定されない。即ち、直流回路において電位差を有する複数の部材の温度を検出する場合でも、直流回路と温度センサとの間の絶縁不良が複数の温度センサで同時に生じたときは、同様の問題が起こり得る。
【０００６】
従って、本明細書は、直流回路上の複数の部材の温度を検出する温度検出装置において、複数の温度センサで同時に絶縁不良が生じたときに、センサ入力回路を保護し得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書は、直流回路上の複数の部材の温度を検出する温度検出装置を開示する。この温度検出装置は、直流回路上の第１の部材に隣接配置される第１温度センサと、直流回路上の第１の部材よりも電位の高い第２の部材に隣接配置される第２温度センサと、第１温度センサの各端子及び第２温度センサの各端子を、電源電圧線と基準電圧線の少なくとも一方へ接続するセンサ入力回路と、第１温度センサ及び第２温度センサとセンサ入力回路との間に設けられた保護回路とを備える。
【０００８】
保護回路は、各々が過電流保護素子を有するとともに、第１温度センサの各端子をセンサ入力回路にそれぞれ接続する複数の第１センサ接続経路と、各々が過電流保護素子を有するとともに、第２温度センサの各端子をセンサ入力回路にそれぞれ接続する複数の第２センサ接続経路と、複数の第１センサ接続経路のなかで、常用電圧が基準電圧線よりも高い特定の第１センサ接続経路を、過電流保護素子と前記センサ入力回路との間の区間で、基準電圧線に接続する整流素子と、複数の第２センサ接続経路のなかで、常用電圧が基準電圧線よりも高い特定の第２センサ接続経路を、過電流保護素子とセンサ入力回路との間の区間で、基準電圧線に接続する過電圧保護素子とを備える。ここでいう常用電圧とは、温度検出装置の通常の動作において生じ得る電圧であり、所定の値に固定されるものであったり、所定の範囲内で変動するものであったりする。第１及び第２センサ接続経路の常用電圧は、主にセンサ入力回路によって定められる。
【０００９】
上記した保護回路において、過電流保護素子は、所定の電流値を超える電流が流れたときに導電性を喪失する素子である。整流素子は、特定の第１センサ接続経路から基準電圧線へ電流が流れることを禁止するとともに、基準電圧線から特定の第１センサ接続経路へ電流が流れることを許容する。過電圧保護素子は、基準電圧線に対する特定の第２センサ接続経路の電圧が所定の電圧値を超えたときに、特定の第１センサ接続経路を基準電圧線へ電気的に接続する。所定の電圧値は、特定の第２センサ接続経路の常用電圧の最大値よりも高く、第１の部材と前記第２の部材との間の電位差よりも低い。
【００１０】
以上の構成による温度検出装置において、第１温度センサと直流回路（第１の部材）との間の絶縁不良と、第２温度センサと直流回路（第２の部材）との間の絶縁不良が同時に生じたとする。この場合、第１温度センサに接続された第１センサ接続経路の少なくとも一つと、第２温度センサに接続された第２センサ接続経路の少なくとも一つとの間に、直流回路による直流電圧が印加される。その直流電圧により、特定の第１センサ接続経路は、整流素子を介して基準電圧線へ電気的に接続され、特定の第２センサ接続経路は、過電圧保護素子を介して基準電圧線へ電気的に接続される。これにより、直流電圧による短絡電流の流れる経路が、センサ入力回路に損傷を与えない態様で形成される。短絡電流が流れる経路には、過電流保護素子が存在することから、過電流保護素子が導電性を喪失することで、センサ入力回路は直流回路から速やかに遮断される。これにより、センサ入力回路が保護される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ハイブリッド車１０の構成を模式的に示すブロック図。
【図２】電力変換回路３０の構成を模式的に示すブロック図。
【図３】温度検出装置６０の構成を模式的に示す回路図。
【図４】特定の第２センサ接続経路９３から特定の第１センサ接続経路９１へ流れる短絡電流ＳＣの経路を示す図。
【図５】特定の第２センサ接続経路９３から他方の第１センサ接続経路９２へ流れる短絡電流ＳＣの経路を示す図。
【図６】他方の第２センサ接続経路９４から特定の第１センサ接続経路９１へ流れる短絡電流ＳＣの経路を示す図。
【図７】他方の第２センサ接続経路９４から他方の第１センサ接続経路９２へ流れる短絡電流ＳＣの経路を示す図。
【図８】第２温度センサ６４がバッテリ３８内に配置された温度検出装置６０を示す図。
【図９】第１温度センサ６２と第２温度センサ６４の両者がバッテリ３８内に配置された温度検出装置６０を示す図。
【図１０】第３温度センサ６５が付加された温度検出装置６０を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して、実施例のハイブリッド車１０について説明する。図１に示すように、ハイブリッド車１０は、車体１２と、車体１２に対して回転可能に支持された四つの車輪１４、１６を備える。四つの車輪１４、１６には、一対の駆動輪１４と一対の従動輪１６が含まれる。一対の駆動輪１４は、デファレンシャルギア１８を介して、出力軸２０に接続されている。出力軸２０は、車体１２に対して回転可能に支持されている。一例ではあるが、一対の駆動輪１４は車体１２の前部に位置する前輪であり、一対の従動輪１６は車体１２の後部に位置する後輪である。一対の駆動輪１４は互いに同軸に配置されており、一対の従動輪１６も互いに同軸に配置されている。
