KR101841053B1

KR101841053B1 - 실드 전선 및 통신 시스템

Info

Publication number: KR101841053B1
Application number: KR1020160034208A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 나이토
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2018-03-22
Also published as: CN107231171B; CN107231171A; EP3110239A1; EP3110239B1; US20160284444A1; JP6265157B2; JP2016184519A; US9956886B2; KR20160115758A

Abstract

고압 시스템(52)에 접속되고, 고압 통신을 행하는 실드 전선(62)의 장착 구조로서, 실드 전선(62)은, 전선부(62A)와, 전선부(62A)를 피복하는 제1 실드층(62C)을 구비하고, 제1 실드층(62C)은, 고압 시스템(52)이나, 또는 고압 시스템(52)과 동전위의 부위에 접지되어 있다.

Description

실드 전선 및 통신 시스템{SHIELDED WIRE AND COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는, 실드 전선 및 통신 시스템에 관한 것이다.

일본국 공개특허 특개2013-109919호에 개시되어 있는 바와 같은 실드 전선이 알려져 있다. 일반적으로, 고압 시스템이나 저압 시스템에 접속되는 실드 전선은, 전선부와, 전선부를 피복하는 실드층과, 실드층을 피복하는 시스를 구비하고 있다.

실드 전선의 선단으로부터 시스를 벗기면, 실드층이 노출된다. 실드층의 선단(드레인선이라고도 함)에는, 어스 단자가 장착된다. 어스 단자가 금속판이나 차량 바디 등에 고정됨으로써, 어스 접속이 행해진다. 한편, 시스 및 실드층의 표면이 벗겨진 부분에는, 전선이 노출된다. 전선(심선(芯線))에는 접속 단자가 장착되고, 접속 단자는, 실드 케이스 안에 수용된 전장품(電裝品)에 접속된다.

일반적으로는, 실드 전선의 실드층은 드레인선을 통하여 어스 접속된다. 여기에서, 고압 시스템에 접속된 실드 전선(고압 배선)의 실드층이 어스 접속되고, 저압 시스템에 접속된 실드 전선(저압 배선)의 실드층도 어스 접속되어 있는 것으로 한다. 이 구조에 의하면, 저압 배선의 통신 성능을 확보하는 것이 가능해진다.

여기에서, 고압 통신에 이용되는 기준 전위는, 저압 통신에 이용되는 기준 전위에 비해 충분히 높다. 고압 통신에서 이용되는 전위와 접지 전위의 사이의 전위 변동값과, 저압 통신에서 이용되는 전위와 접지 전위의 사이의 전위 변동값은 상이하다. 따라서, 고압 배선과 저압 배선(접지 전위)의 사이에 큰 전위 변동 차이가 발생하게 된다. 고압 배선과 저압 배선(또는 접지 전위)이 서로 근접하게 배치되어 있는 경우에는, 부유 용량이나 필터 등의 결합에 의해, 고압 배선의 통신 기준 전선과 저압 배선(또는 접지 전위)의 사이의 전위 변동 차이가 노이즈로서 고압 배선에 중첩되고, 고압 통신이 정상적으로 기능하지 않을 가능성이 있다.

본 개시는, 고압 시스템에 접속된 실드 전선(고압 배선)에 노이즈가 중첩되는 것을 억제 가능한 실드 전선, 및 그러한 실드 전선을 구비한 통신 시스템을 제공한다.

본 발명의 제1 태양에 따른 실드 전선은, 고압 시스템에 접속되고, 고압 통신을 행한다. 상기 실드 전선은 전선부와 제1 실드층을 포함한다. 상기 제1 실드층은 상기 전선부를 피복하고, 상기 제1 실드층은, 상기 고압 시스템이나, 또는 상기 고압 시스템과 동전위의 부위에 접지되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 고압 시스템에 접속된 실드 전선(고압 배선)의 실드층이, 고압 시스템과 동전위의 부위에 접지된다. 고압 배선의 통신 기준 전선과 실드 접지부의 사이의 전위 변동 차이는, 고압 배선의 실드층을 어스 접속하는 경우의 전위 변동 차이에 비해 작아진다. 따라서, 전위 변동 차이에 기인하여 발생하는 노이즈가 억제되고, 나아가서는 고압 배선의 통신 성능을 확보하는 것이 가능해진다. 즉, 상기의 구성에 의하면, 고압 시스템에 접속된 실드 전선(고압 배선)에 노이즈가 중첩되는 것이 억제 가능해진다.

상기 실드 전선은, 상기 제1 실드층을 피복하는 제2 실드층을 추가로 포함하고 있어도 된다. 상기 제2 실드층은, 저압 시스템이나, 또는 상기 저압 시스템과 동전위의 부위에 접지되어 있어도 된다.

