特開 2024-101562 診断特徴を有する電流センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024101562

(43)【公開日】2024-07-29

(54)【発明の名称】診断特徴を有する電流センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/00 20060101AFI20240722BHJP

   G01R 35/00 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

G01R19/00 N

G01R35/00 E

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024005055

(22)【出願日】2024-01-17

(31)【優先権主張番号】63/439,442

(32)【優先日】2023-01-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】519226506

【氏名又は名称】リテルフューズ、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ボリス ゴルボヴィッチ

(72)【発明者】

【氏名】ギレルモ ザトーレ

(72)【発明者】

【氏名】セサール マルティネス

【テーマコード（参考）】

2G035

【Ｆターム（参考）】

2G035AA04

2G035AA11

2G035AB01

2G035AB11

2G035AC02

2G035AC16

2G035AD18

2G035AD22

2G035AD28

2G035AD56

2G035AD59

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電流センサがなお動作可能であり較正されているかどうかを定期的に確認できる電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサアセンブリ１００は、バスバー１０４に結合された電流センサ１０２を備えてよく、電流センサがコイル１０８を有し、バスバーに流れる電流が、電流センサによって検出可能な第１磁場Ｖｓｅｎｓｅを発生させ、コイルが第２磁場Ｖｄｉａｇを発生させるように動作可能であり、コイル１０８をバスバー１０４に流れる電流Ｉｓｅｎｓｅの方向に対して概して直交／直角に直角に配向することにより、第１磁場に重ね合わされた第２磁場の一部分を電流センサが受信する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バスバーに結合された電流センサを備え、前記電流センサがコイルを有し、前記バスバーに流れる電流が、前記電流センサによって検出可能な第１磁場を発生させ、前記コイルが第２磁場を発生させるように動作可能であり、前記コイルを配向することにより、前記第１磁場に重ね合わされた前記第２磁場の一部分を前記電流センサが受信する、装置。

【請求項2】

前記コイルが、前記バスバーに流れる前記電流の方向に対して直角に配向されている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記電流センサとともに動作可能なコントローラをさらに備え、前記コントローラが
前記第１磁場および前記第２磁場の合計を受信すること、
前記第１磁場および前記第２磁場の前記合計を、電圧Ｖｓｅｎｓｅ＋Ｖｄｉａｇに変換すること、ここでディスクリミネータが、Ｖｓｅｎｓｅを除去してＶｄｉａｇのみを保持する
を行うように動作可能である、請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記電流センサに対する前記コイルの不変位置を前提とし、電圧閾値レベルを選択することにより、前記コントローラは、前記電流センサが正確に動作しているかどうかを判定するようにさらに動作可能である、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

バスバー、および
前記バスバーに結合された電流センサ、前記電流センサがコイルを有し、前記バスバーに流れる電流が、前記電流センサによって検出可能な第１磁場を発生させ、前記コイルが第２磁場を発生させるように動作可能であり、前記コイルを配向することにより、前記第１磁場に重ね合わされた前記第２磁場の一部分を前記電流センサが受信する
を備える、電流検知デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般に、回路保護デバイスの分野に関し、より詳細には、現場フィードバックのための診断特徴を有する電流センサに関する。

【背景技術】

【0002】

電流センサは、短絡保護デバイスを含む過電流保護デバイスにおいて使用されることが多い。これらのデバイスは、電気自動車（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）など、重大な用途において安全要素として使用される。多くの場合、電流センサは工場で較正または補正される。しかしながら、電流センサがなお動作可能であり較正されているかどうかを定期的に確認するための有効な現場解決手段が、先行技術の手法にはない。

【0003】

先行技術の上記および他の欠陥に対して、本開示が提供される。

【発明の概要】

【0004】

本概要は、選択された概念を簡略化された形態で導入するために提供されており、これらの概念は、以下で詳細な説明においてさらに記載される。本概要は、特許請求される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を特定することを意図しておらず、本概要は、特許請求される主題の範囲の決定を補助するものとしても意図していない。