【００１３】
ハイブリッド車１０は、エンジン２２、第１モータジェネレータ２４及び第２モータジェネレータ２６をさらに備える。以下、第１モータジェネレータ２４を単に第１モータ２４と称し、第２モータジェネレータ２６を単に第２モータ２６と称する。エンジン２２は、容積型の内燃機関であり、燃料を燃焼することによって動力を出力する。エンジン２２は、遊星歯車機構２８を介して、出力軸２０及び第１モータ２４に接続されている。遊星歯車機構２８は、動力分配機構の一種であり、エンジン２２が出力する動力を、出力軸２０及び第１モータ２４へ分配する。エンジン２２は、駆動輪１４を駆動する動力源であるとともに、ジェネレータとして機能する第１モータを駆動する動力源でもある。
【００１４】
第１モータ２４及び第２モータ２６のそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相モータジェネレータである。前述したように、第１モータ２４は、遊星歯車機構２８を介してエンジン２２に接続されている。第１モータ２４は、主に、エンジン２２からの動力によって発電するジェネレータとして使用される。但し、第１モータ２４は、エンジン２２を始動するためのセルモータとしても使用される。第２モータ２６は、出力軸２０に接続されており、駆動輪１６を駆動する動力源として使用される。また、第２モータ２６は、例えばハイブリッド車１０の制動時において、出力軸２０からの動力によって発電するジェネレータとしても使用される。
【００１５】
図１、図２に示すように、ハイブリッド車１０は、電力変換回路３０とバッテリ３８をさらに備える。バッテリ３８は、電力変換回路３０を介して、第１モータ２４及び第２モータ２６へ電気的に接続されている。バッテリ３８は、複数の二次電池セル３８ｃを有する直流電源であって、繰り返し充放電が可能な直流電源である。各々の二次電池セル３８ｃの種類は特に限定されず、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池であってよい。一例ではあるが、本実施例におけるバッテリ３８は、約２００ボルトの定格電圧を有し、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧は約６００ボルトである。即ち、バッテリ３８の定格電圧は、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧よりも低い。なお、バッテリ３８、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧の具体的な値や、それらの大小関係については特に限定されない。
【００１６】
図２に示すように、電力変換回路３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２と、第１インバータ３４と、第２インバータ３６とを有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ３２は、昇圧及び降圧が可能なＤＣ−ＤＣコンバータである。バッテリ３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２及び第１インバータ３４を介して、第１モータ２４に接続されている。第１モータ２４がモータとして機能する場合、バッテリ３８からの直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２で昇圧され、次に第１インバータ３４で交流電力に変換された後に、第１モータ２４へ供給される。一方、第１モータ２４がジェネレータとして機能する場合は、第１モータ２４からの交流電力が、第１インバータ３４で直流電力に変換され、次にＤＣ−ＤＣコンバータ３２で降圧された後に、バッテリ３８に供給される。同様に、バッテリ３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２及び第２インバータ３６を介して、第２モータ２６に接続されている。第２モータ２６がモータとして機能する場合、バッテリ３８からの直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２で昇圧され、次に第２インバータ３６で交流電力に変換された後に、第２モータ２６へ供給される。一方、第２モータ２６がジェネレータとして機能する場合は、第２モータ２６からの交流電力が、第２インバータ３６で直流電力に変換され、次にＤＣ−ＤＣコンバータ３２で降圧された後に、バッテリ３８に供給される。なお、本実施例における電力変換回路３０の構成は一例であり、バッテリ３８、第１モータ２４及び第２モータ２６の構成に応じて、電力変換回路３０の構成は適宜変更することができる。例えば、バッテリ３８の定格電圧と、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧が同じであれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２は必ずしも必要とされない。
【００１７】
