DE102011000661B4

DE102011000661B4 - Stromsensor

Info

Publication number: DE102011000661B4
Application number: DE102011000661.3A
Authority: DE
Inventors: Yasuhito TANABE
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2031-02-12
Also published as: US8513950B2; DE102011000661A1; US20110199091A1; JP2011164008A

Abstract

Stromsensor (100), der einen Strom erfasst, der über einen Anschluss einer Batterie (200) durch einen Kabelbaum (300) geleitet wird; aufweisend:
ein feststehendes Teil (112), an dem der Kabelbaum fixiert ist;
einen Widerstand (110'), der zwischen dem Anschluss und dem feststehenden Teil eingefügt ist;
eine Leiterplatte (120), die den Strom, der durch Widerstand geleitet wird, basierend auf einer Potentialdifferenz zwischen zwei Positionen entlang der Richtung misst, in der der Strom durch den Widerstand geleitet wird; und
ein Gehäuse (130), in dem der Widerstand (110') und die Leiterplatte (120) aufgenommen sind, wobei
die Leiterplatte eine Mehrzahl von Verstärkern (10, 12, 14), die die Potentialdifferenz zwischen den beiden Positionen verstärken, einen Analog-Digital-Wandler (24), Ausgangsspannungen der Verstärker in digitale Daten einer vorbestimmten Anzahl von Bits umwandelt, und eine Strommessungs-/-verarbeitungseinheit (30) beinhaltet, die einen Strom, der durch den Widerstand geleitet wird, basierend auf den digitalen Daten, die von dem Analog-Digital-Wandler ausgegeben werden, misst,
die Leiterplatte eine Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit (42) beinhaltet, die einen Fortbewegungsstatus eines Fahrzeugs bestimmt,
die Mehrzahl der Verstärker einen ersten Verstärker (10), einen zweiten Verstärker (12) und einen dritten Verstärker (14) beinhalten, deren Verstärkungen sich voneinander unterscheiden,
die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit einen Verstärker von der Mehrzahl der Verstärker basierend auf dem vorbestimmten Fortbewegungsstatus wählt, und
die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit den Strom basierend auf einer Ausgangsspannung des gewählten Verstärkers misst.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Die Anmeldung basiert auf und nimmt die Priorität der am 12. Februar 2010 eingereichten älteren japanischen Patentanmeldung 2010-028683 in Anspruch, deren Beschreibung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND
(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromsensor, der einen Lade-/Entladestrom einer Batterie erfasst, die z. B. in einem Pkw oder Lkw eingebaut ist.
(Einschlägiger Stand der Technik)
Im Stand der Technik sind bislang Stromsensoren bekannt, wobei diese Stromsensoren des Stands der Technik Batterielade-/-entladestromsensoren beinhalten, wie sie in der JP 2009 - 122 056 A offenbart sind. Der gemäß der JP 2009 - 122 056 A offenbarte Batterielade-/entladestromsensor ist so konfiguriert, dass er den Lade-/Entladestrom einer Batterie basierend auf einer Spannung erfasst, die an einem zwischen dem negativen Anschluss der Batterie und Masse eingefügten Stromerfassungswiderstand anliegt. In diesem Batterielade-/entladestromsensor werden die gemessenen Ströme summiert, um den Restbetrag in der Batterie zu berechnen, und der berechnete Wert dann angezeigt.
Wie aus der JP 2000 - 194 456 A hervorgeht, sind aus dem Stand der Technik auch Batterie-Überwachungseinrichtungen bekannt. Die in der JP 2000 - 194 456 A offenbarte Batterieüberwachungseinrichtung ist mit zwei Widerständen versehen, die in Reihe geschaltet sind, um einen Strom zu erfassen. Wenn mit diesen Widerständen ein normaler Stromfluss gemessen wird, wird dazu nur einer der Widerstände verwendet, wobei der andere der Widerstände an seinen Enden kurzgeschlossen ist. Wird mit diesen Widerständen ein sehr schwacher Stromfluss gemessen, werden dazu beide Widerstände verwendet.