상기의 구성에 의하면, 저압 배선의 통신 성능을 확보하는 것도 가능해진다.

본 발명의 제2 태양에 따른 통신 시스템은, 고압 시스템, 저압 시스템, 및 실드 전선을 포함한다. 상기 저압 시스템은, 상기 고압 시스템에 근접하게 배치된다. 상기 실드 전선은, 전선부와 제1 실드층을 포함한다. 상기 제1 실드층은 상기 전선부를 피복하고, 상기 제1 실드층은, 상기 고압 시스템이나, 또는 상기 고압 시스템과 동전위의 부위에 접지되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 고압 시스템에 접속된 실드 전선(고압 배선)에 노이즈가 중첩되는 것을 억제 가능한 실드 전선을 구비한 통신 시스템을 얻을 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은, 참고기술 1에 있어서의 하이브리드 차량을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 참고기술 1에 있어서의 전지 센서(통신 시스템)의 기능 블록을 나타내는 도면이다.
도 3은, 참고기술 1(및 실시 형태)에 있어서의 전지 센서에 이용되는 실드 전선을 나타내는 측면도이다.
도 4는, 참고기술 1(및 실시 형태)에 있어서의 전지 센서에 이용되는 실드 전선을 나타내는 단면도이다.
도 5는, 참고기술 1에 있어서의 전지 센서의 전지 ECU, 전압 측정 모듈, 실드 전선, 및 유지판의 배치 구성의 일 예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 참고기술 1의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를, 저압 배선을 기준으로 하여 본 경우의 모양을 나타내는 도면이다.
도 7은, 참고기술 1의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를, 고압 배선을 기준으로 하여 본 경우의 모양을 나타내는 도면이다.
도 8은, 참고기술 1의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9는, 참고기술 2에 있어서의 전지 센서(통신 시스템)의 기능 블록을 나타내는 도면이다.
도 10은, 참고기술 2의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11은, 실시 형태에 있어서의 전지 센서(통신 시스템)의 기능 블록을 나타내는 도면이다.
도 12는, 실시 형태의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 13은, 실시 형태의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 전위(실드층의 내측)을 나타내는 도면이다.
도 14는, 실시 형태의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 전위(실드층의 외측)을 나타내는 도면이다.
도 15는, 실시 형태의 제1 변형예에서 사용되는 실드 전선을 나타내는 단면도이다.
도 16은, 실시 형태의 제1 변형예의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 17은, 실시 형태의 제2 변형예에서 사용되는 실드 전선 및 클램프를 나타내는 측면도이다.
도 18은, 실시 형태의 제2 변형예의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 19는, 실시 형태의 제2 변형예의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를 나타내는 도면이다.
도 20은, 실시 형태의 제2 변형예의 비교예의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 모양을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 21은, 실시 형태의 제2 변형예의 비교예의 전지 센서에 있어서, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를 나타내는 도면이다.

실시 형태에 대해서 설명하기 전에, 실시 형태에 관한 참고기술에 대해서, 이하, 도면을 참조하면서 설명한다. 동일한 부품 및 상당 부품에는 동일한 참조번호를 붙이고, 중복되는 설명은 반복하지 않는 경우가 있다.

도 1을 참조하여, 참고기술 1에 있어서의 하이브리드 차량(100)에 대해서 설명한다. 하이브리드 차량(100)은, 도시하지 않는 엔진과, 배터리(10)와, 시스템 메인 릴레이(SMR)와, 구동부(PCU)와, 회전 전기 기기(40)와, 전지 센서(50)를 구비한다.

배터리(10)는, 리튬 이온 전지 등의 이차 전지로부터 구성된다. 배터리(10)는, 엔진의 작동에 수반하여 발생하는 동력이나, 차량 외부로부터의 전력을 받아 충전된다. 시스템 메인 릴레이(SMR)는, 전력선(PL1)에 끼워 넣어진 릴레이와, 접지선(NL1)에 끼워 넣어진 다른 릴레이를 포함한다. 이들 릴레이는, 제어 장치로부터의 신호를 받음으로써, 배터리(10)와 구동부(PCU)를 전기적으로 접속하거나, 분리하거나 한다.

구동부(PCU)는, 배터리(10)로부터의 직류 전력을, 회전 전기 기기(40)를 구동하기 위한 교류 전력으로 변환한다. 구동부(PCU)는, 회전 전기 기기(40)에 의해 발생한 교류 전력을, 배터리(10)를 충전하기 위한 직류 전력으로 변환할 수도 있다. 구체적으로는, 구동부(PCU)는, 컨버터(20)와, 콘덴서(C1, C2)와, 인버터(30)를 포함한다.

