KR20160014026A - 차량용의 이상 판정 장치 - Google Patents

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KR20160014026A
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아츠시 사카이다
도시히사 다니구치
노리오 고우코
요시타로 야자키
요시히코 시라이시
도시카즈 하라다
모토키 시미즈
게이타 사이토우
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Abstract

열가소성 수지로 이루어지는 절연 기재(100)의 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)에 금속 원자가 사전에 결정된 결정 구조를 유지하고, 또한 서로 다른 금속으로 구성된 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 매립되고, 제 1, 제 2 층간 접속 부재가 번갈아 직렬 접속된 열유속 센서(10)와, 차량에 탑재된 발열체(30)의 이상 판정을 실시하는 제어부(20)를 구비한다. 그리고 열유속 센서(10)를 발열체(30)에 구비하여 발열체(30)와 외기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호를 출력시키고, 제어부(20)에, 센서 신호에 기초하여 발열체(30)와 외기의 사이의 열유속이 사전에 결정된 범위 내로부터 벗어나 있을 때, 발열체(30)가 이상이라고 판정시킨다.

Description

차량용의 이상 판정 장치{VEHICLE ABNORMALITY DETERMINATION DEVICE}
본 발명은 차량에 탑재되는 발열체의 이상을 판정하는 차량용의 이상 판정 장치에 관한 것이다.
종래, 차량에 탑재되는 발열체의 온도를 온도 센서에서 검출하고, 온도 센서에서 검출된 발열체의 온도에 따라서 발열체의 이상을 판정하는 차량용의 이상 판정 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1: 일본국 특개2009-184639호 공보
그러나 발열체의 온도는 사용 환경에 따라서도 변동한다. 이 때문에, 발열체가 저온 환경에 드러나 있는 경우에는, 발열체가 이상 발열하고 있는 경우이어도 발열체의 온도가 낮아져서, 온도 센서에서 측정되는 온도가 정상의 온도로 될 가능성이 있다.
본 발명은 상기 점을 감안하여, 사용 환경에 따르지 않고, 발열체의 이상을 판정할 수 있는 차량용의 이상 판정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본원 발명자들은 예의 검토를 실시했다. 그리고 본 발명자들은 발열체의 온도는 외기온(사용 환경)에 따라서 변동하지만, 발열체와 외기의 사이의 열유속은 외기온에 따라서 변화하지 않는 것을 발견했다. 또한, 열유속이란, 단위 시간당에 단위 면적을 통과하는 열량을 말한다.
이 때문에, 청구항 1에 기재된 발명에서는, 열가소성 수지로 이루어지는 절연 기재에 두께 방향으로 관통하는 복수의 제 1, 제 2 비아홀이 형성되어 있는 것과 함께, 제 1, 제 2 비아홀에 서로 다른 금속으로 구성된 제 1, 제 2 층간 접속 부재가 매립되어 있고, 제 1, 제 2 층간 접속 부재가 번갈아 직렬 접속된 열유속 센서와, 차량에 탑재된 발열체의 이상 판정을 실시하는 제어부를 구비하고, 이하의 점을 특징으로 하고 있다.
즉, 제 1, 제 2 층간 접속 부재를 형성하는 금속의 적어도 한쪽은 복수의 금속 원자가 해당 금속 원자의 결정 구조를 유지한 상태로 소결된 소결 합금이고, 열유속 센서는 발열체에 구비되어 발열체와 외기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호를 출력하고, 제어부는 센서 신호에 기초하여 발열체와 외기의 사이의 열유속이 사전에 결정된 범위 내로부터 벗어나 있을 때, 발열체가 이상이라고 판정한다.
이에 따르면, 열유속 센서로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 발열체의 이상 판정을 실시하고 있기 때문에 사용 환경에 따르지 않고, 발열체의 이상 판정을 고정밀도로 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 차량용의 이상 판정 장치를 적용한 모식도이다.
도 2는 도 1 중의 열유속 센서의 평면도이다.
도 3은 도 2 중의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 2 중의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다.
도 5(a)~도 5(h)는 열유속 센서의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 제어부의 작동을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 열유속과 발열체의 상태의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 있어서의 차량용의 이상 판정 장치를 적용한 모식도이다.
도 9는 본 발명의 이상 판정 장치를 화재 통지기에 적용한 제 1 참고예를 나타내는 모식도이다.
