DE112015005117T5

DE112015005117T5 - Temperaturdetektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015005117T5
Application number: DE112015005117.1T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Takechi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-08-03
Also published as: JP6508214B2; DE112015005117T8; CN107076620A; US10309841B2; WO2016076029A1; JPWO2016076029A1; US20170328786A1; CN107076620B

Abstract

Eine Temperaturdetektionsvorrichtung umfasst einen Thermistor; einen Widerstand, verbunden in Serie mit dem Thermistor; einen Temperaturdetektor, verbunden mit einem ersten Knoten zwischen dem Thermistor und dem Widerstand; und einen Schalterschaltkreis, umfassend einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter, einen dritten Schalter und einen vierten Schalter. Der erste Schalter und der dritte Schalter sind in Serie verbunden, der zweite Schalter und der vierte Schalter sind in Serie verbunden, der erste Schalter und der zweite Schalter sind mit einer Versorgungsseite, der dritte Schalter und der vierte Schalter sind mit einer Erdungsseite, der Thermistor ist mit einem zweiten Knoten zwischen dem ersten Schalter und dem dritten Schalter verbunden und der Widerstand ist mit einem dritten Knoten zwischen dem zweiten Schalter und dem vierten Schalter verbunden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine einen Thermistor umfassende Temperaturdetektionsvorrichtung.
Stand der Technik
Bei einer einen Thermistor umfassenden Temperaturdetektionsvorrichtung, wird vorzugsweise eine regulierte Energie (Leistung) an den Thermistor zugeführt. Allerdings schwankt normalerweise die Ausgangsspannung eines Regulators, welcher die Energie an den Thermistor zuführt, und der Einfluss einer solchen Schwankung auf den Thermistor schwankt mit der Temperatur. Dies bedeutet, dass die Genauigkeit einer Temperaturmessung in Abhängigkeit von dem Temperaturbereich schwankt.
Entsprechend wird eine Technik in der Patentliteratur (PTL) 1 vorgeschlagen, bei welcher, um eine genaue Temperaturdetektion in einem weiten Temperaturbereich zu erzielen, Widerstände an beiden Enden eines Thermistors verbunden sind und von einem auf den anderen entsprechend dem Niveau (Hoch oder Niedrig) eines Pulssignals geschaltet werden. Eine in zwei Typen geteilte Spannung, und zwar eine für die Hochtemperaturseite und die andere für die niedrige Temperatur, kann somit von dem Thermistor ausgegeben werden.
In Patentliteratur 2 wird eine Technik vorgeschlagen, bei welcher bei einem einen Thermistor und einen dazu in Serie verbundenen spannungsteilenden Widerstand umfassenden Temperaturdetektionsschaltkreis eine Temperaturdetektionseinheit mit einem Knoten zwischen einem Temperatursensor und dem spannungsteilenden Widerstand verbunden ist und ein Serienschaltkreis eines Widerstands und eines Schalters parallel zu dem Thermistor oder dem spannungsteilenden Widerstand verbunden ist. In Patentliteratur 3 wird eine Temperaturmessvorrichtung vorgeschlagen, welche einen aus einem Thermistor und einem Hauptreferenzwiderstand gebildeten Serienschaltkreis und einen zu dem Hauptreferenzwiderstand parallel verbundenen Hilfsreferenzwiderstand, wobei ein Schaltelement dazwischen gestellt ist, umfasst.
Ein in der in der Patentliteratur 3 beschriebenen Temperaturmessvorrichtung umfasstes Speichermittel weist eine erste und eine zweite Temperaturtabelle auf, welche Daten für eine niedrige und eine hohe Temperatur enthalten. Entsprechend der Ausgangsspannung des Thermistors werden die erste und die zweite Temperaturtabelle gewechselt und das Schaltelement wird ein oder ausgeschaltet.
Literaturliste
Patentliteratur

PTL 1: ungeprüfte japanische Patentveröffentlichungsschrift mit der Nummer 9-210808
PTL 2: ungeprüfte japanische Patentveröffentlichungsschrift mit der Nummer 2009-121825
PTL 3: ungeprüfte japanische Patentveröffentlichungsschrift mit der Nummer 5-45231

Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Bei einem in Patentliteratur 1 beschriebenen Temperaturdetektionsschaltkreis, bei welchem der in Serie zu dem Thermistor verbundene Widerstand durch Ein- oder Ausschalten des Schalters verändert wird, gibt es keine Stetigkeit einer Messgenauigkeit in einem Messtemperaturbereich. Das heißt, die Messgenauigkeit (Temperaturmessfehler) wird bei einer Temperatur in dem Messtemperaturbereich unstetig. Zusätzlich, da der Thermistor mit der Erdungsseite verbunden und gesichert ist, können durch eine Schwankung in einer Versorgungsspannung verursachte Fehler nicht reduziert werden.
Bei dem in Patentliteratur 2 beschriebenen Temperaturdetektionsschaltkreis und der in Patentliteratur 3 beschriebenen Temperaturmessvorrichtungen, wobei der in Serie verbundenen Widerstand ebenso durch Ein- oder Ausschalten des Schalters verändert wird, gibt es keine Stetigkeit einer Messgenauigkeit in dem Messtemperaturbereich.
Lösung der Aufgabe
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Temperaturdetektionsvorrichtung, welche umfasst einen Thermistor; einen Widerstand, verbunden in Serie mit dem Thermistor; einen Temperaturdetektor, verbunden mit einem ersten Knoten zwischen dem Thermistor und dem Widerstand; und einen Schalterschaltkreis, umfassend einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter, einen dritten Schalter und einen vierten Schalter. Der erste Schalter und der dritte Schalter sind in Serie miteinander verbunden, der zweite Schalter und der vierte Schalter sind in Serie miteinander verbunden, der erste Schalter und der zweite Schalter sind mit einer Versorgungsseite (Energiestromseite) verbunden, der dritte Schalter und der vierte Schalter sind mit einer Erdungsseite verbunden, der Thermistor ist mit einem zweiten Knoten zwischen dem ersten Schalter und dem dritten Schalter verbunden und der Widerstand ist mit einem dritten Knoten zwischen dem zweiten Schalter und dem vierten Schalter verbunden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine Temperaturdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche eine genaue Temperaturdetektion in einem weiten Temperaturbereich erzielen kann.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 stellt eine einen Thermistor verwendende Temperaturdetektionsvorrichtung dar.
2 stellt eine Modifikation der in 1 dargestellten Vorrichtung dar.
3 ist ein Eigenschaftsdiagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung Vth zu einem Analog-zu-Digital-Konverter (ADC) (das heißt, ein Potential bei einem ersten Knoten) und einer Temperatur bei der in 2 dargestellten Temperaturdetektionsvorrichtung zeigt.
4 stellt eine andere Modifikation der in 1 dargestellten Vorrichtung dar.
5 ist ein Eigenschaftsdiagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung Vth zu dem ADC (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten) und einer Temperatur bei der in 4 dargestellten Temperaturdetektionsvorrichtung zeigt.
6 stellt einen Schalterschaltkreis entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
7 stellt eine Konfiguration einer Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
8 ist ein Eigenschaftsdiagramm, welches die Eigenschaftsdiagramme aus den 3 und 5 in einem kombiniert.
9 ist ein Eigenschaftsdiagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung Vth zu dem ADC (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten) und einer Temperatur zeigt, wenn ein Schalten zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand des Schalterschaltkreises bei einer Schwellentemperatur stattfindet.
Beschreibung von Ausführungsformen
[Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung]
Zuerst werden Ausführungsformen der Erfindung nachfolgend beschrieben.
In der nachfolgenden Beschreibung werden ein erster Schalter, ein zweiter Schalter, ein dritter Schalter und ein vierter Schalter ebenso jeweils als ein Schalter Sw1, ein Schalter Sw2, ein Schalter Sw3 und ein Schalter Sw4 bezeichnet.