컨버터(20)는, 스위칭 제어에 의해, 전력선(PL2)과 배터리(10)의 사이에서 쌍방향의 직류 전압 변환을 행한다. 콘덴서(C1)는, 전력선(PL1)과 접지선(NL1)의 사이에 접속되고, 콘덴서(C2)는, 전력선(PL2)과 접지선(NL1)의 사이에 접속된다. 인버터(30)는, 전력선(PL2) 및 접지선(NL1) 사이의 직류 전력과, 회전 전기 기기(40)에 입출력되는 교류 전력의 사이에서 쌍방향의 전력 변환을 행한다.

회전 전기 기기(40)는, 구동부(PCU)로부터 교류 전력을 받아, 구동력을 발생한다. 구동력은, 도시하지 않는 구동륜에 전달되고, 하이브리드 차량(100)은 주행한다. 회전 전기 기기(40)는, 회생 제동시에는, 구동륜의 회전력에 의해 발전한다. 발전 전력은, 구동부(PCU)에 의해 충전 전력으로 변환되고, 배터리(10)에 공급된다. 전지 센서(50)는, 배터리(10)의 배터리 전압 등에 관한 정보를 검출하고, 전지 센서(50)에 의한 검출값은, 도시하지 않는 제어 장치로 보내진다. 이하, 도 2를 참조하여, 참고기술에 있어서의 전지 센서(50)에 대해서 설명한다.

전지 센서(50)는, 배터리(10)의 배터리 전압 등, 배터리(10)에 관한 정보를 측정한다. 예를 들면, 배터리 전압에 추가하여, 충방전 전류 및 배터리 온도 등이 측정됨으로써, 배터리(10)의 충전 상태(SOC)를 연산할 수 있다. 차량에 탑재된 제어 장치는, 배터리(10)의 배터리 전압 등, 배터리(10)에 관한 각 종의 정보에 의거하여, 시스템 메인 릴레이(SMR)(도 1), 컨버터(20)(도 1), 및 인버터(30)(도 1)를 제어한다. 이에 따라, 배터리(10)의 충전 및 방전이 제어된다.

도 2는, 전지 센서(50)의 내부에 구비되는 기능 블록 중, 배터리(10)의 배터리 전압을 측정하는 전지 ECU(51) 등을 중심으로 나타내는 도면이다. 도 2 중에는, 유지판(56)도 도시하고 있다. 유지판(56)은, 케이스나 장착 브래킷 등, 금속제의 부재로부터 구성된다. 유지판(56)은, 신호나 전력이 입출력된다는, 특정한 제어 동작을 행하는 바와 같은 기능은 갖고 있지 않지만, 설명상의 편의를 위해, 전지 센서(50)의 기능 블록을 나타내는 도 2 중에 도시하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 배터리(10)는, 복수의 배터리 블록을 전기적으로 직렬 접속함으로써 구성된다. 전지 센서(50)는, 저압 시스템으로서의 전지 ECU(51)와, 고압 시스템으로서의 전압 측정 모듈(52∼55)과, 실드 전선(61∼65)과, 유지판(56)을 구비한다.

전지 ECU(51)는, 마이크로 컴퓨터(51A), 절연 전원(51C), 및 커넥터(51B)를 포함한다. 전압 측정 모듈(52∼55)은, 각각, 감시 IC(52A∼55A)와, 커넥터(52B∼55B)를 포함한다. 감시 IC(52A∼55A)는, 절연 전원(51C)으로부터 구동 전력이 공급된다. 감시 IC(52A∼55A)는, 각 배터리 블록의 정극측 단자와 부극측 단자에 접속되고, 단자간 전압을 측정한다. 전지 ECU(51)의 마이크로 컴퓨터(51A)는, 감시 IC(52A∼55A)가 측정한 단자 간 전압(전압 정보)을 집약한다.

구체적으로는, 마이크로 컴퓨터(51A)는, 실드 전선(61) 및 커넥터(52B)를 통하여 감시 IC(52A)에 전기 접속된다. 감시 IC(52A)는, 실드 전선(62) 및 커넥터(53B)를 통하여 감시 IC(53A)에 전기 접속된다. 감시 IC(53A)는, 실드 전선(63) 및 커넥터(54B)를 통하여 감시 IC(54A)에 전기 접속된다. 감시 IC(54A)는, 실드 전선(64) 및 커넥터(55B)를 통하여 감시 IC(55A)에 전기 접속된다. 감시 IC(55A)는, 실드 전선(65) 및 커넥터(51B)를 통하여 마이크로 컴퓨터(51A)에 전기 접속된다.

