DE112017006380T5

DE112017006380T5 - Leistungsumsetzungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112017006380T5
Application number: DE112017006380.9T
Authority: DE
Inventors: Masashi Kosuga; Takeshi Kato; Takeshi Tajiri; Hidehiko Takahara; Nobuaki GORAI
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-09-05
Also published as: CN110178303B; CN110178303A; WO2018135213A1; JP6744432B2; US10794937B2; JPWO2018135213A1; US20190361053A1

Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stromdetektionsfehler eines Stromsensors zu verringern, während eine Vergrößerung einer Leistungsumsetzungsvorrichtung, die mit dem Stromsensor ausgestattet ist, unterdrückt wird.
Eine Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Leistungsumsetzungsschaltung, die konfiguriert ist, Leistung umzusetzen; einen Leiter, der konfiguriert ist, einen Strom zur Leistungsumsetzungsschaltung zu übertragen; und einen kernlosen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Strom zu detektieren, wobei der kernlose Stromsensor Folgendes enthält: einen Magnetfelddetektionsabschnitt, der konfiguriert ist, ein Magnetfeld des Stroms zu detektieren; und einen Abschirmabschnitt, der dem Magnetfelddetektionsabschnitt zugewandt ist, wobei der Leiter Folgendes enthält: einen ersten Leiterabschnitt, der durch einen Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt verläuft; und einen zweiten Leiterabschnitt, der über einen ersten gebogenen Abschnitt mit dem ersten Leiterabschnitt verbunden ist und wobei der erste gebogene Abschnitt derart gebildet ist, dass der Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt nicht in einer Richtung angeordnet ist, die zu einer Fläche des zweiten Leiterabschnitts senkrecht ist, die dem Abschirmabschnitt am nächsten ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsumsetzungsvorrichtung und genauer auf eine Leistungsumsetzungsvorrichtung, die einem Fahrzeugantriebsmotor Leistung zuführt.
Hintergrundgebiet
Eine Leistungsumsetzungsvorrichtung, die einem Fahrzeugantriebsmotor Leistung zuführt, gibt einen Wechselstrom an den Motor aus. Ein Stromsensor zum Detektieren dieses Wechselstroms wird verwendet. Eine Busschiene, die den Wechselstrom überträgt, durchdringt den Stromsensor. PTL 1 beschreibt eine Stromdetektion, wenn die Busschiene gebogen ist.
Obwohl gefordert wird, dass der Einbauraum der Leistungsumsetzungsvorrichtung so klein wie möglich ist, wird gefordert, dass der Einfluss einer Störung auf den Stromsensor verringert wird.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2015-175757 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Problemstellung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stromdetektionsfehler eines Stromsensors zu verringern, während die Vergrößerung einer Leistungsumsetzungsvorrichtung, die mit dem Stromsensor ausgestattet ist, unterdrückt wird.
Lösung der Problemstellung
Eine Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Leistungsumsetzungsschaltung, die konfiguriert ist, Leistung umzusetzen; einen Leiter, der konfiguriert ist, einen Strom zur Leistungsumsetzungsschaltung zu übertragen; und einen kernlosen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Strom zu detektieren, wobei der kernlose Stromsensor Folgendes enthält: einen Magnetfelddetektionsabschnitt, der konfiguriert ist, ein Magnetfeld des Stroms zu detektieren; und einen Abschirmabschnitt, der dem Magnetfelddetektionsabschnitt zugewandt ist, wobei der Leiter Folgendes enthält: einen ersten Leiterabschnitt, der durch einen Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt verläuft; und einen zweiten Leiterabschnitt, der über einen ersten gebogenen Abschnitt mit dem ersten Leiterabschnitt verbunden ist und wobei der erste gebogene Abschnitt derart gebildet ist, dass der Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt nicht in einer Richtung angeordnet ist, die zu einer Fläche des zweiten Leiterabschnitts senkrecht ist, die dem Abschirmabschnitt am nächsten ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Stromdetektionsfehler des Stromsensors zu verringern, während die Vergrößerung der Leistungsumsetzungsvorrichtung, die mit dem Stromsensor ausgestattet ist, unterdrückt wird.
Figurenliste

1 ist eine vergrößerte Ansicht der Umgebung eines kernlosen Stromsensors 105 in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung 100.
2 ist eine Querschnittsansicht der Umgebung des kernlosen Stromsensors 105 aus der Richtung betrachtet, die durch den Pfeil der Ebene AA in 1 angegeben ist.
3 ist eine perspektivische Einzelteilansicht der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
4 ist eine Querschnittsansicht der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 aus der Richtung betrachtet, die durch den Pfeil der Ebene BB in 3 angegeben ist.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
3 ist eine perspektivische Einzelteilansicht einer Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Ein Leistungshalbleitermodul 107 weist eine Wechselrichterschaltung auf, die einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umsetzt.