(1) Eine Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Thermistor; einen Widerstand, verbunden in Serie mit dem Thermistor (das heißt, ein Widerstand mit einem vorbestimmten Widerstandswert Ra, welcher nachfolgend ebenso als ein Widerstand Ra bezeichnet wird); einen Temperaturdetektor, verbunden mit einem ersten Knoten zwischen dem Thermistor und dem Widerstand Ra; und einen Schalterschaltkreis, umfassend einen Schalter Sw1, einen Schalter Sw2, einen Schalter Sw3 und einen Schalter Sw4. Bei dem Schalterschaltkreis sind der Schalter Sw1 und der Schalter Sw3 in Serie verbunden und der Schalter Sw2 und der Schalter Sw4 sind in Serie verbunden. Der Schalter Sw1 und der Schalter Sw2 sind mit einer Versorgungsseite verbunden und der Schalter Sw3 und der Schalter Sw4 sind mit einer Erdungsseite verbunden. Der Thermistor ist mit einem zweiten Knoten zwischen dem Schalter Sw1 und dem Schalter Sw3 verbunden. Der Widerstand Ra ist mit einem dritten Knoten zwischen dem Schalter Sw2 und dem Schalter Sw4 verbunden. Das heißt, der zweite Knoten, der Thermistor, der Widerstand Ra und der dritte Knoten sind in dieser Reihenfolge auf einer elektrischen Leitung angeordnet.

Bei der oben beschriebenen Temperaturdetektionsvorrichtung, welche die vier Schalter Sw1 bis Sw4 steuert, wird es ermöglicht, dass ein Schalter zwischen einem Zustand, bei welchem der Thermistor mit der Versorgungsseite verbunden ist und der Widerstand Ra mit der Erdungsseite verbunden ist, und einem Zustand, bei welchem der Thermistor mit der Erdungsseite verbunden ist und der Widerstand Ra mit der Versorgungsseite verbunden ist, geschaltet wird. Somit kann beispielsweise ohne Zuführen einer hochregulierten Leistung(Energie) unter Verwendung eines Hochleistungsregulators eine genaue Temperaturdetektion in einem weiten Temperaturbereich erzielt werden. Ebenso, da Schaltelemente zu niedrigen Preisen verfügbar sind, kann eine Hochleistungstemperaturdetektionsvorrichtung bei niedrigen Kosten bereitgestellt werden.

(2) Die Temperaturdetektionsvorrichtung umfasst weiter vorzugsweise eine Schaltersteuereinheit, welche zum Schalten jeweils des Schalters Sw1, des Schalters Sw2, des Schalters Sw3 und des Schalters Sw4 zwischen einem Ein-Zustand und einem Aus-Zustand mit einem unabhängigen Steuersignal ausgebildet ist.
(3) Falls eine Temperatur des Thermistors höher oder gleich einer vorbestimmten Schwellentemperatur (das heißt, in einem Hochtemperaturbereich) ist, steuert die Schaltersteuereinheit den Steuerschaltkreis, sodass dieser in einem ersten Zustand ist. In dem ersten Zustand sind der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Ein-Zustand und der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Aus-Zustand.

Andererseits, falls die Temperatur des Thermistors geringer als die vorbestimmte Schwellentemperatur (das heißt, in einem Niedertemperaturbereich) ist, steuert die Schaltersteuereinheit den Schalterschaltkreis, sodass dieser in einem zweiten Zustand ist. In dem zweiten Zustand sind der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Ein-Zustand und sind der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Aus-Zustand.

(4) Wenn der Schalterschaltkreis in dem ersten Zustand ist wird die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors durch ein erstes Eigenschaftsdiagramm gezeigt. Wenn der Schalterschaltkreis in dem zweiten Zustand ist, wird die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors durch ein zweites Eigenschaftsdiagramm gezeigt. Wenn das erste Eigenschaftsdiagramm und das zweite Eigenschaftsdiagramm in ein einzelnes Diagramm kombiniert werden, wird eine Temperatur (nachfolgend als eine Kreuzungstemperatur bezeichnet) bei einer Kreuzung einer Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors in dem ersten Eigenschaftsdiagramm darstellt, und einer Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors in dem zweiten Eigenschaftsdiagramm darstellt als T °C bestimmt. Das heißt, die Kreuzungstemperatur ist eine Temperatur, bei welcher das Potential bei dem ersten Knoten in dem ersten Zustand des Schalterschaltkreises gleich dem Potential bei dem ersten Knoten in dem zweiten Zustand des Schalterschaltkreises ist.

Die Schwellentemperatur ist vorzugsweise eine Temperatur in dem Bereich von T –5°C bis T +5°C, weiter bevorzugt eine Temperatur im Bereich von –1°C bis +1°C, und noch weiter bevorzugt T°C. Somit ist es möglich eine genaue Temperaturdetektion in einem weiten Temperaturbereich zu erzielen.

(5) In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Temperaturdetektor einen A/D Converter (Analog-zu-Digital Converter: ADC), welcher zum Umwandeln eines Potentials bei dem ersten Knoten zwischen dem Thermistor und dem Widerstand Ra in einen digitalen Wert ausgebildet ist, und eine Temperaturausgabeeinheit. Der A/D Converter gibt den digitalen Wert an die Temperaturausgabeeinheit aus. Die Temperaturausgabeeinheit bestimmt eine erste Temperatur und eine zweite Temperatur aus dem digitalen Wert und wählt entweder die erste Temperatur oder die zweite Temperatur auf der Basis des Zustands des Schalterschaltkreises aus und gibt diesen aus. Wenn die Temperatur des Thermistors bei der Kreuzungstemperatur (T°C) ist, sind die bestimmte erste und zweite Temperatur identisch. In diesem Fall kann entweder die erste oder die zweite Temperatur ausgegeben werden.