In dem in der JP 2009 - 122 056 A offenbarten Stromsensor wird die an den Anschlüssen des Stromerfassungswiderstands anliegende Spannung mit einer vorbestimmten Verstärkung verstärkt, und die verstärkte Spannung wird in einen Analog-Digital-Wandler eingegeben. Wenn allerdings die Verstärkung in diesem Stromsensor erhöht wird, wird die Auflösung heraufgesetzt bzw. maßstäblich vergrößert, so dass dadurch eine Messung von sehr schwachen Strömen möglich wird. Die Messung von starken Strömen ist in diesem Fall jedoch unmöglich, weil der gesamte Bereich reduziert ist. Zutreffend ist auch, dass, wenn die Verstärkung in diesem Stromsensor verkleinert wird, der gesamte Bereich größer wird, so dass dadurch die Messung eine starken Stroms ermöglicht wird. In diesem Fall jedoch wird die Auflösung herabgesetzt bzw. maßstäblich verkleinert und somit die Messgenauigkeit von sehr schwachen Strömen verringert.
Insbesondere in einer in einem Kraftfahrzeug installierten Batterie hängt der dynamische Bereich des Soll-Lade-/Entladestroms, als eine Kennlinie eines solchen Kraftfahrzeugs, stark vom Fortbewegungsstatus des Fahrzeugs ab. Zum Beispiel sind beim Messen des Stroms in einem Zustand, in dem der Motor von einem solchen Kraftfahrzeug angelassen bzw. gestartet wird (Motoranlassstatus), näherungsweise 300 A notwendig, während nur einige Dutzend Milliampere beim Messen des Stroms notwendig sind, wenn das Fahrzeug sich in einem Status bzw. Zustand, in dem es geparkt ist, (Parkstatus) befindet. Auf diese Weise hat es sich als schwierig erwiesen, den Strom in allen Fortbewegungsstatus eines solchen Kraftfahrzeugs zu messen und eine exakte Steuerung des Fahrzeugs auszuführen. Insbesondere hat sich bei einem Versuch, einen Stromfluss in einem Parkstatus unter Verwendung der Konfiguration zu messen, die zum Messen des Stroms in einem Motoranlassstatus- bzw. -zustand herangezogen wird, eine unzureichende Auflösung ergeben. Somit galt es bislang als schwierig, einen Strom in einem Parkstatus eines solchen Kraftfahrzeugs unter Hinzuziehung der Konfiguration für den Motoranlassstatus exakt zu messen.
In der gemäß der JP 2000 - 194 456 A offenbarten Batterieüberwachungseinrichtung muss einer der Widerstände unter Verwendung eines Schalters zum Messen eines starken Stroms an seinen Enden kurzgeschlossen werden. Wenn diese Art von Batterieüberwachungseinrichtung für die Messung des Lade-/Entladestroms einer fahrzeuggestützten Batterie verwendet wird, kann die Betriebssicherheit des Schalters nicht gewährleistet werden, weil der starke Strom in einem Motoranlassstatus bzw. -zustand des Fahrzeugs durch den Starter fließt. Dementsprechend hat sich diese Art von Batterieüberwachungseinrichtung als nicht anwendbar zum Messen des Lade-/Entladestroms der fahrzeuggestützten Batterie erwiesen.
Darüber hinaus offenbart die JP 2005 - 188 931 A eine Strommessvorrichtung vom Spannungsabfall-Typ, die in einem Durchgang mit einem zu messenden Strom angeordnet ist. Die Strommessvorrichtung umfasst eine Sammelschiene, eine auf der Sammelschiene angeordnete Leiterplatte, die mit zumindest einem Teil einer Schaltung zum Messen des Stroms basierend auf einer Spannungsabfallgröße zwischen zwei vorgegebenen Punkten der Sammelschiene vorgesehen ist, und einen auf der Leiterplatte montierten Temperatursensor.
Die US 6 549 014 B1 beschreibt eine aktivitätsbasierte Batterieüberwachung, die durch das Bestimmen von Ereignissen, die zwischen Änderungen der Bateriezustände aus Laden, Entladen und Leerlauf definiert sind, mit einem minimalen Bedarf einer Datenspeicherkapazität ausgeführt wird. Batterieparameter werden mit hohen Abtastraten abgetastet, aber nur eine relativ geringe Anzahl von Speicherdatenfeldern wird in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und nach jedem Ereignis aktualisiert. Im Betrieb wird der Batteriestrom überwacht, um eine Änderung des Batteriezustands festzustellen. Am Ende eines Ereignisses, bei dem die Batterie den Zustand wechselt, kann eine begrenzte Anzahl von Datenfeldern, die das Ereignis dennoch genau kategorisieren, in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden, einschließlich des Ereignistyps, der Ereignisstartzeit, der Gesamtamperestunden während des Ereignisses und verschiedener Übergangsbedingungen während des Ereignisses, wie maximale Spannung, Strom und Temperatur und minimale Spannung, deren Auftittszeiten und sämtliche Alarme, die während des Ereignisses ausgelöst werden.