도 10은 제 1 참고예에 있어서의 제어부의 작동을 나타내는 흐름도이다.
도 11a는 본 발명의 이상 판정 장치를 인체의 이상 판정 장치에 적용한 제 2 참고예를 나타내는 모식도이다.
도 11b는 본 발명의 이상 판정 장치를 인체의 이상 판정 장치에 적용한 제 3 참고예를 나타내는 모식도이다.
도 12는 제 2 및 제 3 참고예에 있어서의 제어부의 작동을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명을 실시한다.
(제 1 실시 형태)
본 발명의 제 1 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 본 실시 형태의 차량용의 이상 판정 장치는 열유속 센서(10)와 제어부(20)를 구비하고 있고, 열유속 센서(10)가 차량에 탑재되는 배터리나 차량 엔진 컨트롤 유닛(차량 ECU: Electronic Control Unit) 등의 발열체(30)에 구비되어 이용된다.
열유속 센서(10)는 도 2~도 4에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 일체화되고, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속된 것이다. 이하에, 열유속 센서(10)의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 도 2는 이해하기 쉽게 하기 위해, 표면 보호 부재(110)를 생략하여 나타내고 있다.
절연 기재(100)는 본 실시 형태에서는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 액정 폴리머(LCP)로 대표되는 평면 직사각형상의 열가소성 수지 필름으로 구성되어 있다. 그리고 두께 방향으로 관통하는 복수의 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)이 엇갈리게 되도록 격자 패턴으로 형성되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)은 절연 기재(100)의 표면(100a)으로부터 이면(100b)을 향하여 직경이 일정하게 된 원통 형상으로 되어 있지만, 절연 기재(100)의 표면(100a)으로부터 이면(100b)을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 되어 있어도 좋다. 또, 절연 기재(100)의 이면(100b)으로부터 표면(100a)을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 되어 있어도 좋고, 각통(square tube) 형상으로 되어 있어도 좋다.
그리고 제 1 비아홀(101)에는 제 1 층간 접속 부재(130)가 배치되고, 제 2 비아홀(102)에는 제 2 층간 접속 부재(140)가 배치되어 있다. 즉, 절연 기재(100)에는 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 엇갈리게 되도록 배치되어 있다.
제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)는 제벡(seebeck) 효과를 발휘하도록 서로 다른 금속으로 구성되어 있다. 예를 들면, 제 1 층간 접속 부재(130)는 P형을 구성하는 Bi-Sb-Te합금의 분말이 소결 전에 있어서의 복수의 금속 원자의 결정 구조를 유지하도록 고상 소결된 금속 화합물(소결 합금)로 구성된다. 또, 제 2 층간 접속 부재(140)는 N형을 구성하는 Bi-Te합금의 분말이 소결 전에 있어서의 복수의 금속 원자의 결정 구조를 유지하도록 고상 소결된 금속 화합물로 구성된다. 이와 같이, 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)로서 사전에 결정된 결정 구조가 유지되도록 고상 소결된 금속 화합물을 이용함으로써 기전압을 크게 할 수 있다.
또한, 도 2는 단면도는 아니지만, 이해하기 쉽게 하기 위해, 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)에 해칭을 실시하고 있다.
절연 기재(100)의 표면(100a)에는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 액정 폴리머(LCP)로 대표되는 평면 직사각형상의 열가소성 수지 필름으로 구성되는 표면 보호 부재(110)가 배치되어 있다. 이 표면 보호 부재(110)는 절연 기재(10)와 평면 형상이 같은 크기로 되어 있고, 절연 기재(100)와 대향하는 일면(110a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 표면 패턴(111)이 서로 이간하도록 형성되어 있다. 그리고 각 표면 패턴(111)은 각각 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)와 적절히 전기적으로 접속되어 있다.
구체적으로는 도 3에 나타나는 바와 같이, 인접하는 1개의 제 1 층간 접속 부재(130)와 1개의 제 2 층간 접속 부재(140)를 세트(150)로 했을 때, 각 세트(150)의 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)는 같은 표면 패턴(111)과 접속되어 있다. 즉, 각 세트(150)의 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)는 표면 패턴(111)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 절연 기재(100)의 세로 방향(도 3 중, 지면 좌우 방향)을 따라서 인접하는 1개의 제 1 층간 접속 부재(130)와 1개의 제 2 층간 접속 부재(140)가 세트(150)로 되어 있다.