Eine Formbusschiene 101 verbindet einen Glättungskondensator (nicht gezeigt) und das Leistungshalbleitermodul 107 elektrisch. Die Formbusschiene 101 ist aus einer Metallbusschiene und einem Formmaterial zum Isolieren dieser Busschiene zusammengesetzt. Die Formbusschiene 101 hält kernlose Stromsensoren 105 und ist an einem Gehäuse 106 befestigt.
Die kernlosen Stromsensoren 105 sind an der Formbusschiene 101 befestigt und zwischen der Formbusschiene 101 und einer Gate-Ansteuereinrichtungsleiterplatte 104 angeordnet.
Das Gehäuse 106 hält die Formbusschiene 101 und hält eine Metallbasis 103.
Die Gate-Ansteuereinrichtungsleiterplatte 104 ist an der Metallbasis 103 befestigt und an einer Position angeordnet, die der Formbusschiene 101 gegenüberliegt, wobei der kernlose Stromsensor 105 dazwischen eingeschoben ist. Die Gate-Ansteuereinrichtungsleiterplatte 104 ist außerdem an einer Position angeordnet, die einer Motorsteuerleiterplatte 102 gegenüberliegt, wobei die Metallbasis 103 dazwischen eingeschoben ist.
Die Metallbasis 103 ist am Gehäuse 106 befestigt, hält die Motorsteuerleiterplatte 102 und die Gate-Ansteuereinrichtungsleiterplatte 104 und ist zwischen der Gate-Ansteuereinrichtungsleiterplatte 104 und der Motorsteuerleiterplatte 102 angeordnet.
1 ist eine vergrößerte Ansicht der Umgebung des kernlosen Stromsensors 105 in der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100. 2 ist eine Querschnittsansicht der Umgebung des kernlosen Stromsensors 105 aus der Richtung betrachtet, die durch den Pfeil der Ebene AA in 1 angegeben ist. 4 ist eine Querschnittsansicht der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 aus der Richtung betrachtet, die durch den Pfeil der Ebene BB in 3 angegeben ist.
Der kernlose Stromsensor 105 ist aus Magnetfelddetektionsabschnitten 200 und Abschirmabschnitten 201 zusammengesetzt. Wie in 4 gezeigt ist, ist der Abschirmabschnitt 201 aus einem ersten Abschirmabschnitt 201a und einem zweiten Abschirmabschnitt 201b zusammengesetzt.
Der Magnetfelddetektionsabschnitt 200 ist zwischen den zwei gegenüberliegenden Abschirmabschnitten, dem ersten Abschirmabschnitt 201a und dem zweiten Abschirmabschnitt 201b, angeordnet.
Ein Leiter 300, der in 2 gezeigt ist, überträgt einen Wechselstrom, der vom Leistungshalbleitermodul 107 ausgegeben wird.
Ein erster Leiterabschnitt 301 ist über einen ersten gebogenen Abschnitt 311 mit einem zweiten Leiterabschnitt 302 verbunden. Ein dritter Leiterabschnitt 303 ist über einen zweiten gebogenen Abschnitt 312 mit dem ersten Leiterabschnitt 301 verbunden.
Der erste Leiterabschnitt 301 ist derart angeordnet, dass er einen Raum 320 zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt 200 und dem Abschirmabschnitt 201 durchdringt.
Der Magnetfelddetektionsabschnitt 200 ist an einer Position angeordnet, die dem zweiten Abschirmabschnitt 201b gegenüberliegt, wobei der erste Leiterabschnitt 301 dazwischen eingeschoben ist.
Ein Bereich 321 ist ein Bereich, in dem das Magnetfeld, das in einer Richtung erzeugt wird, die zur Hauptfläche des zweiten Leiterabschnitts 302 senkrecht ist, stark ist. Der zweite Leiterabschnitt 302 ist eine rechtwinklige Busschiene und weist eine Hauptfläche auf, die eine größere Fläche als andere Flächen aufweist. In der Richtung, die zu dieser Hauptfläche senkrecht ist, wird das erzeugte Magnetfeld stark.
Der erste gebogene Abschnitt 311 ist derart gebildet, dass ein Raum 320 nicht in einer Richtung angeordnet ist, die zu der Fläche des zweiten Leiterabschnitts 302 senkrecht ist, die dem zweiten Abschirmabschnitt 201b am nächsten ist. Das heißt, der erste gebogene Abschnitt 311 ist derart gebildet, dass der Bereich 321 nicht im Raum 320 angeordnet ist.
