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Die
vorliegenden Erfindung betrifft einen Stromdetektor zum Detektieren
eines Stromflusses in einer elektrischen Schaltung, die an einem
Ausrüstungsgegenstand,
wie einem Automobil oder dergleichen, montiert ist, und insbesondere
einen Stromdetektor mit der Fähigkeit,
eine Stromdetektionsgenauigkeit zu erhöhen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 und einen Anschlusskasten, in dem der Stromdetektor verwendet
wird.
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Ein
derartiger Stromdetektor ist beispielsweise bekannt aus
DE 298 04 737 U1 ,
in der eine Messvorrichtung zum Bestimmen eines einen elektrischen Leiter
durchfließenden
Stroms offenbart ist.
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In
US-A-4,894,610 ist
eine Stromtransformationsanordnung für ein elektrostatisches Messgerät beschrieben.
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In
EP 0 679 128 B1 ist
ein Gerät
zum Bilden einer Verbindungsbox mit einem-Shunt-Busstab, der hierin
angeordnet ist, offenbart.
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In
US-A-5,717,327 ist
ein Stromsensor beschrieben, der einen stromführenden Busstab zum Definieren
eines Paares elektrisch paralleler stromführender Pfade jeweils mit einer
unterschiedlichen Querschnittsfläche
enthält.
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Üblicherweise
ist ein Stromdetektor zum Detektieren eines Stromflusses in einer
elektrischen Schaltung bekannt, der beispielsweise bei einem Automobil
montiert ist, unter Verwendung eines Hall-Elements gemäss einem
Beispiel für
ein Magnet/Elektro-Umsetzelement. Ein Beispiel für diese Art von Stromdetektor
ist in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung
JP 05-223849 A offenbart. Der
Stromdetektor ist so, wie in den
1A bis
1C gezeigt,
ausgebildet, mit einem Leiter
1, der einen schleifenförmigen Strompfad
1b bildet,
durch Anwenden von Einkerbungen
1a in derselben Ebene oder
durch ein Biegen derart, dass ein zu detektierender Strom I fließt, und
mit einem Magnet/Elektro-Umsetzelement
2 um Umsetzen eines
Magnetflusses, der durch den zu detektierenden Strom I erzeugt wird
und über
den Leiter
1 fließt,
in ein elektrisches Signal.
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Bei
diesem Stromdetektor fließt
der zu detektierende Strom I über
den schleifenförmigen
Strompfad 1b, der in dem Leiter 1 gebildet wird,
wodurch der Magnetfluss erzeugt wird. Der Magnetfluss wird in ein
elektrisches Signal durch das Magnet/Elektro-Umsetzelement 2 umgesetzt,
wodurch ein elektrisches Signal proportional zu der Größe des zu
detektierenden Stroms I erhalten werden kann. Da dieser Stromdetektor
zweimal oder öfter
den Magnetfluss im Vergleich zu dem Fall misst, dass das Elektro/Magnet-Umsetzelement in
der Nähe
zu einem geraden Leiter platziert ist, ist es möglich, eine Genauigkeit für das Detektieren
des Stroms zu erhöhen.
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Jedoch
besteht bei dem in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung
JP 05-223849 A offenbarten
Stromdetektor aufgrund der Tatsache, dass der Magnetfluss, der durch
den Strom erzeugt wird, der über
den Leiterkörper
mit Ausnahme des gemessenen Leiters fließt, eine Störung darstellt und einen Einfluss
auf ein Detektionsergebnis ausübt,
ein Problem dahingehend, dass es unmöglich ist, genau den durch
den zu messenden Leiter fließenden Strom
zu detektieren.
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Ein
technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
eines Stromdetektors, der genau einen durch einen zu vermessenden
Leiter fließenden
Strom detektieren kann, sowie einen elektrischen Anschlusskasten
bzw. eine elektrische Anschlussbox unter Verwendung des elektrischen
Detektors.
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Die
vorliegende Erfindung ist – wie
nachfolgend dargelegt – strukturiert,
um das oben erwähnte technische
Problem zu lösen.