즉, 마이크로 컴퓨터(51A)와 전압 측정 모듈(52∼55)(감시 IC(52A∼55A))는, 실드 전선(61∼65)을 통하여 직렬로 접속되고, 1개의 폐회로를 구성하고 있다. 마이크로 컴퓨터(51A)는, 실드 전선(61)을 통하여, 전압 측정 모듈(52∼55)에 대한 명령 신호를 출력한다. 한편, 마이크로 컴퓨터(51A)는, 실드 전선(65)을 통하여, 전압 측정 모듈(52∼55)로부터의 당해 명령 신호에 대한 응답 신호의 입력을 받는다.

여기에서, 실드 전선(61)은, 전압 측정 모듈(52∼55)의 기동에 관한 명령 신호(저압 신호)를 주로 하여 전송한다. 한편, 실드 전선(62∼65)은, 전압 측정 모듈(53∼55)의 기동에 관한 명령 신호(저압 신호)뿐만아니라, 전압 측정 모듈(52∼55)이 측정한 전압에 관한 신호(고압 신호)도 전송한다. 전압 측정 모듈(52∼55)로 전압 정보가 순차 전달되어, 전달된 전압 정보는 마이크로 컴퓨터(51A)에서 집약된다.

실드 전선(61∼65)(도 2)은, 대략 동일한 구성을 갖고 있다. 실드 전선(61∼65)의 구성에 대해서, 실드 전선(62)에 착목하여 설명하고, 실드 전선(61, 63∼65)에 대해서의 설명은 반복하지 않는 것으로 한다. 도 3 및 도 4는, 각각, 실드 전선(62)을 나타내는 측면도 및 단면도이다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 실드 전선(62)은, 전선부(62A), 절연체(62B)(도 4), 실드층(62C)(도 4), 드레인선(62D), 및 시스(62G)를 갖는다. 전선부(62A)는, 한 쌍의 심선(62P, 62N)을 포함한다. 실드층(62C)(제1 실드층)은, 금속편 세트 튜브나 금속박 테이프로 구성되고, 절연체(62B)를 통하여 전선부(62A)(심선(62P, 62N))를 피복하고 있다. 시스(62G)는, 실드층(62C)의 주위를 피복하고 있으며, 실드층(62C)의 일부는, 드레인선(62D)으로서 외부로 취출되어 있다.

도 2를 다시 참조하여, 실드 전선(61, 63, 64, 65)은, 실드 전선(62)과 대략 동일한 구성을 갖고 있다. 실드 전선(61, 63, 64, 65)은, 각각, 전선(62A)에 상당하는 전선부(61A, 63A, 64A, 65A)와, 드레인선(62D)에 상당하는 드레인선(61D, 63D, 64D, 65D)를 구비하고 있다. 전선부(61A∼65A)에 대해서는, 도 2 중에서는 1개의 화살표를 이용하여 모식적으로 도시하고 있다. 전선부(61A∼65A)는, 모두, 심선(62P, 62N)(도 3, 도 4)에 상당하는 한 쌍의 심선을 포함하고 있다.

실드 전선(61∼65)의 전선부(61A∼65A)는, 마이크로 컴퓨터(51A) 및 감시 IC(52A∼55A)를 직렬로 접속하고 있으며, 통신선으로서 기능할 수 있다. 한편, 실드 전선(61∼65)의 드레인선(61D∼65D)은, 모두 접지되어 있다. 드레인선(61D∼65D)은, 예를 들면 하이브리드 차량(100)(도 1)의 바디 등에 접속된다.

도 5는, 전지 ECU(51), 전압 측정 모듈(52∼55), 실드 전선(61∼65), 및 유지판(56)의 배치 구성의 일 예를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 전술한 바와 같이, 전지 ECU(51) 및 전압 측정 모듈(52∼55)은, 실드 전선(61∼65)에 의해 직렬로 접속된다. 도시 상의 편의를 위해, 실드 전선(61)은 실선으로 나타나고, 실드 전선(62)은 점선(도트선)으로 나타나고, 실드 전선(63)은 일점 쇄선으로 나타나고, 실드 전선(64)은 2점 쇄선으로 나타나고, 실드 전선(65)은 파선으로 나타나 있다.

전술한 바와 같이, 실드 전선(61)은, 전압 측정 모듈(52∼55)의 기동에 관한 명령 신호(저압 신호)을 주로 하여 전송한다. 즉, 실드 전선(61)은 저압 통신을 행한다. 실드 전선(62∼65)은, 전압 측정 모듈(53∼55)의 기동에 관한 명령 신호(저압 신호)뿐만아니라, 전압 측정 모듈(52∼55)이 측정한 전압에 관한 신호(고압 신호)도 전송한다. 즉, 실드 전선(62∼65)은 고압 통신을 행한다.