Ebenso ist ein Bereich 322 ein Bereich, in dem das Magnetfeld, das in einer Richtung erzeugt wird, die zur Hauptfläche des dritten Leiterabschnitts 303 senkrecht ist, stark ist. Der dritte Leiterabschnitt 303 ist eine rechtwinklige Busschiene und weist eine Hauptfläche auf, die eine größere Fläche als andere Flächen aufweist. In der Richtung, die zu dieser Hauptfläche senkrecht ist, wird das erzeugte Magnetfeld stark.
Der zweite gebogene Abschnitt 312 ist derart gebildet, dass der Raum 320 nicht in einer Richtung angeordnet ist, die zur Fläche des dritten Leiterabschnitts 303 senkrecht ist, die dem zweiten Abschirmabschnitt 201b am nächsten ist. Das heißt, der zweite gebogene Abschnitt 312 ist derart gebildet, dass der Bereich 322 nicht im Raum 320 angeordnet ist.
Dementsprechend ist es möglich, den Einfluss des Magnetfelds, das im zweiten Leiterabschnitt 302 oder im dritten Leiterabschnitt 303 erzeugt wird, zu verringern und die Detektionsgenauigkeit des Magnetfelds, das im ersten Leiterabschnitt 301 erzeugt wird, zu verbessern. Daraufhin kann der Raum wirksam genutzt werden, da die Flexibilität des Leiterentwurfs in der vertikalen Richtung durch den ersten gebogenen Abschnitt 311 oder den zweiten gebogenen Abschnitt 312 erweitert werden kann, ohne den Stromdetektionsfehler des kernlosen Stromsensors 105 zu verschlechtern, derart, dass die Verkleinerung des Produkts zu erwarten ist.
Es sei erwähnt, dass der zweite Leiterabschnitt 302 und der dritte Leiterabschnitt 303 in der vorliegenden Ausführungsform rechtwinklige Busschienen sind, jedoch Leiter sein können, die einen runden oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der Endabschnitt des ersten Abschirmabschnitts 201a an einer Position angeordnet, die dem ersten Leiter 301 gegenüberliegt, wobei der Endabschnitt des zweiten Abschirmabschnitts 201b dazwischen eingeschoben ist, und der Endabschnitt des ersten Abschirmabschnitts 201a und der Endabschnitt des zweiten Abschirmabschnitts 201b sind derart gebildet, dass sie eine Öffnung dazwischen aufweisen.
Der Endabschnitt des zweiten Abschirmabschnitts 201b ist zwischen dem Endabschnitt des ersten Abschirmabschnitts 201a und dem ersten Leiterabschnitt 301 angeordnet und ist an einer Position angeordnet, die dem Magnetfelddetektionsabschnitt 200 gegenüberliegt, wobei der erste Leiterabschnitt 301 dazwischen eingebettet ist.
Der erste Abschirmabschnitt 201a und der zweite Abschirmabschnitt 201b bilden einen ersten Abschirmungserrichtungsabschnitt 201c bzw. einen zweiten Abschirmungserrichtungsabschnitt 201d, die in einer Richtung gebildet sind, die zur Anordnungsrichtung des Magnetfelddetektionsabschnitts 200 und des Leiters parallel ist.
Der Raum 320 zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt 200 und dem Abschirmabschnitt 201 ist derart gebildet, dass er durch den Endabschnitt und die Seite des zweiten Abschirmabschnitts 201b, die Seite des ersten Abschirmabschnitts 201a und den Magnetfelddetektionsabschnitt 200 umgeben ist.
Indem der erste Abschirmungserrichtungsabschnitt 201c und der zweite Abschirmungserrichtungsabschnitt 201d mit einem Winkel in Bezug auf den Endabschnitt des ersten Abschirmabschnitts 201a und den Endabschnitt des zweiten Abschirmabschnitts 201b bereitgestellt sind, ist es möglich, den Abstand parallel zur Richtung der Errichtung der Abschirmung zu verkürzen und den Einfluss einer wechselseitigen Interferenz selbst dann zu unterdrücken, wenn der Abstand zwischen den benachbarten kernlosen Stromsensoren 105 verkürzt ist.
Da die benachbarten kernlosen Stromsensoren 105 in einem kurzen Abstand nahe aneinander angeordnet sein können, ohne die Genauigkeit der kernlosen Stromsensoren 105 zu verschlechtern, ist es möglich, die Verkleinerung des Produkts zu erwarten.
Wie in 4 gezeigt ist, werden der erste Abschirmabschnitt 201a und der erste Leiterabschnitt 301 durch einen ersten Isolator 401 getragen. Obwohl dies nicht gezeigt ist, wird der zweite Abschirmabschnitt 201b ebenfalls durch den ersten Isolator 401 getragen.