절연 기재(100)의 이면(100b)에는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 액정 폴리머(LCP)로 대표되는 평면 직사각형상의 열가소성 수지 필름으로 구성되는 이면 보호 부재(120)가 배치되어 있다. 이 이면 보호 부재(120)는 절연 기재(100)의 세로 방향의 길이가 절연 기재(100)보다 길게 되어 있고, 세로 방향의 양단부가 절연 기재(100)로부터 돌출하도록 절연 기재(100)의 이면(100b)에 배치되어 있다.
그리고 이면 보호 부재(120)에는 절연 기재(100)와 대향하는 일면(120a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 이면 패턴(121)이 서로 이간하도록 형성되어 있다. 그리고 각 이면 패턴(121)은 각각 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)와 적절히 전기적으로 접속되어 있다.
구체적으로는 도 3에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100)의 세로 방향에 인접하는 세트(150)에 있어서, 한쪽의 세트(150)의 제 1 층간 접속 부재(130)와 다른쪽의 세트(150)의 제 2 층간 접속 부재(140)가 같은 이면 패턴(121)과 접속되어 있다. 즉, 세트(150)를 걸쳐서 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 같은 이면 패턴(121)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
또, 도 4에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100)의 외부 가장자리에서는 세로 방향과 직교하는 방향(도 2 중, 지면 상하 방향)을 따라서 인접하는 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 같은 이면 패턴(121)과 접속되어 있다. 상세히 서술하면, 절연 기재(100)의 세로 방향에 표면 패턴(111) 및 이면 패턴(121)을 통하여 직렬로 접속된 것이 반환되도록 인접하는 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 같은 이면 패턴(121)과 접속되어 있다.
또, 이면 패턴(121) 중, 상기와 같이 직렬로 접속된 것의 단부로 되는 부분은 도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100)로부터 노출되도록 형성되어 있다. 그리고 이면 패턴(121) 중, 절연 기재(100)로부터 노출되는 부분이 제어부(20)와 접속되는 단자로서 기능하는 부분으로 된다.
이상이 본 실시 형태에 있어서의 기본적인 열유속 센서(10)의 구성이다. 그리고 이와 같은 열유속 센서(10)는 열유속 센서(10)를 두께 방향으로 통과하는 열유속에 따른 센서 신호(기전압)를 제어부(20)로 출력한다. 열유속이 변화하면, 번갈아 직렬 접속된 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)에서 발생하는 기전압이 변화하기 때문이다. 또한, 열유속 센서(10)의 두께 방향이란, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)의 적층 방향을 말한다.
여기에서, 상기 열유속 센서(10)의 제조 방법에 대하여 도 5(a)~도 5(h)를 참조하면서 설명한다.
우선, 도 5(a)에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100)를 준비하고, 복수의 제 1 비아홀(101)을 드릴이나 레이저 등에 의하여 형성한다.
다음으로, 도 5(b)에 나타나는 바와 같이, 각 제 1 비아홀(101)에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전한다. 또한, 제 1 비아홀(101)에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전하는 방법(장치)으로서는, 예를 들면, 특개2011-187619호 공보에 기재된 방법(장치)을 채용하면 좋다.
간단히 설명하면, 흡착지(160)를 통하여 도시하지 않는 지지대 상에 이면(100b)이 흡착지(160)와 대향하도록 절연 기재(100)를 배치한다. 그리고 제 1 도전성 페이스트(131)를 용융시키면서 제 1 비아홀(101) 내에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전한다. 이에 따라, 제 1 도전성 페이스트(131)의 유기 용제의 대부분이 흡착지(160)에 흡착되고, 제 1 비아홀(101)에 합금의 분말이 밀접하게 배치된다.
또한, 흡착지(160)는 제 1 도전성 페이스트(131)의 유기 용제를 흡수할 수 있는 재질의 것이면 좋고, 일반적인 상질지 등이 이용된다. 또, 제 1 도전성 페이스트(131)는 금속 원자가 사전에 결정된 결정 구조를 유지하고 있는 Bi-Sb-Te합금의 분말을 융점이 43℃인 파라핀 등의 유기 용제를 첨가하여 페이스트화한 것이 이용된다. 이 때문에, 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전할 때에는 절연 기재(100)의 표면(100a)이 약 43℃로 가열된 상태로 실시된다.