KURZFASSUNG
Die vorstehenden Probleme und die sich daraus ergebende Aufgabe werden durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
Eine Ausführungsform sieht einen Stromsensor vor, der einen sehr schwachen Strom und einen starken Strom umfassenden Strom mit hoher Genauigkeit messen kann.
Als ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet ein Stromsensor, der einen über einen Anschluss einer Batterie durch einen Kabelbaum geleiteten Strom erfasst, folgende Merkmale: ein fixiertes bzw. feststehendes Teil, an dem der Kabelbaum befestigt bzw. fixiert ist; einen Widerstand, der zwischen dem Anschluss und dem feststehenden Teil eingefügt ist; eine Leiterplatte, die einen durch den Widerstand fließenden Strom basierend auf einer Potentialdifferenz zwischen zwei Positionen entlang der Richtung, in der der Strom durch den Widerstand geleitet wird, misst; und ein Gehäuse, in dem der Widerstand und die Leiterplatte aufgenommen sind, wobei die Leiterplatte eine Mehrzahl von Verstärkern beinhaltet, die eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Positionen verstärken, einen Analog-Digitalwandler, der Ausgangsspannungen der Verstärker in digitale Daten einer vorbestimmten Anzahl von Bits umwandelt, und eine Strommessungs-/-verarbeitungseinheit, die den durch den Widerstand geleiteten Strom basierend auf den digitalen Daten misst, die von dem Analog-Digital-Wandler ausgegeben werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration eines Stromsensors gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 eine Seitenansicht, die den Stromsensor darstellt;
3 eine perspektivische Ansicht, die die Stromsensor darstellt;
4 ein Blockdiagramm, das ein spezifisches Beispiel für einen Schaltkreis des Stromssensors und ein Beispiel zum Verbinden des Schaltkreises mit beispielsweise einer Batterie darstellt;
5 ein Flussdiagramm, das einen Verstärkerschaltprozess zum Messen des Stroms darstellt;
6 ein Blockdiagramm, das eine Modifizierung des Stromsensors darstellt; und
7 ein Blockdiagramm, das eine weitere Modifizierung des Stromsensors darstellt:

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung wird nachstehend eine Ausführungsform eines Stromsensors beschrieben.
1 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration eines Stromssensors 100 gemäß der Ausführungsform darstellt. 1 zeigt einen Zustand, in dem der Stromsensor 100 an einer Batterie eines Kraftfahrzeugs angebracht ist. 2 ist eine Seitenansicht, die den Stromsensor 100 darstellt, und 3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Stromsensor 100 darstellt.
Wie in diesen Figuren gezeigt ist, beinhaltet der Stromsensor 100 der vorliegenden Ausführungsform eine Sammelschiene 110, eine Leiterplatte 120, ein Gehäuse 130, einen Verbinder 140 und eine Abdeckung 150. Die Sammelschiene 110 besteht aus einem elektrische leitfähigen Material und dient als ein Widerstand (Nebenschlusswiderstand). Die Leiterplatte 120 ist mit einer Strommessungs-/-verarbeitungseinheit zusammengebaut, die den durch die Sammelschiene 120 geleiteten Strom basierend auf einer Potentialdifferenz zwischen zwei Positionen entlang der Richtung misst, in der der Strom durch die Sammelschiene 110 geleitet wird. In dem Gehäuse 130 sind die Sammelschiene 110 und die Leiterplatte 120 aufgenommen. Der Verbinder 140 ist mit einer Mehrzahl von Verbinderanschlüssen 142 versehen, die im Inneren desselben freiliegen, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Verbinder 140 und der Leiterplatte 120 erstellt werden kann. Die Abdeckung 150 bedeckt eine Öffnung einer Aussparung des Gehäuses 130, in der die Leiterplatte 120 aufgenommen ist.