Gemäss
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromdetektor
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 geschaffen, enthaltend einen
zu messenden Leiter, in dem eine Durchgangsöffnung gebildet ist, derart, dass
der zu messende Leiter einen ersten Zweigpfad und einen zweiten
Zweigpfad zum Aufteilen eines in zwei Abschnitte fließenden Stroms
enthält;
ein erstes Magnet/Elektro-Umsetzelement, das in der Durchgangsöffnung des
zu messenden Leiters angeordnet ist, derart, dass das erste Magnet/Elektro-Umsetzelement
zum Detektieren einer Störung
vorgesehen ist; und ein zweites Magnet/Elektro-Umsetzelement, das
außerhalb
des ersten Zweigpfads und des zweiten Zweigpfads angeordnet ist,
der in dem zu messenden Leiter gebildet ist, wobei eine Ausgangsgröße von dem
zweiten Magnet/Elektroumsetzelement auf der Grundlage einer Ausgangsgröße von dem ersten
Magnet/Elektro-Umsetzelement korrigiert wird.
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Gemäss der Erfindung
fließt
der durch den zu vermessenden Leiter fließende Strom durch den ersten
Zweigpfad und den zweiten Zweigpfad in aufgeteilter Weise. Da in
diesem Fall eine Richtung und eine Größe des über den ersten Zweigpfad fließenden Stroms
dieselbe wie diejenige des über
den zweiten Zweigpfad fließenden
Stroms ist, weisen der durch den über die ersten Zweigpfad fließenden Strom
erzeugte Magnetfluss und der durch den über den zweiten Zweigpfad fließenden Strom
erzeugt Magnetfluss dieselbe Stärke
und entgegengesetzte Richtungen bei einer Position der Durchgangsöffnung auf.
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Im
Ergebnis gibt aufgrund der Tatsache, dass sich beide Magnetflüsse zusammen
bei der Position der Durchgangsöffnung
negieren, das erste Magnet/Elektro-Umsetzelement, das in der Durchgangsöffnung angeordnet
ist, einen Wert von Null dann aus, wenn ein Magnetfluss anders als
der Magnetfluss auf der Grundlage des über den zu messenden Leiter
fließenden
Stroms nicht existiert (hiernach wird hierauf als "Störmagnetfeld" Bezug genommen). Dies
bedeutet, dass das erste Magnet/Elektro-Umsetzelement ein elektrisches Signal
gemäss
einer Stärke
des Störmagnetfelds
ausgibt.
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Andererseits
gibt aufgrund der Tatsache, dass das zweite Magnet/Elektro-Umsetzelement
außerhalb
des ersten Zweigpfads oder des zweiten Zweigpfads angeordnet ist,
das zweite Magnet/Elektro-Umsetzelement ein elektrisches Signal
gemäss einer
Stärke
eines kombinierten Magnetfelds zwischen den durch den über den
ersten Zweigpfad fließenden
Strom erzeugten Magnetfeld und durch den über den zweiten Zweigpfad fließenden Strom
erzeugten Magnetfeld aus. Zu diesem Zeitpunkt gibt dann, wenn eine
Störmagnetfeld-Eingangsgröße bei dem
zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement existiert, das zweite Magnet/Elektro-Umsetzelement
ein elektrisches Signal gemäss
einer Stärke
eines Magnetfelds aus, das durch Kombination des Störmagnetfelds
mit dem kombinierten Magnetfeld erhalten wird.
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Demnach
reflektiert beispielsweise dann, wenn eine Korrektur so durchgeführt wird,
dass das elektrische Signal von dem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement
von dem elektrischen Signal von dem zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement entfernt
wird, das korrigierte elektrische Signal genau die Größe des durch
den zu vermessenden Leiter fließenden
Stroms wieder, so dass es möglich
ist, genau den durch den zu messenden Leiter fließenden Strom
zu detektieren.
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Ferner
ist gemäss
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit
von dem ersten Aspekt ein Stromdetektor so vorgesehen, dass das
zweite Magnet/Elektro-Umsetzelement in derselben Ebene wie eine
Ebene mit dem ersten Zweigpfad und dem zweiten Zweigpfad angeordnet
ist und außerhalb
sowohl von dem ersten Zweigpfad als auch dem zweiten Zweigpfad angeordnet
ist.
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Gemäss der vorliegenden
Erfindung tritt aufgrund der Tatsache, dass das zweite Magnet/Elektro-Umsetzelement
in derselben Ebene angeordnet ist, wie die Ebene, die den ersten
Zweigpfad und den zweiten Zweigpfad enthält, der in dem zu messenden Leiter
gebildet ist und zudem außerhalb
von dem ersten Zweigpfad oder dem zweiten Zweigpfad, jeder durch
den über
den ersten Zweigpfad fließenden Strom
erzeugte Magnetfluss und durch den über den zweiten Zweigpfad fließenden Strom
erzeugten Magnetfluss im wesentlichen vertikal durch eine Magnetmessfläche des
zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelements, so dass ein größeres elektrisches
Signal ausgegeben wird, wodurch sich eine höhere Empfindlichkeit erhalten
lässt.