図１、図２に示すように、ハイブリッド車１０は、第１リレー４２及び第２リレー４４を備える。第１リレー４２は、バッテリ３８の負極３８ａと電力変換回路３０とを接続する第１電力線４０ａ上に設けられており、第１電力線４０ａを電気的に導通及び遮断する。第２リレー４４は、バッテリ３８の正極３８ｂと電力変換回路３０とを接続する第２電力線４０ｂ上に設けられており、第２電力線４０ｂを電気的に導通及び遮断する。バッテリ３８、第１電力線４０ａ及び第２電力線４０ｂは、直流電流が流れる直流回路４０を構成しており、第２リレー４４は第１リレー４２のよりも高電位である。通常、ハイブリッド車１０が使用されるときは、第１リレー４２及び第２リレー４４が閉鎖され、バッテリ３８が電力変換回路３０へ電気的に接続される。一方、ハイブリッド車１０が使用されないときは、第１リレー４２及び第２リレー４４が開放され、バッテリ３８と電力変換回路３０とが電気的に絶縁される。本実施例の第１リレー４２及び第２リレー４４は、特に限定されないが、電磁石によって接点を開閉させる電磁リレーである。
【００１８】
図１に示すように、ハイブリッド車１０は、ハイブリッド制御ユニット５０と、エンジン制御ユニット５２と、モータ制御ユニット５４と、バッテリ制御ユニット５８をさらに備える。これらの制御ユニットは、ハイブリッド車１０の動作を監視及び制御する制御部を構成する。エンジン制御ユニット５２は、主に、エンジン２２の動作を監視及び制御する。モータ制御ユニット５４は、主に、電力変換回路３０の動作を監視及び制御する。これにより、第１モータ２４及び第２モータ２６の動作は、モータ制御ユニット５４によって制御される。バッテリ制御ユニット５８は、主に、バッテリ３８の動作を監視及び制御する。ハイブリッド制御ユニット５０は、エンジン制御ユニット５２、モータ制御ユニット５４及びバッテリ制御ユニット５８と通信可能に接続されており、それらに動作指令を与える上位の制御ユニットである。例えば、ハイブリッド制御ユニット５０は、ユーザのアクセル操作やハイブリッド車１０の速度等に応じて、エンジン制御ユニット５２、モータ制御ユニット５４及びバッテリ制御ユニット５８のそれぞれに、トルク目標値を含む動作指令を与える。また、ハイブリッド制御ユニット５０は、第１リレー４２及び第２リレー４４と電気的に接続されており、第１リレー４２及び第２リレー４４の動作を制御する。なお、第１リレー４２及び第２リレー４４の動作は、ハイブリッド制御ユニット５０に代えて、バッテリ制御ユニット５８又はその他の制御ユニットによって制御されてもよい。
【００１９】
上記した構成により、本実施例のハイブリッド車１０では、バッテリ３８に充電された電力が、電力変換回路３０を介して、第１モータ２４又は第２モータ２６へ供給される。あるいは、第１モータ２４又は第２モータ２６によって発電された電力が、電力変換回路３０を介してバッテリ３８に供給される。いずれの場合でも、第１リレー４２及び第２リレー４４には電流が流れ、第１リレー４２及び第２リレー４４の温度は上昇する。ここで、第１リレー４２又は第２リレー４４の温度が上昇し過ぎると、接点の溶着といった第１リレー４２又は第２リレー４４の不具合が生じ得る。そのことから、本実施例のハイブリッド車１０には、第１リレー４２及び第２リレー４４の温度を監視するために、以下に説明する温度検出装置６０が設けられている。
【００２０】
図３に示すように、温度検出装置６０は、第１温度センサ６２と、第２温度センサ６４と、監視回路７０と、センサ入力回路８０と、保護回路９０とを備える。第１温度センサ６２は、第１リレー４２の温度を検出するセンサである。第１温度センサ６２は、第１リレー４２に隣接配置されており、第１リレー４２の温度に応じた検出信号を出力する。第２温度センサ６４は、第２リレー４４の温度を検出するセンサである。第２温度センサ６４は、第２リレー４４に隣接配置されており、第２リレー４４の温度に応じた検出信号を出力する。第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４の具体的な構成は特に限定されない。一例ではあるが、本実施例における第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４は、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタである。
【００２１】
第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４による検出信号は、保護回路９０及びセンサ入力回路８０を介して、監視回路７０にそれぞれ入力される。一例ではあるが、本実施例の監視回路７０は、マイクロコンピュータ（又はマイクロプロセッサ）を用いて構成されており、バッテリ制御ユニット５８内に配置されている。なお、監視回路７０の位置や構成については特に限定されず、監視回路７０の一部又は全部が、他の制御ユニットその他の回路ユニットに設けられてもよい。監視回路７０は、バッテリ制御ユニット５８内の電源電圧線６６及び基準電圧線６８に接続されている。ここで、基準電圧線６８は、地面へ電気的に接続されており、その電位はゼロボルトに維持される。また、電源電圧線６６は、バッテリ制御ユニット５８の電源回路（図示省略）に接続されており、その電位は例えば５ボルトに維持される。
【００２２】
