JP2018078722A

JP2018078722A - Sensor unit set

Info

Publication number: JP2018078722A
Application number: JP2016219130A
Authority: JP
Inventors: 廷夫勘崎; Takao Kanzaki; 古川　達也; Tatsuya Furukawa; 達也古川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2036-11-09
Also published as: JP6747253B2

Abstract

【課題】本明細書は、リード線を追加することなく、電流センサを内蔵したセンサユニットに温度センサ素子を追加する。【解決手段】第１センサユニットと第２センサユニットは、外形状が同じであるとともに、同じ箇所から同数のリード線が延びている。第１センサユニットは、５個の電流センサ素子４ａ−４ｅを備えており、全てが第１電力変換器５０で使われている。第２センサユニット２０も５個の電流センサ素子１４ａ−１４ｅを備えているが、電流センサ素子１４ｅは第２電力変換器６０で使われていない。電流センサ素子の出力を伝達する複数のリード線のうち、第１センサユニットにおいて２個の第２電流センサ素子の一方の信号を伝達するリード線にセンサユニットの構造上で対応する第２センサユニットのリード線１８ｅが、温度センサ素子１７の信号を伝達するリード線である。【選択図】図６A temperature sensor element is added to a sensor unit containing a current sensor without adding lead wires. A first sensor unit and a second sensor unit have the same outer shape and the same number of lead wires extending from the same location. The first sensor unit comprises five current sensor elements 4 a - 4 e , all used in the first power converter 50 . Second sensor unit 20 also includes five current sensor elements 14 a - 14 e , but current sensor element 14 e is not used in second power converter 60 . A second sensor unit structurally corresponding to a lead wire transmitting a signal of one of the two second current sensor elements in the first sensor unit, among the plurality of lead wires transmitting the outputs of the current sensor elements. A lead wire 18 e is a lead wire for transmitting a signal from the temperature sensor element 17 . [Selection drawing] Fig. 6

Description

本明細書は、第１電力変換器に用いられる第１センサユニットと、第２電力変換器に用いられる第２センサユニットの組を開示する。 This specification discloses the group of the 1st sensor unit used for the 1st power converter, and the 2nd sensor unit used for the 2nd power converter.

特許文献１に、バッテリの直流電力を走行用のモータの駆動電力に変換する電力変換器に用いられるセンサユニットの一例が開示されている。電力変換器は、２個の走行用の三相交流モータに電力を供給すべく、２組のインバータを備えている。夫々のインバータは、三相交流を出力する。センサユニットには、２組のインバータの夫々の出力電力を伝達する合計６本のバスバが貫通している。センサユニットには、６本のバスバの夫々を流れる電流を計測する６個の電流センサ素子が備えられている。電流センサ素子は、例えばホール素子である。センサユニットは、内部のセンサ素子と外部の制御基板とを電気的に接続するリード線を備えている。 Patent Document 1 discloses an example of a sensor unit used in a power converter that converts DC power of a battery into driving power of a motor for traveling. The power converter includes two sets of inverters to supply power to two traveling three-phase AC motors. Each inverter outputs a three-phase alternating current. A total of six bus bars that transmit the output power of each of the two inverters pass through the sensor unit. The sensor unit is provided with six current sensor elements that measure the current flowing through each of the six bus bars. The current sensor element is, for example, a hall element. The sensor unit includes a lead wire that electrically connects an internal sensor element and an external control board.

特開２０１４−６１１６号公報JP 2014-6116 A

バスバを流れる電流が大きくなると、発熱量が増加し、センサユニットの内部でバスバの近くに配置されている電流センサ素子の温度が上昇する。電流センサ素子の過熱を抑えるべく、センサユニット内に温度センサ素子を設置して、センサユニットの温度管理が行えるとよい。しかし、温度センサ素子を新たにセンサユニット内に配置し、温度センサ素子とバスバを流れる電流を制御する制御基板の間に信号を伝達するリード線を配策する必要がある。新たなリード線の配策には電力変換器の中に新たなスペースも必要となる。 When the current flowing through the bus bar increases, the amount of heat generation increases, and the temperature of the current sensor element disposed near the bus bar inside the sensor unit increases. In order to suppress overheating of the current sensor element, it is preferable that a temperature sensor element is installed in the sensor unit to control the temperature of the sensor unit. However, it is necessary to arrange a new temperature sensor element in the sensor unit and arrange a lead wire for transmitting a signal between the temperature sensor element and a control board that controls the current flowing through the bus bar. New lead wire arrangements also require new space in the power converter.

ところで、自動車産業では、タイプの異なる自動車の部品を共通化してコストを下げることが行われる。センサユニットにしても、タイプの異なる電気自動車の電力変換器のセンサユニットを共通化することが考えられる。例えば、バッテリの電圧を昇圧する電圧コンバータと昇圧された電圧の直流電力を交流電力に変換するインバータを備える電力変換器の場合、電力の大きいタイプは電圧コンバータの電流を計測する電流センサ素子を２個備え、電力が大きくないタイプは電圧コンバータの電流を計測するのに唯一つの電流センサ素子を備える。説明の都合上、大電力を扱う電力変換器を第１電力変換器と称し、第１電力変換器よりも扱い電力が小さい電力変換器を第２電力変換器と称する。第１電力変換器は、大電力を扱うため、発熱量が大きく、電流センサ素子の使用環境が厳しく劣化の進行が第２電力変換器よりも早い。それゆえ、第１電力変換器は冗長性を備えるべく、電圧コンバータに２個の電流センサ素子を備える。第１電力変換器と第２電力変換器はいずれも、インバータの三相交流出力電流を計測するために別の３個の電流センサ素子を備える。第１電力変換器のセンサユニットには、インバータの出力電流を伝達する３本のバスバと、電圧コンバータを流れる電流を２個の電流センサ素子で計測するための２本のバスバが貫通し、夫々のバスバの電流を計測する合計５個の電流センサ素子を備える。第２電力変換器のセンサユニットは、電圧コンバータ用に１個の電流センサ素子を備えればよいので、合計４個の電流センサ素子を備える。即ち、第２電力変換器は、第１電力変換器よりも電流センサが１個少なくて済む。そして、第１電力変換器のセンサユニットは、５個の電流センサ素子と外部の制御基板を接続するのに５本のリード線を必要とする（センサ素子へ電力供給するためのリード線は除く）。第２電力変換器のセンサユニットは、４本のリード線で済む。第１電力変換器のセンサユニットと第２電力変換器のセンサユニットを共通化すると、第２電力変換器のセンサユニットでは、無駄なリード線が存在する。本明細書は、第１電力変換器と第２電力変換器のセンサユニットを共通化するときに一方のセンサユニットで無駄となるリード線を有効に利用し、新たなリード線を付加することなく、第２電力変換器のセンサユニットに温度センサ素子を組み込む技術を提供する。 By the way, in the automobile industry, parts of different types of automobiles are commonly used to reduce the cost. Even if it is a sensor unit, it is possible to make common the sensor unit of the electric power converter of the electric vehicle from which a type differs. For example, in the case of a power converter that includes a voltage converter that boosts the voltage of a battery and an inverter that converts DC power of the boosted voltage into AC power, the type with large power includes two current sensor elements that measure the current of the voltage converter. The single, non-powered type has only one current sensor element for measuring the voltage converter current. For convenience of explanation, a power converter that handles large power is referred to as a first power converter, and a power converter that handles less power than the first power converter is referred to as a second power converter. Since the first power converter handles a large amount of power, the calorific value is large, the usage environment of the current sensor element is severe, and the deterioration progresses faster than the second power converter. Therefore, the first power converter is provided with two current sensor elements in the voltage converter to provide redundancy. Both the first power converter and the second power converter include three other current sensor elements for measuring the three-phase AC output current of the inverter. The sensor unit of the first power converter has three bus bars for transmitting the output current of the inverter and two bus bars for measuring the current flowing through the voltage converter with two current sensor elements, respectively. A total of five current sensor elements for measuring the current of the bus bar are provided. The sensor unit of the second power converter only needs to include one current sensor element for the voltage converter, and thus includes a total of four current sensor elements. That is, the second power converter requires one less current sensor than the first power converter. The sensor unit of the first power converter requires five lead wires to connect the five current sensor elements and the external control board (excluding the lead wires for supplying power to the sensor elements). ). The sensor unit of the second power converter needs only four lead wires. When the sensor unit of the first power converter and the sensor unit of the second power converter are made common, there is a useless lead wire in the sensor unit of the second power converter. In this specification, when the sensor units of the first power converter and the second power converter are used in common, the lead wires that are wasted in one sensor unit are effectively used, and a new lead wire is not added. A technology for incorporating a temperature sensor element into a sensor unit of a second power converter is provided.