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Gemäss einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, rückbezogen auf den ersten oder
den zweiten Aspekt, wird ein Stromdetektor geschaffen, der ferner
einen Korrekturabschnitt enthält,
und zwar zum Korrigieren einer elektrischen Signalausgangsgröße von dem
zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement auf der Grundlage eines anderen
elektrischen Signals, das von dem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement
ausgegeben wird.
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Gemäss der Erfindung
korrigiert der Korrekturabschnitt das von dem zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement
ausgegebene elektrische Signal auf der Grundlage des von dem ersten
Magnet/Elektro-Umsetzelement ausgegebenen elektrischen Signals.
Die Korrektur lässt
sich beispielsweise in einer solchen Weise durchführen, dass
das elektrische Signal von dem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement von
dem elektrischen Signal von dem zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement entfernt
wird. Im Ergebnis ist es aufgrund der Tatsache, dass das von dem Korrekturabschnitt
ausgegebene elektrische Signal genau die Größe des durch den zu messenden
Leiter fließenden
Stroms reflektiert, möglich,
genau den durch den zu messenden Leiter fließenden Strom zu detektieren.
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Gemäss einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische
Anschlussbox mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 geschaffen, enthaltend
mehrere Leiter, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet
sind; und einen Stromdetektor, derart, dass der Stromdetektor einen
zu messenden Leiter enthält,
der aus irgendeinem der mehreren Leiter herausgenommen ist, die
im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, indem eine
Durchgangsöffnung
gebildet wird, derart, dass der zu messende Leiter einen ersten
Zweigpfad und einen zweiten Zweigpfad zum Aufteilen eines in zwei Abschnitten
fließenden
Stroms aufweist; ein erstes Magnet/Elektro-Umsetzelement, das in der Durchgangsöffnung des
zu messenden Leiters angeordnet ist, derart, dass das erste Magnet/Elektro-Umsetzelement
zum Detektieren einer Störung
vorgesehen ist; und ein zweites Magnet/Elektro-Umsetzelement, das außerhalb
von dem ersten Zweigpfad und dem zweiten Zweigpfad angeordnet ist,
die in dem zu messenden Leiter gebildet sind.
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Gemäss der oben
erwähnten
Erfindung wird aufgrund der Tatsache, dass der Stromdetektor in
der elektrischen Anschlussbox angeordnet ist, in der mehrere Leiter
angeordnet sind, jeder der mehreren Leiter als der zu messende Leiter
festgelegt, die Durchgangsöffnung
ist in dem zu messenden Leiter gebildet und der erste Zweigpfad
und der zweite Zweigpfad zum Unterteilen des über die Durchgangsöffnung fließenden Stroms
in zwei Abschnitte sind in dem zu messenden Leiter gebildet, der
durch den über
den ersten Zweigpfad fließenden
Strom erzeugte Magnetfluss und der durch den über den zweiten Zweigpfad fließenden Strom
erzeugte Magnetpfad/fluss negieren einander bei der Position der Durchgangsöffnung,
so dass das erste Magnet/Elektro-Umsetzelement das elektrische Signal
gemäss der
Stärke
des Störmagnetfelds
ausgibt. Im Gegensatz hierzu gibt das zweite Magnet/Elektro-Umsetzelement
das elektrische Signal gemäss
der Stärke
des Magnetfelds aus, das durch weiteres Kombinieren des Störmagnetfelds
mit dem kombinierten Magnetfeld zwischen dem durch den über den
ersten Zweigpfad fließenden
Strom erzeugten Magnetfeld und dem über den zweiten Zweigpfad fließenden Storm erzeugten
Magnetfeld erhalten wird.
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Demnach
reflektiert beispielsweise dann, wenn eine Korrektur so durchgeführt wird,
dass das elektrische Signal von dem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement
von dem elektrischen Signal von dem zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement entfernt
wird, das korrigierte elektrische Signal genau die Größe des durch
den zu messenden Leiter fließenden
Stroms, so dass es möglich
ist, den Stromdetektor, der genau den durch den zu messenden Leiter fließenden Strom
detektieren kann, bei dem elektrischen Anschlusskasten zu verwenden.
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Gemäss einem
fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung, rückbezogen auf den vierten Aspekt, wird
ein elektrischer Anschlusskasten geschaffen, derart, dass der andere
Leiter mit Ausnahme des zu messenden Leiters aus den mehreren Leitern
in solch einer Weise angeordnet ist, dass eine Distanz zwischen
dem anderen Leiter und dem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement im
wesentlichen gleich zu einer Distanz zwischen dem anderen Leiter
und dem zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement ist.
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In Übereinstimmung
mit der oben erwähnten Erfindung
wird aufgrund der Tatsache, dass die Leiter mit Ausnahme des zu
messenden Leiters aus den mehreren Leitern so angeordnet sind, dass
die Distanz zwischen dem Leiter und dem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement
im wesentlichen gleich zu der Distanz zwischen dem Leiter und dem
zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement
ist, jedes erste Magnet/Elektro-Umsetzelement und zweite Magnet/Elektro-Umsetzelement
durch das Magnetfeld von dem Leiter im wesentlichen in einheitlicher Weise
beeinflusst. Demnach wird dann, wenn die Korrektur in einer solchen
Weise durchgeführt
wird, dass das elektrische Signal von dem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement
von einem elektrischen Signal von dem zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement entfernt wird,
das korrigierte elektrische Signal nicht durch das Magnetfeld von
dem Leiter in irgendeiner Weise beeinflusst, so dass es möglich ist,
einen genauen Stromdetektionswert zu erhalten.
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Nun
erfolgt eine detailliertere Beschreibung eines Stromdetektors gemäss einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sowie eines elektrischen Anschlusskastens
unter Verwendung desselben unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung;
es zeigen:
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1A bis 1C Ansichten
zum Erläutern eines üblichen
Stromdetektors;
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2 eine
Draufsicht zum Darstellen einer Struktur eines Stromdetektors gemäss einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Ansicht zum Erläutern
eines Betriebs eines in 1 gezeigten
ersten Hall-Elements;
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4 eine
Ansicht zum Erläutern
eines Betriebs eines in 2 gezeigten zweiten Hall-Elements;
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5 eine
Ansicht zum Erläutern
einer bevorzugten Anordnung anderer Leiter in dem Fall des Anwendens
des Stromdetektors gemäss
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Ansicht zum Darstellen eines Korrekturabschnitts des Stromdetektors
gemäss einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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7 eine
Ansicht zum Darstellen eines Beispiels, bei dem der Stromdetektor
gemäss
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bei einem elektrischen Anschlusskasten
für ein
Automobil angewandt wird.
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Die 2 zeigt
eine Draufsicht zum Darstellen einer Struktur eines Stromdetektors.
Der Stromdetektor wird durch einen zu messenden Leiter 10 gebildet,
bei dem ein erster Zweigpfad 12-1 und ein zweiten Zweigpfad 12-2 gebildet
sind, sowie ein erstes Hall-Element 20 und ein zweites
Hall-Element 21. Bei einem Abschnitt, bei dem der erste
Zweigpfad 12-1 und der zweite Zweigpfad 12-2 des
zu messenden Leiters 10 gebildet sind, sind das erste Hall-Element 20 und
das zweite Hall-Element 21 allgemein in einem elektrischen
Anschlusskasten (nicht gezeigt) aufgenommen, der mit mehreren Leitern
versehen und in einem Automobil oder dergleichen vorgesehen ist.
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Der
zu messende Leiter 10 wird durch einen plattenartigen Leiter
gebildet. Eine Durchgangsöffnung 10 wird
im wesentlichen in einem Mittenabschnitt des zu messenden Leiters 10 geöffnet bzw. durchgeschlagen
bzw. durchgebohrt bzw. ausgestanzt, wodurch der erste Zweigpfad 1 und
der zweite Zweigpfad 2 gebildet werden. In diesem Zeitpunkt
ist eine Breite von jedem Leiter bei dem ersten Zweigpfad 12-1 und
dem zweiten Zweigpfad 12-2 so gebildet, dass eine Hälfte eines
durch den zu messenden Leiter 10 fließenden Stroms I einen Strom
I-1 bildet, der über
den ersten Zweigpfad 12-1 fließt, und eine andere Hälfte einen
Strom I-2 bildet, der über
den zweiten Zweigpfad 12-2 fließt.
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Das
erste Hall-Element 20 entspricht einem ersten Magnet/Elektro-Umsetzelement
gemäss
der vorliegenden Erfindung. Das erste Hall-Element 20 erzeugt
ein Spannungs(Hall-Spannungs-)-Signal gemäss einer Magnetfluss-Dichteingabe bei
einer Magnetmessoberfläche
(einer Magnetfluss-Detektionsoberfläche). Ein vorgegebener Strom
wird dem ersten Hall-Element 20 über einen (nicht gezeigten)
Bleidraht zugeführt.
Ferner wird das in dem ersten Hall-Element 20 erzeugte
Spannungssignal zu einem externen Abschnitt über einen (nicht gezeigten) Draht
bzw. Bleidraht herausgeführt.
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Das
erste Hall-Element 20 ist im wesentlichen bei einem Mittenabschnitt
der Durchgangsöffnung 11 so
angeordnet, dass die Magnetmessoberfläche im wesentlichen dieselbe
Oberfläche
wie die Oberfläche
des ersten Zweigpfads 12-1 und des zweiten Zweigpfads 12-2 bildet.
Demnach kreuzt der durch den ersten Zweigpfad 12-1 fließenden Strom I-1
erzeugte Magnetfluss und der durch den zweiten Zweigpfad 12-2 fließenden Strom
I-2 erzeugte Magnetfluss vertikal die Magnetmessoberfläche des
ersten Hall-Elements 20. In diesem Fall ist eine Richtung des
durch den Strom I-1 erzeugten Magnetfluss entgegengesetzt zu einer
Richtung des durch den über den
zweiten Zweigpfad 12-2 fließenden Strom 1-2 erzeugten
Magnetfluss.
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Das
zweite Hall-Element 21 entspricht einem zweiten Magnet/Elektro-Umsetzelement
gemäss
der vorliegenden Erfindung. Auch das zweite Hall-Element 21 erzeugt
ein Spannungssignal gemäss
einer Magnetflussdichte, die einer Magnetmessoberfläche eingegeben
wird, in derselben Weise, wie dies oben für das erste Hall-Element 20 beschrieben
ist. Anschließend
ist die Struktur so ausgebildet, dass ein vorgegebener Strom dem
zweiten Hall-Element 21 über einen (nicht gezeigten)
Draht bzw. Bleidraht zugeführt
wird, und das in dem zweiten Hall-Element 21 erzeugte Spannungssignal
wird zu einem externen Abschnitt über einen (nicht gezeigten)
Draht bzw. Bleidraht herausgeführt.
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Das
zweite Hall-Element 21 ist außerhalb des zweiten Zweigpfads 12-2 so
angeordnet, dass die Magnetmessoberfläche im wesentlichen dieselbe Oberfläche bildet,
wie die Oberfläche
des ersten Zweigpfads 12-1 und des zweiten Zweigpfads 12-2. Demnach
kreuzen der durch den über
den ersten Zweigpfad 12-1 fließenden Strom I-1 erzeugte Magnetfluss
und der durch den über
den zweiten Zweigpfad 12-2 fließenden Strom I-2 erzeugte Magnetfluss vertikal
die Magnetmessoberfläche
des zweiten Hall-Elements 21. In diesem Fall stimmt eine
Richtung des durch den Strom I-1 erzeugten Magnetflusses mit einer
Richtung des durch den über
den zweiten Zweigpfad 12-2 fließenden Strom I-2 erzeugten Magnetflusses überein.
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In
diesem Fall kann das oben erwähnte
zweite Hall-Element 21 außerhalb (bei einer oberen Seite der
Zeichnung) des ersten Zweigpfads 12-1 angeordnet sein.
Ferner können
das erste Hall-Element 20 und das zweite Hall-Element 21 so
ausgebildet sein, dass die Magnetmessoberflächen hiervon im wesentlichen
dieselbe Oberfläche
bilden, und zwar als Rückoberfläche des
ersten Zweigpfads 12-1 und des zweiten Zweigpfads 12-2.
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Als
nächstes
erfolgt eine Beschreibung eines Betriebs des Stromdetektors gemäss der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit der Struktur in der oben beschriebenen
Weise.
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Fließt der zu
messende Strom I durch den zu messenden Leiter 10, so fließt eine
Hälfte
des zu messenden Stroms I über
den ersten Zweigpfad 12-1 als Strom I-1, wie in 3 gezeigt.
Demnach wird, wie gezeigt, ein Magnetfeld H-1 mit einer Stärke gemäss einer
Größe des Stroms
I-1 erzeugt, und zwar entlang einer Richtung eines dargestellten
Pfeils, in Übereinstimmung
mit Ampere's Dreifingerregel
für die
Rechte Hand (Ampere's
right-handed screw rule). Da der durch den Magnetfluss H-1 erzeugte
Magnetfluss so erzeugt wird, dass er vertikal bei der Magnetmessoberfläche des
ersten Hall-Elements 20 eintritt, und
zwar durch Festlegen der Magnetflussdichte in diesem Zeitpunkt zu
B, tritt der Magnetfluss mit der Magnetflussdichte B bei der Magnetmessoberfläche ein.
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In
derselben Weise fließt
eine andere Hälfte des
zu messenden Stroms I über
den zweiten Zweigpfad 12-2 als Strom I-2. Demnach wird,
wie gezeigt, ein Magnetfeld H-2 mit einer Stärke gemäss einer Größe des Stroms I-2 erzeugt,
und zwar entlang einer Richtung eines dargestellten Pfeils in Übereinstimmung
mit einer Ampere'schen
Dreifingerregel für die
rechte Hand. Da der durch den Magnetfluss H-2 erzeugte Magnetfluss
so erzeugt wird, dass er vertikal sich zur Außenseite von der Magnetmessoberfläche des
ersten Hall-Elements 20 erstreckt, erstreckt sich in diesem
Fall aufgrund der Tatsache, dass der Strom I-2 gleich dem Strom
I-1 ist, der Magnetfluss mit der Magnetflussdichte B zur Außenseite,
ausgehend von der Magnetmessoberfläche.
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Demnach
negieren sich dann, wenn ein Störmagnetfeld,
das sich nach innen zu oder nach außen von der Magnetmessoberfläche des
erste Hall-Elements 20 erstreckt, nicht existiert, der
Magnetfluss durch das Magnetfeld H-1 und der Magnetfluss durch das
Magnetfeld H-2 insgesamt, bzw. sie heben sich gegeneinander auf.
Im Ergebnis gibt das erste Hall-Element 20 einen Wert von
Null als elektrisches Signal aus. Existiert jedoch ein Störmagnetfeld
H3, beispielsweise ein auf der Grundlage
des durch die anderen Leiter fließenden Stroms erzeugtes Magnetfeld
und ein von einem externen Abschnitt eingegebenes Magnetfeld, so
erzeugt das erste Hall-Element 20 ein Störspannungssignal
mit einer Größe gemäss dem Störmagnetfeld
H-3.
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Im
Gegensatz hierzu wird das Magnetfeld bei der Magnetmessoberfläche des
zweiten Hall-Elements 21 betrachtet. Existiert kein Störmagnetfeld, das
sich nach innen zu oder nach außen
von der Magnetmessoberfläche
des zweiten Hall-Elements 21 erstreckt, so erfolgt ein
Kombinieren des durch das Magnetfluss H-1 erzeugten Magnetfluss
und des durch das Magnetfeld H-2 erzeugten Magnetflusses, wie in 4 gezeigt,
wodurch die Magnetfelder H-1 und H-2, die durch den über den
zu messenden Leiter 10 fließenden zu messenden Strom I
erzeugt werden, vertikal bei der Magnetmessoberfläche des zweiten
Hall-Elements 21 eintreten.
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Existiert
jedoch das oben erwähnte
Störmagnetfeld
H3, so tritt ein Magnetfluss, der durch ein Magnetfeld erhalten
wird, das durch weiteres Kombinieren eines Störmagnetfelds H-3 mit den oben
erwähnten
Magnetfeldern H-1 und H-2 erhalten wird, vertikal bei der Magnetmessoberfläche des
zweiten Hall-Elements 21 ein. Demnach erzeugt das zweite Hall-Element 21 ein
Spannungssignal mit dem Störmagnetfeld
auf der Grundlage des Störmagnetfelds H-3.
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Ein
Spannungssignal mit einem Störspannungssignal
von dem ersten Hall-Element 20 und einem Störspannungssignal
von dem zweiten Hall-Element 21 wird bei dem Korrekturabschnitt 40 eingegeben,
wie in 6 gezeigt. Der Korrekturabschnitt 40 ist
beispielsweise durch einen Subtrahierer gebildet.
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Der
Korrekturabschnitt 40 gibt ein Spannungssignal S aus, das
durch Subtrahieren des Störspannungssignals
von dem ersten Hall-Element 20 von dem Spannungssignal
mit dem Störspannungssignal
von dem zweiten Hall-Element 21 erhalten wird. Demnach
reflektiert das von dem Korrekturabschnitt 40 ausgegebene
Spannungssignal genau die Größe des über den
zu messenden Leiter 10 fließenden Stroms I.
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Insbesondere
sind in dem elektrischen Anschlusskasten für das Automobil, bei dem mehrere Leiter
angeordnet sind, wie in 5 gezeigt, die anderen Leiter 30 – im Unterschied
von dem zu messenden Leiter 10 – so angeordnet, dass sie über einen
Mittelpunkt einer Leitungsverbindung zwischen dem ersten Hall-Element 20 und
dem zweiten Hall-Element 21 geführt sind, und in einer Ebene
vorliegen, die vertikal zu der Linie verläuft.