Die Sammelschiene 110 ist in dem Gehäuse 130 so gebogen, dass sie eine U-Form aufweist. Die Sammelschiene 110 weist ein Ende auf, das an einer Leitung (Batterieanschluss) auf der Seite einer Batterie 200 fixiert ist, so dass es ein erstes feststehendes Teil 112 zum Erstellen der elektrischen Verbindung ausbildet. Das andere Ende der Sammelschiene 110 ist an einem Kabelbaum fixiert, so dass ein zweites feststehendes Teil 114 zum Erstellen der elektrischen Verbindung ausgebildet wird. Die Batterie 200 weist eine Seitenfläche auf (die sich am nächsten zu einem negativen Anschluss 202 der Batterie 200 befindet, an der der Stromsensor 100 angebracht ist), in deren Nähe das Gehäuse 130, das eine im Wesentlichen rechteckige Form eines Parallelepipeds aufweist, so angeordnet ist, dass es in Längsrichtung länglich ausgebildet ist. Das erste und das zweite feststehende Teil 112 und 114 stehen in beiden Richtungen horizontal vor, wobei das in Längsrichtung länglich ausgebildete Gehäuse 130 dazwischen angeordnet ist.
Das erste feststehende Teil 112 weist einen zu den Seiten gebogenen, U-förmigen Querschnitt auf. Das erste feststehende Teil 112 mit dem U-förmigen Querschnitt weist eine Bodenoberfläche an einem Bereich auf, in dem ein Durchgangsloch 112A (siehe 3) ausgebildet ist. Wie in 1 gezeigt ist, ist an dem negativen Anschluss 202 der Batterie 200 eine Metallhalterung 210 angebracht, an der der Stromsensor 100 angebracht werden soll. Die Metallhalterung 210 dient zudem als eine Leitung zwischen dem negativen Anschluss 202 und dem ersten feststehenden Teil 112. Die Metallhalterung 210 weist einen Endbereich auf, aus dem eine Schraube 211 nach oben vorsteht. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schraube 211 der Metallhalterung 210 in das Durchgangsloch 112A des U-förmigen ersten feststehenden Teils 112 von der Seite einer Öffnung einer Aussparung des U-förmigen ersten feststehenden Teils 112 eingefügt. Die eingefügte Schraube 211 wird zur Befestigung des ersten feststehenden Teils 112 an die Metallhalterung 210 mit Hilfe einer Mutter (nicht gezeigt) angezogen.
Der zweite feststehende Teil 114 weist einen Endbereich auf, in dessen Nähe ein Durchgangsloch vorgesehen ist, in das eine Schraube 115 eingefügt ist. Der zweite feststehende Teil 114 ist mit einem Kabelbaum 300 mit einem Endbereich elektrisch verbunden, der mit einem Anschluss 302 mit einem Durchgangsloch versehen ist. Die Schraube 115, die an dem zweiten feststehenden Teil 114 vorgesehen ist, ist in das Durchgangsloch des Anschlusses 302 eingefügt, um den Anschluss 302 mit einer Mutter (nicht gezeigt) anzuziehen, so dass der Anschluss 302 an dem zweiten feststehenden Teil 114 fixiert ist.
In der vorliegenden Ausführungsform besteht das Gehäuse 130 aus einem Harzmaterial mit guten Isoliereigenschaften und einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. PPS- (Polyphenylensulfid-) Harz. Ein Großteil der Sammelschiene 110 ist mit Ausnahme des Abschnitts, der als der erste feststehende Teil 112 oder der zweite feststehende Teil 114 nach außen freiliegt, durch Insert-Spritzgießen in das Harz einsatzgeformt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein spezifisches Beispiel eines Schaltkreises des Stromssensors 100 und ein Beispiel zum Verbinden des Schaltkreises mit z. B. der Batterie 200 darstellt. Wie in 4 gezeigt ist, ist der Stromsensor 100 mit einer Leiterplatte 120 versehen, die einen Nebenschlusswiderstand 110', Differentialverstärker 10, 12 und 14, einen Kondensator 15, einen Differentialverstärker 16, einen Temperatursensor 18, einen Mikrocomputer 20, eine CAN-Schnittstelle (CAN I/F) 60 und eine LIN-Schnittstelle (LIN-I/F) 62 beinhaltet. Der Nebenschlusswiderstand 110' ist durch einen Teil der Sammelschiene 110 ausgebildet. Die Differentialverstärker 10, 12 und 14 sind jeweils mit beiden Enden des Nebenschlusswiderstands 110' verbunden. Der Kondensator 15 wird zum Beseitigen eines Rauschens verwendet. Der Differentialverstärker 16 ist mit dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss der Batterie 200 verbunden. Die CAN-I/F 60 sendet/empfängt einem CAN- (Controller-Area-Network-) Protokoll entsprechende Daten. Die LIN-I/F 62 sendet/empfängt einem LIN- (Local-Interconnect-Network-) Protokoll entsprechende Daten.