Die erste Temperatur ist, in einer ersten Datentabelle basierend auf der Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors bei dem ersten Zustand des Schalterschaltkreises darstellt, eine Temperatur, welche zu dem durch den A/D Converter ausgegebenen digitalen Wert gehört. Die zweite Temperatur ist, in einer zweiten Datentabelle basierend auf der Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors in dem zweiten Zustand des Schalterschaltkreises darstellt, eine Temperatur, welche zu dem durch den A/D Converter ausgegebenen digitalen Wert gehört.
Wenn die Schwellentemperatur die Kreuzungstemperatur (T°C) ist, ist die Temperatur des Thermistors eine beliebige Temperatur mit Ausnahme der Kreuzungstemperatur (T°C) und der durch den A/D Converter ausgegebene digitale Wert ist geringer als das Potential bei dem ersten Knoten bei T°C, die erste Temperatur ist eine Temperatur in einem Hochtemperaturbereich höher oder gleich der Schwellentemperatur und die zweite Temperatur ist eine Temperatur in einem Niedertemperaturbereich geringer als die Schwellentemperatur. In diesem Fall bestimmt die Temperaturausgabeeinheit die erste Temperatur in dem Hochtemperaturbereich und die zweite Temperatur in dem Niedertemperaturbereich.
In der Temperaturdetektionsvorrichtung ist der Thermistor vorzugsweise in der Nähe eines Objekts angeordnet, dessen Temperatur zu messen ist (Temperaturmessobjekt). Der Thermistor weist einen Widerstandswert Rth auf, welcher die Temperatur des Temperaturmessobjekts wiedergibt, und der Widerstandswert Rth wird in einer Ausgangsspannung Vth von dem ersten Knoten zu dem A/D Converter (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten) wiedergegeben.
Die Temperaturdetektionsvorrichtung ist auf verschiedene Überwachungsvorrichtungen anwendbar, welche Temperaturen überwachen (das heißt Temperaturüberwachungsvorrichtungen). Beispielsweise kann die Temperaturdetektionsvorrichtung zum Überwachen der Temperaturen von Batterien, elektrischen Vorrichtungen und elektronischen Vorrichtungen verwendet werden.
Die Temperaturdetektionsvorrichtung ist ebenso beispielsweise auf Elektrizitätsspeichervorrichtungs-Überwachungsvorrichtungen anwendbar. Die Elektrizitätsspeichervorrichtungs-Überwachungsvorrichtungen müssen die Funktion zum Überwachen der Temperatur einer Elektrizitätsspeichervorrichtung aufweisen. Die Elektrizitätsspeichervorrichtung ist nicht auf einen bestimmten Typ beschränkt, vielmehr ist die Temperaturdetektionsvorrichtung geeignet, um auf Lithium-Ionen-Kondensator-Überwachungsvorrichtungen angewendet zu werden. Dies liegt daran, dass Lithium-Ionen-Kondensatoren hervorragende Lade-Entlade-Eigenschaften aufweisen, selbst bei Temperaturen beispielsweise so niedrig wie 0°C oder darunter, sodass Lithium-Ionen-Kondensator-Überwachungsvorrichtungen bei Temperaturen im Bereich von so niedrig wie ungefähr –40°C bis so hoch wie ungefähr 80°C verwendet werden können. Der Messtemperaturbereich der Temperaturdetektionsvorrichtung ist nicht besonders beschränkt, ist allerdings beispielsweise von –40°C bis +100°C und bevorzugt von –40°C bis +120°C.
[Details von Ausführungsformen der Erfindung]
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun konkret beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die nachfolgende Beschreibung beschränkt ist, sondern vielmehr durch die Ansprüche bestimmt ist und es beabsichtigt ist alle zu den Ansprüchen äquivalenten Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Schutzbereichs zu umfassen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bezeichnet „Knoten“ zwischen A und B einen beliebigen Punkt auf einer elektrischen Verbindungsleitung zwischen A und B. Eine „Versorgungsseite“ des Schalterschaltkreises bezeichnet einen beliebigen Punkt auf der Energieversorgungsseite (Vcc-Seite), auf welcher das Potential während einer Temperaturdetektion bei dem Schalterschaltkreis am höchsten ist, und eine „Erdungsseite“ des Schalterschaltkreises bezeichnet einen beliebigen Punkt auf der Seite, bei welcher das Potential während einer Temperaturdetektion bei dem Schalterschaltkreis am niedrigsten ist.
Beispielsweise bedeutet „der Thermistor ist mit der Versorgungsseite verbunden und der Widerstand Ra ist mit der Erdungsseite verbunden“, dass während einer Temperaturdetektion der Thermistor näher an der Hochpotential-Seite als der Widerstand Ra positioniert ist. Umgekehrt bedeutet „der Thermistor ist mit der Erdungsseite verbunden und der Widerstand Ra ist mit der Versorgungsseite verbunden“, dass während einer Temperaturdetektion der Thermistor näher an der Niederpotential-Seite als der Widerstand Ra positioniert ist. „Der Schalter ist mit der Versorgungsseite verbunden“ bedeutet, dass während einer Temperaturdetektion der Schalter näher an der Versorgungsseite als der Thermistor und der Widerstand Ra positioniert ist, und „der Schalter ist mit der Erdungsseite verbunden“ bedeutet, dass während einer Temperaturdetektion der Schalter näher an der Erdungsseite als der Thermistor und der Widerstand Ra positioniert ist.
Der Thermistor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) und umfasst einen temperatursensitiven Widerstand, dessen Temperaturwert Rth abnimmt, wenn die Temperatur zunimmt.
Der NTC Thermistor kann beispielsweise einen Widerstandswert Rth im Bereich von 1 kΩ bis 100 kΩ bei 25°C und eine B Konstante (25°C/85°C) im Bereich von 3000 K bis 5000 K verwenden. Der Widerstandswert Rth bei 25°C und der Widerstandswert Ra bei 25°C sind vorzugsweise auf demselben Niveau. Der Widerstandswert Rth bei 25°C des bei der vorliegenden Ausführungsform verwendeten NTC Thermistors ist 10 kΩ und der Widerstandswert Ra bei 25°C ist 10 kΩ.
In dem Messtemperaturbereich (beispielsweise –40°C bis +120°C) ist der Änderungsbetrag bei dem Widerstandswert Ra mit Bezug zu einer Temperaturänderung ausreichend kleiner als der Änderungsbetrag bei dem Widerstandswert Rth.
Die Schalter sind jeweils nicht auf einen bestimmten Typ beschränkt und diese können jeweils eine beliebige Komponente sein, welche zum Schalten des Stroms zwischen dem Ein-Zustand und dem Aus-Zustand geeignet ist, oder eine Komponente, welche zum Ändern der Richtung eines Stromflusses geeignet ist. Beispielsweise können verschiedene Transistoren oder Relaisschalter als die Schalter Sw1 bis Sw4 verwendet werden. Beispiele des Transistors, welche verwendet werden können, umfassen bipolare Transistoren, Feldeffekttransistoren (FETs) und Fototransistoren. Hierbei bezeichnet der Ein-Zustand einen Zustand, bei welchem der Strom von der Versorgungsseite zu der Erdungsseite über den Schalter fließt, und der Aus-Zustand bezeichnet einen Zustand, bei welchem der Stromfluss über den Schalter so gut wie abgestellt ist.