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D.
h. dann, wenn die Leiter so angeordnet sind, dass eine Distanz zwischen
den anderen Leitern 30 und dem ersten Hall-Element 20 und
eine Distanz zwischen den anderen Leitern 30 und dem zweiten
Hall-Element 21 im wesentlichen gleich zueinander sind,
wird jedes erste Hall-Element 20 und zweite Hall-Element 20 durch
das Magnetfluss von den anderen Leitern 30 in einer im
wesentlichen einheitlichen Weise beeinflusst. Demnach wird dann, wenn
eine Korrektur in einer solchen Weise durchgeführt wird, dass das elektrische
Signal von dem ersten Hall-Element 20 von dem elektrischen
Signal von dem zweiten Hall-Element 21 entfernt wird, das
korrigierte elektrische Signal nicht durch das Magnetfeld (den Magnetfluss)
von den anderen Leitern 30 insgesamt beeinflusst, wodurch
sich ein Stromdetektionswert mit hoher Genauigkeit erhalten lässt.
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Wie
oben beschrieben, sind in Übereinstimmung
mit dem Stromdetektor gemäss
dieser Ausführungsform
der erste Zweigpfad 12-2 und der zweite Zweigpfad 12-2 durch
Ausbilden der Durchgangsöffnung 11 in
dem zu messenden Leiter 10 gebildet, das erste Hall-Element 20 dient
zum Detektieren der Störung
und ist in der Mitte der Durchgangsöffnung 11 angeordnet,
und das zweite Hall-Element 21 ist
in der Nähe
zu dem ersten Zweigpfad 12-1 oder dem zweiten Zweigpfad 12-2 angeordnet.
Anschließend
wird der durch Subtrahieren des Spannungssignals von dem ersten
Hall-Element von dem Spannungssignal von dem zweiten Hall-Element 21 erhaltene
Wert als das detektierte Signal ausgegeben. Demnach lässt sich
aufgrund der Tatsache, dass der Einfluss des Störmagnetflusses von den anderen
Leitern 30 entfernt werden kann, das Detektionsergebnis
mit hoher Genauigkeit erhalten.
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Nun
erfolgt unter Bezug auf die 7 eine Beschreibung
einer Ausführungsform,
bei der der Stromdetektor gemäss
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bei einem elektrischen Anschlusskasten
für ein
Automobil angewandt wird.
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Ein
elektrischer Anschlusskasten 50 wird als rechteckiges Parallelepiped
gebildet. Der zu messende Leiter 10, ein erster anderer
Leiter 30-1 und ein zweiter anderer Leiter 30-2 gemäss den mehreren
Leitern sind an einer oberen Oberflächenseite angeordnet. Mehrere
Leiter 10, 30-1 und 30-2 sind im wesentlichen
parallel zueinander angeordnet.
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Ein
erster Unterbrecher 51-1 ist mit dem ersten anderen Leiter 30-1 über eine
erste Sammelschiene 53-1 verbunden, ein zweiter Unterbrecher 51-2 ist
mit dem zweiten anderen Leiter 30-2 über eine zweite Sammellinie 53-2 verbunden,
und ein dritter Unterbrecher 51-3 ist mit dem zu messenden Leiter 10 über eine
dritte Sammelschiene 53-3 verbunden.
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Jeder
erste Unterbrecher 51-1, zweite Unterbrecher 51-2 und
dritte Unterbrecher 51-3 ist so strukturiert, dass er den über den
Leiter fließenden Strom
dann abtrennt, wenn der über
den mit dem Unterbrecher verbundenen Leiter fließende Strom beispielsweise über einem
vorgegebenen Stromwert zu einem übermäßigen Strom
ansteigt, oder dass er den über
den Leiter fließenden
Strom in Übereinstimmung
mit einem Anormalitätssignal
von dem Fahrzeug (beispielsweise einem Kollisionssignal bei einer Kollision
des Fahrzeugs) abtrennt.
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In
dem elektrischen Anschlusskasten 50 ist der Stromdetektor
in dem zu messenden Leiter 10 vorgesehen. Bei diesem Stromdetektor
ist die Durchgangsöffnung 11 als
ein Teil des zu messenden Leiters 10 ausgebildet, und der
erste Zweigpfad 12-1 und der zweite Zweigpfad 12-2 sind
zum Aufteilen des fließenden
Stroms in zwei Abschnitte durch die Durchgangsöffnung 11 gebildet.