センサ入力回路８０は、第１温度センサ６２及び温度センサ６４と、監視回路７０との間に設けられている。本実施例におけるセンサ入力回路８０は、バッテリ制御ユニット５８内に設けられているが、センサ入力回路８０の一部又は全部が、他の制御ユニットその他の回路ユニットに設けられてもよい。センサ入力回路８０は、第１温度センサ６２の各端子６２ａ、６２ｂ及び第２温度センサ６４の各端子６４ａ、６４ｂを、電源電圧線６６と基準電圧線６８の少なくとも一方に接続している。これにより、センサ入力回路８０は、第１温度センサ６２及び温度センサ６４へ必要な電力を供給したり、それらの検出信号に生じるノイズを抑制したりする。センサ入力回路８０の具体的な構成は特に限定されない。一例ではあるが、本実施例のセンサ入力回路８０では、第１温度センサ６２の一方の端子６２ａが、プルアップ抵抗８２ａを介して電源電圧線６６に接続されているとともに、二つのキャパシタ８４ａ、８８ａを介して基準電圧線６８に接続されている。また、第１温度センサ６２の一方の端子６２ａは、抵抗８６ａを介して監視回路７０に接続されている。一方、第１温度センサ６２の他方の端子６２ｂは、センサ入力回路８０内において、抵抗やキャパシタ等を介することなく、基準電圧線６８へ直接的に接続されている。前述したように、本実施例における第１温度センサ６２はサーミスタである。従って、上記した構成のセンサ入力回路８０によると、第１温度センサ６２の両端子６２ａ、６２ｂ間の電圧は、第１リレー４２の温度に応じて変化する。その結果、第１リレー４２の温度に応じた電圧値を有する検出信号が、センサ入力回路８０から監視回路７０へ入力される。
【００２３】
同様に、センサ入力回路８０では、第２温度センサ６４の一方の端子６４ａが、プルアップ抵抗８２ｂを介して電源電圧線６６に接続されているとともに、二つのキャパシタ８４ｂ、８８ｂを介して基準電圧線６８に接続されている。また、第２温度センサ６４の一方の端子６４ａは、抵抗８６ｂを介して監視回路７０に接続されている。一方、第２温度センサ６４の他方の端子６４ｂは、センサ入力回路８０内において、抵抗やキャパシタ等を介することなく、基準電圧線６８へ直接的に接続されている。前述したように、本実施例では第２温度センサ６４もサーミスタである。従って、上記した構成のセンサ入力回路８０によると、第２温度センサ６４の両端子６４ａ、６４ｂ間の電圧は、第２リレー４４の温度に応じて変化する。その結果、第２リレー４４の温度に応じた電圧値を有する検出信号が、センサ入力回路８０から監視回路７０へ入力される。
【００２４】
監視回路７０は、第１温度センサ６２による検出信号を監視することで、第１リレー４２の過熱を検出し、第２温度センサ６４による検出信号を監視することで、第２リレー４４の過熱を検出する。監視回路７０は、第１リレー４２又は第２リレー４４の過熱を検出すると、所定の警報信号をハイブリッド制御ユニット５０へ送信する。警報信号を受信したハイブリッド制御ユニット５０は、第１リレー４２又は第２リレー４４のさらなる過熱を防止するために、所定の保護動作を実行する。例えば、ハイブリッド制御ユニット５０は、保護動作の一つとして、モータ制御ユニット５４に指示するトルク目標値を制限する。これにより、第１リレー４２及び第２リレー４４に流れる電流が減少し、第１リレー４２及び第２リレー４４の温度上昇が抑制されて、例えば溶着といった第１リレー４２及び第２リレー４４の不具合が未然に防止される。
【００２５】
本実施例の温度検出装置６０では、第１温度センサ６２が第１リレー４２に隣接配置されているので、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間で絶縁不良が生じるおそれがある。同様に、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間でも、絶縁不良が生じるおそれがある。ここで、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間の絶縁不良と、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間の絶縁不良が同時に生じた場合、直流回路４０（特にバッテリ３８）から短絡電流がセンサ入力回路８０に流れ込み、センサ入力回路８０が損傷を受けるおそれがある。そこで、本実施例における温度検出装置６０では、センサ入力回路８０を保護するための保護回路９０が設けられている。保護回路９０は、第１温度センサ６２及び温度センサ６４とセンサ入力回路８０との間に設けられている。本実施例の保護回路９０は、バッテリ制御ユニット５８内に設けられているが、保護回路９０の一部又は全部が、他の制御ユニットその他の回路ユニットに設けられてもよい。
【００２６】
保護回路９０は、複数の第１センサ接続経路９１、９２と、複数の第２センサ接続経路９３、９４と、第１ダイオード１０２と、第２ダイオード１０４とを有する。複数の第１センサ接続経路９１、９２は、少なくとも一つの過電流保護素子１００をそれぞれ有する。複数の第１センサ接続経路９１、９２は、第１温度センサ６２の複数の端子６２ａ、６２ｂを、センサ入力回路８０にそれぞれ接続している。同様に、複数の第２センサ接続経路９３、９４は、少なくとも一つの過電流保護素子１００をそれぞれ有し、第２温度センサ６４の複数の端子６４ａ、６４ｂを、センサ入力回路８０にそれぞれ接続している。各々の過電流保護素子１００は、所定の電流値を超える電流が流れたときに、導電性を喪失する素子である。この所定の電流値は、温度検出装置６０の通常の動作において各々のセンサ接続経路９１〜９４に流れる電流値よりも大きく設定されている。一例ではあるが、本実施例における過電流保護素子１００は、前記した所定の電流値を超える電流が流れたときに溶断するヒューズである。ただし、過電流保護素子１００は、その他の種類の遮断素子又は遮断装置であってもよい。