Der Differentialverstärker 10 verstärkt die an dem Nebenschlusswiderstand 110' anliegende Spannung mit einer ersten Verstärkung G1. Der Differentialverstärker 12 verstärkt die an dem Nebenschlusswiderstand 110' anliegende Spannung mit einer zweiten Verstärkung G2. Der Differentialverstärker 14 verstärkt die an dem Nebenschlusswiderstand 110' anliegende Spannung mit einer dritten Verstärkung G3. Die Differentialverstärkung 16 wandelt die an der Batterie 200 anliegende Spannung (Batteriespannung) in eine Spannung eines angemessenen Werts um. Der Temperatursensor 18 besteht aus einer Spannungsteilerschaltung, die einen Widerstand und einen Thermistor beinhaltet. Der Widerstand des Thermistors verändert sich mit der Veränderung einer Temperatur, so dass die geteilte Spannung der Spannungsteilerschaltung verändert wird. Der Kondensator 15 ist mit dem Nebenschlusswiderstand 110' an seinen Anschlüssen parallel geschaltet bzw. verbunden.
Der Mikrocomputer 20 führt die Ausgangsspannung für die Differentialverstärker 10, 12, 14 und 16 und den Temperatursensor 18 ein und misst/ den Lade-/Entladestrom der Batterie 200, die an der Batterie 200 anliegende Spannung und die Temperatur der Batterie 200. Der Mikrocomputer 20 bestimmt den Zustand der Batterie 200 unter Verwendung der Ergebnisse der Messung und führt zudem verschiedene Prozesse, wie z. B. eine Erzeugungssteuerung eines Fahrzeuggenerators (G) 80, aus. Zu diesem Zweck beinhaltet der Mikrocomputer 20 einen Multiplexer 22, einen ADW (Analog-Digital-Wandler) 24, eine Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30, eine Spannungsmessungs-/-verarbeitungseinheit 32, eine Temperaturmessungs-/-verarbeitungseinheit 34, eine Batteriestatus-Erfassungseinheit 36, einen Ladesteuerungseinheit 40, eine Fahrzeugfortbewegungszustands-Bestimmungseinheit 42 (die nachstehend einfach als eine „Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42“ bezeichnet wird), eine Kommunikations-Eingangs-/Ausgangseinheit (Kommunikations-I/O) 50 und eine Kommunikations-Eingangs-/Ausgangseinheit (Kommunikations-I/O) 52.
Der Multiplexer 22 wählt eine der Ausgangsspannungen der Differentialverstärker 10, 12, 14 und 16 und des Temperatursensor 18 aus und gibt die ausgewählte Ausgangsspannung in den ADW 24 ein. Der ADW 24 wandelt die eingegebene Spannung in digitale Daten einer vorbestimmten Anzahl von Bits (z. B. 10 Bits) um. In der vorliegenden Ausführungsform sind Extraktoren (110A und 110B von 1) zum Extrahieren einer Potentialdifferenz an den Nebenschlusswiderständen 110' nahe der Eingangsanschlüsse der Verstärker 10, 12 und 14 angeordnet.
Die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30 misst den durch den Nebenschlusswiderstand 110' geleiteten Strom basierend auf digitalen Daten, die der Ausgangsspannung von einem der Differentialverstärker 10, 12 und 14 entsprechen. Die Spannungsmessungs-/-verarbeitungseinheit 32 misst die Batteriespannung basierend auf digitalen Daten, die der Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 16 entsprechen. Die Temperaturmessungs-/-verarbeitungseinheit 34 misst die Temperatur des Stromsensors 100 (Temperatur der Batterie 200) basierend auf digitalen Daten, die der Ausgangsspannung (geteilten Spannung) des Temperatursensor 18 entsprechen.