Die vorliegende Ausführungsform wird nun weiter genau beschrieben.
Zuerst ist eine typische Temperaturdetektionsvorrichtung unter Verwendung eines Thermistors in 1 dargestellt. Bei einer in 1 dargestellten Temperaturdetektionsvorrichtung 100 führt ein Regulator 20A, welcher eine Batterie 10 als eine Energiequelle verwendet, eine Spannung Vcc gleich 3,3 V einem Serienschaltkreis zu, welche aus einem Widerstand 30, welcher einen Widerstandswert Ra aufweist und mit der Versorgungsseite verbunden ist, und einem Thermistor 40, welcher einen Widerstandswert Rth aufweist und mit der Erdungsseite verbunden ist, geformt ist. Die Temperaturmessung und die Temperaturausgabe, welche durch die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 ausgeführt werden, werden durch eine erste Steuereinheit 50A gesteuert. Die erste Steuereinheit 50A umfasst einen A/D Converter 51 (ADC), ausgebildet zum Umwandeln eines Potentials eines ersten Knotens 35A zwischen dem Widerstand 30 und dem Thermistor 40 in einen digitalen Wert und eine Temperaturausgabeeinheit 53, ausgebildet zum Umwandeln des digitalen Werts in eine Temperatur und zum Ausgeben der Temperatur.
In diesem Beispiel wird die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 auf eine Batteriemanagementeinheit (BMU) angewendet, welche die Temperatur der Batterie 10 überwacht. Entsprechend ist der Thermistor 40 in der Nähe der Batterie 10 angeordnet. Bei der in 1 dargestellten Temperaturdetektionsvorrichtung 100 ist eine Ausgangsspannung Vth an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten 35A) durch Gleichung (1) gegeben. Vth = Rth × Vcc/(Ra + Rth) (1)
2 stellt eine Konfiguration einer anderen Temperaturdetektionsvorrichtung dar. Eine in 2 dargestellte Temperaturdetektionsvorrichtung 200 umfasst einen analogen Vorbau (analog front end-AFE) 20B, welche einen Regulator umfasst. Die Batterie 10 dient als eine Energiequelle. Der Regulator führt eine Spannung Vcc gleich 3,3 V an den Serienschaltkreis des Widerstands 30 und des Thermistors 40 zu. Der Thermistor 40 ist mit der Erdungsseite verbunden und der Widerstand Ra ist mit der Versorgungsseite verbunden. Ein als ein Schaltelement dienender Transistor 37 ist zwischen der Energiequelle (oder AFE 20B) und dem mit der Versorgungsseite verbundenen Widerstand Ra verbunden. Der Transistor 37 ist in dem Ein-Zustand nur während einer Temperaturmessung und dies vermindert einen Energieverbrauch. Die Temperaturmessung und die Temperaturausgabe, welche durch die Temperaturdetektionsvorrichtung 200 ausgeführt werden, werden durch eine zweite Steuereinheit 50B gesteuert. Die zweite Steuereinheit 50B umfasste den A/D Converter 51, welche zum Umwandeln eines Potentials eines ersten Knotens 35B zwischen dem Widerstand 30 und dem Thermistor 40 in einen digitalen Wert ausgebildet ist, die Temperaturausgabeeinheit 53, welche zum Umwandeln des digitalen Werts in eine Temperatur und eine Ausgabe der Temperatur ausgebildet ist, und eine Schaltersteuereinheit 55B, welche zum Ein- und Aus-Steuern des Transistors 37 ausgebildet ist. Wenn der Transistor 37 in dem Ein-Zustand ist, wird die Ausgangsspannung Vth an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten 35B) bei der in 2 dargestellten Temperaturdetektionsvorrichtung durch Gleichung (2) gegeben, wobei Vce eine Kollektor-Emitter-Spannung ist. Die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung Vth an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential beim ersten Knoten 35B) und der Temperatur ist in 3 gezeigt. Vth = Rth × (Vcc – Vce)/(Ra + Rth) (2)
Die Ausgangsspannung des in dem AFE 20B umfassten Regulators schwankt. Beispielsweise, wenn die Schwankung ±3% ist, schwankt 3,3 V um ±0,1 V. 3 berücksichtigt die Schwankung und zeigt Beispiele, bei welchem die Spannung Vcc gleich 3,2 V, 3,3 V und 3,4 V ist. Wie aus 3 ersichtlich, wenn der Widerstand 30 näher an der Versorgungsseite als der Thermistor 40 verbunden ist, verursacht die Schwankung der Spannung Vcc eine große Schwankungen bei der Ausgangsspannung Vth zu dem A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten 35B) auf der Niedertemperaturseite. Dies bedeutet, dass auf der Niedertemperaturseite die Genauigkeit einer Temperaturmessung gering ist und ein Fehler in einer gemessenen Temperatur groß ist. Beispielsweise ist der Fehlerbereich um ±1°C bei 60°C, liegt allerdings um ±5°C bei –20°C.
Obwohl die Ausgangsspannung Vcc des Regulators gleich 3,3 V in diesem Beispiel ist, kann Vcc eine Spannung im Bereich von 1 V bis 12 V sein. Obwohl hier die Schwankung der Ausgangsspannung Vcc des Regulators gleich ±3% ist (das heißt, die Schwankung ist ±0,1 V für Vcc = 3,3 V), kann die Schwankung von Vcc beispielsweise im Bereich von ±2% bis ±5% sein (das heißt, die Schwankung kann im Bereich von ±0,066 V bis ±0,17 V für Vcc gleich 3,3 V liegen).
4 stellt eine Konfiguration einer anderen Temperaturdetektionsvorrichtung da. Bei der in 4 dargestellten Temperaturdetektionsvorrichtung 300 ist der Widerstand 30 näher an der Erdungsseite als der Thermistor 40 verbunden. Dies ausgenommen, ist die Konfiguration der Temperaturdetektionsvorrichtung 300 identisch zu der der in 2 dargestellten Vorrichtung. In diesem Fall wird die Ausgangsspannung Vth an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei einem ersten Knoten 35C) durch Gleichung (3) gegeben. Die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung Vth an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten 35C) und der Temperatur ist in 5 gezeigt. Vth = Ra × (Vcc – Vce)/(Ra + Rth) (3)
Wie aus 5 ersichtlich, ist die Temperatureigenschaft das Gegenteil von der in 3 gezeigten und die Ausgangsspannung Vth zu dem A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei der ersten Knoten 35C) schwankt deutlich auf der Hochtemperaturseite. Dies bedeutet, dass auf der Hochtemperaturseite die Genauigkeit einer Temperaturmessung gering ist und ein Fehler bei einer gemessenen Temperatur groß ist. Beispielsweise liegt der Fehlerbereich um ±5°C bei 60°C, aber liegt bei ±1°C bei –20°C.