【００２７】
複数の第１センサ接続経路９１、９２のなかで、第１温度センサ６２の一方の端子６２ａに接続された第１センサ接続経路９１の常用電圧は、基準電圧線６８の常用電圧よりも高くなる。一方、第１温度センサ６２の他方の端子６２ｂに接続された第１センサ接続経路９２の常用電圧は、基準電圧線６８の常用電圧と等しくなる。ここでいう常用電圧とは、温度検出装置６０の通常の動作において生じ得る電圧であり、所定の値に固定されるものであったり、所定の範囲内で変動するものであったりする。本明細書では、常用電圧が基準電圧線６８よりも高い第１センサ接続経路９１を、特定の第１センサ接続経路９１と称し、その他の第１センサ接続経路９２と便宜的に区別する。特定の第１センサ接続経路９１は、過電流保護素子１００とセンサ入力回路８０との間の区間で、第１ダイオード１０２を介して基準電圧線６８に接続されている。
【００２８】
第１ダイオード１０２のアノードは、基準電圧線６８に接続されている。第１ダイオード１０２のカソードは、特定の第１センサ接続経路９１に接続されている。これにより、第１ダイオード１０２は、特定の第１センサ接続経路９１から基準電圧線６８へ電流が流れることを禁止するとともに、基準電圧線６８から特定の第１センサ接続経路９１へ電流が流れることを許容する。なお、第１ダイオード１０２の降伏電圧は、特定の第１センサ接続経路９１の常用電圧の最大値よりも高い。このような構成により、温度検出装置６０の通常の動作では、特定の第１センサ接続経路９１が、第１ダイオード１０２を介して基準電圧線６８に接続されることはない。これにより、第１温度センサ６２による検出信号が、センサ入力回路８０を介して監視回路７０へ正しく入力される。それに対して、特定の第１センサ接続経路９１よりも、基準電圧線６８が高電位となったときは、基準電圧線６８が第１ダイオード１０２を介して第１センサ接続経路９１へ電気的に接続される。第１ダイオード１０２は、ツェナーダイオードであってもよく、そうでなくてもよい。
【００２９】
複数の第２センサ接続経路９３、９４のなかで、第２温度センサ６４の一方の端子６４ａに接続された第２センサ接続経路９３の常用電圧は、基準電圧線６８の常用電圧よりも高くなる。一方、第２温度センサ６４の他方の端子６４ｂに接続された第２センサ接続経路９４の常用電圧は、基準電圧線６８の常用電圧と等しくなる。本明細書では、常用電圧が基準電圧線６８よりも高い第２センサ接続経路９３を、特定の第２センサ接続経路９３と称して、その他の第２センサ接続経路９４と便宜的に区別する。特定の第２センサ接続経路９３は、過電流保護素子１００とセンサ入力回路８０との間の区間で、第２ダイオード１０４を介して基準電圧線６８に接続されている。第２ダイオード１０４は、過電圧保護素子の一例である。
【００３０】
第２ダイオード１０４のアノードは、基準電圧線６８に接続されている。第２ダイオード１０４のカソードは、特定の第２センサ接続経路９３に接続されている。第２ダイオード１０４の降伏電圧は、特定の第２センサ接続経路９３の常用電圧の最大値よりも高いが、第１リレー４２と第２リレー４４との間の電位差よりは低い。このような構成により、温度検出装置６０の通常の動作では、特定の第２センサ接続経路９３が、第２ダイオード１０４を介して基準電圧線６８に接続されることはない。これにより、第２温度センサ６４による検出信号は、センサ入力回路８０を介して監視回路７０へ正しく入力される。一方、基準電圧線６８に対する特定の第２センサ接続経路９３の電圧が、第２ダイオード１０４の降伏電圧を超えたときは、特定の第２センサ接続経路９３が、第２ダイオード１０４を介して基準電圧線６８へ電気的に接続される。本実施例における第２ダイオード１０４は、ツェナーダイオードである。但し、第２ダイオード１０４が適切な降伏電圧を有する限り、第２ダイオード１０４はツェナーダイオードに限定されない。
【００３１】
以上の構成において、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間の絶縁不良と、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間の絶縁不良が同時に生じたとする。この場合、複数の第１センサ接続経路９１、９２の少なくとも一つが第１リレーと導通するとともに、複数の第２センサ接続経路９３、９４の少なくとも一つが第２リレー４４と導通する。その結果、複数の第１センサ接続経路９１、９２の少なくとも一つと、複数の第２センサ接続経路９３、９４の少なくとも一つとの間に、直流回路４０からバッテリ３８による直流電圧が印加される。
【００３２】
