JP2018084499A - 温度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーミスタを用いた温度検出装置において、サーミスタに接続される配線の断線判断精度を向上させる。
【解決手段】電源Ｐに一方端が接続され、サーミスタＴＨに他方端が接続される分圧用抵抗Ｒ１と、分圧用抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨの接続点に接続される入力端子Ｔｉｎと、温度検出可能範囲の上限値を決めるための電圧Ｖｕｐが入力される上位側基準端子Ｔｕｐとを備え、入力端子Ｔｉｎに入力される電圧Ｖｉｎに応じた温度を検出する温度検出部２と、電源Ｐと上位側基準端子Ｔｕｐとの間において、電源Ｐに一方端が接続され、上位側基準端子Ｔｕｐに他方端が接続される降圧用抵抗Ｒ２とを備えて温度検出装置１を構成し、温度検出部２は、入力端子Ｔｉｎに入力される電圧Ｖｉｎが上位側基準端子Ｔｕｐに入力される電圧Ｖｕｐ以上になると、サーミスタＴＨに接続される配線が断線していると判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーミスタを用いた温度検出装置に関する。

サーミスタを用いた温度検出装置として、例えば、分圧用抵抗とサーミスタによる電源の分圧後の電圧がコンデンサを介して入力される入力端子と、温度検出可能範囲の上限値を決めるための電圧として電源の電圧が入力される上位側基準端子とを備え、入力端子に入力される電圧に応じて温度を検出する温度検出部を備える温度検出装置がある。このように構成される温度検出装置では、ＡＤ変換のサンプリングのタイミング毎に、温度検出部内のコンデンサの電圧が入力端子に入力される電圧になるように温度検出部内のコンデンサが充電され、その充電されたコンデンサの電圧のＡＤ変換後の値をサーミスタにより検出される温度として出力する。

また、このように構成される温度検出装置において、入力端子に入力される電圧が温度検出可能範囲の上限値（電源の電圧）以上になると、サーミスタに接続される配線が断線していると判断するものがある。

関連する技術として、例えば、特許文献１または特許文献２がある。

特開２０１２−１８１１４１号公報 特開平０４−３１６０７７号公報

しかしながら、上記温度検出装置では、他の回路などにより電源の電力が使用されることで電源の電圧が変動すると、分圧用抵抗とコンデンサの時定数により、入力端子に入力される電圧の位相が上位側基準端子に入力される電圧の位相に対して遅れが生じるため、温度検出部内のコンデンサが十分に充電されないうちにそのコンデンサの電圧がＡＤ変換されてしまう可能性がある。

また、入力端子の入力インピーダンスが大きい場合やＡＤ変換のサンプリング周波数が高い場合では、温度検出部内のコンデンサが十分に充電されないうちにそのコンデンサの電圧がＡＤ変換されてしまう可能性が高くなる。

このように、温度検出部内のコンデンサが十分に充電されないうちにそのコンデンサの電圧がＡＤ変換されてしまうと、サーミスタに接続される配線が断線しているにもかかわらず、入力端子に入力される電圧が上限値（電源の電圧）以上にならないおそれがあり、サーミスタに接続される配線の断線判断精度が低下してしまう。

本発明の一側面に係る目的は、サーミスタを用いた温度検出装置において、サーミスタに接続される配線の断線判断精度を向上させることである。

本発明に係る一つの形態である温度検出装置は、電源に一方端が接続され、サーミスタに他方端が接続される分圧用抵抗と、分圧用抵抗とサーミスタの接続点に接続される入力端子と、温度検出可能範囲の上限値を決めるための電圧が入力される上位側基準端子とを備え、入力端子に入力される電圧に応じた温度を検出する温度検出部と、電源と上位側基準端子との間において、電源に一方端が接続され、上位側基準端子に他方端が接続される降圧用抵抗とを備える。

また、温度検出部は、入力端子に入力される電圧が上位側基準端子に入力される電圧以上になると、サーミスタに接続される配線が断線していると判断する。

本発明によれば、サーミスタを用いた温度検出装置において、サーミスタに接続される配線の断線判断精度を向上させることができる。

実施形態の温度検出装置の一例を示す図である。 （ａ）は降圧用抵抗がないと仮定したときにおいて上位側基準端子に入力される電圧及び入力端子に入力される電圧の一例を示す図であり、（ｂ）は実施形態において上位側基準端子に入力される電圧及び入力端子に入力される電圧の一例を示す図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態の温度検出装置の一例を示す図である。
図１に示す温度検出装置１は、電源Ｐと、分圧用抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、降圧用抵抗Ｒ２と、温度検出部２とを備える。