6 stellt einen Schalterschaltkreis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. 7 stellt eine Konfiguration einer Temperaturdetektionsvorrichtung 400 dar, welche einen in 6 dargestellten Schalterschaltkreis 450 umfasst, entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Temperaturdetektionsvorrichtung 400 umfasst den Widerstand 30 mit dem Widerstandswert Ra, den Thermistor 40, verbunden in Serie zu dem Widerstand 30, den Schalterschaltkreis 450, ausgebildet zum Steuern des Zustands eine Energieversorgung zu dem Widerstand 30 und dem Thermistor 40, den A/D Converter 51, verbunden mit einem ersten Knoten 35 die zwischen dem Widerstand 30 und dem Thermistor 40, und eine Temperaturausgabeeinheit 53D, ausgebildet zum Umwandeln eines von dem A/D Converter 51 ausgegebenen digitalen Werts in eine Temperatur und zum Ausgeben der Temperatur. Der A/D Converter 51 und die Temperaturausgabeeinheit 53D bilden einen Temperaturdetektor 57. Die Temperaturdetektionsvorrichtung 400 umfasst den AFE 20B. Der AFE 20B umfasst einen Regulator, ausgebildet zum Zuführen von Energie an den Thermistor 40. Die Batterie 10 dient als eine Energiequelle.
Der Schalterschaltkreis 450 umfasst einen Serienschaltkreis, welcher aus dem Schalter Sw1 und dem Schalter Sw3 (erster Serienschaltkreis) geformt ist, und einen Serienschaltkreis, welche aus dem Schalter Sw2 und dem Schalter Sw4 (zweiter Serienschaltkreis) geformt ist. Der erste Serienschaltkreis und der zweite Serienschaltkreis sind parallel verbunden. Der Schalter Sw1 des ersten Serienschaltkreises und der Schalter Sw2 des zweiten Serienschaltkreises sind mit der Versorgungsseite verbunden und der Schalter Sw3 des ersten Serienschaltkreises und der Schalter Sw4 des zweiten Serienschaltkreises sind mit der Erdungsseite verbunden. Der Thermistor 40 ist mit einem zweiten Knoten 13 zwischen dem Schalter Sw1 und dem Schalter Sw3 des ersten Serienschaltkreises verbunden und der Widerstand 30 ist mit einem dritten Knoten 24 zwischen dem Schalter Sw2 und dem Schalter Sw4 des zweiten Serienschaltkreises verbunden.
Bei der Temperaturdetektionsvorrichtung 400 führt der in dem AFE 20B umfasste Regulator eine Spannung Vcc gleich 3,3 V an den Serienschaltkreis des Widerstands 30 und des Thermistors 40 zu. Durch Bedienen der in dem Schalterschaltkreis 450 umfassten vier Schaltelemente, kann das Potential jeweils bei dem zweiten Knoten 13 und bei dem dritten Knoten 24 zwischen hoch und niedrig geschaltet werden. Das heißt, wenn der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Ein-Zustand sind und der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Aus-Zustand sind (erster Zustand), ist der dritte Knoten 24 auf der Versorgungsseite und ist der zweite Knoten 13 auf der Erdungsseite. Andererseits, wenn der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Aus-Zustand sind und der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Ein-Zustand sind (zweiter Zustand), ist der dritte Knoten 24 auf der Erdungsseite und ist der zweite Knoten 13 auf der Versorgungsseite.
Wenn der Schalter Sw1 und der Schalter Sw2 jeweils in dem Aus-Zustand sind, oder der Schalter Sw3 und der Schalter Sw4 jeweils in dem Aus-Zustand sind, fließt kein Strom durch den Schalterschaltkreis 450. Das heißt, durch Betreiben einer Vielzahl von in dem Schalterschaltkreis 400 umfassten Schaltelementen kann der Zeitpunkt einer Temperaturmessung gesteuert werden. Somit wird Energie nur während einer Temperaturmessung verbraucht.
Die Bedienung eines jeden der vier in dem Schalterschaltkreis 450 umfassten Schaltelemente wird durch eine Schaltersteuereinheit 55D gesteuert. Die Schaltersteuereinheit 55D ist ausgebildet, sodass diese zum Schalten jeweils des Schalters Sw1, des Schalters Sw2, des Schalters Sw3 und des Schalters Sw4 zwischen dem Ein-Zustand und dem Aus-Zustand mit einem unabhängigen Steuersignal geeignet ist. Das heißt, die Schaltersteuereinheit 55D ist geeignet zu einem beliebigen Zeitpunkt ein Sw1 Steuersignal zum Ein- und Aus-Steuern des Schalters Sw1 auszugeben. Ähnlich ist die Schaltersteuereinheit 55D geeignet zu einem beliebigen Zeitpunkt ein Sw2 Steuersignal, ein Sw3 Steuersignal und ein Sw4 Steuersignal zum Ein- und Aus-Steuern jeweils des Schalters Sw2, des Schalters Sw3 und des Schalters Sw4 auszugeben.
Die Temperaturmessung und die Temperaturausgabe, welche durch die Temperaturdetektionsvorrichtung 400 ausgeführt werden, werden durch eine dritte Steuereinheit 50D gesteuert. Die dritte Steuereinheit 50D umfasst nicht nur die Schaltersteuereinheit 55D, sondern ebenso den A/D Converter 51, welcher zum Umwandeln eines Potentials bei dem ersten Knoten 35D zwischen dem Widerstand 30 und dem Thermistor 40 in einen digitalen Wert ausgebildet ist, und die Temperaturausgabeeinheit 53D, welche zum Umwandeln des digitalen Werts in eine Temperatur und zum Ausgeben der Temperatur ausgebildet ist. Die Temperaturausgabeeinheit 53D umfasst verschiedene Berechnungsfunktionen zum Verarbeiten von digitalen Werten und einen Speicher. Die dritte Steuereinheit 50D kann ausgebildet sein, eine Energieversorgung von der Batterie 10 über den AFE 20B zu empfangen. Die Konfiguration der dritten Steuereinheit 50D ist nicht auf das oben beschriebene beschränkt.
Wie oben beschrieben, ermöglicht bei der Temperaturdetektionsvorrichtung 400 ein Ein- und Ausschalten der vier Transistoren zwischen einem Zustand, bei welchem der Thermistor 40 mit der Erdungsseite verbunden ist und der Widerstand 30 mit der Versorgungsseite verbunden ist, und einem Zustand, bei welchem der Thermistor 40 mit der Versorgungsseite verbunden ist und der Widerstand 30 mit der Erdungsseite verbunden ist, zu wechseln. Wenn der Schalterschaltkreis 450 in dem ersten Zustand ist, ist der erste Knoten 24 auf der Versorgungsseite und ist der zweite Knoten 13 auf der Erdungsseite. In diesem Fall ist eine Ausgangsspannung Vth1 an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten 35D zwischen dem Widerstand 30 und dem Thermistor 40) durch Gleichung (4) gegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Kollektor-Emitter-Spannung, welche erhalten wird, wenn jeder Transistor in dem Ein-Zustand ist, durch Vce dargestellt wird. Die Beziehung zwischen einer Temperatur und Vth1 ist im Wesentlichen identisch zu der in 3 gezeigten. Das heißt, wenn die Temperatur des Temperaturmessobjekts abnimmt, nimmt der Zähler in Gleichung (4) zu und der Einfluss einer Schwankung von Vcc nimmt zu. Darüber hinaus, wenn die Temperatur des Temperaturmessobjekts auf der Niedertemperaturseite liegt, ist die Steigung der Kurve klein und der Einfluss einer Schwankung von Vcc ist groß. Vth1 = Rth × (Vcc – 2Vce)/(Ra + Rth) (4)