【0005】

本開示による１つの手法において、装置は、バスバーに結合された電流センサを備えてよく、前記電流センサがコイルを有し、前記バスバーに流れる電流が、前記電流センサによって検出可能な第１磁場を発生させ、前記コイルが第２磁場を発生させるように動作可能であり、前記コイルを配向することにより、前記第１磁場に重ね合わされた前記第２磁場の一部分を前記電流センサが受信する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

添付図面は、その原理の実際的な用途のためにこれまでに考案された、開示される実施形態の例示的な手法を示す。

【0007】

【図1】本開示の実施形態による電流センサアセンブリを示す。

【0008】

【図2】本開示の実施形態による電流センサの回路図を示す。

【0009】

【図3】本開示の実施形態による電流センサの電流および磁場を時間の関数として示す。

【図4】本開示の実施形態による電流センサの電流および磁場を時間の関数として示す。

【0010】

【図5】本開示の実施形態による診断フローチャートを示す。

【図6】本開示の実施形態による診断フローチャートを示す。

【0011】

図面は必ずしも原寸に比例していない。図面は単なる表示であり、本開示の特定のパラメータを表現することは意図されていない。図面は、本開示の典型的な実施形態を示すことを意図しており、従って、範囲を限定するものとみなされるべきではない。図面において、同様の参照符号は同様の要素を表す。

【0012】

さらに、一部の図における特定の要素は、説明を分かりやすくするために省略されてもよいし、原寸に比例せずに示されてもよい。さらに、明確にするために、一部の参照符号は、特定の図面において省略されている場合がある。

【発明を実施するための形態】

【0013】

ここで、本開示によるセンサ、デバイス、および方法を、添付図面を参照しながらより完全に以下で説明する。センサ、デバイス、および方法は、多くの異なる形態で実現されてよく、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分および完全であるように、かつシステムの範囲および方法を当業者に十分に伝達するように提供される。

【0014】

本明細書において説明するように、本開示の実施形態は、電流センサが依然として機能しており、較正を維持していることを現場で検証することを実現する。センサの状態（すなわち作動／非作動）および較正の損失は、上位の制御システムに報告されてよく、この制御システムが適切な措置を取ることができる。

【0015】

図１は、本開示の実施形態による電流センサアセンブリ１００（以下「アセンブリ」）を示す。非限定的であるが、アセンブリ１００は、ホールまたはＴＭＲセンサ（図示せず）とともに使用されてよい。アセンブリ１００は、バスバー１０４に結合された電流センサ１０２を含んでよく、電流センサ１０２は、磁場Ｂｄｉａｇを発生させるように動作可能なコイル１０８を含む。バスバー１０４は、銅または他の導電性材料から作られてよい。代替的な実施形態において、電流センサ１０２はＰＣＢに結合されてよく、この場合、アセンブリ１００の主な導体はＰＣＢトレースであってよく、診断コイルは、多層のＰＣＢ上にトレースによって構築されることが可能である。

【0016】

使用中、バスバー１０４に流れる電流Ｉｓｅｎｓｅは、磁場Ｂｓｅｎｓｅを発生させ、これが電流センサ１０２によって検出される。磁場を表す値は、コントローラ１０５に送達されてよく、コントローラ１０５は電流センサ１０２とともに動作可能である。コイル１０８を正確に配向することにより、電流センサ１０２は、Ｂｓｅｎｓｅ磁場に重ね合わされたこの磁場の一部分を受信することになる。示してあるように、コイル１０８は、バスバー１０４に流れる電流Ｉｓｅｎｓｅの方向に対して概して直交／直角に配向されてよい。