本明細書は、第１電力変換器に用いられる第１センサユニットと、第２電力変換器に用いられる第２センサユニットの組を開示する。第１電力変換器と第２電力変換器は、いずれも、バッテリの電圧を昇圧する電圧コンバータと、昇圧された電圧の直流電力を走行用の三相交流モータの駆動用電力に変換するインバータを備えている。第１センサユニットは、３個の第１電流センサ素子と２個の第２電流センサ素子を備えている。３個の第１電流センサ素子の夫々は、第１電力変換器のインバータの三相交流出力を伝達する３本のバスバの夫々を流れる電流を計測する。２個の第２電流センサ素子の夫々は、第１電力変換器の電圧コンバータを流れる電流を計測する。一方、第２センサユニットは、３個の第３電流センサ素子と、１個の第４電流センサ素子と、温度センサ素子を備えている。３個の第３電流センサ素子の夫々は、第２電力変換器のインバータの三相交流出力を伝達する３本のバスバの夫々を流れる電流を計測する。第４電流センサ素子は、第２電力変換器の電圧コンバータを流れる電流を計測する。温度センサ素子は、第２センサユニットの温度を計測する。第１センサユニットと第２センサユニットは、筐体の形状が同じであるとともに、同じ箇所から同数のリード線が延びている。即ち、第１センサユニットと第２センサユニットは、外形状と、リード線の位置と数が同じであり、共通のハードウエアをベースに実現することができる。複数のリード線のうち、第１センサユニットにおいて３個の第１電流センサ素子の信号を伝達するリード線にセンサユニットの構造上で対応する第２センサユニットのリード線が、３個の第３電流センサ素子の信号を伝達するリード線である。そして、複数のリード線のうち、第１センサユニットにおいて２個の第２電流センサ素子の一方の信号を伝達するリード線にセンサユニットの構造上で対応する第２センサユニットのリード線が、第３電流センサ素子の信号を伝達するリード線である。複数のリード線のうち、第１センサユニットにおいて２個の第２電流センサの他方の信号を伝達するリード線にセンサユニット上で対応する第２センサユニットのリード線が、温度センサ素子の信号を伝達するリード線である。即ち、このセンサユニットの組は、第２電力変換器のセンサユニット（第２センサユニット）では使わない第１センサユニットの第２電流センサ素子用のリード線を温度センサの信号出力に用いる。第２センサユニットは、第１センサユニットと共通のハードウエアに新たなリード線を付加することなく、センサユニット自体の温度を計測する温度センサ素子を組み込むことができる。 This specification discloses the group of the 1st sensor unit used for the 1st power converter, and the 2nd sensor unit used for the 2nd power converter. Each of the first power converter and the second power converter includes a voltage converter that boosts the voltage of the battery, and an inverter that converts DC power of the boosted voltage into driving power for a three-phase AC motor for traveling. I have. The first sensor unit includes three first current sensor elements and two second current sensor elements. Each of the three first current sensor elements measures a current flowing through each of the three bus bars that transmit the three-phase AC output of the inverter of the first power converter. Each of the two second current sensor elements measures a current flowing through the voltage converter of the first power converter. On the other hand, the second sensor unit includes three third current sensor elements, one fourth current sensor element, and a temperature sensor element. Each of the three third current sensor elements measures a current flowing through each of the three bus bars that transmit the three-phase AC output of the inverter of the second power converter. The fourth current sensor element measures the current flowing through the voltage converter of the second power converter. The temperature sensor element measures the temperature of the second sensor unit. The first sensor unit and the second sensor unit have the same housing shape, and the same number of lead wires extend from the same location. That is, the first sensor unit and the second sensor unit have the same outer shape and the same number and position of lead wires, and can be realized based on common hardware. Among the plurality of lead wires, the lead wire of the second sensor unit corresponding to the lead wire for transmitting the signals of the three first current sensor elements in the first sensor unit on the structure of the sensor unit has three third wires. It is a lead wire which transmits the signal of a current sensor element. Of the plurality of lead wires, the lead wire of the second sensor unit corresponding to the lead wire for transmitting one signal of the two second current sensor elements in the first sensor unit on the structure of the sensor unit is 3 is a lead wire for transmitting a signal of a current sensor element. Among the plurality of lead wires, the lead wire of the second sensor unit corresponding on the sensor unit to the lead wire for transmitting the other signal of the two second current sensors in the first sensor unit receives the signal of the temperature sensor element. Lead wire to be transmitted. That is, this set of sensor units uses the lead wire for the second current sensor element of the first sensor unit that is not used in the sensor unit (second sensor unit) of the second power converter for signal output of the temperature sensor. The second sensor unit can incorporate a temperature sensor element for measuring the temperature of the sensor unit itself without adding a new lead wire to the hardware common to the first sensor unit.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

第１ハイブリッド車の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of a 1st hybrid vehicle. 第１センサユニットの正面図である。It is a front view of a 1st sensor unit. 第１センサユニットの平面図である。It is a top view of a 1st sensor unit. 第２ハイブリッド車の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of a 2nd hybrid vehicle. 第２センサユニットの正面図である。It is a front view of a 2nd sensor unit. 第２センサユニットの平面図である。It is a top view of a 2nd sensor unit. 電流センサ素子用のインターフェイス回路の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of the interface circuit for current sensor elements. サーミスタ用のインターフェイス回路の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of the interface circuit for the thermistors.

図面を参照して実施例のセンサユニットの組を説明する。第１センサユニットは、外部の電源からバッテリを充電することのできる充電装置を備えたハイブリッド車の電力変換器に適用されるユニットであり、第２センサユニットは、上記した充電装置を備えないハイブリッド車の電力変換器に適用されるユニットである。まず、第１センサユニットが適用されるハイブリッド車（第１ハイブリッド車１００）と、第１センサユニットを説明する。 A set of sensor units according to the embodiment will be described with reference to the drawings. The first sensor unit is a unit that is applied to a power converter of a hybrid vehicle including a charging device that can charge a battery from an external power source, and the second sensor unit is a hybrid that does not include the above-described charging device. It is a unit applied to a car power converter. First, a hybrid vehicle (first hybrid vehicle 100) to which the first sensor unit is applied and the first sensor unit will be described.

図１は、第１ハイブリッド車１００の電力系のブロック図である。第１ハイブリッド車１００は、走行用に三相交流モータ（モータ１０２）とエンジン１０３を備えている。モータ１０２の出力軸とエンジン１０３の出力軸はギアボックス１０４に連結されている。モータ１０２の出力トルクとエンジン１０３の出力トルクはギアボックス１０４で合成され、車軸１０５に伝達される。第１ハイブリッド車１００は、エンジン１０３を停止してモータ１０２のみで走行することもできる。また、ギアボックス１０４は、エンジン１０３の出力トルクを車軸１０５とモータ１０２に分配する場合がある。その場合、第１ハイブリッド車１００は、走行しながらモータ１０２で発電する。 FIG. 1 is a block diagram of an electric power system of first hybrid vehicle 100. The first hybrid vehicle 100 includes a three-phase AC motor (motor 102) and an engine 103 for traveling. The output shaft of the motor 102 and the output shaft of the engine 103 are connected to the gear box 104. The output torque of the motor 102 and the output torque of the engine 103 are combined by the gear box 104 and transmitted to the axle 105. The first hybrid vehicle 100 can also run with only the motor 102 with the engine 103 stopped. Further, the gear box 104 may distribute the output torque of the engine 103 to the axle 105 and the motor 102. In that case, the first hybrid vehicle 100 generates electric power with the motor 102 while traveling.

モータ１０２は、高電圧バッテリ１０１の電力で駆動される。高電圧バッテリ１０１とモータ１０２の間に第１電力変換器５０が接続されている。第１電力変換器５０は、高電圧バッテリ１０１の電圧を昇圧する電圧コンバータ５５、昇圧された直流電力を交流電力に変換するインバータ５７を備えている。電圧コンバータ５５は、インバータ側から送られる電力を降圧して高電圧バッテリ１０１の側へ出力することもできる。即ち、電圧コンバータ５５は、昇圧機能と降圧機能の両方を備える双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。インバータ側から送られる電力とは、モータ１０２発電した交流電力（回生電力）をインバータ５７が直流に変換した電力である。 The motor 102 is driven by the power of the high voltage battery 101. A first power converter 50 is connected between the high voltage battery 101 and the motor 102. The first power converter 50 includes a voltage converter 55 that boosts the voltage of the high voltage battery 101 and an inverter 57 that converts the boosted DC power into AC power. The voltage converter 55 can also step down the electric power sent from the inverter side and output it to the high voltage battery 101 side. That is, the voltage converter 55 is a bidirectional DC-DC converter having both a step-up function and a step-down function. The electric power sent from the inverter side is electric power obtained by converting the AC power (regenerative power) generated by the motor 102 into DC.

