JP3627376B2 - 電流センサの入力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流センサから出力される信号を処理する入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車では、バッテリからインバータを介してモータに流れる電流を検出するために電流センサが用いられ、例えば図４に示すような電流センサの出力信号を処理する入力装置が用いられる。
図４において、電流センサ１は、モータからバッテリに流れる充電電流とバッテリからモータに流れる放電電流を測定し、充放電電流に応じた電流信号を出力する。例えば、充電電流０〜＋Ｉ１（Ａ）に対して０〜＋ｉ１（ｍＡ）を出力し、放電電流０〜−Ｉ２（Ａ）に対して０〜−ｉ２（ｍＡ）を出力する。電流センサ１から出力される電流信号は抵抗器Ｒ１（抵抗値をｒ１とする）に流れ、抵抗器Ｒ１の両端に電流信号に応じた電圧、すなわち充電時は０〜＋ｉ１・ｒ１（Ｖ）、放電時は０〜−ｉ２・ｒ１（Ｖ）を発生する。充電時は、抵抗器Ｒ１の両端電圧がダイオードＤ１および可変抵抗器ＶＲ１を介してアンプＡ１へ入力され、放電時は、抵抗器Ｒ１の両端電圧がダイオードＤ２および可変抵抗器ＶＲ２を介してアンプＡ２へ入力される。アンプＡ１は充電電流に応じた電圧信号を増幅してマイクロプロセッサ２へ出力し、アンプＡ２は放電電流に応じた電圧信号を増幅してマイクロプロセッサ２へ出力する。
可変抵抗器ＶＲ１およびＶＲ２はそれぞれ、マイクロプロセッサ２の読み込み値に含まれる、電流センサ１の入力回路におけるオフセットを調節するものであり、電気自動車の出荷時に車両ごとに個別に調整される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しなしながら、従来の電流センサの入力装置では、出荷時に車両ごとに個別に調整しなければならないので、調整工数がかかる上に、出荷後の入力装置の経時変化には対応できないという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、電流センサ回路のオフセット調整を常に、自動的に行なう電流センサの入力装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明の一実施の形態を示す図１に対応づけて本発明を説明すると、
（１） 請求項１の発明は、被測定回路に流れる正負の電流を測定し、測定電流に応じた正負の信号を出力する電流センサ１と、電流センサ１から出力される正の信号を増幅して出力する第１の入力回路Ｄ１，Ａ１と、電流センサ１から出力される負の信号を増幅して出力する第２の入力回路Ｄ２，Ａ２と、第１の入力回路Ｄ１，Ａ１の出力が所定値以上で且つ第２の入力回路Ｄ２，Ａ２の出力が所定値よりも小さい時に、第２の入力回路Ｄ２，Ａ２の出力をオフセットとして検出し、第２の入力回路Ｄ２，Ａ２の出力が所定値以上で且つ第１の入力回路Ｄ１，Ａ１の出力が所定値よりも小さい時に、第１の入力回路Ｄ１，Ａ１の出力をオフセットとして検出するオフセット検出回路３と、オフセット検出回路３により検出されたオフセットにより第１および第２の入力回路Ｄ１，Ａ１，Ｄ２，Ａ２の出力を補正する補正回路３とを備える。
（２） 請求項２の電流センサの入力装置は、オフセット検出回路３によって、過去に検出したオフセットと最新のオフセットとをフィルター処理し、最終的なオフセットとするようにしたものである。
（３） 請求項３の電流センサの入力装置は、オフセット検出回路３によって、第１および第２の入力回路Ｄ１，Ａ１，Ｄ２，Ａ２の出力がともに所定値よりも小さい場合は、オフセットの検出を行なわないようにしたものである。
（４） 請求項４の電流センサの入力装置は、オフセット検出回路３によって、第１および第２の入力回路Ｄ１，Ａ１，Ｄ２，Ａ２の出力がともに所定値以上の場合は、装置異常と判断してオフセットの検出を行なわないようにしたものである。
【０００６】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分りやすくするために発明の実施の形態を示す図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
（１） 請求項１の発明によれば、従来のように入力装置ごとに個別にオフセット調整を行なう必要がなく、調整工数を低減することができる。また、出荷後に入力装置のオフセットが経時変化しても、常に自動的にオフセット調整が行なわれ、正確な電流を測定することができる。
（２） 請求項２の発明によれば、ノイズなどの外乱によりオフセットの検出値が一時的に変動しても、オフセット値に含まれる外乱分が低減され、正確なオフセットを検出することができる。
（３） 請求項３の発明によれば、第１および第２の入力回路の出力がともに所定値よりも小さい場合は、電流センサが正負いずれの信号を出力しているのかが明確でなく、そのような不定状態における検出動作を避けることにより、正確なオフセットを検出することができる。
（４） 請求項４の発明によれば、通常、第１および第２の入力回路の出力がともに所定値以上となることはなく、その場合は装置の異常と判断することにより、速やかに適切な対応をとることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は一実施形態の構成を示す。なお、図４に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
この実施形態では、図４に示すオフセット調整用の可変抵抗器ＶＲ１とＶＲ２が省略される。アンプＡ１は非反転増幅器として動作し、抵抗器Ｒ１の両端に発生した充電電流に応じた電圧を増幅し、マイクロプロセッサ３へ出力する。この値を読み込み値Ｉｏｕｔ１とする。アンプＡ２は反転増幅器として動作し、抵抗器Ｒ１の両端に発生した放電電流に応じた電圧を反転増幅し、マイクロプロセッサ３へ出力する。この値を読み込み値Ｉｏｕｔ２とする。
【０００９】
図２は、マイクロプロセッサ３で実行される電流センサ１の入力処理を示すフローチャートである。また、図３は、充放電電流とマイクロプロセッサ３の読み込み値との関係を示す図である。これらに図により、実施形態の電流センサの入力処理を説明する。
マイクロプロセッサ３は、所定の時間、例えば１０ｍＳごとに図２に示す処理を実行する。ステップ１において、充電側の読み込み値Ｉｏｕｔ１が所定電流α（Ａ）以上か否かを判定する。この所定電流αは、電流センサ１の入力回路において想定されるオフセットよりもわずかに大きな値とするのが望ましい。充電側の読み込み値Ｉｏｕｔ１が所定電流α以上の場合はステップ２へ進み、そうでなければステップ６へ進む。
【００１０】
Ｉｏｕｔ１≧αの場合は、ステップ２で、放電側の読み込み値Ｉｏｕｔ２が所定電流α以上か否かを判定する。充電側の読み込み値Ｉｏｕｔ１と放電側の読み込み値Ｉｏｕｔ２がともに所定電流α以上である場合は、センサ回路の異常と判断してステップ８へ進み、警報を行なってオフセット測定を中止する。
Ｉｏｕｔ１≧αで且つＩｏｕｔ２＜αの場合は、図３に示すように充放電電流が充電領域Ａにあり、ステップ３へ進んで放電側のオフセット測定を行なう。ステップ３で、放電側のオフセット値Ｉｏｕｔ２を測定し、平均化などの方法によりフィルター処理を行なってＩｏｕｔ２’として記憶する。
【００１１】
一方、Ｉｏｕｔ１＜αの場合は、ステップ６で、放電側の読み込み値Ｉｏｕｔ２が所定電流α以上か否かを判定する。Ｉｏｕｔ１＜αで且つＩｏｕｔ２≧αの場合は、図３に示すように充放電電流が放電領域Ｂにあり、ステップ７へ進んで充電側のオフセット測定を行なう。ステップ７で、充電側のオフセット値Ｉｏｕｔ１を測定し、平均化などの方法によりフィルター処理を行なってＩｏｕｔ１’として記憶する。
また、Ｉｏｕｔ１とＩｏｕｔ２がともに所定電流αより小さい場合は、図３に示すように充放電電流が領域Ｃにあり、オフセット測定を行なわず、ステップ４へ進む。
【００１２】
ステップ４では、図示の演算を行なって充電側電流Ｉ１と放電側電流Ｉ２を算出する。続くステップ５で、充電側電流Ｉ１と放電側電流Ｉ２の差を求め、最終的な充放電電流Ｉを検出する。
【００１３】
以上の一実施形態の構成において、ダイオードＤ１およびアンプＡ１が第１の入力回路を、ダイオードＤ２およびアンプＡ２が第２の入力回路を、マイクロプロセッサ３がオフセット検出回路および補正回路をそれぞれ構成する。
なお、入力装置の回路構成、特に第１および第２の入力回路構成は上記実施形態に限定されるものではない。
また、電流出力型の電流センサを例に上げて説明したが、電圧出力型の電流センサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の構成を示す図である。
【図２】電流センサの入力処理を示すフローチャートである。
【図３】充放電電流に対するマイクロプロセッサの読み込み値を示す図である。
【図４】従来の電流センサの入力回路を示す図である。
【符号の説明】
１ 電流センサ
３ マイクロプロセッサ
Ｒ１ 抵抗器
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ａ１，Ａ２ アンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流センサから出力される信号を処理する入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車では、バッテリからインバータを介してモータに流れる電流を検出するために電流センサが用いられ、例えば図４に示すような電流センサの出力信号を処理する入力装置が用いられる。
図４において、電流センサ１は、モータからバッテリに流れる充電電流とバッテリからモータに流れる放電電流を測定し、充放電電流に応じた電流信号を出力する。例えば、充電電流０〜＋Ｉ１（Ａ）に対して０〜＋ｉ１（ｍＡ）を出力し、放電電流０〜−Ｉ２（Ａ）に対して０〜−ｉ２（ｍＡ）を出力する。電流センサ１から出力される電流信号は抵抗器Ｒ１（抵抗値をｒ１とする）に流れ、抵抗器Ｒ１の両端に電流信号に応じた電圧、すなわち充電時は０〜＋ｉ１・ｒ１（Ｖ）、放電時は０〜−ｉ２・ｒ１（Ｖ）を発生する。充電時は、抵抗器Ｒ１の両端電圧がダイオードＤ１および可変抵抗器ＶＲ１を介してアンプＡ１へ入力され、放電時は、抵抗器Ｒ１の両端電圧がダイオードＤ２および可変抵抗器ＶＲ２を介してアンプＡ２へ入力される。アンプＡ１は充電電流に応じた電圧信号を増幅してマイクロプロセッサ２へ出力し、アンプＡ２は放電電流に応じた電圧信号を増幅してマイクロプロセッサ２へ出力する。
可変抵抗器ＶＲ１およびＶＲ２はそれぞれ、マイクロプロセッサ２の読み込み値に含まれる、電流センサ１の入力回路におけるオフセットを調節するものであり、電気自動車の出荷時に車両ごとに個別に調整される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しなしながら、従来の電流センサの入力装置では、出荷時に車両ごとに個別に調整しなければならないので、調整工数がかかる上に、出荷後の入力装置の経時変化には対応できないという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、電流センサ回路のオフセット調整を常に、自動的に行なう電流センサの入力装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明の一実施の形態を示す図１に対応づけて本発明を説明すると、
（１） 請求項１の発明は、被測定回路に流れる正負の電流を測定し、測定電流に応じた正負の信号を出力する電流センサ１と、電流センサ１から出力される正の信号を増幅して出力する第１の入力回路Ｄ１，Ａ１と、電流センサ１から出力される負の信号を増幅して出力する第２の入力回路Ｄ２，Ａ２と、第１の入力回路Ｄ１，Ａ１の出力が所定値以上で且つ第２の入力回路Ｄ２，Ａ２の出力が所定値よりも小さい時に、第２の入力回路Ｄ２，Ａ２の出力をオフセットとして検出し、第２の入力回路Ｄ２，Ａ２の出力が所定値以上で且つ第１の入力回路Ｄ１，Ａ１の出力が所定値よりも小さい時に、第１の入力回路Ｄ１，Ａ１の出力をオフセットとして検出するオフセット検出回路３と、オフセット検出回路３により検出されたオフセットにより第１および第２の入力回路Ｄ１，Ａ１，Ｄ２，Ａ２の出力を補正する補正回路３とを備える。
（２） 請求項２の電流センサの入力装置は、オフセット検出回路３によって、過去に検出したオフセットと最新のオフセットとをフィルター処理し、最終的なオフセットとするようにしたものである。
（３） 請求項３の電流センサの入力装置は、オフセット検出回路３によって、第１および第２の入力回路Ｄ１，Ａ１，Ｄ２，Ａ２の出力がともに所定値よりも小さい場合は、オフセットの検出を行なわないようにしたものである。
（４） 請求項４の電流センサの入力装置は、オフセット検出回路３によって、第１および第２の入力回路Ｄ１，Ａ１，Ｄ２，Ａ２の出力がともに所定値以上の場合は、装置異常と判断してオフセットの検出を行なわないようにしたものである。
【０００６】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分りやすくするために発明の実施の形態を示す図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
（１） 請求項１の発明によれば、従来のように入力装置ごとに個別にオフセット調整を行なう必要がなく、調整工数を低減することができる。また、出荷後に入力装置のオフセットが経時変化しても、常に自動的にオフセット調整が行なわれ、正確な電流を測定することができる。
（２） 請求項２の発明によれば、ノイズなどの外乱によりオフセットの検出値が一時的に変動しても、オフセット値に含まれる外乱分が低減され、正確なオフセットを検出することができる。
（３） 請求項３の発明によれば、第１および第２の入力回路の出力がともに所定値よりも小さい場合は、電流センサが正負いずれの信号を出力しているのかが明確でなく、そのような不定状態における検出動作を避けることにより、正確なオフセットを検出することができる。
（４） 請求項４の発明によれば、通常、第１および第２の入力回路の出力がともに所定値以上となることはなく、その場合は装置の異常と判断することにより、速やかに適切な対応をとることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は一実施形態の構成を示す。なお、図４に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
この実施形態では、図４に示すオフセット調整用の可変抵抗器ＶＲ１とＶＲ２が省略される。アンプＡ１は非反転増幅器として動作し、抵抗器Ｒ１の両端に発生した充電電流に応じた電圧を増幅し、マイクロプロセッサ３へ出力する。この値を読み込み値Ｉｏｕｔ１とする。アンプＡ２は反転増幅器として動作し、抵抗器Ｒ１の両端に発生した放電電流に応じた電圧を反転増幅し、マイクロプロセッサ３へ出力する。この値を読み込み値Ｉｏｕｔ２とする。
【０００９】
図２は、マイクロプロセッサ３で実行される電流センサ１の入力処理を示すフローチャートである。また、図３は、充放電電流とマイクロプロセッサ３の読み込み値との関係を示す図である。これらに図により、実施形態の電流センサの入力処理を説明する。
マイクロプロセッサ３は、所定の時間、例えば１０ｍＳごとに図２に示す処理を実行する。ステップ１において、充電側の読み込み値Ｉｏｕｔ１が所定電流α（Ａ）以上か否かを判定する。この所定電流αは、電流センサ１の入力回路において想定されるオフセットよりもわずかに大きな値とするのが望ましい。充電側の読み込み値Ｉｏｕｔ１が所定電流α以上の場合はステップ２へ進み、そうでなければステップ６へ進む。
【００１０】
Ｉｏｕｔ１≧αの場合は、ステップ２で、放電側の読み込み値Ｉｏｕｔ２が所定電流α以上か否かを判定する。充電側の読み込み値Ｉｏｕｔ１と放電側の読み込み値Ｉｏｕｔ２がともに所定電流α以上である場合は、センサ回路の異常と判断してステップ８へ進み、警報を行なってオフセット測定を中止する。
Ｉｏｕｔ１≧αで且つＩｏｕｔ２＜αの場合は、図３に示すように充放電電流が充電領域Ａにあり、ステップ３へ進んで放電側のオフセット測定を行なう。ステップ３で、放電側のオフセット値Ｉｏｕｔ２を測定し、平均化などの方法によりフィルター処理を行なってＩｏｕｔ２’として記憶する。
【００１１】
一方、Ｉｏｕｔ１＜αの場合は、ステップ６で、放電側の読み込み値Ｉｏｕｔ２が所定電流α以上か否かを判定する。Ｉｏｕｔ１＜αで且つＩｏｕｔ２≧αの場合は、図３に示すように充放電電流が放電領域Ｂにあり、ステップ７へ進んで充電側のオフセット測定を行なう。ステップ７で、充電側のオフセット値Ｉｏｕｔ１を測定し、平均化などの方法によりフィルター処理を行なってＩｏｕｔ１’として記憶する。
また、Ｉｏｕｔ１とＩｏｕｔ２がともに所定電流αより小さい場合は、図３に示すように充放電電流が領域Ｃにあり、オフセット測定を行なわず、ステップ４へ進む。
【００１２】
ステップ４では、図示の演算を行なって充電側電流Ｉ１と放電側電流Ｉ２を算出する。続くステップ５で、充電側電流Ｉ１と放電側電流Ｉ２の差を求め、最終的な充放電電流Ｉを検出する。
【００１３】
以上の一実施形態の構成において、ダイオードＤ１およびアンプＡ１が第１の入力回路を、ダイオードＤ２およびアンプＡ２が第２の入力回路を、マイクロプロセッサ３がオフセット検出回路および補正回路をそれぞれ構成する。
なお、入力装置の回路構成、特に第１および第２の入力回路構成は上記実施形態に限定されるものではない。
また、電流出力型の電流センサを例に上げて説明したが、電圧出力型の電流センサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の構成を示す図である。
【図２】電流センサの入力処理を示すフローチャートである。
【図３】充放電電流に対するマイクロプロセッサの読み込み値を示す図である。
【図４】従来の電流センサの入力回路を示す図である。
【符号の説明】
１ 電流センサ
３ マイクロプロセッサ
Ｒ１ 抵抗器
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ａ１，Ａ２ アンプ
Claims (4)
- 被測定回路に流れる正負の電流を測定し、測定電流に応じた正負の信号を出力する電流センサと、
前記電流センサから出力される正の信号を増幅して出力する第１の入力回路と、
前記電流センサから出力される負の信号を増幅して出力する第２の入力回路と、
前記第１の入力回路の出力が所定値以上で且つ前記第２の入力回路の出力が前記所定値よりも小さい時に、前記第２の入力回路の出力をオフセットとして検出し、前記第２の入力回路の出力が前記所定値以上で且つ前記第１の入力回路の出力が前記所定値よりも小さい時に、前記第１の入力回路の出力をオフセットとして検出するオフセット検出回路と、
前記オフセット検出回路により検出されたオフセットにより前記第１および第２の入力回路の出力を補正する補正回路とを備えることを特徴とする電流センサの入力装置。 - 請求項１に記載の電流センサの入力装置において、
前記オフセット検出回路は、過去に検出したオフセットと最新のオフセットとをフィルター処理し、最終的なオフセットとすることを特徴とする電流センサの入力装置。 - 請求項１または請求項２に記載の電流センサの入力装置において、
前記オフセット検出回路は、前記第１および第２の入力回路の出力がともに前記所定値よりも小さい場合は、オフセットの検出を行なわないことを特徴とする電流センサの入力装置。 - 請求項１〜３のいずれかの項に記載の電流センサの入力装置において、
前記オフセット検出回路は、前記第１および第２の入力回路の出力がともに前記所定値以上の場合は、装置異常と判断してオフセットの検出を行なわないことを特徴とする電流センサの入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13356296A JP3627376B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 電流センサの入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13356296A JP3627376B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 電流センサの入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318676A JPH09318676A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3627376B2 true JP3627376B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=15107713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13356296A Expired - Fee Related JP3627376B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 電流センサの入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627376B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4588596B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2010-12-01 | 矢崎総業株式会社 | フライングキャパシタ方式電圧測定装置 |
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1996
- 1996-05-28 JP JP13356296A patent/JP3627376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09318676A (ja) | 1997-12-12 |
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