실드 전선(61∼65)은, 모두, 금속제의 유지판(56)에 근접하게 배치되어 있다. 유지판(56)은, 케이스나 장착 브래킷 등, 금속제의 부재로 구성된다. 즉, 고압 통신을 행하는 실드 전선(62∼65)은, 저압 시스템의 하나인 실드 전선(61)이나, 유지판(56)에 근접하게 배치되어 있다.

도 6은, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를, 저압 배선(실드 전선(61))을 기준으로 하여 본 경우의 모양을 나타내고 있다. 선(L1, L2)에 나타내는 바와 같이, 저압 배선(실드 전선(61))을 기준으로 하여 본 경우, 저압 통신의 전위는 예를 들면 12V의 부근에서 대략 일정한 값이 된다. 이에 대하여, 선(PL, NL)으로 나타내는 바와 같이, 저압 배선(실드 전선(61))을 기준으로 하여 본 경우에는, 고압 통신의 전위는 변동하고 있다.

도 7은, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를, 고압 배선(실드 전선(62∼65))을 기준으로 하여 본 경우의 모양을 나타내고 있다. 선(PL, NL)으로 나타내는 바와 같이, 고압 배선(실드 전선(62∼65))을 기준으로 하여 본 경우, 고압 통신의 전위는, 대략 일정한 값이 된다. 이에 대하여, 선(L1, L2)에 나타내는 바와 같이, 고압 배선(실드 전선(62∼65))을 기준으로 하여 본 경우에는, 저압 통신의 전위는 변동하고 있다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 전압 측정 모듈(52∼55)(고압 시스템)이 구동되고 있을 때에는, 고압 배선과 저압 배선(접지 전위)의 사이에는, 큰 전위 변동 차이(예를 들면 300V∼400V)가 발생하게 된다.

이러한 큰 전위 변동 차이가 발생한다는 상황이 존재하고 있는 중에서, 실드 전선(61∼65)은, 모두, 금속제의 유지판(56)의 근방에 배치되어 있다(도 5 참조). 즉, 고압 통신을 행하는 실드 전선(62∼65)의 근방에는, 저압 시스템의 하나인 실드 전선(61)이나, 저압의 구조체인 유지판(56)이 위치하고 있다.

도 8을 참조하여, 참고기술 1에 있어서의 작용 및 효과에 대해서 설명한다. 이하의 설명은, 실드 전선(62)에 착목하고 있지만, 실드 전선(63∼65)(도 2 참조) 에 대해서도 동일하다.

전술한 바와 같이, 실드 전선(62)(전선부(62A))은, 고압 시스템으로서의 전압 측정 모듈(52, 53)을 접속하고 있다. 실드 전선(62)의 실드층(62C)은, 드레인선(62D)을 통하여 바디(GND) 등에 접지되어 있다. 실드층(62C)은, 전선부(62A)를 덮도록 설치되어 있기 때문에, 고압 통신에서 발생하는 노이즈는, 실드층(62C)의 내측에 머물게 된다. 따라서, 고압 통신에서 발생하는 노이즈의 영향은, 저압 시스템(실드 전선(61) 등)에 미치는 일은 거의 없고, 저압 배선의 통신 성능을 확보하는 것이 가능해지고 있다.

그러나, 참고기술 1의 구성에서는, 고압 통신의 통신 성능이 정상적으로 기능하지 않을 가능성이 있다. 즉, 전선부(62A)(심선(62P, 62N))와 실드층(62C)의 사이에는, 부유 용량(Cp, Cn)이 형성된다. 고압 배선의 통신 기준 전선과 저압 배선(접지 전위)의 사이에 발생하는 전위 변동 차이는, 부유 용량(Cp, Cn)을 통하여, 노이즈로서 고압 배선에 중첩되고, 고압 통신이 정상적으로 기능하지 않을 가능성이 있다.

도 9를 참조하여, 참고기술 2에 있어서의 전지 센서(50A)에 대해서 설명한다. 도 9는, 전지 센서(50A)의 내부에 구비되는 기능 블록 중, 배터리(10)의 배터리 전압을 측정하는 전지 ECU(51) 등을 중심으로 나타내는 도면이다.

참고기술 2는, 전술의 참고기술 1의 경우와는 상이하게, 마이크로 컴퓨터(51A) 및 감시 IC(52A∼55A)가, 전선부(61A∼65A)에 의해서만 접속되어 있다. 즉, 참고기술 2에서는, 드레인선(61D∼65D)(도 2 참조)을 이용한 어스 접속이 행해지고 있지 않다(도 9 중의 일점 쇄선으로 나타내는 영역을 참조).