Andererseits, wenn der Schalterschaltkreis 450 in dem zweiten Zustand ist, liegt der zweite Knoten 13 auf der Versorgungsseite und liegt der dritte Knoten 24 auf der Erdungsseite. In diesem Fall ist eine Ausgangsspannung Vth2 an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten 35D) durch Gleichung (5) gegeben und die Beziehung zwischen einer Temperatur und Vth2 ist im Wesentlichen identisch zu der in 5 gezeigten. Das heißt, wenn die Temperatur des Temperaturmessobjekts zunimmt, vermindert sich der Nenner in Gleichung (5) und der Einfluss einer Schwankung von Vcc nimmt zu. Darüber hinaus, wenn die Temperatur des Temperaturmessobjekts auf der Hochtemperaturseite liegt, ist die Steigung der Kurve klein und der Einfluss einer Schwankung von Vcc ist groß. Vth2 = Ra × (Vcc – 2Vce)/(Ra + Rth) (5)
Ein Vergleich zwischen Gleichungen (2) und (3) und Gleichungen (4) und (5) zeigt, dass (Vcc – Vce) in den Gleichungen (2) und (3) durch (Vcc – 2Vce) in den Gleichungen (4) und (5) ersetzt ist. Da Vce viel kleiner als Vcc ist, sind eine Differenz zwischen Vth in Gleichung (2) und Vth1 in Gleichung (4) und eine Differenz zwischen Vth in Gleichung (3) und Vth2 in Gleichung (5) vernachlässigbar. Das heißt, bei dem in 6 dargestellten Schalterschaltkreis ist eine Änderung in einem Potential bei dem ersten Knoten, welche durch eine Zunahme in der Anzahl von Transistoren von dem in 2 oder 4 dargestellten Schaltkreis verursacht wird, vernachlässigbar.
8 ist ein Eigenschaftsdiagramm, welches die Eigenschaftsdiagramme aus den 3 und 5 in einem kombiniert. Wie aus 8 ersichtlich, um die Genauigkeit einer Temperaturmessung in einem weiten Temperaturbereich zu verbessern, wird bevorzugt, dass der Zustand des Schalterschaltkreises 450 bei der Temperatur T°C (25°C in der Fig.), bei welcher das Potential bei dem ersten Knoten in dem ersten Zustand des Schalterschaltkreises gleich dem Potential bei dem ersten Knoten in dem zweiten Zustand des Schalterschaltkreises ist, gewechselt wird.
Falls die Temperatur des Widerstands 40 in einem Hochtemperaturbereich höher oder gleich einer vorbestimmten Schwellentemperatur ist, steuert die Schaltersteuereinheit 55D den Schalterschaltkreis 450 derart, dass der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Ein-Zustand sind und der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Aus-Zustand sind. Das durch Gleichung (4) gegebene Potential Vth1 wird somit an den A/D Converter 51 ausgegeben.
Andererseits, falls die Temperatur des Thermistors 40 in einem Niedertemperaturbereich niedriger als die Schwellentemperatur liegt, steuert die Schaltersteuereinheit 55D den Schalterschaltkreis 450 derart, dass der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Ein-Zustand sind und der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Aus-Zustand sind. Das durch Gleichung (5) gegebene Potential Vth2 wird somit an den A/D Converter 51 ausgegeben.
Beispielsweise überträgt die Schaltersteuereinheit 55D ein den Zustand des Schalterschaltkreises 450 betreffendes Signal an die Temperaturausgabeeinheit 53 regelmäßig oder zu einem beliebigen Zeitpunkt. Die Schaltersteuereinheit 55D kann ein den Zustand des Schalterschaltkreises 450 betreffendes Signal an die Temperaturausgabeeinheit 53D beispielsweise zu bestimmten Zeitintervallen übertragen oder jedes Mal, wenn dieses ein Steuersignal an den Schalterschaltkreis überträgt. Die Schaltersteuereinheit 50D kann ausgebildet sein, sodass diese ein den Zustand des Schalterschaltkreises 450 betreffendes Signal jedes Mal an die Temperaturausgabeeinheit 53D unmittelbar nach dem Einschalten überträgt.
Die Temperaturausgabeeinheit 53D überträgt eine Temperaturinformation oder ein Signal, welches zum Schalten des Schalterschaltkreises 450 notwendig ist, an die Schaltersteuereinheit 55D regelmäßig oder zu einem beliebigen Zeitpunkt. Auf der Basis des von der Schaltersteuereinheit 55D übertragenen Signals kann die Temperaturausgabeeinheit 53D bestimmen, ob eine erste Temperatur oder eine zweite Temperatur auszugeben ist. Die Temperaturausgabeeinheit 53D kann eine Temperaturinformation (Thermistor-Temperaturinformation) oder ein Signal, welches zum Schalten des Schalterschaltkreises 450 notwendig ist, an die Schaltersteuereinheit 55D beispielsweise zu einem bestimmten Zeitintervalle oder jedes Mal, wenn diese einen von dem A/D Converter 51 ausgegebenen digitalen Wert empfängt, übertragen.
Bei dem in 6 dargestellten Schalterschaltkreis 450 ist, wenn Sw1 bis Sw4 ein oder ausgeschaltet werden, bei einer Kreuzungstemperatur T°C (5 und 20°C in 9), wie oben beschrieben, die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung Vth an den A/D Converter 51 (das heißt, ein Potential bei dem ersten Knoten 35D) und der Temperatur wie in 9 gezeigt.
9 zeigt, dass ein Fehler bei der Temperatur des Thermistors 40 bei der Kreuzungstemperatur T°C maximal wird, allerdings liegt der maximale Fehlerbereich nur bei ±1,5°C.
Wie aus dem Eigenschaftsdiagramm aus 8 oder 9 ersichtlich, gehören zwei Temperaturen zu derselben Spannung, mit Ausnahme der Kreuzungstemperatur T°C. Das heißt, mit Ausnahme der Kreuzungstemperatur T°C, bestimmt die Temperaturausgabeeinheit 53D zwei Temperaturen, und zwar die erste Temperatur und die zweite Temperatur, aus einem von dem A/D Converter 51 ausgegebenen digitalen Wert. Da die dritte Steuereinheit 50D den Schalterschaltkreis 450 steuert, erkennt die dritte Steuereinheit 50D, ob der Schalterschaltkreis 450 in dem ersten Zustand oder dem zweiten Zustand ist. Daher ist es für die Temperaturausgabeeinheit 53D einfach zu bestimmen, ob die erste Temperatur oder die zweite Temperatur auszugeben ist.
Auf der Basis eines von dem A/D Converter 51 ausgegebenen digitalen Werts werden die erste Temperatur und die zweite Temperatur beispielsweise aus Datentabellen erhalten, welche zu einem ersten Eigenschaftsdiagramm und einem zweiten Eigenschaftsdiagramm gehören und auf dem in der Temperaturausgabeeinheit 53D umfassten Speicher gespeichert sind. Die das erste Eigenschaftsdiagramm betreffende Datentabelle (das heißt, eine Datentabelle basierend auf einer Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Potential und dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors in dem ersten Zustand des Schalterschaltkreises darstellt) wird als eine erste Datentabelle bezeichnet und die das zweite Eigenschaftsdiagramm betreffende Datentabelle (das heißt, eine Datentabelle basierend auf einer Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors in den zweiten Zustand des Schalterschaltkreises darstellt) wird als eine zweite Datentabelle bezeichnet. Falls der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Ein-Zustand sind und der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Aus-Zustand sind (das heißt, falls der Schalterschaltkreis 450 in dem ersten Zustand ist), gibt die Temperaturausgabeeinheit 53D aus der ersten Datentabelle die erste Temperatur aus, welche zu dem von dem A/D Converter 51 ausgegebenen digitalen Wert gehört. Andererseits, falls der Schalter Sw1 und der Schalter Sw4 in dem Ein-Zustand sind und der Schalter Sw2 und der Schalter Sw3 in dem Aus-Zustand sind (das heißt, falls der Schalterschaltkreis 450 in dem zweiten Zustand ist), gibt die Temperaturausgabeeinheit 53D aus der zweiten Datentabelle die zweite Temperatur aus, welche zu dem von dem A/D Converter 51 ausgegebenen digitalen Wert gehört.
Das heißt, die Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist bevorzugt eine Temperaturmessvorrichtung, welche einen Speicher umfasst. Der Speicher speichert eine erste Datentabelle und eine zweite Datentabelle; die erste Datentabelle ist eine Datentabelle, welche die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors in dem ersten Zustand des Schalterschaltkreises zeigt; die zweite Datentabelle ist eine Datentabelle, welche die Beziehung zwischen dem Potential bei dem ersten Knoten und der Temperatur des Thermistors in dem zweiten Zustand des Schalterschaltkreises zeigt; die erste Temperatur ist eine Temperatur, welche zu dem digitalen Wert in der ersten Datentabelle gehört; die zweite Temperatur ist eine Temperatur, welche zu dem digitalen Wert in der zweiten Datentabelle gehört; und die Temperaturausgabeeinheit wählt die erste Temperatur aus und gibt diese aus, wenn der Schalterschaltkreis in dem ersten Zustand ist, und wählt die zweite Temperatur aus und gibt diese aus, wenn der Schalterschaltkreis in dem zweiten Zustand ist.
Beim Einschalten der Temperaturmessvorrichtung 400 kann der Schalterschaltkreis 450 entweder in dem ersten Zustand oder in dem zweiten Zustand sein. Wenn der Schalterschaltkreis 450 in dem ersten Zustand ist und die Temperatur des Temperaturmessobjekts geringer als die Schwellentemperatur ist, oder wenn der Schalterschaltkreis 450 in dem zweiten Zustand ist und die Temperatur des Temperaturmessobjekts höher als oder gleich der Schwellentemperatur ist, kann die von der Temperaturausgabeeinheit 53D ausgegebenen Temperatur einen relativ großen Fehler aufweisen. Allerdings wird der Zustand des Schalterschaltkreises 450, wie nachfolgend beschrieben, entsprechend der Temperatur des Temperaturmessobjekts korrigiert.
Bei dem Starten der Temperaturmessvorrichtung 400, überträgt die Schaltersteuereinheit 55D ein den Zustand des Schalterschaltkreises 450 betreffende Signal an die Temperaturausgabeeinheit 53D. Falls der Schalterschaltkreis 450 in dem ersten Zustand ist, bestimmt die Temperaturausgabeeinheit 53D in der ersten Datentabelle eine zu einem durch den A/D Converter 51 ausgegebenen digitalen Wert gehörige Temperatur als eine Anfangstemperatur. Falls die Anfangstemperatur höher oder gleich der Schwellentemperatur ist muss der Zustand des Schalterschaltkreises 450 nicht gewechselt werden. Falls die Anfangstemperatur geringer als die Schwellentemperatur ist, muss der Schalterschaltkreis 450 in den zweiten Zustand geschaltet werden. In diesem Fall überträgt die Temperaturausgabeeinheit 53D eine Temperaturinformation oder ein das Schalten des Schalterschaltkreises 450 angebendes Signal an die Schaltersteuereinheit 55D, welches den Schalterschaltkreis 450 in den zweiten Zustand schaltet. Eine ähnliche Operation wird ausgeführt, falls der Schalterschaltkreis 450 in dem zweiten Zustand beim Starten der Temperaturmessvorrichtung 400 ist und die Anfangstemperatur höher oder gleich der Schwellentemperatur ist.
Ebenso wird eine ähnliche Operation ausgeführt, falls, nach einem Start der Temperaturmessvorrichtung 400 der Schalterschaltkreis 450 in dem ersten Zustand ist und Temperatur des Temperaturmessobjekts geringer als die Schwellentemperatur ist, oder der Schalterschaltkreis 450 in dem zweiten Zustand ist und Temperatur des Temperaturmessobjekts höher als oder gleich der Schwellentemperatur ist.
Die Temperaturausgabeeinheit 53D kann entweder die erste oder die zweite Temperatur, welche durch die Temperaturausgabeeinheit 53D ausgewählt ist, unmittelbar vor einem Schalten des Schalterschaltkreises 450 in den ersten oder zweiten Zustand ausgeben oder nicht ausgeben (das heißt, die durch die Temperaturausgabeeinheit 53D ausgewählte Temperatur, wenn der Schalterschaltkreis 450 nicht in dem für diese Temperatur geeigneten Zustand ist). Die Temperaturmessvorrichtung 400 kann ausgebildet sein, um eine Temperaturmessoperation jedes Mal auszuführen, unmittelbar nach einem Schalten des Schalterschaltkreises 450 in den ersten oder den zweiten Zustand.
Die Schwellentemperatur wird vorzugsweise auf die Kreuzungstemperatur T°C so gut wie möglich eingestellt. Die Schwellentemperatur ist vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von T –5°C bis T +5°C, weiter bevorzugt eine Temperatur im Bereich von T –1°C bis T +1°C, und noch weiter bevorzugt T°C. Mit der wie oben beschrieben eingestellten Schwellentemperatur ist eine noch genauere Temperaturdetektion in einem weiten Temperaturbereich möglich. Falls die Schwellentemperatur auf T°C eingestellt ist, kann die Messgenauigkeit (Temperaturmessfehler) über den gesamten Messtemperaturbereich stetig ausgebildet werden. Falls die Schwellentemperatur nicht T°C ist, kann die Messgenauigkeit (Temperaturmessfehler) bei der Schwellentemperatur unstetig werden. Allerdings, solange die Schwellentemperatur eine Temperatur im Bereich von T –5°C bis T +5°C oder von T –1°C bis T +1°C ist, kann der Unstetigkeitsgrad bei der Messgenauigkeit (Temperaturmessfehler) ausreichend klein gemacht werden.
Der Widerstandswert Ra des in Serie mit dem Thermistor verbundenen Widerstands bei 25°C liegt vorzugsweise im Bereich von 1/10 bis 10 mal dem Widerstandswert Rth des Thermistors bei 25°C, weiter bevorzugt im Bereich von 1/5 bis 5 mal, und noch weiter bevorzugt im Bereich von 1/2 bis 2 mal. Der Widerstandswert Ra bei 25°C ist am meisten bevorzugt gleich dem Widerstandswert Rth bei 25°C. Dies ermöglicht es eine noch genauere Temperaturdetektion in einem weiten Temperaturbereich zu erzielen.
Die Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Temperatur des Temperaturmessobjekts in einem weiten Temperaturbereich (beispielsweise –40°C bis +80°C, –40°C bis +100°C, oder –40°C bis +120°C) genau detektieren. Beispielsweise kann die Temperatur mit einem Fehlerbereich von ±3°C, ±2°C oder ±1,5°C detektiert werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Entsprechend der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine Temperaturdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche eine genauere Temperaturdetektion in einem weiten Temperaturbereich erzielen kann.
Bezugszeichenliste

10: Batterie
13: zweiter Knoten
20A: Regulator
20B: AFE
24: dritter Knoten
30: Widerstand
35A, 35B, 35C, 35D: erster Knoten
37: Transistor
40: Thermistor
50A: erste Steuereinheit
50B: zweite Steuereinheit
50D: dritte Steuereinheit
51: A/D Converter
53, 53D: Temperaturausgabeeinheit
55B, 55D: Schaltersteuereinheit
57: Temperaturdetektor
100, 200, 400: Temperaturdetektionsvorrichtung
450: Schalterschaltkreis

Claims

Eine Temperaturdetektionsvorrichtung, umfassend: einen Thermistor; einen Widerstand, verbunden in Serie mit dem Thermistor; einen Temperaturdetektor, verbunden mit einem ersten Knoten zwischen dem Thermistor und dem Widerstand; und einen Schalterschaltkreis, umfassend einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter, einen dritten Schalter und einen vierten Schalter, wobei der erste Schalter und der dritte Schalter in Serie verbunden sind; der zweite Schalter und der vierte Schalter in Serie verbunden sind; der erste Schalter und der zweite Schalter mit einer Versorgungsseite verbunden sind; der dritte Schalter und der vierte Schalter mit einer Erdungsseite verbunden sind; der Thermistor mit einem zweiten Knoten zwischen dem ersten Schalter und dem dritten Schalter verbunden ist; und der Widerstand mit einem dritten Knoten zwischen dem zweiten Schalter und dem vierten Schalter verbunden ist.
Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend eine Schaltersteuereinheit, ausgebildet zum Schalten jeweils des ersten Schalters, des zweiten Schalters, des dritten Schalters und des vierten Schalters zwischen einem Ein-Zustand und einem Aus-Zustand mit einem unabhängigen Steuersignal.
Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, falls eine Temperatur des Thermistors größer als oder gleich einer vorbestimmten Schwellentemperatur ist, die Schaltersteuereinheit den Schalterschaltkreis steuert, um in einem ersten Zustand zu sein, wobei der zweite Schalter und der dritte Schalter in dem Ein-Zustand sind und der erste Schalter und der vierte Schalter in dem Aus-Zustand sind; und, falls die Temperatur des Thermistors geringer als die vorbestimmte Schwellentemperatur ist, die Schaltersteuereinheit den Schalterschaltkreis steuert, um in einem zweiten Zustand zu sein, bei welchem der erste Schalter und der vierte Schalter in dem Ein-Zustand sind und der zweite Schalter und der dritte Schalter in dem Aus-Zustand sind.
Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei, wenn eine Temperatur, bei welcher ein Potential bei dem ersten Knoten in dem ersten Zustand des Schalterschaltkreis gleich einem Potential bei dem ersten Knoten in dem zweiten Zustand des Schalterschaltkreises gleich T°C ist, die Schwellentemperatur eine Temperatur im Bereich von T –5°C bis T +5°C ist.
Temperaturdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der Temperaturdetektor einen A/D Converter und eine Temperaturausgabeeinheit umfasst, wobei der A/D Converter ausgebildet ist, ein Potential bei dem ersten Knoten in einen digitalen Wert umzuwandeln; der A/D Converter den digitalen Wert an die Temperaturausgabeeinheit ausgibt; und die Temperaturausgabeeinheit eine erste Temperatur und eine zweite Temperatur aus dem digitalen Wert bestimmt und entweder die erste Temperatur oder die zweite Temperatur auf der Basis des Zustands des Schalterschaltkreises auswählt und ausgibt.