계속해서, 도 5(c)에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100)에 복수의 제 2 비아홀(102)을 드릴이나 레이저 등에 의하여 형성한다. 이 제 2 비아홀(102)은 상기와 같이 제 1 비아홀(101)과 엇갈리게 되고, 제 1 비아홀(101)과 함께 격자 패턴을 구성하도록 형성된다.
다음으로, 도 5(d)에 나타나는 바와 같이, 각 제 2 비아홀(102)에 제 2 도전성 페이스트(141)를 충전한다. 또한, 이 공정은 상기 도 5(b)와 동일한 공정으로 실시할 수 있다.
즉, 재차 흡착지(160)를 통하여 도시하지 않는 지지대 상에 이면(100b)이 흡착지(160)와 대향하도록 절연 기재(100)를 배치한 후, 제 2 비아홀(102) 내에 제 2 도전성 페이스트(141)를 충전한다. 이에 따라, 제 2 도전성 페이스트(141)의 유기 용제의 대부분이 흡착지(160)에 흡착되고, 제 2 비아홀(102)에 합금의 분말이 밀접하게 배치된다.
제 2 도전성 페이스트(141)는 제 1 도전성 페이스트(131)를 구성하는 금속 원자와 다른 금속 원자가 사전에 결정된 결정 구조를 유지하고 있는 Bi-Te합금의 분말을 융점이 상온인 테르피네 등의 유기 용제를 첨가하여 페이스트화한 것이 이용된다. 즉, 제 2 도전성 페이스트(141)를 구성하는 유기 용제는 제 1 도전성 페이스트(131)를 구성하는 유기 용제보다 융점이 낮은 것이 이용된다. 그리고 제 2 도전성 페이스트(141)를 충전할 때에는 절연 기재(100)의 표면(100a)이 상온으로 유지된 상태로 실시된다. 바꾸어 말하면, 제 1 도전성 페이스트(131)에 포함되는 유기 용제가 고화된 상태로 제 2 도전성 페이스트(141)의 충전이 실시된다. 이에 따라, 제 1 비아홀(101)에 제 2 도전성 페이스트(141)가 혼입되는 것이 억제된다.
또한, 제 1 도전성 페이스트(131)에 포함되는 유기 용제가 고화된 상태란, 상기 도 5(b)의 공정에 있어서, 흡착지(160)에 흡착되지 않고 제 1 비아홀(101)에 잔존해 있는 유기용제를 말한다.
그리고 상기 각 공정과는 별도 공정에 있어서, 도 5(e) 및 도 5(f)에 나타나는 바와 같이, 표면 보호 부재(110) 및 이면 보호 부재(120) 중, 절연 기재(100)와 대향하는 일면(110a, 120a)에 동박 등을 형성한다. 그리고 이 동박을 적절히 패터닝함으로써 서로 이간해 있는 복수의 표면 패턴(111)이 형성된 표면 보호 부재(110), 서로 이간해 있는 복수의 이면 패턴(121)이 형성된 이면 보호 부재(120)를 준비한다.
그 후, 도 5(g)에 나타나는 바와 같이, 이면 보호 부재(120), 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110)를 차례로 적층하여 적층체(170)를 구성한다.
또한, 본 실시 형태에서는 이면 보호 부재(120)는 절연 기재(100)보다 세로 방향의 길이가 길게 되어 있다. 그리고 이면 보호 부재(120)는 세로 방향의 양단부가 절연 기재(100)로부터 돌출하도록 배치된다.
계속해서, 도 5(h)에 나타나는 바와 같이, 이 적층체(170)를 도시하지 않는 한쌍의 프레스판의 사이에 배치하고, 적층 방향의 상하 양면으로부터 진공 상태로 가열하면서 가압함으로써 적층체(170)를 일체화한다. 구체적으로는, 제 1, 제 2 도전성 페이스트(131, 141)가 고상 소결되어 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 형성하는 것과 함께, 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)와 표면 패턴(111) 및 이면 패턴(121)이 접속되도록 가열하면서 가압하여 적층체(170)를 일체화한다.
또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적층체(170)를 일체화할 때에는 적층체(170)와 프레스판의 사이에 록 울 페이퍼 등의 완충재를 배치해도 좋다. 이상과 같이 하여 상기 열유속 센서(10)가 제조된다.