도 10을 참조하여, 참고기술 2의 구성에서는, 전선부(62A)(심선(62P, 62N))과 접지 전위(바디(GND))의 사이에 부유 용량(Cp, Cn)이 형성된다. 고압 배선의 통신 기준 전선과 저압 배선(접지 전위)의 사이에 발생하는 전위 변동 차이는, 부유 용량(Cp, Cn)을 통하여, 노이즈로서 고압 배선에 중첩되고, 고압 통신이 정상적으로 기능하지 않을 가능성이 있다.

이것으로 한정되지 않고, 전선부(62A)에서 발생하는 고압의 노이즈도 주위에 확산되고, 저압 시스템(실드 전선(61) 등)에 영향을 준다. 배책(routing)에 의한 분리만으로, 내(耐)노이즈성을 얻기 위해서는, 고압 배선과 저압 배선(또는 접지 전위)의 사이의 거리를 충분히 확보할 필요가 있으며, 장치의 대형화를 초래해 버린다.

참고기술 1, 2의 구성에 추가하여, 노이즈 필터를 추가한다는 대책도 생각된다. 그러나, 노이즈 필터의 추가는, 장치의 대형화에 연결되고, 비용이나 노이즈 필터의 균열 등, 별도의 우려도 발생할 수 있다. 또한, 노이즈 필터의 추가는, 통신 신호의 정밀도 향상이나 응답성을 올리는 것에의 지장이 될 수 있다.

참고기술 1, 2의 구성에 추가하여, 고압 통신에서 사용되는 신호를 저압화한다는 대책도 생각된다. 그러나, 신호의 저압화는, 포토커플러나 트랜스 등의 소자를 추가하는 것에 더하여, 저압용의 전원을 고압 시스템 내에 조입(組入)할 필요가 있으며, 별도의 배책의 과제나, 장치의 대형화, 비용면의 과제라는 것이 발생할 수 있다.

실시 형태에 대해서, 이하, 도면을 참조하면서 설명한다. 전술의 참고기술과 동일한 부품 및 상당 부품에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복되는 설명은 반복하지 않는 경우가 있다.

도 11을 참조하여, 실시 형태에 있어서의 전지 센서(50B)에 대해서 설명한다. 도 11은, 전지 센서(50B)의 내부에 구비되는 기능 블록 중, 배터리(10)의 배터리 전압을 측정하는 전지 ECU(51) 등을 중심으로 나타내는 도면이다. 실시 형태와 상기의 참고기술 1(도 2 참조)은, 실드 전선(62∼65)의 드레인선(62D∼65D)이, 고압 시스템에 접지되어 있다는 점에 있어서 상위(相違)하고 있다. 즉, 실시 형태에 있어서의 드레인선(62D∼65D)은, 바디(GND)에는 접지되어 있지 않다.

구체적으로는, 실드 전선(62)의 드레인선(62D)은, 전압 측정 모듈(52)에 접지되어 있다. 이에 따라, 실드 전선(62)의 실드층(62C)(제1 실드층)(도 12 참조)은, 드레인선(62D)을 통하여 전압 측정 모듈(52)과 동전위에 접지되어 있는 것이 된다. 드레인선(62D)을 통하여 기준 전위를 확보하는 라인은, 가능한 한 저(低)임피던스인 것이 바람직하다.

마찬가지로, 실드 전선(63∼65)의 드레인선(63D, 64D, 65D)은, 전압 측정 모듈(53, 54, 55)에 각각 접지되어 있다. 이에 따라, 실드 전선(63, 64, 65)의 실드층은, 전압 측정 모듈(53, 54, 55)과 각각 동전위에 접지되어 있는 것이 된다. 실드 전선(63∼65)의 경우도, 드레인선(63D, 64D, 65D)을 통하여 기준 전위를 확보하는 라인은, 가능한 한 저임피던스인 것이 바람직하다.

도 12를 참조하여, 실시 형태에 있어서의 작용 및 효과에 대해서 설명한다. 이하의 설명은, 실드 전선(62)에 착목하고 있지만, 실드 전선(63∼65)(도 11 참조) 에 대해서도 동일하다. 실드층(62C)을, 드레인선(62D)를 통하여 고압 시스템(전압측정 모듈(52))에 접지시킴으로써, 참고기술 1의 경우에 비해 저압 통신의 영향이 고압 통신에 미치는 것을 억제할 수 있다.