第１ハイブリッド車１００は、外部の電源から高電圧バッテリ１０１を充電できるように、充電器１０６とソケット１０７を備えている。ソケット１０７に外部電源から延びるケーブルのプラグを差し込み、外部電源から給電する。充電器１０６が外部電源の電力を高電圧バッテリ１０１の充電に適した電力に変換し、高電圧バッテリ１０１を充電する。外部電源から充電できるハイブリッド車は、プラグインハイブリッド車と呼ばれる。一般に、プラグインハイブリッド車は、非プラグインハイブリッド車よりも大容量のバッテリを搭載する。これは、回生電力だけでなく、外部電源からもバッテリを充電できるからである。 The first hybrid vehicle 100 includes a charger 106 and a socket 107 so that the high voltage battery 101 can be charged from an external power source. A cable plug extending from an external power source is inserted into the socket 107, and power is supplied from the external power source. The charger 106 converts the power of the external power source into power suitable for charging the high voltage battery 101 and charges the high voltage battery 101. A hybrid vehicle that can be charged from an external power source is called a plug-in hybrid vehicle. In general, a plug-in hybrid vehicle has a larger capacity battery than a non-plug-in hybrid vehicle. This is because the battery can be charged not only from regenerative power but also from an external power source.

電圧コンバータ５５は、２個のトランジスタ５６ａ、５６ｂと、各トランジスタに逆並列に接続されているダイオードと、リアクトル５４と、フィルタコンデンサ５３を備えている。２個のトランジスタ５６ａ、５６ｂは直列に接続されており、その直列接続は、電圧コンバータ５５の高電圧側（インバータ側）の正極と負極の間に接続されている。リアクトル５４の一端は、２個のトランジスタ５６ａ、５６ｂの直列接続の中点に接続されている。リアクトル５４の他端は、電圧コンバータ５５の低電圧側（バッテリ側）の正極に接続されている。低電圧側の正極と負極の間にフィルタコンデンサ５３が接続されている。低電圧側の負極と高電圧側の負極は直接に接続されている。図１の電圧コンバータ５５の回路構成とその動作はよく知られているので詳しい説明は省略する。 The voltage converter 55 includes two transistors 56a and 56b, a diode connected in antiparallel to each transistor, a reactor 54, and a filter capacitor 53. The two transistors 56 a and 56 b are connected in series, and the series connection is connected between the positive electrode and the negative electrode on the high voltage side (inverter side) of the voltage converter 55. One end of the reactor 54 is connected to the midpoint of the series connection of the two transistors 56a and 56b. The other end of the reactor 54 is connected to the positive electrode on the low voltage side (battery side) of the voltage converter 55. A filter capacitor 53 is connected between the positive electrode and the negative electrode on the low voltage side. The negative electrode on the low voltage side and the negative electrode on the high voltage side are directly connected. Since the circuit configuration and operation of the voltage converter 55 in FIG. 1 are well known, detailed description thereof will be omitted.

電圧コンバータ５５の高電圧側に、インバータ５７が接続されている。インバータ５７は、電圧コンバータ５５によって昇圧された高電圧バッテリ１０１の直流電力を交流電力に変換し、モータ１０２に供給する。インバータの回路構成とその動作は良く知られているので詳しい説明は省略する。 An inverter 57 is connected to the high voltage side of the voltage converter 55. The inverter 57 converts the DC power of the high voltage battery 101 boosted by the voltage converter 55 into AC power and supplies the AC power to the motor 102. Since the circuit configuration and operation of the inverter are well known, detailed description thereof is omitted.

第１電力変換器５０は、５個の電流センサ５１ａ−５１ｅを備えている。電流センサ５１ａ−５１ｃは、インバータ５７が出力する三相交流の夫々の電流を計測する。電流センサ５１ｄ、５１ｅは、電圧コンバータ５５のリアクトル５４を流れる電流を計測する。即ち、電流センサ５１ｄ、５１ｅは、電圧コンバータ５５を流れる電流を計測する。電流センサ５１ｄ、５１ｅは、同じ電流を計測する。これは、電圧コンバータ５５の電流計測に冗長性を確保するためである。第１ハイブリッド車１００は、プラグインハイブリッド車であり、大容量のバッテリ（高電圧バッテリ１０１）を搭載しており、非プラグインハイブリッド車よりもモータ１０２で走行する割合が大きい。それゆえ、プラグインハイブリッド車は非プラグインハイブリッド車よりも電圧コンバータの負荷が高く、その電流を計測する電流センサも劣化が激しい。それゆえ、第１ハイブリッド車１００では、電圧コンバータ５５の電流計測に対して２個の電流センサを配し、冗長性を確保し、長期間にわたって電圧コンバータ５５の電流計測が行えるようにしている。 The first power converter 50 includes five current sensors 51a-51e. Current sensors 51 a to 51 c measure the currents of the three-phase alternating current output from inverter 57. Current sensors 51 d and 51 e measure the current flowing through reactor 54 of voltage converter 55. That is, the current sensors 51d and 51e measure the current flowing through the voltage converter 55. The current sensors 51d and 51e measure the same current. This is for ensuring redundancy in the current measurement of the voltage converter 55. The first hybrid vehicle 100 is a plug-in hybrid vehicle, is equipped with a large-capacity battery (high voltage battery 101), and travels at a higher rate than the non-plug-in hybrid vehicle. Therefore, the plug-in hybrid vehicle has a higher load on the voltage converter than the non-plug-in hybrid vehicle, and the current sensor that measures the current deteriorates more severely. Therefore, in the first hybrid vehicle 100, two current sensors are arranged for the current measurement of the voltage converter 55 to ensure redundancy and to measure the current of the voltage converter 55 over a long period of time.

電流センサ５１ａ−５１ｅの出力は制御基板５９に送られる。制御基板５９は、モータ１０２の目標出力を上位の制御器から受信し、その目標出力が実現されるように、電圧コンバータ５５のトランジスタ５６ａ、５６ｂ、及び、第１、第２インバータ５７ａ、５７ｂのトランジスタを制御する。制御基板５９は、電流センサ５１ａ−５１ｅの計測値に基づいて、第１、第２インバータ５７ａ、５７ｂの出力が目標出力に一致するようにフィードバック制御を行う。 The outputs of the current sensors 51a-51e are sent to the control board 59. The control board 59 receives the target output of the motor 102 from the host controller and realizes the target output of the transistors 56a and 56b and the first and second inverters 57a and 57b of the voltage converter 55. Control the transistor. The control board 59 performs feedback control based on the measurement values of the current sensors 51a-51e so that the outputs of the first and second inverters 57a, 57b coincide with the target output.

５個の電流センサ５１ａ−５１ｅと、それらの電流センサと制御基板５９を接続するリード線を備えるユニットが第１センサユニット１０である。第１センサユニット１０は、第１ハイブリッド車１００の電力変換器（第１電力変換器５０）に用いられるセンサユニットである。次に、第１センサユニット１０を説明する。 A unit including five current sensors 51 a to 51 e and lead wires connecting these current sensors and the control board 59 is the first sensor unit 10. The first sensor unit 10 is a sensor unit used in the power converter (first power converter 50) of the first hybrid vehicle 100. Next, the first sensor unit 10 will be described.

図２に、第１センサユニット１０の正面図を示し、図３に第１センサユニット１０の平面図を示す。第１センサユニット１０の本体２は、樹脂製であり、その本体２を５本のバスバ３ａ−３ｅが貫通している。図２では、本体２は仮想線で表してあり、その内部に埋設された電流センサ素子（後述）などを実線で描いてある。本体２には、５個の電流センサ素子４ａ−４ｅと、各電流センサ素子４ａ−４ｅのそれぞれに対して集磁コア５ａ−５ｅが埋設されている。集磁コア５ａ−５ｅは、Ｃ字形状をなしている。本体２の内部でバスバ３ａを囲むように集磁コア５ａが配置され、集磁コア５ａのＣ字の切れ目に電流センサ素子４ａが配置されている。電流センサ素子４ａは、磁電変換素子であり、対応するバスバ３ａを流れる電流に起因してバスバ３ａの周囲に発生する磁界を計測する。バスバ３ａが発生する磁界は、集磁コア５ａによって集められ、集中した磁界が集磁コア５ａの切れ目に配置された電流センサ素子４ａを貫く。電流センサ素子４ａの計測値を受信した制御基板５９では、電流センサ素子４ａが計測した磁束の大きさに所定の係数を乗じてバスバ３ａを流れる電流の大きさを特定する。電流センサ素子４ｂ−４ｅと集磁コア５ｂ−５ｅについても同様である。なお、集磁コア５ｅは、図２において、集磁コア５ｄの図面上での奥側に位置している。 FIG. 2 shows a front view of the first sensor unit 10, and FIG. 3 shows a plan view of the first sensor unit 10. The main body 2 of the first sensor unit 10 is made of resin, and five bus bars 3a-3e pass through the main body 2. In FIG. 2, the main body 2 is represented by an imaginary line, and a current sensor element (described later) and the like embedded therein are depicted by a solid line. The main body 2 has five current sensor elements 4a-4e and magnetic flux collecting cores 5a-5e embedded in the respective current sensor elements 4a-4e. The magnetic flux collecting cores 5a-5e are C-shaped. A magnetic flux collecting core 5a is disposed inside the main body 2 so as to surround the bus bar 3a, and a current sensor element 4a is disposed at a C-shaped break of the magnetic flux collecting core 5a. The current sensor element 4a is a magnetoelectric conversion element and measures a magnetic field generated around the bus bar 3a due to a current flowing through the corresponding bus bar 3a. The magnetic field generated by the bus bar 3a is collected by the magnetic flux collecting core 5a, and the concentrated magnetic field passes through the current sensor element 4a arranged at the break of the magnetic flux collecting core 5a. In the control board 59 that has received the measurement value of the current sensor element 4a, the magnitude of the current flowing through the bus bar 3a is specified by multiplying the magnitude of the magnetic flux measured by the current sensor element 4a by a predetermined coefficient. The same applies to the current sensor elements 4b-4e and the magnetic flux collecting cores 5b-5e. Note that the magnetic flux collecting core 5e is located on the back side of the magnetic flux collecting core 5d in FIG.