温度検出部２は、例えば、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）であって、上位側基準端子Ｔｕｐと、入力端子Ｔｉｎと、下位側基準端子Ｔｄｏｗｎと、コンデンサＣ２とを備える。

分圧用抵抗Ｒ１の一方端は電源Ｐに接続され、分圧用抵抗Ｒ１の他方端は温度検出装置１の外部に設けられるサーミスタＴＨの一方端に接続される配線Ｌ１にコネクタＣＮを介して接続されているとともに、コンデンサＣ１の一方端及び入力端子Ｔｉｎに接続されている。すなわち、入力端子Ｔｉｎは、分圧用抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨの接続点に接続されている。また、コンデンサＣ１の他方端は下位側基準端子Ｔｄｏｗｎ及びグランドに接続されているとともに、サーミスタＴＨの他方端に接続される配線Ｌ２にコネクタＣＮを介して接続されている。また、電源Ｐと上位側基準端子Ｔｕｐとの間において、降圧用抵抗Ｒ２の一方端は電源Ｐに接続され、降圧用抵抗Ｒ２の他方端は上位側基準端子Ｔｕｐに接続されている。なお、サーミスタＴＨは温度検出装置１の内部に設けられていてもよい。

電源Ｐの電圧が分圧用抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨにより分圧され、その分圧された電圧ＶｉｎがサーミスタＴＨにより検出される温度に対応する電圧としてコンデンサＣ１を介して入力端子Ｔｉｎに入力される。また、電源Ｐの電圧が降圧用抵抗Ｒ２により降圧され、その降圧された電圧Ｖｕｐが温度検出部２の温度検出可能範囲（ＡＤ変換の入力レンジ）の上限値を決めるための電圧として上位側基準端子Ｔｕｐに入力される。また、グランドの電圧が温度検出部２の温度検出可能範囲の下限値を決めるための電圧として下位側基準端子Ｔｄｏｗｎに入力される。

ＡＤ変換のサンプリングのタイミング毎に、温度検出部２内のコンデンサＣ２の電圧が入力端子Ｔｉｎに入力される電圧ＶｉｎになるようにコンデンサＣ２が充電される。温度検出部２は、上位側基準端子Ｔｕｐに入力される電圧Ｖｕｐを上限値、下位側基準端子Ｔｄｏｗｎに入力される電圧Ｖｄｏｗｎを下限値として、充電されたコンデンサＣ２の電圧をＡＤ変換し、そのＡＤ変換後の値をサーミスタＴＨにより検出される温度として出力する。すなわち、電圧ＶｕｐはＡＤ変換の入力レンジの上限値に相当し、電圧Ｖｄｏｗｎは入力レンジの下限値に相当し、入力レンジの上限値及び下限値が決まると、ＡＤ変換の１ＬＳＢ（Least Significant Bit）に対応する電圧が決まるものとする。

また、温度検出部２は、入力端子Ｔｉｎに入力される電圧Ｖｉｎが上位側基準端子Ｔｕｐに入力される電圧Ｖｕｐ以上になると、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線していると判断する。

図２（ａ）は、温度検出装置１に降圧用抵抗Ｒ２がないと仮定したときで、かつ、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているときで、かつ、電源Ｐの電圧が変動しているときの電圧Ｖｕｐ及び電圧Ｖｉｎの一例を示す図である。

温度検出装置１に降圧用抵抗Ｒ２がないと仮定したときで、かつ、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているときで、かつ、電源Ｐの電圧が変動しているとき、分圧用抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１の時定数により、図２（ａ）に示すように、電圧Ｖｉｎの位相は、電圧Ｖｕｐ（電源Ｐの電圧）の位相に対して遅れる。このような場合、ＡＤ変換のサンプリングのタイミングｔにおいて、電圧Ｖｉｎが電圧Ｖｕｐ以上にならないため、実際にはサーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線していても、温度検出部２により配線Ｌ１、Ｌ２のどちらも断線していないと判断されてしまう。

そこで、実施形態の温度検出装置１では、電源Ｐと上位側基準端子Ｔｕｐとの間に降圧用抵抗Ｒ２を設け、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているとき、常に、電圧Ｖｕｐが電圧Ｖｉｎ以下になるように、降圧用抵抗Ｒ２の抵抗値が選択されている。すなわち、電源Ｐの電圧と、降圧用抵抗Ｒ２がないと仮定したときで、かつ、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているときに入力端子Ｔｉｎに入力される電圧Ｖｉｎとの差分の最大値Ｖｍａｘを、電源Ｐから降圧用抵抗Ｒ２を介して上位側基準端子Ｔｕｐへ流れる電流で除算した値を、降圧用抵抗Ｒ２の抵抗値としている。これにより、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているときで、かつ、電源Ｐの電圧が変動しているとき、図２（ｂ）に示すように、常に、電圧Ｖｕｐを電圧Ｖｉｎ以下にすることができる。

このように、実施形態の温度検出装置１では、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているとき、常に、電圧Ｖｕｐを電圧Ｖｉｎ以下にすることができるため、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているにもかかわらず、温度検出部２により配線Ｌ１、Ｌ２のどちらも断線していないと判断されることを防止することができ、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の断線判断精度を向上させることができる。

また、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない許容範囲内で種々の改良、変更が可能である。
例えば、温度検出部２は、入力端子Ｔｉｎに入力される電圧Ｖｉｎが上位側基準端子Ｔｕｐに入力される電圧Ｖｕｐ以上である状態が所定時間継続すると、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線していると判断するように構成してもよい。このように構成する場合、ＡＤ変換時に生じる誤差による配線Ｌ１、Ｌ２の断線判断精度への影響を抑えることができるため、配線Ｌ１、Ｌ２の断線判断精度をさらに向上させることができる。

また、降圧用抵抗Ｒ２の抵抗値を、電源Ｐの電圧と、降圧用抵抗Ｒ２がないと仮定したときで、かつ、サーミスタＴＨに接続される配線Ｌ１、Ｌ２の少なくとも１つが断線しているときに入力端子Ｔｉｎに入力される電圧Ｖｉｎとの差分の最大値Ｖｍａｘを、電源Ｐから降圧用抵抗Ｒ２を介して上位側基準端子Ｔｕｐへ流れる電流で除算した値より大きい値にしても良い。この場合でも常に、電圧Ｖｕｐを電圧Ｖｉｎ以下にすることができる。ただし、上記実施形態に比べ、温度検出可能範囲が狭くなるので、上記実施形態の方が好ましい。

１ 温度検出装置
２ 温度検出部
Ｐ 電源
Ｒ１ 分圧用抵抗
Ｒ２ 降圧用抵抗
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
ＴＨ サーミスタ
Ｌ１、Ｌ２ 配線
ＣＮ コネクタ
Ｔｕｐ 上位側基準端子
Ｔｉｎ 入力端子
Ｔｄｏｗｎ 下位側基準端子

Claims (4)

1. 電源に一方端が接続され、サーミスタに他方端が接続される分圧用抵抗と、
   前記分圧用抵抗と前記サーミスタの接続点に接続される入力端子と、温度検出可能範囲の上限値を決めるための電圧が入力される上位側基準端子とを備え、前記入力端子に入力される電圧に応じた温度を検出する温度検出部と、
   前記電源と前記上位側基準端子との間において、前記電源に一方端が接続され、前記上位側基準端子に他方端が接続される降圧用抵抗と、
   を備え、
   前記温度検出部は、前記入力端子に入力される電圧が前記上位側基準端子に入力される電圧以上になると、前記サーミスタに接続される配線が断線していると判断する
   ことを特徴とする温度検出装置。
2. 請求項１に記載の温度検出装置であって、
   前記電源の電圧と、前記降圧用抵抗がないと仮定したときで、かつ、前記サーミスタに接続される配線が断線しているときに前記入力端子に入力される電圧との差分の最大値を、前記電源から前記降圧用抵抗を介して前記上位側基準端子へ流れる電流で除算した値を、前記降圧用抵抗の抵抗値とする
   ことを特徴とする温度検出装置。
3. 請求項１に記載の温度検出装置であって、
   前記電源の電圧と、前記降圧用抵抗がないと仮定したときで、かつ、前記サーミスタに接続される配線が断線しているときに前記入力端子に入力される電圧との差分の最大値を、前記電源から前記降圧用抵抗を介して前記上位側基準端子へ流れる電流で除算した値より大きい値を、前記降圧用抵抗の抵抗値とする
   ことを特徴とする温度検出装置。
4. 請求項１に記載の温度検出装置であって、
   前記温度検出部は、前記入力端子に入力される電圧が前記上位側基準端子に入力される電圧以上である状態が所定時間継続すると、前記サーミスタに接続される配線が断線していると判断する
   ことを特徴とする温度検出装置。
   

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