구체적으로는, 전압 측정 모듈(52)(고압 시스템)에 접속된 실드 전선(62)(고압 배선)의 실드층(62C)이, 전압 측정 모듈(52)(고압 시스템)에 접지된다. 이에 따라, 실드 전선(62)(고압 배선)의 통신 기준 전선과 실드 접지부의 사이의 전위 변동 차이가, 실드 전선(62)(고압 배선)의 실드층을 어스 접속하는 경우의 전위 변동 차이에 비해 작아진다.

도 13은, 통신이 행해지고 있을 때의 전위(실드층(62C)의 내측)을 나타내는 도면이고, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를, 실드층(62C)의 내측으로부터 본 모양을 나타내고 있다. 선(PL, NL)에 나타내는 바와 같이, 실드층(62C)의 전위(DL)를 기준으로 하여 본 경우, 고압 통신의 전위는, 대략 일정한 값이 된다. 실드 전선(62)(고압 배선)의 통신 기준 전선과 실드 접지부의 사이의 전위 변동 차이가 작아지는 것에 의해, 전위 변동 차이에 기인하여 발생하는 노이즈가 억제되고, 노이즈가 고압 배선에 중첩되는 일은 거의 없어진다.

상기한 바와 같은 구성에 한정되지 않고, 실드 전선(62)의 실드층(62C)(도 12 참조)은, 전압 측정 모듈(52) 그 자체가 아니며, 전압 측정 모듈(52)과 동전위를 형성하는 부위가 있으면, 그 부위에 접지되어 있어도 동일한 효과가 얻어진다.

도 14는, 통신이 행해지고 있을 때의 전위(실드층(62C)의 외측)을 나타내는 도면이고, 통신이 행해지고 있을 때의 전위를, 실드층(62C)의 외측으로부터 본 모양을 나타내고 있다. 실드층(62C)을 고압 시스템(예를 들면 전압 측정 모듈(52))에 접지시킨다는 구성을 채용한 경우, 고압 시스템에서 발생하는 노이즈는, 실드층(62C)의 외부로 확산되기 쉬워진다. 그 대책으로서, 이하의 제1 변형예(도 15 및 도 16)에 나타내는 구성이 채용되는 것이 바람직하다.

이하, 도 15∼도 21을 참조하여, 실시 형태에 있어서의 변형예에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 실시 형태와 각 변형예의 상위점에 대해서만 서술하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 반복하지 않는 것으로 한다.

도 15는, 실시 형태의 제1 변형예에서 사용되는 실드 전선(62J)을 나타내는 단면도이다. 실드 전선(62J)은, 전선부(62A), 절연체(62B), 실드층(62C)(제1 실드층), 드레인선(62D), 및 시스(62G)에 추가하여, 절연체(62H), 실드층(62E)(제2 실드층), 및 드레인선(62F)을 추가로 구비하고 있다.

실드층(62E)은, 금속편 세트 튜브나 금속박 테이프로 구성되고, 절연체(62H)를 통하여 실드층(62C)을 피복하고 있다. 시스(62G)는, 실드층(62E)의 주위를 피복하고 있으며, 실드층(62E)의 일부는, 드레인선(62F)으로서 외부로 취출되어 있다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 실드층(62E)은, 드레인선(62F)를 통하여, 저압 시스템 또는 저압 시스템과 동전위의 부위에 접지된다(예를 들면 바디(GND) 등). 당해 구성에 의하면, 저압 시스템의 측으로부터 고압 시스템의 측으로 확산되는 노이즈뿐만아니라, 고압 시스템의 측으로부터 저압 시스템의 측으로 확산되는 노이즈를 억제 가능해진다. 드레인선(62F)을 통하여 접지 전위를 확보하는 라인은, 가능한 한 저임피던스인 것이 바람직하다.

도 17을 참조하여, 전선부(62A)(심선(62P, 62N)) 및 드레인선(62D) 중 실드되어 있지 않은 부분(실드층(62C)에 의해 피복되어 있지 않은 부분)은, 클램프(58) 등에 의해 유지되고, 심선(62P, 62N) 및 드레인선(62D)으로부터 바디(GND)까지의 각 거리(La, Lb, Lc)는, 일정한 값이 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

도 18을 참조하여, 당해 구성에 의하면, 미(未)실드부에 있어서 전위 차이를 갖는 심선(62P, 62N) 및 드레인선(62D)이, 일정한 절연 거리(또는 노이즈 결합 억제 거리)를 갖게 된다. 즉, 부유 용량의 값에 대해서, Cp≒Cn≒Cd의 관계가 성립되고, 심선(62P, 62N) 및 드레인선(62D)에 대하여 동레벨의 노이즈가 중첩되는 것이 된다. 결과적으로, 도 19에 나타내는 바와 같은 안정된 통신 파형을 얻는 것이 가능해진다.