Die Batteriestatus-Erfassungseinheit 36 erhält die Messwerte von der Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30, der Spannungsmessungs-/-verarbeitungseinheit 32 und der Temperaturmessungs-/-verarbeitungseinheit 34, um ein Batteriestatussignal zu erzeugen. Ein Batteriestatussensor besteht aus der Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30, der Spannungsmessungs-/-verarbeitungseinheit 32, einer Temperaturmessungs-/ -verarbeitungseinheit 34 und der Batteriestatus-Erfassungseinheit 36.
Die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 bestimmt den Fortbewegungsstatus (Motoranlassstatus, Fahrbetriebsstatus einschließlich Leerlaufstatus oder Parkstatus) des Fahrzeugs, das mit dem Stromsensor 100 ausgestattet ist. Auf einen speziellen Bestimmungsvorgang bzw. -betrieb wird in der Beschreibung später eingegangen.
Die Ladesteuerungseinheit 40 steuert den Zustand der elektrischen Erzeugung des Fahrzeuggenerators 80 basierend auf dem Batteriestatussignal, das durch die Batteriestatus-Erfassungseinheit 36 erzeugt wird. Diese elektrische Erzeugungssteuerung wird ausgeführt, indem eine Anweisung von der Ladesteuerungseinheit 40 an einen Erzeugungs-Controller 82, der in dem Fahrzeuggenerator 80 installiert ist, über die Kommunikations-I/O 52 und die LIN-I/F 62 übertragen wird. Das durch die Batteriestatus-Erfassungseinheit 36 erzeugte Batteriestatussignal wird über die Kommunikations-I/O 50 und die CAN-I/F 60 an ein Fahrzeugsystem 70 übertragen. Das Fahrzeugsystem 70 nimmt eine integrale Steuerung des Motors und verschiedener elektrischer Lasten basierend auf z. B. dem empfangenen Batteriestatussignal vor.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die drei Differentialverstärker 10, 12 und 14 gemäß dem Fortbewegungsstatus des Fahrzeugs entsprechend geschaltet, um den Strom durch die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30 zu messen. Insbesondere wird der Differentialverstärker 10 in einem Motoranlassstatus des Fahrzeugs verwendet. Die erste Verstärkung G1 des Differentialverstärkers 10 ist auf einen passenden Wert eingestellt, der in einen Bereich fällt, in dem ein maximaler Wert des Stroms, der zum Zeitpunkt des Anlassens des Starters durchgeleitet wird, in Bezug auf die 10-bit-Daten des ADW 24 nicht überläuft bzw. überschritten wird. Der Differentialverstärker 12 wird in einem Fahrbetriebszustand verwendet, der auch einen Leerlaufzustand des Fahrzeugs umfasst. Die zweite Verstärkung G2 des Differentialverstärkers 12 ist auf einen Wert eingestellt, der um einen Faktor von 2 bis 5 größer ist als die erste Verstärkung G1 des Differentialverstärkers 10. Der Differentialverstärker 14 wird während des Parkens des Fahrzeugs verwendet. Der Differentialverstärker 14 wird in einem Parkstatus des Fahrzeugs verwendet. Die dritte Verstärkung G3 des Differentialverstärkers 14 ist auf einen Wert eingestellt, der um einen Faktor von 10 bis 100 größer ist als die erste Verstärkung G1 des Differentialverstärkers 10. Diese drei Differentialverstärker 10, 12, 14 werden durch den Multiplexer 22 im Mikrocomputer 20 geschaltet. Der Schaltvorgang wird unter der Steuerung der Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 basierend auf einem ZUB- (Zubehör-) Signal ausgeführt, das einen Ein-/Aus-Zustand eines ZUB-(Zubehör-) Schalters anzeigt, und einem ST- (Starter-) Signal, das einen Ein-/Aus-Zustand eines ST- (Starter-) Schalters anzeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Verstärkerschaltvorgang zum Messen eines Stroms darstellt. Die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 bestimmt basierend auf dem ZUB-Signal (Schritt 100), ob der ZUB-Schalter eingeschaltet bzw. aktiviert worden ist oder nicht. Wenn der ZUB-Schalter eingeschaltet bzw. aktiviert worden ist, nimmt die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 eine positive Bestimmung vor, wählt die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 12, die dem Fahrbetriebszustand des Fahrzeugs entspricht, über den Multiplexer 22 aus, um die Ausgangsspannung zu verwenden (Schritt 101).
Wenn der ZUB-Schalter nicht aktiviert worden ist, erfolgt bei Schritt 100 eine negative Bestimmung. Anschließend bestimmt die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 basierend auf dem ST-Signal, ob der ST-Schalter aktiviert worden ist oder nicht (Schritt 102). Wenn der ST-Schalter aktiviert worden ist, wählt die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 10, die dem Motoranlassstatus des Fahrzeugs entspricht, über den Multiplexer 22 aus, um die Ausgangsspannung zu verwenden (Schritt 103).
Ist der ST-Schalter nicht aktiviert worden, erfolgt bei Schritt S102 eine negative Bestimmung. Anschließend wählt die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 14, die dem Parkstatus des Fahrzeugs entspricht, über den Multiplexer 22 aus, um die Ausgangsspannung zu verwenden (Schritt 104). Auf diese Weise wird eine der Ausgangsspannungen der drei Differentialverstärker 10, 12 und 14 basierend auf dem ZUB-Signal und dem ST-Signal ausgewählt, um den durch den Nebenschlusswiderstand 110' geleiteten Strom zu messen.
Wie vorstehend beschrieben, verwendet der Stromsensor 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Verstärker, um einen dieser drei Verstärker abhängig von der Stärke des zu messenden Stroms auszuwählen. Auf diese Weise ist eine exakte Messung eines von einem sehr schwachen Strom bis zu einem starken Strom reichenden Stroms möglich. Zudem ist der Kondensator 15 in der Nähe der Extraktoren 110A und 110B zum Extrahieren einer Potentialdifferenz zwischen zwei Positionen des Nebenschlusswiderstands 110' angeordnet. In diesem Fall ist der Kondensator 15 in der Nähe der Eingangsanschlüsse des Verstärkers 10, 12 und 14 angeordnet. Dadurch verkürzt sich die Länge der Leitung zwischen dem Nebenschlusswiderstand 110' und jedem der Verstärker 10, 12 und 14. Darüber hinaus wird unter Verwendung des Kondensators 15 ein Rauschen beseitigt, wodurch eine Verschlechterung der Strommessungsgenauigkeit so gut wie möglich unterdrückt wird, wobei es zu dieser Verschlechterung aufgrund einer Vermischung des Rauschens bzw. Geräuschs gekommen wäre. Zudem kann durch die Verwendung des einzelnen ADW 24 für die drei Verstärker 10, 12 und 14 von der Notwendigkeit abgesehen werden, einen Umwandlungsfehler zu korrigieren, der an jedem von einer Mehrzahl von ADWs, bei deren Verwendung, verursacht worden wäre. Somit wird die Verarbeitungslast, wie z. B. die der Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30, reduziert.
Zudem ermöglicht die Konfiguration der vorstehenden Ausführungsform ein Schalten zwischen den Verstärkern 10, 12 und 14 abhängig von dem Fortbewegungsstatus des Fahrzeugs, ohne zu erfassen, ob die Ausgangsspannung eines jeden der Verstärker 10, 12 und 14 übergelaufen bzw. überschritten worden ist. Somit wird die zum Schalten notwendige Zeitdauer reduziert. Außerdem werden die Verstärker 10, 12 und 14 entsprechend den Zuständen des ZUB-Schalters und des ST-Schalters geschaltet. Somit werden die Verstärker 10, 12 und 14 unter Verwendung eines vorhandenen Schalters geschaltet, ohne zu erfassen, ob die Ausgangsspannung eines jeden der Verstärker 10, 12 14 übergelaufen bzw. überschritten worden ist. Somit wird der zum Schalten notwendige Zeitaufwand reduziert und ein Kostenanstieg verhindert, der durch Ausführen eines Schaltvorgangs und eine Bestimmung in Bezug auf das Überlaufen bzw. Überschreiten bewirkt werden würde.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die zweite Verstärkung G2 des Verstärkers 12 auf einen Wert eingestellt, der um einen Faktor von 2 bis 5 größer ist als die erste Verstärkung G1 des Verstärkers 10, während die dritte Verstärkung G3 des Verstärkers 14 auf einen Wert eingestellt ist, der um einen Faktor von 10 bis 100 größer ist als die erste Verstärkung G1 des Verstärkers 10. Somit kann ein Stromwert mit einer angemessenen Genauigkeit gemessen werden, wobei der Strom entsprechend den Fortbewegungsstatus gemessen wird.