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Ferner
ist das erste Hall-Element 20 zum Detektieren der Störung in
der Durchgangsöffnung 11 des
zu messenden Leiters 10 angeordnet, und das zweite Hall-Element 21 ist
außerhalb
des ersten Zweigpfads 12-1 oder des zweiten Zweigpfads 12-2 angeordnet,
der in dem zu messenden Leiter 10 gebildet ist.
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Ferner
ist jeder von dem ersten anderen Leiter 30-1 und dem zweiten
anderen Leiter 30-2 so angeordnet, dass die Distanz zwischen
dem Leiter und dem ersten Hall-Element 20 und die Distanz
zwischen dem Leiter und dem zweiten Hall-Element 21 im
wesentlichen gleich zueinander ist.
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Gemäss dem auf
diese Weis strukturierten elektrischen Anschlusskasten 50 ist
aufgrund der Tatsache, dass der Stromdetektor in dem zu messenden
Leiter 10 bei den mehreren Leitern vorgesehen ist, die
Durchgangsöffnung 11 in
dem zu messenden Leiter 10 gebildet, und der erste Zweigpfad 12-1 und der
zweite Zweigpfad 12-2 zum Aufteilen des fließenden Stroms
in zwei Abschnitte durch die Durchgangsöffnung 11 wird in
dem zu messenden Leiter 10 gebildet, und der durch den über den
ersten Zweigpfad 12-1 fließenden Strom erzeugte Magnetfluss und
durch den über
den zweiten Zweigpfad 12-2 fließenden Strom erzeugte Magnetfluss
negieren einander bei der Position der Durchgangsöffnung 11 (bzw. sie
heben sich auf). Demnach gibt das erste Hall-Element 20 das
elektrische Signal gemäss
der Stärke des
Störmagnetflusses
aus, das durch den Strom erzeugt wird, der über jeden von dem ersten anderen Leiter 30-1 und
den zweiten anderen Leiter 30-2 fließt.
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Im
Gegensatz hierzu gibt das zweite Hall-Element 21 ein elektrisches
Signal gemäss
einer Stärke
eines Magnetflusses aus, der durch weiteres Kombinieren des durch
den über
jeden von dem ersten anderen Leiter 30-1 und dem zweiten
anderen Leiter 30-2 fließenden Strom erzeugten Störmagnetfluss
mit dem kombinierten Magnetfluss zwischen dem Magnetfluss, der durch
den über
den ersten Zweigpfad 12-1 fließenden Strom erzeugt wird,
und dem Magnetfluss, der durch den über den zweiten Zweigpfad 12-2 fließenden Strom
erzeugt wird.
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Demnach
reflektiert beispielsweise dann, wenn eine Korrektur in einer solchen
Weise durchgeführt
wird, dass das elektrische Signal von dem ersten Hall-Element 20 von
dem elektrischen Signal von dem zweiten Hall-Element 21 entfernt
wird, das korrigierte elektrische Signal genau die Größe des durch den
zu messenden Leiter 10 fließenden Stroms, so dass es möglich ist,
den Stromdetektor anzuwenden, der genau den durch den zu messenden
Leiter 10 zu dem elektrischen Anschlusskasten 50 fließenden Strom
detektiert.
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Da
ferner jeder von dem ersten anderen Leiter 30-1 und dem
zweiten anderen Leiter 30-2 so angeordnet ist, dass eine
Distanz zwischen dem Leiter und dem ersten Hall-Element 20 und
eine Distanz zwischen dem Leiter und dem zweiten Hall-Element 21 im
wesentlichen gleich zueinander ist, wird jeweils das erste Hall-Element 20 und
das zweite Hall- Element 21 durch
das Magnetfluss von dem Leiter im wesentlichen in der einheitlichen
Weise beeinflusst.
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Demnach
wird dann, wenn eine Korrektur derart durchgeführt wird, das elektrische Signal
von dem ersten Hall-Element 20 von dem elektrischen Signal
von dem zweiten Hall-Element 21 entfernt wird, das korrigierte
elektrische Signal nicht durch das Magnetfeld von dem Leiter in
irgendeiner Weise beeinflusst, wodurch sich ein Stromdetektionswert
mit hoher Genauigkeit erhalten lässt.
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Der
gesamte Inhalt der
japanischen
Patentanmeldung P11-253329 (eingereicht
am 7. September 1999) wird hier durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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Obgleich
die Erfindung hier unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, ist die Erfindung nicht
auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt. Im Lichte der obigen technischen Lehren sind für den Fachmann
Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen
erkennbar. Der Schutzbereich der Erfindung ist unter Bezug auf die nachfolgenden
Patentansprüche
definiert.