【0017】

図２に示してあるように、電流センサ１０２は、コントローラ１０５とともにＢｓｅｎｓｅ＋Ｂｄｉａｇの合計を受信し、それを電圧Ｖｓｅｎｓｅ＋Ｖｄｉａｇに変換する。いくつかの実施形態において、ディスクリミネータ（ＤＩＳ）１１２がＶｓｅｎｓｅを除去し、Ｖｄｉａｇのみを保持する。電流センサ１０２に対するコイル１０８の一定の不変位置を前提とし、適切な閾値レベルＶＲＥＦを設定することにより、電流センサ１０２が正確に動作しているかどうかを比較によって判定することが可能である。

【0018】

図３は、電流（Ｉ）および磁場（Ｂ）の経時的な関係を示す。より具体的には、電流Ｉｄｉａｇは、一定の持続時間を有するパルス状電流とすることができる。この場合、Ｖｓｅｎｓｅの時間はＩｄｉａｇを基準にして決まるので、ＤＩＳはＶｓｅｎｓｅからＶｄｉａｇを分離することができる。診断は、センス電流がなくても（例えば、駐車車両、初期化シーケンスの一部分）またはセンス電流があっても（例えば、走行車両）、実行されることが可能である。

【0019】

図４において、電流Ｉｄｉａｇは、一定の周波数を有する周期的な電流（すなわち正弦）とすることができる。この場合、Ｖｓｅｎｓｅの周波数はＩｄｉａｇを基準にして決まるので、ＤＩＳはＶｓｅｎｓｅからＶｄｉａｇを分離することができる。やはり、診断は、センス電流がなくても（例えば、駐車車両、初期化シーケンスの一部分）またはセンス電流があっても（例えば、走行車両）、実行されることが可能である。

【0020】

図５から図６は、電流センサを基準にして診断コイルの相対的な位置が定まると、製造プロセスの最後（「初期（ラインの最後）」（Ｉｎｉｔ（ＥｏＬｉｎｅ）））に診断が実行されてよいことを示す。Ｖｓｅｎｓｅ＿ｒｅｆおよびＩｓｅｎｓｅ＿ｒｅｆが記録される。通常モードで診断が実行されるたびに、記録された値とＶｓｅｎｓｅを比較することにより（例えば、Ｉｓｅｎｓｅ、Ｔなどの他の要因に応じて何らかの修正を加えた後に）、較正状態を確認することが可能である。

【0021】

便宜上および明確にするため、「上」、「下」、「上部」、「下部」、「垂直」、「水平」、「横方向」、および「縦方向」などの用語を本明細書において使用して、コンポーネントおよびそれらの構成部分の相対的な配置および配向を、図に現れる通りに説明する。専門用語は、具体的に述べられた単語、その派生語、および同様の重要性の単語を含む。

【0022】

本明細書において使用されるとき、単数形で述べられ、前に「ａ」または「ａｎ」という単語が付く要素または動作は、複数の要素または動作を含むと理解されるべきである。ただし、そのような除外が明示的に述べられた場合を除く。さらに、本開示の「一実施形態」に言及することは、限定を意図したものではない。追加の実施形態も、述べられた特徴を組み込んでいてよい。

【0023】

さらに、「実質的」または「実質的に」という用語、並びに「おおよその」または「おおよそ」という用語は、いくつかの実施形態において交換可能に使用することができ、当業者によって容認可能な任意の相対的な尺度を使用して説明されることが可能である。例えば、これらの用語は、基準パラメータとの比較としての役割を果たして、意図する機能を提供することが可能な逸脱を示すことができる。非限定的であるが、基準パラメータからの逸脱は、例えば１％未満、３％未満、５％未満、１０％未満、１５％未満、および２０％未満などの量とすることができる。

【0024】

本開示の特定の実施形態が本明細書に説明されているが、本開示が、当技術分野が許容する限りの広い範囲にあり、かつ本明細書も同様に読まれ得るため、本開示はこれらに限定されない。従って、上記の説明は限定と解釈されるべきではない。むしろ、上記の説明は、特定の実施形態の例証に過ぎない。当業者は、本明細書に添付の請求項の範囲および主旨内で他の修正を想起するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】