또한, 클램프(58)에 한정되지 않고, 몰드 수지나, 테이프 등을 이용하여 각 거리(La, Lb, Lc)가 일정한 값이 되도록 구성해도 상관없다. Cp≒Cn의 관계라도 상관없다. 도 18에서는 드레인선(62D)이 3개선 중 끝의 위치에 배치되어 있지만, 드레인선(62D)의 위치를 한가운데로 하면, 보다 큰 효과를 기대할 수 있다.

이러한 구성은, 상기의 제1 변형예와 조합하여 실시하는 것도 가능하다. 즉, 실드 전선(62J)(도 15, 도 16)을 이용하는 경우에는, 전선부(62A)(심선(62P, 62N)) 및 드레인선(62D) 중 실드되어 있지 않은 부분(실드층(62C)에 의해 피복되어 있지 않은 부분)은, 클램프(58) 등에 의해 유지되고, 심선(62P, 62N) 및 드레인선(62D)으로부터 바디(GND)(또는 실드층(62E))까지의 각 거리는, 일정한 값이 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

도 20을 참조하여, 가령, 심선(62P, 62N) 및 드레인선(62D)으로부터 바디(GND)까지의 각 거리(La, Lb, Lc가 일정한 값이 되도록 구성되어 있지 않은 경우에는, 부유 용량의 값에 대해서, Cp≠Cn≠Cd의 관계가 성립되기 쉬워진다. 심선(62P, 62N) 및 드레인선(62D)에 대하여 상이한 레벨의 노이즈가 중첩되게 된다. 결과적으로, 도 21에 나타내는 바와 같은 불안정한 통신 파형이 얻어지게 된다.

전술의 실시 형태 및 각 변형예는, 하이브리드 차량에 있어서의 전지 센서(통신 시스템)나, 그 전지 센서에 구비되는 실드 전선의 장착 구조에 의거하여 설명하고 있다. 전술의 실시 형태 및 변형예는, 상이한 전위 기준이나 전위 변동을 갖는 고압 시스템 및 저압 시스템에 있어서, 서로 영향을 주고 싶지 않은 것이면 모두에 적용할 수 있는 것이다.

예를 들면, 전술의 실시 형태 및 변형예는, 하이브리드 차량의 PLC 통신에 있어서, 고압 배선에 신호 통신이 중첩되는 바와 같은 경우에도 유효하게 적용 가능하다. 플러그인 하이브리드 차량에 있어서, 민생 전원(가전)이나 차량에 이용되는 고압 배선과 저압 배선의 사이에 발생하는 영향을 억제하는 바와 같은 경우에도 적용 가능하다.

또는, 전술의 실시 형태 및 변형예는, 스마트 그리드에 있어서, 민생 전원(가전)이나 차량에 이용되는 고압 배선과 저압 배선의 사이에 발생하는 영향을 억제하는 바와 같은 경우에도 적용 가능하다. 차량으로 한정되지 않고, 전술의 실시 형태 및 변형예는, 차량 이외의 PLC 통신(전력 회사의 통신 시스템 등)에도 적용 가능하다.

이상, 실시 형태 및 변형예에 대해서 설명했지만, 상기의 개시 내용은 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니다. 본 개시의 기술적 범위는 특허청구의 범위에 의해 나타나고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims

고압 시스템 및 저압 시스템과,
상기 고압 시스템에 접속되고, 고압 통신을 행하는 고압 실드 전선과,
상기 저압 시스템에 접속되고, 상기 고압 실드 전선에 근접하여 배치되고, 저압 통신을 행하는 저압 실드 전선을 구비하며,
상기 고압 실드 전선은 고압 전선부와, 상기 고압 전선부를 피복하는 제1 고압 실드층을 포함하고, 상기 제1 고압 실드층은 상기 고압 시스템이나 또는 상기 고압 시스템과 동 전위의 부위에 접지되어 있고,
상기 저압 실드 전선은 저압 전선부와, 상기 저압 전선부를 피복하는 저압 실드층을 포함하고, 상기 저압 실드층은 상기 저압 시스템이나 또는 상기 저압 시스템과 동 전위의 부위에 접지되어 있는 통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 고압 실드 전선은, 상기 제1 고압 실드층을 피복하는 제2 고압 실드층을 추가로 구비하고,
상기 제2 고압 실드층은, 상기 저압 시스템이나, 또는 상기 저압 시스템과 동 전위의 부위에 접지되어 있는 통신 시스템.
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