３本のバスバ３ａ−３ｃは、モータ１０２に電力を供給するインバータ５７の交流出力端と、第１電力変換器５０の筐体のパワー端子（不図示）の間を接続する。パワー端子は、モータ１０２へ三相交流電力を送るパワーケーブルを接続する端子である。バスバ３ａ−３ｃは、インバータ５７の三相交流出力を伝送する。バスバ３ａに配置された電流センサ素子４ａと集磁コア５ａが図１の電流センサ５１ａに相当する。バスバ３ｂに配置された電流センサ素子４ｂと集磁コア５ｂが図１の電流センサ５１ｂに相当する。バスバ３ｃに配置された電流センサ素子４ｃと集磁コア５ｃが図１の電流センサ５１ｃに相当する。 The three bus bars 3 a to 3 c connect between the AC output terminal of the inverter 57 that supplies power to the motor 102 and the power terminal (not shown) of the housing of the first power converter 50. The power terminal is a terminal for connecting a power cable that sends three-phase AC power to the motor 102. Bus bars 3a-3c transmit the three-phase AC output of inverter 57. The current sensor element 4a and the magnetic flux collecting core 5a arranged in the bus bar 3a correspond to the current sensor 51a in FIG. The current sensor element 4b and the magnetic flux collecting core 5b arranged in the bus bar 3b correspond to the current sensor 51b in FIG. The current sensor element 4c and the magnetic flux collecting core 5c arranged in the bus bar 3c correspond to the current sensor 51c in FIG.

バスバ３ｄは、第１電力変換器５０の内部で、リアクトル５４と、２個のトランジスタ５６ａ、５６ｂの直列接続の中点を接続している。バスバ３ｄに配置された電流センサ素子４ｄと集磁コア５ｄが、図１の電流センサ５１ｄに相当する。 The bus bar 3d connects the reactor 54 and the midpoint of the series connection of the two transistors 56a and 56b inside the first power converter 50. The current sensor element 4d and the magnetic flux collecting core 5d arranged in the bus bar 3d correspond to the current sensor 51d in FIG.

図３に示すように、バスバ３ｄｅには、電流センサ素子４ｄと集磁コア５ｄのほかに、電流センサ素子４ｅと集磁コア５ｅが配置されている。電流センサ素子４ｅと集磁コア５ｅも、バスバ３ｄを流れる電流に起因して発生する磁界を計測する。電流センサ素子４ｅと集磁コア５ｅが、図１の電流センサ５１ｅに相当する。 As shown in FIG. 3, in addition to the current sensor element 4d and the magnetic flux collecting core 5d, the current sensor element 4e and the magnetic flux collecting core 5e are arranged in the bus bar 3de. The current sensor element 4e and the magnetic flux collecting core 5e also measure the magnetic field generated due to the current flowing through the bus bar 3d. The current sensor element 4e and the magnetic flux collecting core 5e correspond to the current sensor 51e in FIG.

本体２の上部にセンサ基板６が配置されている。電流センサ素子４ａ−４ｅは、センサ基板６に接続されている。センサ基板６からは９本のリード線８が延びている。リード線８は、各電流センサ素子４ａ−４ｅと制御基板５９を電気的に接続する。電流センサ素子４ａ−４ｅとリード線８ａ−８ｊは、センサ基板６の上で結線されている。図３に、電流センサ素子４ａ−４ｅとリード線８ａ−８ｊの結線状態を示してある。なお、図３では、集磁コア５ａ−５ｅの図示は省略した。また、図３では、リード線８ｆ、８ｇ、８ｈ、８ｊの結線は図示を省略した。リード線８ｆと８ｇは、センサ基板６から電流センサ素子４ａ−４ｃへ駆動電力を送るためのリード線であり、電流センサ素子４ａ−４ｃの夫々の正極と負極に結線されている。リード線８ｈと８ｊは、センサ基板６から電流センサ素子４ｄ、４ｅへ駆動電力を送るためのリード線であり、電流センサ素子４ｄ、４ｅの夫々の正極と負極に結線されている。 A sensor substrate 6 is disposed on the upper portion of the main body 2. The current sensor elements 4a-4e are connected to the sensor substrate 6. Nine lead wires 8 extend from the sensor substrate 6. The lead wire 8 electrically connects each current sensor element 4a-4e and the control board 59. The current sensor elements 4a-4e and the lead wires 8a-8j are connected on the sensor substrate 6. FIG. 3 shows a connection state between the current sensor elements 4a-4e and the lead wires 8a-8j. In FIG. 3, the magnetic cores 5a-5e are not shown. In FIG. 3, the connection of the lead wires 8f, 8g, 8h, and 8j is not shown. The lead wires 8f and 8g are lead wires for sending drive power from the sensor substrate 6 to the current sensor elements 4a-4c, and are connected to the positive and negative electrodes of the current sensor elements 4a-4c. The lead wires 8h and 8j are lead wires for sending drive power from the sensor substrate 6 to the current sensor elements 4d and 4e, and are connected to the positive and negative electrodes of the current sensor elements 4d and 4e, respectively.

リード線８ａ−８ｃは、それぞれ、電流センサ素子４ａ−４ｃの出力端と接続されている。リード線８ｄ、８ｅは、それぞれ、電流センサ素子４ｄ、４ｅの出力端と接続されている。 The lead wires 8a-8c are connected to the output ends of the current sensor elements 4a-4c, respectively. The lead wires 8d and 8e are connected to the output ends of the current sensor elements 4d and 4e, respectively.

第１センサユニット１０の本体２には、温度センサ素子７が埋設されているが、第１電力変換器５０では温度センサ素子７は使われない。即ち、温度センサ素子７の出力端には何も接続されていない。図３の記号９１が示す破線が、開放されている温度センサ素子７の出力端を表している。温度センサ素子７は、第２電力変換器６０（後述）で利用される。 Although the temperature sensor element 7 is embedded in the main body 2 of the first sensor unit 10, the temperature sensor element 7 is not used in the first power converter 50. That is, nothing is connected to the output end of the temperature sensor element 7. The broken line indicated by the symbol 91 in FIG. 3 represents the output end of the temperature sensor element 7 that is open. The temperature sensor element 7 is used in a second power converter 60 (described later).

次に、第２センサユニットを説明する。第２センサユニットは、第２ハイブリッド車２００の電力変換器に適用される。図４に、第２ハイブリッド車２００の電力系のブロック図を示す。第２ハイブリッド車２００は、走行用に三相交流モータ（モータ２０２）とエンジン２０３を備えている。モータ２０２の出力軸とエンジン２０３の出力軸はギアボックス２０４に連結されている。モータ２０２の出力トルクとエンジン２０３の出力トルクはギアボックス２０４で合成され、車軸２０５に伝達される。第２ハイブリッド車２００は、エンジン２０３を停止してモータ２０２のみで走行することもできる。また、ギアボックス２０４は、エンジン２０３の出力トルクを車軸２０５とモータ２０２に分配する場合がある。その場合、第２ハイブリッド車２００は、走行しながらモータ２０２で発電する。 Next, the second sensor unit will be described. The second sensor unit is applied to the power converter of the second hybrid vehicle 200. FIG. 4 shows a block diagram of the power system of second hybrid vehicle 200. The second hybrid vehicle 200 includes a three-phase AC motor (motor 202) and an engine 203 for traveling. The output shaft of the motor 202 and the output shaft of the engine 203 are connected to the gear box 204. The output torque of the motor 202 and the output torque of the engine 203 are combined by the gear box 204 and transmitted to the axle 205. The second hybrid vehicle 200 can also run with only the motor 202 with the engine 203 stopped. The gear box 204 may distribute the output torque of the engine 203 to the axle 205 and the motor 202. In that case, the second hybrid vehicle 200 generates electric power with the motor 202 while traveling.

第２ハイブリッド車２００が第１ハイブリッド車１００と相違する点は、第２ハイブリッド車２００が充電器と充電プラグを備えないことと、高電圧バッテリの容量が第１ハイブリッド車１００のバッテリよりも小さいことである。 The second hybrid vehicle 200 is different from the first hybrid vehicle 100 in that the second hybrid vehicle 200 does not include a charger and a charging plug, and the capacity of the high voltage battery is smaller than the battery of the first hybrid vehicle 100. That is.

モータ２０２は高電圧バッテリ２０１の電力で駆動される。高電圧バッテリ２０１とモータ２０２の間に第２電力変換器６０が接続されている。第２電力変換器６０は、高電圧バッテリ２０１の電圧を昇圧する電圧コンバータ６５、昇圧された直流電力を交流電力に変換するインバータ６７を備えている。電圧コンバータ６５は、２個のトランジスタ６６ａ、６６ｂと、各トランジスタに逆並列に接続されているダイオードと、リアクトル６４と、フィルタコンデンサ６３を備えている。図１と対比すると理解されるように、第２電力変換器６０の電圧コンバータ６５は、第１電力変換器５０の電圧コンバータ５５と同じ回路構成を有している。電圧コンバータ６５も双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。図３の電圧コンバータ６５の回路構成と動作の説明は省略する。 The motor 202 is driven by the power of the high voltage battery 201. A second power converter 60 is connected between the high voltage battery 201 and the motor 202. The second power converter 60 includes a voltage converter 65 that boosts the voltage of the high-voltage battery 201 and an inverter 67 that converts the boosted DC power into AC power. The voltage converter 65 includes two transistors 66a and 66b, a diode connected in antiparallel to each transistor, a reactor 64, and a filter capacitor 63. As understood from comparison with FIG. 1, the voltage converter 65 of the second power converter 60 has the same circuit configuration as the voltage converter 55 of the first power converter 50. The voltage converter 65 is also a bidirectional DC-DC converter. Description of the circuit configuration and operation of the voltage converter 65 of FIG. 3 is omitted.

電圧コンバータ６５の高電圧側に、インバータ６７が接続されている。インバータ６７は、電圧コンバータ６５によって昇圧された高電圧バッテリ２０１の直流電力を交流電力に変換し、モータ２０２に供給する。インバータの回路構成とその動作の説明は省略する。 An inverter 67 is connected to the high voltage side of the voltage converter 65. The inverter 67 converts the DC power of the high voltage battery 201 boosted by the voltage converter 65 into AC power and supplies the AC power to the motor 202. Description of the circuit configuration and operation of the inverter is omitted.

第２電力変換器６０は、４個の電流センサ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄを備えている。また、第２電力変換器６０は、温度センサ６８を備えている。電流センサ６１ａ−６１ｃは、インバータ６７が出力する三相交流の夫々の電流を計測する。電流センサ６１ｄは、リアクトル６４を流れる電流、即ち、電圧コンバータ６５を流れる電流を計測する。電流センサ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄの出力は制御基板６９に送られる。制御基板６９は、モータ２０２の目標出力を上位の制御器から受信し、その目標出力が実現されるように、電圧コンバータ６５のトランジスタ６６ａ、６６ｂ、及び、インバータ６７のトランジスタを制御する。制御基板６９は、電流センサ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄの計測値に基づいて、インバータ６７の出力が目標出力に一致するようにフィードバック制御を行う。 The second power converter 60 includes four current sensors 61a, 61b, 61c, and 61d. The second power converter 60 includes a temperature sensor 68. Current sensors 61 a-61 c measure the currents of the three-phase alternating current output from inverter 67. The current sensor 61d measures the current flowing through the reactor 64, that is, the current flowing through the voltage converter 65. The outputs of the current sensors 61a, 61b, 61c, 61d are sent to the control board 69. The control board 69 receives the target output of the motor 202 from the host controller, and controls the transistors 66a and 66b of the voltage converter 65 and the transistor of the inverter 67 so that the target output is realized. The control board 69 performs feedback control based on the measured values of the current sensors 61a, 61b, 61c, 61d so that the output of the inverter 67 matches the target output.

第１ハイブリッド車１００の第１電力変換器５０が電圧コンバータ５５の電流計測用に２個の電流センサ５１ｄ、５１ｅを備えていたのに対して、第２ハイブリッド車２００の第２電力変換器６０は、電圧コンバータ６５の電流計測用に１個の電流センサ６１ｄのみを備える。これは、第２ハイブリッド車２００が非プラグインハイブリッド車であり、高電圧バッテリ２０１の容量が第１ハイブリッド車１００の高電圧バッテリ１０１の容量よりも小さいからである。第２ハイブリッド車２００は非プラグインであり、第１ハイブリッド車と比較して高電圧バッテリ２０１の電力のみで走行する場合が少ない。第２電力変換器６０の電圧コンバータ６５の使用頻度が第１電力変換器５０の電圧コンバータ５５よりも小さいので、電流センサの劣化が第１電力変換器５０ほどには厳しくない。それゆえ、第２電力変換器６０では電圧コンバータ６５の電流計測に冗長性を確保せず、唯一の電流センサ５１ｄで電圧コンバータ６５の電流を計測する。 Whereas the first power converter 50 of the first hybrid vehicle 100 includes two current sensors 51d and 51e for current measurement of the voltage converter 55, the second power converter 60 of the second hybrid vehicle 200 is provided. Includes only one current sensor 61 d for current measurement of the voltage converter 65. This is because the second hybrid vehicle 200 is a non-plug-in hybrid vehicle, and the capacity of the high voltage battery 201 is smaller than the capacity of the high voltage battery 101 of the first hybrid vehicle 100. The second hybrid vehicle 200 is non-plug-in, and is less likely to travel using only the electric power of the high-voltage battery 201 compared to the first hybrid vehicle. Since the frequency of use of the voltage converter 65 of the second power converter 60 is smaller than that of the voltage converter 55 of the first power converter 50, the deterioration of the current sensor is not as severe as the first power converter 50. Therefore, the second power converter 60 does not ensure redundancy in the current measurement of the voltage converter 65, and measures the current of the voltage converter 65 with the only current sensor 51d.

温度センサ６８は、後述する第２センサユニット２０の温度を計測する。第２センサユニット２０には、電流センサ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄの構成要素である電流センサ素子（後述）が埋設されており、温度センサ６８の計測温度は、それら電流センサ素子の温度の近似値として利用される。温度センサ６８の計測温度が高いとき、電流センサ素子が過熱気味であるとして、制御基板６９は、モータ２０２の出力を制限し、電流センサ素子の温度上昇を抑制する。 The temperature sensor 68 measures the temperature of the second sensor unit 20 described later. In the second sensor unit 20, current sensor elements (described later) that are components of the current sensors 61a, 61b, 61c, and 61d are embedded, and the temperature measured by the temperature sensor 68 is an approximation of the temperature of these current sensor elements. Used as a value. When the measured temperature of the temperature sensor 68 is high, the control board 69 restricts the output of the motor 202 and suppresses the temperature rise of the current sensor element, assuming that the current sensor element is overheated.

４個の電流センサ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ及び温度センサ６８とリード線を備えるユニットが第２センサユニット２０である。リード線は、４個の電流センサ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ及び温度センサ６８と制御基板６９を接続する導電体である。次に、第２センサユニット２０を説明する。 A unit including four current sensors 61a, 61b, 61c, 61d, a temperature sensor 68 and a lead wire is the second sensor unit 20. The lead wire is a conductor that connects the four current sensors 61 a, 61 b, 61 c, 61 d, the temperature sensor 68 and the control board 69. Next, the second sensor unit 20 will be described.

図５に、第２センサユニット２０の正面図を示し、図６に第２センサユニット２０の平面図を示す。第２センサユニット２０のハードウエアは、図２、図３に示した第１センサユニット１０とほぼ同じである。そこで、図５、図６において図２と図３に示した第１センサユニット１０と共通する部品には、１０番台の符号であって、一桁目が図２、図３の部品と同じである符号を付してある。 FIG. 5 shows a front view of the second sensor unit 20, and FIG. 6 shows a plan view of the second sensor unit 20. The hardware of the second sensor unit 20 is almost the same as that of the first sensor unit 10 shown in FIGS. Therefore, in FIGS. 5 and 6, the parts common to the first sensor unit 10 shown in FIGS. 2 and 3 are the numbers in the 10s, and the first digit is the same as the parts in FIGS. 2 and 3. A certain symbol is attached.

３本のバスバ１３ａ−１３ｃは、モータ２０２に電力を供給するインバータ６７の交流出力端と、第２電力変換器６０の筐体のパワー端子（不図示）の間を接続する。パワー端子は、モータ２０２へ三相交流電力を送るパワーケーブルを接続する端子である。バスバ１３ａ−１３ｃは、インバータ６７の出力電力を転送する。バスバ１３ａに配置された電流センサ素子１４ａと集磁コア１５ａが、図４の電流センサ６１ａに相当する。バスバ１３ｂに配置された電流センサ素子１４ｂと集磁コア１５ｂが、図４の電流センサ６１ｂに相当する。バスバ１３ｃに配置された電流センサ素子１４ｃと集磁コア１５ｃが図４の電流センサ６１ｃに相当する。 The three bus bars 13a to 13c connect between the AC output terminal of the inverter 67 that supplies power to the motor 202 and the power terminal (not shown) of the housing of the second power converter 60. The power terminal is a terminal for connecting a power cable that sends three-phase AC power to the motor 202. Bus bars 13a-13c transfer the output power of inverter 67. The current sensor element 14a and the magnetic flux collecting core 15a arranged on the bus bar 13a correspond to the current sensor 61a in FIG. The current sensor element 14b and the magnetic flux collecting core 15b arranged in the bus bar 13b correspond to the current sensor 61b in FIG. The current sensor element 14c and the magnetic flux collecting core 15c arranged on the bus bar 13c correspond to the current sensor 61c in FIG.

バスバ１３ｄは、第２電力変換器６０の内部で、リアクトル６４と、２個のトランジスタ６６ａ、６６ｂの直列接続の中点を接続している。バスバ１３ｄに配置された電流センサ素子１４ｄと集磁コア１５ｄが、図４の電流センサ６１ｄに相当する。 The bus bar 13d connects the reactor 64 and the midpoint of the series connection of the two transistors 66a and 66b inside the second power converter 60. The current sensor element 14d and the magnetic flux collecting core 15d arranged in the bus bar 13d correspond to the current sensor 61d in FIG.

第２センサユニット２０は、電流センサ素子１４ｅ、集磁コア１５ｅを備えるが、それらは第２電力変換器６０では使われない。なお、集磁コア１５ｅは、図５にて、集磁コア１５ｄの奥側に位置している。 The second sensor unit 20 includes a current sensor element 14e and a magnetic flux collecting core 15e, which are not used in the second power converter 60. The magnetic flux collecting core 15e is located on the back side of the magnetic flux collecting core 15d in FIG.

電流センサ素子１４ａ−１４ｃ、１４ｄと制御基板６９は、リード線１８を介して接続されている。電流センサ素子１４ａ−１４ｃ、１４ｄとリード線１８は、センサ基板１６にて結線されている。図６の平面図に、各リード線１８と各センサ素子との結線関係を図示する。図６では、リード線１８ｆ、１８ｇ、１８ｈ、１８ｊの結線は図示を省略した。リード線１８ｆと１８ｇは、センサ基板１６から電流センサ素子１４ａ−１４ｃへ駆動電力を送るためのリード線であり、電流センサ素子１４ａ−１４ｃの夫々の正極と負極に結線されている。リード線１８ｈと１８ｊは、センサ基板１６から電流センサ素子１４ｄへ駆動電力を送るためのリード線であり、電流センサ素子１４ｄの正極と負極に結線されている。リード線１８ｈと１８ｊは、また、温度センサ素子１７へ駆動電力も供給する。 The current sensor elements 14 a to 14 c and 14 d and the control board 69 are connected via the lead wire 18. The current sensor elements 14 a-14 c and 14 d and the lead wire 18 are connected by the sensor substrate 16. The plan view of FIG. 6 illustrates the connection relationship between each lead wire 18 and each sensor element. In FIG. 6, the connection of the lead wires 18f, 18g, 18h, and 18j is not shown. The lead wires 18f and 18g are lead wires for sending driving power from the sensor substrate 16 to the current sensor elements 14a-14c, and are connected to the positive and negative electrodes of the current sensor elements 14a-14c. The lead wires 18h and 18j are lead wires for sending driving power from the sensor substrate 16 to the current sensor element 14d, and are connected to the positive electrode and the negative electrode of the current sensor element 14d. The lead wires 18 h and 18 j also supply driving power to the temperature sensor element 17.

第２センサユニット２０において、第１センサユニット１０と相違するのは、センサ基板１６における結線状態のみである。図３に示した第１センサユニット１０では、電流センサ素子４ｅの出力端がリード線８ｅに接続されていた。これに対して第２センサユニット２０では、リード線１８ｅが温度センサ素子１７の出力端に接続されている。なお、温度センサ素子１７は、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタであり、その出力端とは、センサ駆動電源の正極が接続される端である。先に述べたように、電流センサ素子１４ｅは第２電力変換器６０では使われないので、電流センサ素子１４ｅは、結線されていない。図６における点線９２が、電流センサ素子４ｅが結線されていないことを表している。 The second sensor unit 20 differs from the first sensor unit 10 only in the connection state on the sensor substrate 16. In the first sensor unit 10 shown in FIG. 3, the output end of the current sensor element 4e is connected to the lead wire 8e. On the other hand, in the second sensor unit 20, the lead wire 18 e is connected to the output end of the temperature sensor element 17. The temperature sensor element 17 is a thermistor whose resistance value changes according to temperature, and its output end is an end to which the positive electrode of the sensor drive power supply is connected. As described above, since the current sensor element 14e is not used in the second power converter 60, the current sensor element 14e is not connected. A dotted line 92 in FIG. 6 indicates that the current sensor element 4e is not connected.

第２センサユニット２０では、温度センサ素子１７が本体１２の温度を計測する。本体１２には、電流センサ素子１４ａ−１４ｄが埋設されており、温度センサ素子１７は、電流センサ素子１４ａ−１４ｄの近傍に配置されている。温度センサ素子１７の計測温度は、電流センサ素子１４ａ−１４ｄの温度の近似値として利用される。温度センサ素子１７の計測データはリード線１８ｄを介して制御基板６９に伝達される。制御基板６９では、温度センサ素子１７の計測値が所定の閾値を超えると、電流センサ素子１４ａ−１４ｄの過熱防止のため、第２電力変換器６０の出力（即ちモータ２０２の出力）を制限する。 In the second sensor unit 20, the temperature sensor element 17 measures the temperature of the main body 12. Current sensor elements 14a-14d are embedded in the main body 12, and the temperature sensor element 17 is disposed in the vicinity of the current sensor elements 14a-14d. The measured temperature of the temperature sensor element 17 is used as an approximate value of the temperature of the current sensor elements 14a-14d. The measurement data of the temperature sensor element 17 is transmitted to the control board 69 via the lead wire 18d. In the control board 69, when the measured value of the temperature sensor element 17 exceeds a predetermined threshold, the output of the second power converter 60 (that is, the output of the motor 202) is limited to prevent overheating of the current sensor elements 14a-14d. .

先に述べたように、第２センサユニット２０のハードウエア構成は第１センサユニット１０のハードウエア構成とほぼ同じであり、センサ基板６（１６）におけるセンサ素子とリード線の結線状態がわずかに異なるだけである。第１センサユニット１０と第２センサユニット２０は、共通のハードウエアから、夫々、わずかな変更のみで実現することができる。 As described above, the hardware configuration of the second sensor unit 20 is almost the same as the hardware configuration of the first sensor unit 10, and the connection between the sensor elements and the lead wires on the sensor substrate 6 (16) is slightly different. It is only different. The first sensor unit 10 and the second sensor unit 20 can be realized from common hardware with only slight changes.

第１センサユニット１０と第２センサユニット２０は、それらの形状（即ち、本体２の形状と本体１２の形状）と、リード線（リード線８とリード線１８）の数と配置が同じである。即ち、第１センサユニット１０と第２センサユニット２０は、ともに、本体２、本体１２の同じ箇所から同数のリード線８、１８が延びている。以下、第１センサユニット１０と第２センサユニット２０のリード線の対応関係を述べる。第１センサユニット１０の複数のリード線８のうち、３個の電流センサ素子４ａ−４ｃ（図１における電流センサ５１ａ−５１ｃ）の信号を伝達するリード線８ａ−８ｃにセンサユニットの構造上で対応する第２センサユニット２０のリード線１８ａ−１８ｃが、３個の電流センサ素子１４ａ−１４ｃの信号を伝達するリード線である。第１センサユニット１０の複数のリード線８のうち、２個の電流センサ素子４ｄ、４ｅの一方の信号を伝達するリード線８ｄにセンサユニットの構造上で対応する第２センサユニット２０のリード線１８ｄが、電流センサ素子１４ｄの信号を伝達するリード線である。２個の電流センサ素子４ｄ、４ｅの他方の信号を伝達するリード線８ｅにセンサユニットの構造上で対応する第２センサユニット２０のリード線１８ｅが、温度センサ素子１７の信号を伝達するリード線である。なお、「センサユニットの構造上で対応する」とは、別言すれば、第１センサユニット１０と第２センサユニット２０の外観上で対応する、という意味である。 The first sensor unit 10 and the second sensor unit 20 have the same shape (that is, the shape of the main body 2 and the shape of the main body 12) and the number and arrangement of lead wires (lead wires 8 and lead wires 18). . That is, in the first sensor unit 10 and the second sensor unit 20, the same number of lead wires 8 and 18 extend from the same portion of the main body 2 and the main body 12. Hereinafter, the correspondence relationship between the lead wires of the first sensor unit 10 and the second sensor unit 20 will be described. Among the plurality of lead wires 8 of the first sensor unit 10, the lead wires 8a-8c for transmitting signals of the three current sensor elements 4a-4c (current sensors 51a-51c in FIG. 1) are arranged on the sensor unit structure. Corresponding lead wires 18a-18c of the second sensor unit 20 are lead wires for transmitting signals of the three current sensor elements 14a-14c. Among the plurality of lead wires 8 of the first sensor unit 10, the lead wire of the second sensor unit 20 corresponding to the lead wire 8d that transmits one signal of the two current sensor elements 4d and 4e in terms of the structure of the sensor unit. Reference numeral 18d denotes a lead wire for transmitting a signal from the current sensor element 14d. A lead wire 18e of the second sensor unit 20 corresponding to the lead wire 8e that transmits the other signal of the two current sensor elements 4d and 4e in terms of the structure of the sensor unit transmits a signal of the temperature sensor element 17. It is. In addition, “corresponding on the structure of the sensor unit” means that it corresponds on the appearance of the first sensor unit 10 and the second sensor unit 20 in other words.

上記の通り、第１センサユニット１０と第２センサユニット２０は、外形状と、リード線の配置と数が同じである。第１センサユニット１０と第２センサユニット２０の組を採用することによって、第１ハイブリッド車１００の電力変換器（第１電力変換器５０）と第２ハイブリッド車２００の電力変換器（第２電力変換器６０）で部品の共通化が図れる。そして、第１電力変換器５０では利用されている第１センサユニット１０のリード線８ｅとセンサユニットの構造上で対応する第２センサユニット２０のリード線１８ｅを利用して温度センサ素子１７の出力を制御基板６９へ伝達する。実施例の第２センサユニット２０は、第１電力変換器５０（第１センサユニット１０）では利用されるが第２電力変換器６０（第２センサユニット２０）では利用されていなかったリード線１８ｅを有効に利用する。より具体的には、第２センサユニット２０では、新たにリード線を付加することなく、温度センサ素子の出力を制御基板６９へ伝達することができる。実施例の第１センサユニット１０と第２センサユニット２０の組は、共通のハードウエアを利用して実現することができ、そのうちの一方の第２センサユニット２０において、新たにリード線を付加することなく、温度センサ素子を付加することができる。 As described above, the first sensor unit 10 and the second sensor unit 20 have the same outer shape and the same number and arrangement of lead wires. By adopting a set of the first sensor unit 10 and the second sensor unit 20, the power converter (first power converter 50) of the first hybrid vehicle 100 and the power converter (second power) of the second hybrid vehicle 200 are used. The converter 60) can share parts. The first power converter 50 uses the lead wire 8e of the first sensor unit 10 that is used and the lead wire 18e of the second sensor unit 20 corresponding to the structure of the sensor unit to output the temperature sensor element 17. Is transmitted to the control board 69. The second sensor unit 20 of the embodiment is used in the first power converter 50 (first sensor unit 10) but is not used in the second power converter 60 (second sensor unit 20). Is used effectively. More specifically, the second sensor unit 20 can transmit the output of the temperature sensor element to the control board 69 without newly adding a lead wire. The set of the first sensor unit 10 and the second sensor unit 20 of the embodiment can be realized by using common hardware, and one of the second sensor units 20 adds a new lead wire. Without adding a temperature sensor element.

第１電力変換器５０の第１センサユニット１０は、リード線８ｅを介して電流センサ素子４ｅの信号を制御基板５９へ伝達する。第２電力変換器６０の第２センサユニット２０では、第１センサユニット１０のリード線８ｅにセンサユニットの構造上で対応するリード線１８ｅを介して温度センサ素子１７の信号を制御基板６９へ伝達する。電流センサ素子４ｅは典型的にはホール素子であり、温度センサ素子１７は典型的にはサーミスタである。ホール素子は一定の電力を供給し、感知した磁界の強さに応じた電圧を出力する。サーミスタは、温度に応じて抵抗値が変化する素子である。第１センサユニット１０と接続される制御基板５９では、ホール素子（電流センサ素子４ｅ）のセンサ出力（電圧出力）を取り込むためのインターフェイス回路が必要であり、第２センサユニット２０と接続される制御基板６９では、サーミスタ（温度センサ素子１７）のセンサ出力（抵抗値の変化）を取り込むインターフェイス回路が必要となる。ホール素子用のインターフェイス回路と、サーミスタ用のインターフェイス回路を例示する。 The first sensor unit 10 of the first power converter 50 transmits the signal of the current sensor element 4e to the control board 59 via the lead wire 8e. In the second sensor unit 20 of the second power converter 60, the signal of the temperature sensor element 17 is transmitted to the control board 69 via the lead wire 18e corresponding to the lead wire 8e of the first sensor unit 10 on the structure of the sensor unit. To do. The current sensor element 4e is typically a Hall element, and the temperature sensor element 17 is typically a thermistor. The Hall element supplies a constant power and outputs a voltage corresponding to the detected magnetic field strength. The thermistor is an element whose resistance value changes with temperature. The control board 59 connected to the first sensor unit 10 requires an interface circuit for taking in the sensor output (voltage output) of the Hall element (current sensor element 4 e), and the control connected to the second sensor unit 20. The board 69 requires an interface circuit that captures the sensor output (change in resistance value) of the thermistor (temperature sensor element 17). An interface circuit for a Hall element and an interface circuit for a thermistor are illustrated.

図７に電流センサ素子４ｅ（ホール素子）のセンサ出力を取り込むためのインターフェイス回路の一例を示す。第１センサユニット１０と制御基板５９の接続回路では、リード線８ｈを通じて制御基板５９の電源８１の電力を電流センサ素子４ｅ（ホール素子）に供給する。リード線８ｊを通じて電流センサ素子４ｅ（ホール素子）の負極が制御基板５９のグランドに接続される。電流センサ素子４ｅ（ホール素子）の出力は、リード線８ｅを介して制御基板５９のインターフェイス回路８０ａに入力される。リード線８ｅと接続されている入力線８８は、途中で抵抗８３を介してグランドＧに接続されるとともに、ＣＰＵとの接続端子８９へつながっている。なお、抵抗８２とコンデンサ８４はノイズフィルタである。電流センサ素子４ｄの出力電圧の変化に応じて、ＣＰＵとの接続端子８９の電圧が、グランドＧを基準にして変化する。制御基板５９のＣＰＵ（不図示）は、グランドＧを基準とした電流センサ素子４ｅの電圧によって、バスバ３ｄを流れる電流の大きさを特定することができる。 FIG. 7 shows an example of an interface circuit for taking in the sensor output of the current sensor element 4e (Hall element). In the connection circuit between the first sensor unit 10 and the control board 59, the power of the power source 81 of the control board 59 is supplied to the current sensor element 4e (Hall element) through the lead wire 8h. The negative electrode of the current sensor element 4e (Hall element) is connected to the ground of the control board 59 through the lead wire 8j. The output of the current sensor element 4e (Hall element) is input to the interface circuit 80a of the control board 59 via the lead wire 8e. An input line 88 connected to the lead wire 8e is connected to the ground G through a resistor 83 on the way and to a connection terminal 89 with the CPU. The resistor 82 and the capacitor 84 are noise filters. In accordance with the change in the output voltage of the current sensor element 4d, the voltage at the connection terminal 89 with the CPU changes with reference to the ground G. The CPU (not shown) of the control board 59 can specify the magnitude of the current flowing through the bus bar 3d by the voltage of the current sensor element 4e with respect to the ground G.