例えば、図４に示すように、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間の絶縁不良が、第１温度センサ６２の一方の端子６２ａ側（図中の位置Ｃ）で生じるとともに、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間の絶縁不良が、第２温度センサ６４の一方の端子６４ａ側（図中の位置Ａ）で生じたとする。この場合、第１温度センサ６２の一方の端子６２ａに接続された第１センサ接続経路９１と、第２温度センサ６４の一方の端子６４ａに接続された第２センサ接続経路９３との間に、バッテリ３８による直流電圧が印加される。第２ダイオード１０４には、降伏電圧を超える大きさの電圧が逆方向に印加される。従って、第２センサ接続経路９３は、第１ダイオード１０２を介して基準電圧線６８に電気的に接続される。第２センサ接続経路９３が基準電圧線６８へ電気的に接続されると、基準電圧線６８は第１センサ接続経路９１よりも高電位となる。従って、基準電圧線６８は、第２ダイオード１０４を介して第２センサ接続経路９３へ電気的に接続される。その結果、図４に示すように、直流回路４０による短絡電流ＳＣは、第２センサ接続経路９３から第２ダイオード１０４、基準電圧線６８、第１ダイオード１０２を順に通って、第１センサ接続経路９１へ流れる。この短絡電流ＳＣが流れる経路には、センサ入力回路８０の各種の素子（例えばプルアップ抵抗８２）が存在しないことから、センサ入力回路８０が損傷を受けることが防止される。短絡電流ＳＣが流れると、第１センサ接続経路９１及び第２センサ接続経路９３の過電流保護素子１００が導電性を喪失し、第１センサ接続経路９１及び第２センサ接続経路９３が電気的に遮断される。これにより、第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４で生じた絶縁不良の位置Ａ、Ｃが、センサ入力回路８０から電気的に遮断される。
【００３３】
あるいは、図５に示すように、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間の絶縁不良が、第１温度センサ６２の他方の端子６２ｂ側（図中の位置Ｄ）で生じるとともに、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間の絶縁不良が、第２温度センサ６４の一方の端子６４ａ側（図中の位置Ａ）で生じたとする。この場合、第１温度センサ６２の他方の端子６２ｂに接続された第１センサ接続経路９２と、第２温度センサ６４の一方の端子６４ａに接続された第２センサ接続経路９３との間に、バッテリ３８による直流電圧が印加される。第２ダイオード１０４には、降伏電圧を超える大きさの電圧が逆方向に印加される。従って、第２センサ接続経路９３は、第１ダイオード１０２を介して基準電圧線６８に電気的に接続される。一方、第１センサ接続経路９２は、センサ入力回路８０内で基準電圧線６８へ直接的に接続されている。その結果、図５に示すように、直流回路４０による短絡電流ＳＣは、第２センサ接続経路９３から第２ダイオード１０４、基準電圧線６８を順に通って、第１センサ接続経路９２に流れる。この短絡電流ＳＣが流れる経路にも、センサ入力回路８０の各種の素子が存在しないことから、センサ入力回路８０が損傷を受けることが防止される。短絡電流ＳＣが流れると、第１センサ接続経路９２及び第２センサ接続経路９３の過電流保護素子１００が導電性を喪失し、第１センサ接続経路９２及び第２センサ接続経路９３が電気的に遮断される。これにより、第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４で生じた絶縁不良の位置Ａ、Ｄが、センサ入力回路８０から電気的に遮断される。
【００３４】
あるいは、図６に示すように、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間の絶縁不良が、第１温度センサ６２の一方の端子６２ａ側（図中の位置Ｃ）で生じるとともに、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間の絶縁不良が、第２温度センサ６４の他方の端子６４ｂ側（図中の位置Ｂ）で生じたとする。この場合、第１温度センサ６２の一方の端子６２ａに接続された第１センサ接続経路９１と、第２温度センサ６４の他方の端子６４ｂに接続された第２センサ接続経路９４との間に、バッテリ３８による直流電圧が印加される。第２センサ接続経路９４は、センサ入力回路８０内で基準電圧線６８に直接的に接続されている。基準電圧線６８は、第１センサ接続経路９１よりも高電位となり、第１ダイオード１０２を介して第１センサ接続経路９１へ電気的に接続される。その結果、図６に示すように、直流回路４０による短絡電流ＳＣは、第２センサ接続経路９４から基準電圧線６８及び第１ダイオード１０２を順に通って、第１センサ接続経路９１に流れる。この短絡電流ＳＣが流れる経路にも、センサ入力回路８０の各種の素子が存在しないことから、センサ入力回路８０が損傷を受けることが防止される。短絡電流ＳＣが流れると、第１センサ接続経路９１及び第２センサ接続経路９４の過電流保護素子１００が導電性を喪失し、第１センサ接続経路９１及び第２センサ接続経路９４が電気的に遮断される。これにより、第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４で生じた絶縁不良の位置Ｂ、Ｃが、センサ入力回路８０から電気的に遮断される。
【００３５】