Insbesondere ist der erste Isolator 401 derart angeordnet, dass er sich zu einer Position erstreckt, die den ersten Leiterabschnitt 301 und den ersten gebogenen Abschnitt 311 trägt, und ist in einem zweiten Isolator 402 eingebettet. Dementsprechend ist es außerdem möglich, eine Positionsfehlausrichtung zwischen dem ersten Abschirmabschnitt 201a und dem ersten Leiterabschnitt 301 zu verhindern. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Komponenten mit hoher Genauigkeit zu erzeugen, derart, dass der Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt 200 und dem Abschirmabschnitt 201 und das Magnetfeld, das senkrecht zum zweiten Leiterabschnitt 302 erzeugt wird, nicht überlappen, und das Aufrechterhalten der Genauigkeit der stabilen kernlosen Stromsensoren 105 wird erwartet.
Bezugszeichenliste

100: Leistungsumsetzungsvorrichtung
101: Formbusschiene
102: Motorsteuerleiterplatte
103: Metallbasis
104: Gate-Ansteuereinrichtungsleiterplatte
105: kernloser Stromsensor
106: Gehäuse
107: Leistungshalbleitermodul
200: Magnetfelddetektionsabschnitt
201: Abschirmabschnitt
201a: erster Abschirmabschnitt
201b: zweiter Abschirmabschnitt
201c: erster Abschirmungserrichtungsabschnitt
201d: zweiter Abschirmungserrichtungsabschnitt
300: Leiter
301: erster Leiterabschnitt
302: zweiter Leiterabschnitt
311: erster gebogener Abschnitt
312: zweiter gebogener Abschnitt
320: Raum
321: Bereich
322: Bereich
401: erster Isolator
402: zweiter Isolator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015175757 A [0004]

Claims

Leistungsumsetzungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Leistungsumsetzungsschaltung, die konfiguriert ist, Leistung umzusetzen; einen Leiter, der konfiguriert ist, einen Strom zur Leistungsumsetzungsschaltung zu übertragen; und einen kernlosen Stromsensor, der konfiguriert ist, den Strom zu detektieren, wobei der kernlose Stromsensor Folgendes umfasst: einen Magnetfelddetektionsabschnitt, der konfiguriert ist, ein Magnetfeld des Stroms zu detektieren; und einen Abschirmabschnitt, der dem Magnetfelddetektionsabschnitt zugewandt ist, wobei der Leiter Folgendes umfasst: einen ersten Leiterabschnitt, der durch einen Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt verläuft; und einen zweiten Leiterabschnitt, der über einen ersten gebogenen Abschnitt mit dem ersten Leiterabschnitt verbunden ist, und der erste gebogene Abschnitt derart gebildet ist, dass der Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt nicht in einer Richtung angeordnet ist, die zu einer Fläche des zweiten Leiterabschnitts senkrecht ist, die dem Abschirmabschnitt am nächsten ist.
Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Leiter ferner einen dritten Leiterabschnitt 303 umfasst, der über einen zweiten gebogenen Abschnitt, der auf einer Seite angeordnet ist, die dem ersten gebogenen Abschnitt gegenüberliegt, wobei der erste Leiterabschnitt dazwischen eingeschoben ist, mit dem ersten Leiterabschnitt verbunden ist, und der zweite gebogene Abschnitt derart gebildet ist, dass der Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt nicht in einer Richtung angeordnet ist, die zu einer Fläche des dritten Leiterabschnitts senkrecht ist, die dem Abschirmabschnitt am nächsten ist.
Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen ersten Isolator, der den Abschirmabschnitt und den Leiter trägt; und einen zweiten Isolator, in den der erste Isolator eingebettet ist, wobei sich der erste Isolator zu einer Position erstreckt, die den ersten Leiterabschnitt des Leiters und den ersten gebogenen Abschnitt trägt.
Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abschirmabschnitt den Magnetfelddetektionsabschnitt mit einem ersten Abschirmabschnitt und einem zweiten Abschirmabschnitt umgibt, der zweite Abschirmabschnitt derart gebildet ist, dass ein Endabschnitt des zweiten Abschirmabschnitts zwischen einem Endabschnitt des ersten Abschirmabschnitts und dem ersten Leiterabschnitt eingebettet ist, und der Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem zweiten Abschirmabschnitt entspricht.
Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Leiterabschnitt ein flacher Leiter mit einem rechtwinkligen Querschnitt ist, und der erste gebogene Abschnitt derart gebildet ist, dass der Raum zwischen dem Magnetfelddetektionsabschnitt und dem Abschirmabschnitt nicht in einer Richtung angeordnet ist, die zu einer breitesten Fläche des zweiten Leiterabschnitts senkrecht ist.
Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Leiterabschnitt einen im Wesentlichen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweist.