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专利名称：电流传感器控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电流传感器控制装置。
背景技术：
已知一种电动机的控制装置(专利文献1)，其具有电流检测器，其对从电力放大单元向电动机供给的电流进行检测；以及电流偏移补偿部，其对在电流检测器的输出中包含的偏移值进行补偿，在该电动机的控制装置中具有消磁用信号指令部，其将随着时间而衰减的交替信号向该电流检测器供给；以及开关，其切换该消磁用信号指令部的输出信号和基于电流指令信号值的信号而向下一级供给，在使该交替信号流入该电流检测器之后，使该电力放大单元停止，计算偏移值。专利文献I日本特开平5-227782号公报

实用新型内容但是，在现有的电动机的控制装置中，存在无法对由于时间变动要素产生的电流检测器的检测误差进行补偿的问题。本实用新型要解决的问题是，补偿由电流传感器的剩磁导致的误差和时间变动导致的误差而产生的电流传感器的偏移。本实用新型通过以下方法来解决上述问题电流传感器控制装置具有电流传感器，其检测负载中流过的电流；偏移补偿部，其对所述电流传感器的偏移进行补偿；以及电路部，其生成使所述电流传感器的剩磁减少的消磁电流，通过控制电路部将消磁电流输入至电流传感器，所述偏移补偿部使用由该电流传感器测定的消磁电流的测定值、以及与该测定值对应的消磁电流的电流值，对电流传感器偏移值进行运算，并基于所述偏移值对所述偏移进行补偿。实用新型的效果根据本实用新型，通过使电流传感器中流过消磁电流，抑制由电流传感器的剩磁导致的误差，并且根据消磁电流的测定值对由时间的变动要素导致的误差进行检测，因此可以更准确地补偿电流传感器的偏移。

图I是本实用新型的实施方式涉及的电流传感器控制装置的电路图。图2是表示相对于图I的电流传感器中流过的消磁电流的时间的电流特性的曲线。图3是表示在图I的电流传感器中，相对于消磁电流的电流值的测定值(输出电压)的特性的曲线。图4是表示图I的电流传感器控制装置的控制顺序的部分的流程图。
具体实施方式
下面，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。第I实施方式图I是表示实用新型的实施方式涉及的电流传感器控制装置的电路图。虽然省略详细的图示，但本例的电流传感器控制装置例如与在电动汽车或混合动力汽车中搭载的蓄电池连接，作为对来自该蓄电池的直流电流进行检测的传感器控制装置而使用。另外，本例的逆变器控制装置，例如也可以应用于混合动力汽车等电动汽车之外的车辆中。如图I所示，本例的电流传感器控制装置I包括蓄电池2、开关SI S3、电阻R、电感线圈L、电容C、电流传感器6、偏移补偿部7。蓄电池2例如是通过将多个锂离子电池等二次电池或一次电池连接而构成的直流电源。蓄电池2是对未图示的电动机等负载供给电力的电力源。 开关SI S3连接在蓄电池2与电流传感器6之间，基于偏移补偿部7的控制信号切换接通和断开。在蓄电池2的正极端子侧连接开关SI和开关S2的并联电路，在蓄电池2的负极端子侧连接开关S3。另外在蓄电池2的端子之间，经由开关SI和开关S3，连接由电阻R、电感线圈L和电容C组成的RLC串联电路。偏移补偿部7是电流传感器控制装置I的控制部，控制蓄电池2、开关SI S3和电流传感器6。偏移补偿部7管理蓄电池2的电压和电流。另外,蓄电池2不一定由偏移补偿部7管理，也可以另外配置蓄电池控制器(未图示)进行管理。此时，偏移补偿部7只要可以由该蓄电池控制装置掌握蓄电池2的输出值即可。另外，偏移补偿部7如下所述，根据电流传感器6的测定值补偿电流传感器6的偏移。电流传感器6是对从蓄电池2输出而向负载(未图示)流入的电流进行检测的传感器。经由开关SI S3与蓄电池2连接。另外，构成电流传感器6的磁芯具有磁滞特性。因此，在从本例的蓄电池2对未图示的负载供给电力，由电流传感器6检测电流的情况下，电流传感器6中会留有剩磁。在本例中，如下所述，利用图I所示的电路，在电流传感器6中流过用于减少剩磁的消磁电流(交流电)，进行剩磁的消磁。下面，参照图I至图3，对电流传感器控制装置I的控制进行说明。图2是表示消磁电流的波形的特性图，是表示相对于时间的电流特性的曲线。图3是表示电流传感器的输出电压(V)相对于消磁电流的电流值(I)的特性的曲线。偏移补偿部7，在向开关SI、S2、S3发送控制信号而流过消磁电流时，以规定的周期切换开关SI及开关S3的接通和断开，在将蓄电池4的直流电力向负载(未图示)输入时，使开关S2及S3为接通。在控制开关SI及开关S3的情况下，如图I所示，在蓄电池2和电流传感器6之间，RLC串联电路导通。在该状态下，如果周期性地切换开关SI及S3的接通和断开，则如图2所示，流过随着时间的经过而衰减且收敛的振动波形的电流。在本例中，通过将图2的电流作为消磁电流，在电流传感器6中流过，从而使电流传感器6的剩磁减少。即，在本例中，即使是如DC电源这种难以产生消磁电流(交流电)的电源，也可以使用RLC电路，利用偏移补偿部7周期性地切换开关SI及S3的接通和断开，从而产生消磁电流。并且，偏移补偿部7，在电流传感器6中流过消磁电流期间，以规定的周期(Ta)对电流传感器6的测定值进行采样。另外，偏移补偿部7，基于输入至开关SI及S3的用于产生消磁电流的控制信号，计算与采样的测定值对应的消磁电流的电流值。蓄电池2的状态由偏移补偿部7管理，形成RLC电路的电阻R、电感线圈L和电容C各自的参数，在电路设计阶段预先决定，因此该RLC电路中流过的电流波形也被预先设定。因此，如果知道从流过消磁电流时开始的采样的定时，则可以导出消磁电流的电流值。即，偏移补偿部7以开始流过消磁电流时作为基准，使电流传感器6的测定值的采样时间与消磁电流的电流值的采样时间对应，根据电流传感器6的输出电压测定电流传感器6的测定值，根据预先设定的电流波形的值计算消磁电流的电流值。另外，在测定电流传感器6的测定值时，采样的开始时间设定为时间(tc)(参照图2)。从使消磁电流开始流过直至经过时间(tc)为止的期间，剩磁的影响很大，因此偏移补偿部7从使消磁电流开始流过开始经过时间(tc)后的时刻起，以采样周期(Ta)对电压传感器6的输出电压进行采样。时间(tc)是由偏移补偿部7预先设定的时间，优选设定为从使消磁电流开始流过起经过消磁电流的最初I个周期后的时间。如图2所示，从使消磁电流开始流过开始，最初的I个周期的电流值，比2个周期之后的电流值更大。因此，在设定时间(tc)时，从采样中排除最初的I周期的电流波形，从而可以防止剩磁对采样值产生较大影响。 并且，偏移补偿部7利用电流传感器6测量消磁电流，直至残留电流收敛为零。另夕卜，在图2中，黑圆表示对消磁电流进行采样的定时。然后，偏移补偿部7,与各个米样定时对应地,将电流传感器6的测定值(输出电压)和消磁电流的电流值标绘为电流一电压特性图。并且，为了取得标绘的数据的近似函数，进行直线递归运算，求出如图3所示的I-V特性(直线L)。如图3所示，相当于截距的电压值，相当于电流传感器6的检测值相对于消磁电流的电流值的误差，成为偏移值(V·)。即，如果实际在电流传感器6中流过的消磁电流的电流值与电流传感器6的检测电压之间不产生误差，则在由偏移补偿部7求出的I-V特性中，相对于电流值零的输出电压为零。但是，在产生该偏移的情况下，电流传感器6的各输出电压与偏移的量相应地,分别产生偏移，因此，I-V特性(直线L)相对于理想I-V特性(参照图3虚线的图)，成为与偏移值相应地偏离的特性。并且，偏移补偿部7，根据I-V特性的截距计算偏移值(Vtjff),从电流传感器6的测定值中减去相当于偏移值的值，从而进行偏移补偿，将补偿后的电流传感器6的检测电流(Ic)作为蓄电池I的输出电流值。因此，偏移补偿部7基于偏移值(Vtxff)补偿电流传感器6的偏移。下面，根据图4对本例的电流传感器控制装置I的控制顺序进行说明。图4是表示本例的电流传感器控制装置的控制顺序的流程图。在步骤SI中，偏移补偿部7将表示为了减少电流传感器6的剩磁而流过消磁电流的控制信号发送至开关SI及S3，切换开关SI及开关S3的接通和断开，使电流传感器6中流过消磁电流。在步骤S2中，偏移补偿部7掌握从电流传感器6中开始流过消磁电流起的时间，判断该时间是否经过了时间(t。)。并且，如果经过了时间(t。)，则进入步骤S3。在步骤S3中，电流传感器6从时间(t。)的时刻开始，以规定的采样周期测量消磁电流，将测量值通过电压向偏移补偿部7输出。在步骤S4中，偏移补偿部7判断消磁电流是否收敛为零。在消磁电流未收敛为零的情况下，返回步骤S3，在消磁电流收敛为零的情况下，进入步骤S5。在步骤S5中，偏移补偿部7根据预先设定的消磁电流的电流波形，计算与由步骤S3测定的测定值对应的电流值，根据计算出的消磁电流的电流值和电流传感器6的测定值，运算作为近似函数的I-V特性。在步骤S6中，偏移补偿部7运算相当于由步骤S5运算出的I-V特性的截距的偏移值(Voff)，并且，在步骤S7中，偏移补偿部7从电流传感器6的测定值减去该偏移值(Voff )，从而补偿电流传感器6的偏移。如上所述，本例利用偏移补偿部7，使用在电流传感器6中流过的消磁电流的电流值和电流传感器6的测定值，对电流传感器6的偏移值进行运算，基于偏移值补偿电流传感器6的偏移。因此，本例通过在电流传感器6中流过消磁电流而减少电流传感器6的剩磁，降低由电流传感器6的磁滞量导致的误差，并且使用消磁电流的电流值和电流传感器6的测定值，对偏移值进行运算，可以降低由时间要素产生的电流传感器6的检测误差。对如现有技术所示，在停止逆变器的动作而消磁电流收敛为零之后，使用由电流传感器测定的一点的电流值补偿偏移的情况进行详述。由于温度特性或老化特性等时间性的变动因素，消磁电流为零时的实际的电流传感器测定值，可能含有大于或等于原来的偏移的误差。此时，现有技术因为基于该误差补偿偏移，所以补偿后的测定值偏离理想值，无法高精度地补偿偏移。本例不限于消磁电流为零时的测定值，通过使用流过消磁电流时的电流传感器6的测定值，从而可以增加测定值的采样数量。并且，通过取得采样的近似函数，可以使由时间因素导致的误差平均化而适当地反映在偏移值中，其结果，可以提高偏移补偿的精度。另夕卜，相对于电流传感器6的测量范围，可以在较广范围内进行偏移补偿。另外，本例使用消磁电流的电流值和电流传感器6的测量值，利用直线递归运算对偏移值进行运算。因此，本例可以检测利用直线递归运算运算出的I-V特性的直线L的斜率与理想直线不同的情况，在通过电流传感器6对用于向负载供给的电流进行检测之前，补偿偏移。