제어부(20)는 CPU, 기억 수단을 구성하는 각종 메모리, 주변 기기 등을 이용하여 구성된 차량 ECU 등이고, 열유속 센서(10) 및 도시하지 않는 음성 수단, 표시 수단 등과 접속되어 있다. 그리고 열유속 센서(10)에서 측정된 측정값이 사전에 결정된 범위 내에 있는지의 여부를 판정하고, 해당 측정값이 사전에 결정된 범위 내로부터 벗어나 있을 때에는, 음성 수단, 표시 수단 등을 통하여 발열체(30)의 이상 발생을 나타내는 취지의 경고를 탑승자에게 통지한다.
또한, 열유속 센서(10)에서 측정된 측정값을 판정하는 경우, 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호(기전압)를 그대로 판정해도 좋고, 센서 신호를 열유속값으로 변환한 열유속값을 판정해도 좋다. 또, 본 실시 형태에서는 제어부(20)를 구성하는 차량 ECU는 발열체(30)로 되는 차량 ECU와 별도의 부재로 되어 있다.
이상이 본 실시 형태에 있어서의 차량용의 이상 판정 장치의 구성이다. 다음으로, 이와 같은 차량용의 이상 판정 장치에 있어서의 제어부(20)의 작동에 대하여, 도 6 및 도 7을 참조해서 설명한다. 본 실시 형태의 차량용의 이상 판정 장치는 도 1에 나타나는 바와 같이, 열유속 센서(10)가 발열체(30)에 부착되어 이용된다.
또한, 제어부(20)는 예를 들면, 차량에 있어서의 이그니션 스위치가 온되면, 사전에 결정된 기간마다 하기 처리를 실시한다. 또, 발열체(30)는 상기와 같이 차량 ECU로 구성되고, 해당 차량 ECU를 구성하는 CPU, 기억 수단을 구성하는 각종 메모리, 주변 기기 등으로부터 발열하는 것이다. 그리고 발열체(30)의 온도는 외기온(사용 환경)에 따라서 변동하지만, 발열체(30)와 외기의 사이의 열유속은 외기온에 따라서 변화하지 않는다. 이 때문에, 발열체(30)가 사전에 결정된 온도로 되도록 발열한 경우, 외기온에 불구하고 발열체(30)와 외기의 사이의 열유속은 일정하게 된다.
우선, 열유속 센서(10)가 부착된 발열체(30)가 작동 중인지의 여부를 판정한다(S200). 이 단계 S200의 판정은 본 실시 형태에서는 발열체(30)가 차량 ECU이기 때문에, 이 차량 ECU가 작동 중인지의 여부를 신호의 수수를 실시하여 판정한다.
그리고 발열체(30)가 작동 중이 아닌 경우에는(S200: NO), 처리의 개시로 되돌아간다(리턴). 이에 대해, 발열체(30)가 작동 중인 경우에는(S200: YES), 열유속 센서(10)에서 측정된 측정값을 취득한다(S210). 구체적으로는, 발열체(30)와 외기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호(측정값)가 열유속 센서(10)로부터 출력되고 있기 때문에, 이 센서 신호(측정값)를 취득한다.
그리고 취득한 측정값이 상한 한계값 이상인지의 여부를 판정하고(S220), 도 7 중의 상태 4와 같이, 측정값이 상한 한계값 이상인 경우에는(S220: YES), 경고를 발신한다(S230). 또한, 취득한 측정값이 상한 한계값 이상으로 되는 것은 발열체(30)인 차량 ECU의 각 부품이 고장나거나 과잉 동작하는 등의 이유에서 정상적으로 작동하지 않아서, 발열체(30)에 이상 발열이 발생한 경우 등이다.
또, 취득한 측정값이 상한 한계값보다 작은 경우에는(S220: NO), 이 측정값이 하한 한계값 이하인지의 여부를 판정한다(S240). 그리고 도 7 중의 상태 2와 같이, 측정값이 하한 한계값 이하인 경우에는(S240: YES), 단계 S230의 처리와 마찬가지로, 경고를 발신한다(S250). 또한, 취득한 측정값이 한한 한계값 이하로 되는 것은 발열체(30)나 열유속 센서(10)가 매연 등의 이물로 덮여서 방열이 방해되고 있는 경우 등이다.
한편, 도 7 중 상태 1 및 상태 3과 같이, 측정값이 상한 한계값보다 작고, 또한 하한 한계값보다 큰 경우에는(S240: NO), 발열체(30)와 외기의 사이의 열유속은 정상이기 때문에 처리의 개시로 되돌아간다(리턴).