図８に、温度センサ素子１７（サーミスタ）のセンサ出力を取り込むインターフェイス回路の一例を示す。第２センサユニット２０と制御基板６９の接続回路では、温度センサ素子１７（サーミスタ）の一端は、リード線１８ｊを介して制御基板６９のグランドＧと接続される。温度センサ素子１７（サーミスタ）の他端は、リード線１８ｅを通じてインターフェイス回路８０ｂの入力線８８に接続される。入力線８８は、抵抗８５を介して電源８１と接続されている。入力線８８は、ＣＰＵとの接続端子８９へつながっている。なお、抵抗８２とコンデンサ８４はノイズフィルタである。温度センサ素子１７（サーミスタ）は、温度に応じて抵抗が変化する。温度センサ素子１７（サーミスタ）の検知した温度に応じてその抵抗が変化し、接続端子８９の電圧が変化する。制御基板５９のＣＰＵ（不図示）は、抵抗８５と温度センサ素子１７（サーミスタ）の抵抗比で定まる電源８１の分圧によって、検知した温度の大きさを特定することができる。 FIG. 8 shows an example of an interface circuit that captures the sensor output of the temperature sensor element 17 (thermistor). In the connection circuit between the second sensor unit 20 and the control board 69, one end of the temperature sensor element 17 (thermistor) is connected to the ground G of the control board 69 via a lead wire 18j. The other end of the temperature sensor element 17 (thermistor) is connected to the input line 88 of the interface circuit 80b through the lead wire 18e. The input line 88 is connected to the power source 81 via the resistor 85. The input line 88 is connected to a connection terminal 89 with the CPU. The resistor 82 and the capacitor 84 are noise filters. The resistance of the temperature sensor element 17 (thermistor) changes according to temperature. The resistance changes according to the temperature detected by the temperature sensor element 17 (thermistor), and the voltage at the connection terminal 89 changes. The CPU (not shown) of the control board 59 can specify the magnitude of the detected temperature by the partial pressure of the power supply 81 determined by the resistance ratio of the resistor 85 and the temperature sensor element 17 (thermistor).

図７と図８を対比すると理解されるように、電流センサ素子４ｅ（ホール素子）のインターフェイス回路８０ａと温度センサ素子１７（サーミスタ）のインターフェイス回路８０ｂは、抵抗８３と抵抗８５が相違するだけで残りの部分は同じである。すなわち、インターフェイス回路８０ａとインターフェイス回路８０ｂは似ている。このことは、第１電力変換器５０と第２電力変換器６０のセンサユニットを共通化する場合、制御基板５９と制御基板６９の一部も共通化できる可能性があることを示している。 As understood from the comparison between FIG. 7 and FIG. 8, the interface circuit 80a of the current sensor element 4e (Hall element) and the interface circuit 80b of the temperature sensor element 17 (Thermistor) differ only in the resistance 83 and the resistance 85. The rest is the same. That is, the interface circuit 80a and the interface circuit 80b are similar. This indicates that when the sensor units of the first power converter 50 and the second power converter 60 are shared, the control board 59 and the control board 69 may be partly shared.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例の第１センサユニット１０は、第１電力変換器５０では使われないが、第２電力変換器６０では使われる温度センサ素子７を備えている。第１センサユニット１０は、温度センサ素子７を備えていなくてもよい。実施例の第２センサユニット２０は、第２電力変換器６０では使われないが、第１電力変換器５０では使われる電流センサ素子１４ｅと集磁コア１５ｅを備えていた。第２センサユニット２０は、電流センサ素子１４ｅと集磁コア１５ｅを備えていなくてもよい。 Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. The first sensor unit 10 of the embodiment includes the temperature sensor element 7 that is not used in the first power converter 50 but is used in the second power converter 60. The first sensor unit 10 may not include the temperature sensor element 7. The second sensor unit 20 of the embodiment includes the current sensor element 14e and the magnetic flux collecting core 15e that are not used in the second power converter 60 but are used in the first power converter 50. The second sensor unit 20 may not include the current sensor element 14e and the magnetism collecting core 15e.

実施例の電流センサ素子４ａ−４ｃが請求項の「第１電流センサ素子」の一例であり、実施例の電流センサ素子４ｄ、４ｅが請求項の「第２電流センサ素子」の一例である。実施例の電流センサ素子１４ａ−１４ｃが請求項の「第３電流センサ素子」の一例である。実施例の電流センサ素子１４ｄが請求項の「第４電流センサ素子」の一例である。 The current sensor elements 4a to 4c in the embodiment are examples of “first current sensor elements” in the claims, and the current sensor elements 4d and 4e in the embodiments are examples of “second current sensor elements” in the claims. The current sensor elements 14a to 14c of the embodiments are examples of the “third current sensor element” in the claims. The current sensor element 14d according to the embodiment is an example of the “fourth current sensor element” in the claims.

実施例ではハイブリッド車用の電力変換器のセンサユニットを例に説明した。本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車に限定されるものではない。本明細書が開示する技術は、エンジンを備えずモータのみで走行する自動車に適用することも可能である。 In the embodiment, a sensor unit of a power converter for a hybrid vehicle has been described as an example. The technology disclosed in this specification is not limited to a hybrid vehicle. The technology disclosed in the present specification can also be applied to an automobile that does not include an engine and runs only by a motor.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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様々に変形、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、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合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し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

２、１２：本体
３ａ−３ｄ、１３ａ−１３ｄ：バスバ
４ａ−４ｅ、１４ａ−１４ｅ：電流センサ素子
５ａ−５ｅ、１５ａ−１５ｅ：集磁コア
６、１６：センサ基板
７、１７：温度センサ素子
８ａ−８ｊ、１８ａ−１８ｊ：リード線
１０：第１センサユニット
２０：第２センサユニット
５０：第１電力変換器
５１ａ−５１ｅ、６１ａ−６１ｅ：電流センサ
５３、６３：フィルタコンデンサ
５４、６４：リアクトル
５５、６５：電圧コンバータ
５６ａ、５６ｂ、６６ａ、６６ｂ：トランジスタ
５７、６７：インバータ
５９、６９：制御基板
６０：第２電力変換器
６８：温度センサ
８０ａ、８０ｂ：インターフェイス回路
８１：電源
８２：抵抗
８３：抵抗
８４：コンデンサ
８５：抵抗
１００：第１ハイブリッド車
１０１、２０１：高電圧バッテリ
１０２、２０２：モータ
２００：第２ハイブリッド車
Ｇ：グランド 2, 12: Main bodies 3a-3d, 13a-13d: Bus bars 4a-4e, 14a-14e: Current sensor elements 5a-5e, 15a-15e: Magnetic flux collecting cores 6, 16: Sensor substrate 7, 17: Temperature sensor element 8a -8j, 18a-18j: Lead wire 10: First sensor unit 20: Second sensor unit 50: First power converters 51a-51e, 61a-61e: Current sensor 53, 63: Filter capacitor 54, 64: Reactor 55 65: Voltage converters 56a, 56b, 66a, 66b: Transistors 57, 67: Inverters 59, 69: Control board 60: Second power converter 68: Temperature sensors 80a, 80b: Interface circuit 81: Power supply 82: Resistor 83: Resistance 84: Capacitor 85: Resistance 100: First hybrid vehicle 101, 201: High voltage battery 1 2,202: motor 200: the second hybrid vehicle G: Grand

Claims

A set of a first sensor unit used in the first power converter and a second sensor unit mounted in the second power converter;
Each of the first power converter and the second power converter includes a voltage converter that boosts the voltage of the battery, and an inverter that converts the power of the boosted voltage into driving power for a three-phase AC motor for traveling. Has
The first sensor unit includes:
Three first current sensor elements for measuring the current flowing through each of the three bus bars transmitting the three-phase AC output of the inverter of the first power converter;
Two second current sensor elements for measuring a current flowing through the voltage converter of the first power converter;
With
The second sensor unit is
Three third current sensor elements for measuring the current flowing through each of the three bus bars that transmit the three-phase AC output of the inverter of the second power converter;
One fourth current sensor element for measuring a current flowing through the voltage converter of the power converter;
A temperature sensor element for measuring the temperature of the second sensor unit;
With
The first sensor unit and the second sensor unit have the same outer shape, and the same number of lead wires extend from the same location,
Among the plurality of lead wires, the lead wire of the second sensor unit corresponding to the lead wire for transmitting the signals of the three first current sensor elements in the first sensor unit on the structure of the sensor unit is 3 Lead wires for transmitting signals of the third current sensor elements,
Among the plurality of lead wires, the lead wire of the second sensor unit corresponding to the lead wire for transmitting one signal of the two second current sensors in the first sensor unit on the structure of the sensor unit, A lead wire for transmitting a signal of the third current sensor;
Among the plurality of lead wires, the lead wire of the second sensor unit corresponding to the lead wire transmitting the other signal of the two second current sensors in the first sensor unit on the structure of the sensor unit, A sensor unit set which is a lead wire for transmitting a signal of the temperature sensor element.