あるいは、図７に示すように、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間の絶縁不良が、第１温度センサ６２の他方の端子６２ｂ側（図中の位置Ｄ）で生じるとともに、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間の絶縁不良が、第２温度センサ６４の他方の端子６４ｂ側（図中の位置Ｂ）で生じたとする。この場合、第１温度センサ６２の他方の端子６２ｂに接続された第１センサ接続経路９２と、第２温度センサ６４の他方の端子６４ｂに接続された第２センサ接続経路９４との間に、バッテリ３８による直流電圧が印加される。第１センサ接続経路９２は、センサ入力回路８０内で基準電圧線６８に直接的に接続されている。同様に、第２センサ接続経路９４も、センサ入力回路８０内で基準電圧線６８に直接的に接続されている。その結果、図７に示すように、直流回路４０による短絡電流ＳＣは、第２センサ接続経路９４から基準電圧線６８を通って第１センサ接続経路９２に流れる。この短絡電流ＳＣが流れる経路にも、センサ入力回路８０の各種の素子が存在しないことから、センサ入力回路８０が損傷を受けることが防止される。短絡電流ＳＣが流れると、第１センサ接続経路９２及び第２センサ接続経路９４の過電流保護素子１００が導電性を喪失し、第１センサ接続経路９２及び第２センサ接続経路９４が電気的に遮断される。これにより、第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４で生じた絶縁不良の位置Ｂ、Ｄが、センサ入力回路８０から電気的に遮断される。なお、第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４で生じる短絡故障の位置によって、図４から図７に示す短絡電流ＳＣのなかの二以上が同時に生じることもある。
【００３６】
以上のように、本実施例の保護回路９０によると、第１温度センサ６２と第１リレー４２との間の絶縁不良と、第２温度センサ６４と第２リレー４４との間の絶縁不良が同時に生じたときに、短絡電流ＳＣの流れる経路がセンサ入力回路８０に損傷を与えない態様で形成される。短絡電流ＳＣが流れる経路には、過電流保護素子１００が設けられており、過電流保護素子１００が導電性を喪失することで、センサ入力回路８０は直流回路４０から速やかに遮断される。
【００３７】
上記した保護回路９０では、複数の第１センサ接続経路９１、９２のなかで、一方の第１センサ接続経路９１のみが、第１ダイオード１０２を介して基準電圧線６８に接続されている。しかしながら、他方の第１センサ接続経路９２の常用電圧が、基準電圧線６８の常用電圧よりも高いときは、当該他方の第１センサ接続経路９２についても、別の第１ダイオード１０２を介して基準電圧線６８に接続するとよい。例えば、第１温度センサ６２の他方の端子６２ｂが、センサ入力回路８０内で抵抗等を介して基準電圧線６８に接続されていると、他方の第１センサ接続経路９２の常用電圧についても、基準電圧線６８の常用電圧より高くなる。同様に、第２温度センサ６４の他方の端子６４ｂに接続された第２センサ接続経路９４についても、その常用電圧が基準電圧線６８の常用電圧よりも高いときは、別の第２ダイオード１０４を介して基準電圧線６８に接続するとよい。
【００３８】
本実施例の温度検出装置６０は、第１リレー４２及び第２リレー４４の温度を検出する用途に限定されない。例えば、図８、図９に示すように、第１温度センサ６２及び第２温度センサ６４の少なくとも一方をバッテリ３８に隣接配置することで、バッテリ３８を構成する二次電池セル３８ｃ又は二次電池セル３８ｃに接続された導電性部材の温度を検出することもできる。また、本実施例の温度検出装置６０は、ハイブリッド車１０に限定されず、エンジン２２を有さない電池自動車や、直流電源として燃料電池を有する燃料電池車にも適用することができる。さらに、本実施例の温度検出装置６０は、必ずしも車両に搭載されるものに限定されない。本実施例の温度検出装置６０は、様々な直流回路において電位差を有する二つの部材の温度を検出するために、広く採用することができる。
【００３９】
温度検出装置６０は、三以上の温度センサを備え、直流回路４０の三以上の部材の温度をそれぞれ検出するものであってもよい。図１０は、温度検出装置６０の一変形例であって、第３温度センサ６５が付加された温度検出装置６０を示す。図１０に示す温度検出装置６０において、第１温度センサ６２は、バッテリ３８内の第１の部材３９ａに隣接配置されており、第２温度センサ６４は、バッテリ３８内の第２の部材３９ｂに隣接配置されており、第３温度センサ６５は、バッテリ３８内の第３の部材３９ｃに隣接配置されている。第１の部材３９ａと第２の部材３９ｂの間には複数の二次電池セル３８ｃが介在しており、第２の部材３９ｂは第１の部材３９ａよりも高電位である。第２の部材３９ｂと第３の部材３９ｃの間にも複数の二次電池セル３８ｃが介在しており、第３の部材３９ｃは第２の部材３９ｂよりも高電位である。
【００４０】
第３温度センサ６５に対するセンサ入力回路８０及び保護回路９０の構成は、第２温度センサ６２に対するセンサ入力回路８０及び保護回路９０の構成に等しい。即ち、センサ入力回路８０は、第３温度センサ６５の一方の端子６５ａを、プルアップ抵抗８２ｂを介して電源電圧線６６に接続しているとともに、二つのキャパシタ８４ｃ、８８ｃを介して基準電圧線６８に接続している。また、センサ入力回路８０は、第３温度センサ６５の一方の端子６３ａを、抵抗８６ｃを介して監視回路７０に接続している。一方、第３温度センサ６５の他方の端子６５ｂは、抵抗やキャパシタ等を介することなく、センサ入力回路８０内で基準電圧線６８へ直接的に接続されている。保護回路９０は、複数の第３センサ接続経路９５、９６を有する。複数の第３センサ接続経路９５、９６は、少なくとも一つの過電流保護素子１００をそれぞれ有するとともに、第３温度センサ６５の複数の端子６５ａ、６５ｂをセンサ入力回路８０にそれぞれ接続している。
【００４１】
複数の第３センサ接続経路９５、９６のなかで、常用電圧が基準電圧線６８と異なる第３センサ接続経路９５は、過電流保護素子１００とセンサ入力回路８０との間の区間で、第３ダイオード１０６を介して基準電圧線６８に接続されている。本明細書では、常用電圧が基準電圧線６８と異なる第３センサ接続経路９５を、特定の第３センサ接続経路９５と称することがある。第３ダイオード１０６のアノードは、基準電圧線６８に接続されている。第３ダイオード１０６のカソードは、特定の第３センサ接続経路９５に接続されている。そして、第３ダイオード１０６の降伏電圧は、特定の第３センサ接続経路９５の常用電圧の最大値よりも高いとともに、第２の部材３９ｂと第３の部材３９ｃとの間の電位差よりも低い。第３ダイオード１０６には、例えばツェナーダイオードを採用することができる。
【００４２】
以上の構成によれば、三つの温度センサ６２、６４、６５のうちの二以上で絶縁不良が生じた場合でも、保護回路９０によってセンサ入力回路８０の損傷を防止することができる。温度検出装置６０が、四以上の温度センサを有する場合も同様であり、最も電位の低い部材の温度を測定する温度センサには、上述した第１温度センサ６２と同様の構成（即ち、第１ダイオード１０２を用いた構成）を採用し、その他の温度センサについては、上述した第２温度センサ６４又は第３温度センサ６５と同様の構成（即ち、第２ダイオード１０４又は第３ダイオード１０６を用いた構成）を採用するとよい。
【００４３】
実施例で説明した構成要件と、特許請求の範囲に記載された構成要件との関係について説明する。実施例で説明した第１リレー４２は、特許請求の範囲に記載された第１の部材の一例である。実施例で説明した第２リレー４４は、特許請求の範囲に記載された第２の部材の一例である。実施例で説明したバッテリ３８は、特許請求の範囲に記載された直流電源の一例である。実施例で説明した第１ダイオード１０２は、特許請求の範囲に記載された整流素子の一例である。実施例で説明した第２ダイオード１０４は、特許請求の範囲に記載された過電圧保護素子の一例である。第２ダイオード１０４の降伏電圧は、特許請求の範囲に記載された所定の電圧値の一例である。
【００４４】
以上に説明した実施例の技術的要素を以下に説明する。なお、以下に説明する技術的要素は、いずれも独立して有用なものである。
【００４５】
本明細書で開示する温度検出装置において、過電圧保護素子は、ツェナーダイオードであるとよい。この場合、ツェナーダイオードのアノードは基準電圧線に接続され、ツェナーダイオードのカソードは特定の第２センサ接続経路に接続され、ツェナーダイオードの降伏電圧は、特定の第２センサ接続経路の常用電圧の最大値よりも高いとともに、第１の部材と第２の部材との間の電位差よりも低いとよい。ツェナーダイオードは、降伏電圧が比較的に精度よく設計されている。過電圧保護素子にツェナーダイオードを採用することで、過電流保護素子に必要とされる機能を適切に得ることができる。
【００４６】
本明細書で開示する温度検出装置は、直流電源を有する直流回路に採用することができる。この場合、第１温度センサが隣接配置される第１の部材は、直流電源の負極に接続された第１リレーであってよく、第２温度センサが隣接配置される第２の部材は、直流電源の正極に接続された第２リレーであってよい。比較的に大きな電流が流れる第１及び第２リレーの温度を検出することで、溶着といった第１及び第２リレーの不具合を回避又は低減することができる。
【００４７】
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０：ハイブリッド車
２２：エンジン
２４：第１モータジェネレータ（第１モータ）
２６：第２モータジェネレータ（第２モータ）
３０：電力変換回路
３８：バッテリ
３８ａ：バッテリの負極
３８ｂ：バッテリの正極
４０：直流回路
４２：第１リレー
４４：第２リレー
６０：温度検出装置
６２：第１温度センサ
６４：第２温度センサ
６５：第３温度センサ
６６：電源電圧線
６８：基準電圧線
７０：監視回路
８０：センサ入力回路
９０：保護回路
９１、９２：第１センサ接続経路
９３、９４：第２センサ接続経路
９５、９６：第３センサ接続経路
１００：過電流保護素子
１０２：第１ダイオード
１０４：第２ダイオード
１０６：第３ダイオード
ＳＣ：短絡電流
【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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【図９】
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【図１０】
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