또한, 단계 S220 및 단계 S240의 처리에 있어서의 측정값의 판정은 상기와 같이, 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호(기전압)를 그대로 판정해도 좋고, 센서 신호를 열유속으로 변환하여 해당 열유속을 판정해도 좋다. 또, 본 실시 형태에서는 단계 S230 및 단계 S250의 처리에 있어서의 경고는 음성 수단, 표시 수단 등을 구동함으로써 발열체(30)가 정상 상태가 아닌 것을 탑승자에게 통지하게 되어 있다. 예를 들면, 음성 수단을 구동하여 전자음으로 탑승자에게 통지한다. 또, 표시 수단을 구동하여 핸들의 전방 또는 계기반의 중앙부에 배치된 계기 표시반의 일부에 배치되는 액정 디스플레이에 이상 발생의 표시를 하여 탑승자에게 통지한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 발열체(30)와 외기의 사이의 열유속을 열유속 센서(10)에서 검출하고, 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 발열체(30)의 이상 판정을 실시하고 있다. 이 때문에, 사용 환경에 따르지 않고, 발열체(30)의 이상 판정을 고정밀도로 실시할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는 열가소성 수지로 이루어지는 절연 기재(100)에 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)을 형성하고, 제 1, 제 2 비아홀(101, 102) 내에 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 배치하여 열유속 센서(10)를 구성하고 있다. 이 때문에, 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)의 수나 직경, 간격 등을 적절히 변경함으로써 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)의 고밀도화가 가능하게 된다. 이에 따라, 기전압을 크게 할 수 있어서, 열유속 센서(10)의 고감도화가 가능하다.
또한, 본 실시 형태의 열유속 센서(10)는 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)로서, 소결 전의 결정 구조가 유지되도록 고상 소결된 금속 화합물(Bi-Sb-Te합금, Bi-Te합금)을 이용하고 있다. 즉, 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 형성하는 금속은 복수의 금속 원자가 해당 금속 원자의 결정 구조를 유지한 상태로 소결된 소결 합금이다. 이에 따라, 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 형성하는 금속이 액상 소결된 소결 합금의 경우와 비교하여 기전압을 크게 할 수 있어서, 열유속 센서(10)의 고감도화가 가능하다.
또, 본 실시 형태의 열유속 센서(10)는 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 열가소성 수지를 이용하여 구성되어 있고, 가요성을 갖고 있다. 이 때문에, 열유속 센서(10)를 배치되는 부분에 따라서 적절히 변형할 수 있다. 즉, 발열체(30)가 예를 들면, 구형상이어도 열유속 센서(10)를 발열체(30)를 따라서 배치할 수 있다.
(다른 실시 형태)
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 기재한 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 제 1 실시 형태에 있어서, 발열체(30)의 표면 온도를 검출하는 온도 센서를 구비해도 좋다.
또, 상기 제 1 실시 형태에서는 제어부(20) 및 발열체(30)는 함께 차량 ECU로 구성되어 있다. 이 때문에, 도 8에 나타나는 바와 같이, 발열체(30)로 되는 차량 ECU에 제어부(20)의 처리를 실시하게 해도 좋다. 즉, 제어부(20) 및 발열체(30)가 같은 차량 ECU이어도 좋다.
(참고예 1)
상기와 같이, 대상물(발열체(30))과 외기의 사이의 열유속은 외기온(사용 환경)에 의존하지 않는다. 이 때문에, 상기 제 1 실시 형태에서는 차량용의 이상 판정 장치를 설명했지만, 본 발명의 열유속 센서(10) 및 제어부(20)를 다른 장치에 적용할 수도 있다.
즉, 본 참고예는 상기 열유속 센서가 실내의 벽면에 구비되어, 상기 벽면과 상기 실내의 공기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호를 출력하고, 제어부는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 벽면과 상기 실내의 공기의 사이의 열유속이 사전에 결정된 한계값 이상인 때, 상기 실내에서 화재가 발생하고 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는 화재 통지기에 관한 것이다.
구체적으로, 열유속 센서(10)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 도 2~도 4에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 일체화되고, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속된 것이 이용된다. 제어부(20)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, CPU, 기억 수단을 구성하는 각종 메모리, 주변 기기 등을 이용하여 구성되고, 도시하지 않는 음성 수단, 조명 수단 등과 접속되어 있다.