另外，在本例中，在I-V特性的直线L的斜率与理想直线不同的情况下，可以对于电流传感器6的每个测量范围补偿偏移，也可以对应于I-V特性的直线L和理想直线的差，计算与电流传感器6的测定值对应的偏移值，进行偏移补偿。S卩，例如参照图3，在直线L的斜率比理想直线(由图4的虚线表示)的斜率大的情况下，电流值越大，直线L和理想直线的背离越大。因此，电流值越大则偏移值就越大，通过从测定值中减去，可以使补偿后的测定值接近理想直线，其结果，可以提高偏移补偿的精度。另外，将本例的电流传感器控制装置I搭载到车辆上，与车辆驱动用的开关(未图示)联动，进行图4所示的步骤的情况下，使该开关接通时，电流传感器6有时会包含由上次的行驶产生的剩磁引起的误差。但是，在本例中，在减少剩磁的同时进行补偿偏移，因此，可以由抑制上次的行驶导致的剩磁的影响，同时补偿偏移。另外，在本例中，偏移补偿部7利用从消磁电流向电流传感器6输入时开始经过时间(t。)后的测定值，对偏移值进行运算。如图2所示，从消磁电流向电流传感器6输入时开始到时间(t。)的期间，剩磁的影响大，因此，不利用直至时间(t。)为止的消磁电流的测定值，而是利用时间(t。)以后的测定值对偏移值进行运算。因此，可以抑制剩磁的影响，并且可以提取用于对偏移值进行运算的采样，补偿偏移。另外，本例使用RLC电路作为用于产生消磁电流的电路。因此，即使使用蓄电池4即直流电源这种难以产生消磁电流的电源,也可以产生消磁电流。另外，本例在用于产生消磁电流的电路中设置开关SI及S3，周期性地切换开关SI及S3的接通和断开，从而产生消磁电流。因此，即使使用蓄电池4即直流电源这种难以产生消磁电流的电源，也可以产生消磁电流。另外,在本例中，作为负载的一个例子而使用电动机，但也可以是其他的负载，此夕卜，本例的电流传感器控制装置I也可以在逆变器之外的其他装置中使用。另外，本例在计算偏移值时，采用由直线递归运算的直线I-V特性，但是也可用近似曲线等其他近似函数。在采用其他近似函数的情况下，只要在近似函数上，使消磁电流的零时的测定值作为偏移 值即可。由上述开关SI及S3、电阻R、电感线圈L、电容C构成的电路相当于本实用新型的“电路部”。
权利要求1.一种电流传感器控制装置，其特征在于，具有 电流传感器，其检测负载中流过的电流； 偏移补偿部，其对所述电流传感器的偏移进行补偿；以及 电路部，其生成使所述电流传感器的剩磁减少的消磁电流， 所述偏移补偿部使用由所述电流传感器测定的所述消磁电流的测定值、以及与所述测定值对应的所述消磁电流的电流值，对所述电流传感器的偏移值进行运算，并基于所述偏移值对所述偏移进行补偿。
2.根据权利要求I所述的电流传感器控制装置，其特征在于， 所述电路部具有电阻、电感线圈和电容。
3.根据权利要求I所述的电流传感器控制装置，其特征在于， 所述电路部具有开关单元， 所述偏移补偿部通过切换所述开关单元的接通和断开，生成所述消磁电流。
专利摘要本实用新型涉及一种电流传感器控制装置，其对由电流传感器的剩磁导致的误差和由时间的变动导致的误差产生的电流传感器的偏移进行补偿。其具有电流传感器(6)，其对负载中流过的电流进行检测；偏移补偿部(7)，其对电流传感器(6)的偏移进行补偿；以及电路部，其生成减少电流传感器的剩磁的消磁电流，偏移补偿部(7)使用由电流传感器测定的消磁电流的测定值、以及与测定值对应的消磁电流的电流值，运算电流传感器(6)的偏移值，基于偏移值补偿偏移。
文档编号G01R19/00GK202735388SQ20122004583
公开日2013年2月13日 申请日期2012年2月13日 优先权日2011年3月2日
发明者天贝俊介, 矶永泰介 申请人:日产自动车株式会社