그리고 본 참고예의 열유속 센서(10) 및 제어부(20)는 도 9에 나타나는 바와 같이, 실내에 있어서의 벽면(300)에 비치된다. 또한, 본 참고예에서는 열유속 센서(10) 및 제어부(20)를 일체적으로 패키지화한 것을 도시하고 있지만, 열유속 센서(10) 및 제어부(20)가 별개체로 되어 있어도 좋다.
다음으로, 본 참고예에 있어서의 제어부(20)의 작동에 대하여 도 10을 참조하면서 설명한다. 또한, 제어부(20)의 작동은 예를 들면, 주인이 도시하지 않는 스위치를 온했을 때에 개시되고, 사전에 결정된 기간마다 이하의 처리를 실시한다.
우선, 열유속 센서(10)에서 측정된 측정값을 취득한다(S400). 구체적으로는, 벽면(300)과 실내의 공기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호(측정값)가 열유속 센서(10)로부터 출력되고 있기 때문에, 이 센서 신호(측정값)를 취득한다.
그 후, 열유속 센서(10)의 측정값이 한계값 이상인지의 여부를 판정한다(S410). 그리고 측정값이 한계값 이상인 경우에는(S410: YES), 화재가 발생하고 있기 때문에 경고를 발신한다(S420).
또한, 단계 S420의 처리에 있어서의 경고는 음성 수단, 표시 수단 등을 구동함으로써 화재가 발생하고 있는 것을 주인에게 통지하게 되어 있다. 예를 들면, 음성 수단을 구동하여 전자음으로 주인에게 통지한다. 또, 조명 수단을 구동하여 경고용 전등 등을 점등하는 것으로도 주인에게 통지한다.
또, 측정값이 한계값보다 작은 경우에는(S410: NO), 실내에 화재가 발생하고 있지 않기 때문에 처리의 개시로 되돌아간다(리턴).
또한, 단계 S410의 처리에 있어서의 측정값의 판정은 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호(기전압)를 그대로 판정해도 좋고, 센서 신호를 열유속으로 변환하여 해당 열유속을 판정해도 좋다.
이와 같이, 본 발명을 화재 통지기에 적용할 수도 있다. 그리고 본 발명을 화재 통지기에 적용한 경우에는, 외기온에 따르지 않고, 화재의 검출을 고정밀도로 실시할 수 있다.
(참고예 2 및 3)
본 참고예에서는 본 발명의 열유속 센서(10) 및 제어부(20)를 인체의 이상 판정 검출 장치에 적용한 예를 설명한다.
즉, 본 참고예는 상기 열유속 센서가 인체에 장착되어 상기 인체와 외기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호를 출력하고, 제어부는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 인체와 외기의 사이의 열유속이 사전에 결정된 범위 내로부터 벗어나 있을 때, 상기 인체에 이상이 있다고 판정하는 인체의 이상 판정 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 열유속 센서(10)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 도 2~도 4에 나타나는 바와 같이, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 일체화되고, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속된 것이 이용된다. 제어부(20)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, CPU, 기억 수단을 구성하는 각종 메모리, 주변 기기 등을 이용하여 구성되고, 도시하지 않는 음성 수단, 표시 수단 등과 접속되어 있다.
그리고 본 참고예의 열유속 센서(10) 및 제어부(20)는 참고예 2인 도 11a에 나타나는 바와 같이, 헤어 밴드(500), 넥 워머(501), 리스트밴드(502)에 구비되고, 인체(600)가 이들을 소지함으로써 인체(600)에 장착된다. 또, 참고예 3인 도 11b에 나타나는 바와 같이, 열유속 센서(10) 및 제어부(20)는 상의(503)나 모자(504)에 구비되고, 인체(600)가 이들을 소지함으로써 인체(600)에 장착된다.
또한, 본 참고예에서는 열유속 센서(10) 및 제어부(20)를 일체적으로 패키지화한 것을 도시하고 있지만, 열유속 센서(10) 및 제어부(20)가 별개체로 되어 있어도 좋다. 또, 도 11a 및 도 11b에 있어서, 열유속 센서(10) 및 제어부(20)가 구비되는 부위는 적절히 변경 가능하다.
다음으로, 본 참고예에 있어서의 제어부(20)의 작동에 대하여 도 12를 참조하면서 설명한다. 또한, 제어부(20)의 작동은 예를 들면, 사용자가 도시하지 않는 스위치를 온했을 때에 개시되고, 사전에 결정된 기간마다 이하의 처리를 실시한다.
우선, 열유속 센서(10)에서 측정된 측정값을 취득한다(S700). 구체적으로는, 인체(600)와 외기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호(측정값)가 열유속 센서(10)로부터 출력되고 있기 때문에, 이 센서 신호(측정값)를 취득한다.
그리고 상기 S210의 처리와 마찬가지로, 취득한 측정값이 상한 한계값 이상인지의 여부를 판정하고(S710), 측정값이 상한 한계값 이상인 경우에는(S710: YES), 경고를 발신한다(S720). 또한, 취득한 측정값이 상한 한계값 이상으로 되는 것은 예를 들면, 인체(600)가 조깅을 하고 있을 때에 오버워크로 되는 경우 등이다.
또, 취득한 측정값이 상한 한계값보다 작은 경우에는(S710: NO), 이 측정값이 하한 한계값 이하인지의 여부를 판정한다(S730). 그리고 측정값이 하한 한계값 이하인 경우에는(S730: YES), 단계 S720의 처리와 마찬가지로, 경고를 발신한다(S740). 또한, 취득한 측정값이 하한 한계값 이하로 되는 것은 인체(600)로부터의 방열이 적절히 이루어지지 않아서, 열중증(熱中症)의 가능성이 있는 경우 등이다.
한편, 측정값이 상한 한계값보다 작고, 또한 하한 한계값보다 큰 경우에는(S730: NO), 인체(600)가 정상이기 때문에 처리의 개시로 되돌아간다(리턴).
또한, 단계 S710 및 단계 S730의 처리에 있어서의 측정값의 판정은 상기 제 1 실시 형태와 같이, 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호(기전압)를 그대로 판정해도 좋고, 센서 신호를 열유속으로 변환하여 해당 열유속을 판정해도 좋다. 또, 본 실시 형태에서는 단계 S720 및 단계 S740의 처리에 있어서의 경고는 음성 수단, 표시 수단 등을 구동함으로써 자신(인체(600))의 상태가 이상인 것을 통지하게 되어 있다. 예를 들면, 음성 수단을 구동하여 전자음으로 사용자에게 통지한다. 또, 표시 수단을 구동하여 액정 디스플레이에 이상인 취지의 표시를 하여 사용자에게 통지한다.
이와 같이, 본 발명을 인체의 이상 판정 장치에 적용할 수도 있다. 그리고 본 발명을 인체의 이상 판정 장치에 적용한 경우에는, 외기온에 따르지 않고, 인체의 이상 판정을 고정밀도로 실시할 수 있다.
10: 열유속 센서
20: 제어부
30: 발열체
100: 절연 기재
101, 102: 제 1, 제 2 비아홀
130, 140: 제 1, 제 2 층간 접속 부재

Claims (3)

  1. 열가소성 수지로 이루어지는 절연 기재(100)에 두께 방향으로 관통하는 복수의 제 1, 제 2 비아홀(101, 102)이 형성되어 있는 것과 함께, 상기 제 1, 제 2 비아홀에 서로 다른 금속으로 형성된 제 1, 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 매립되어 있고, 상기 제 1, 제 2 층간 접속 부재가 번갈아 직렬 접속된 열유속 센서(10)와,
    차량에 탑재된 발열체(30)의 이상 판정을 실시하는 제어부(20)를 구비하고,
    상기 제 1, 제 2 층간 접속 부재를 형성하는 상기 금속의 적어도 한쪽은 복수의 금속 원자가 상기 금속 원자의 결정 구조를 유지한 상태로 소결된 소결 합금이고,
    상기 열유속 센서는 상기 발열체에 구비되어 상기 발열체와 외기의 사이의 열유속에 따른 센서 신호를 출력하고,
    상기 제어부는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 발열체와 상기 외기의 사이의 열유속이 사전에 결정된 범위 내로부터 벗어나 있을 때, 상기 발열체가 이상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는
    차량용의 이상 판정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열유속 센서는 상기 절연 기재의 표면(100a)에 표면 패턴(111)이 형성된 표면 보호 부재(110)가 배치되어 있는 것과 함께, 상기 표면과 반대측의 이면(100b)에 이면 패턴(121)이 형성된 이면 보호 부재(120)가 배치되고, 상기 이면 보호 부재, 상기 절연 기재, 상기 표면 보호 부재가 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는
    차량용의 이상 판정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발열체는 차량 ECU인 것을 특징으로 하는
    차량용의 이상 판정 장치.
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