Zudem ist sichergestellt, dass die Verstärkungen G1, G2 und G3 der drei Verstärker 10, 12 und 14 jeweils unterschiedlich zueinander sind. Somit können die Bereiche zum Messen von Strom unter Verwendung der Verstärker unterschiedlich zueinander gestaltet werden (z. B. erstreckt sich der Messbereich im Parkstatus von -5 A bis +5 A, ein Messbereich im Fahrbetriebsstatus von -100 A bis +100 A und ein Messbereich im Motoranlasszustand von -300 A bi s+300 A). Außerdem überlappen diese Messbereiche einander teilweise. Wenn daher einer der drei Verstärker 10, 12 und 14 ausfällt bzw. defekt wird, kann basierend auf den Ergebnissen der Messungen unter Verwendung der Ausgangsspannungen der drei Verstärker eine Defektbestimmung vorgenommen werden (wobei diese Defektbestimmung wird z. B. durch die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30 ausgeführt), was zu einer Verbesserung der Betriebssicherheit führt.
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Stromsensor 100A darstellt, bei dem es sich um eine Modifizierung des Stromsensors 100 der vorstehenden Ausführungsform handelt, die in 4 gezeigt ist. In dieser Modifizierung werden die Komponenten, die mit jenen gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform identisch oder diesen ähnlich sind, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und daher auf eine Erläuterung derselben verzichtet.
Im Vergleich zu dem in 4 dargestellten Stromsensor 100 ist der in 6 dargestellte Stromsensor 100A anstelle der Leiterplatte 120 von 4 mit einer Leiterplatte 120A versehen. Die Leiterplatte 120A verwendet anstelle der drei parallel geschalteten Differentialverstärker von 4 drei in Reihe geschaltete Differentialverstärker 10A, 12A und 14A. Die Ausgangsspannungen der drei Verstärker 10A, 12A und 14A werden parallel in den Multiplexer 22 eingegeben. Die Verstärkung des Verstärkers 10A ist so eingestellt, dass sie gleich der ersten Verstärkung G1 des Differentialverstärkers 10 ist, wie in 4 gezeigt ist. Die Verstärkung des Verstärkers 12A, der an der sich daran anschließenden Stufe angeordnet ist, ist so eingestellt, dass die Gesamtverstärkung der beiden Verstärker 10A und 12A gleich der zweiten Verstärkung G2 des Differentialverstärkers 12 ist, wie in 4 gezeigt ist. Zudem ist die Verstärkung des Verstärkers 14A, der an der letzten Stufe angeordnet ist, so eingestellt, dass die gesamte Verstärkung der drei Verstärker 10A, 12A und 14A gleich der dritten Verstärkung G3 des Differentialverstärkers 14 ist, der in 4 gezeigt ist. Bei solchen in Reihe geschalteten Verstärkern 10A, 12A und 14A kann die Verstärkung der stromabwärtigen Verstärker 12A und 14A verkleinert und somit der Betrieb der Verstärker 12A und 14A stabilisiert werden.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen Stromsensor 100B zeigt, bei dem es sich um eine Modifizierung des Stromsensors 100 der vorstehenden Ausführungsform handelt, die in 4 gezeigt ist. In dieser Modifizierung werden Komponenten, die mit jenen gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform identisch oder diesen ähnlich sind, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und daher auf eine Erläuterung derselben verzichtet.
Im Vergleich zu dem in 4 dargestellten Stromsensor 100 ist der in 7 dargestellte Stromsensor 100B anstelle der Leiterplatte 120 von 4 mit einer Leiterplatte 120B versehen. Die Leiterplatte 120A verwendet, anstelle der drei parallel geschalteten unterschiedlichen Verstärker von 4, den an einer ersten Stufe angeordneten Differentialverstärker 10A und zwei in Reihe geschaltete Differentialverstärker 12A und 14A, die an der sich daran anschließenden Stufe des Verstärkers 10A angeordnet sind. Die Ausgangsspannungen der drei Verstärker 10A, 12A und 14A werden parallel in den Multiplexer 22 eingegeben. Die Verstärkungen der Verstärker 10A und 12A sind ähnlich eingestellt bei den Verstärkern 10A und 12A von 6. Die Verstärkung des stromabwärtigen Verstärkers 14B ist so eingestellt, dass die gesamte Verstärkung der beiden Verstärker 10A und 14B gleich der dritten Verstärkung G3 des Differentialverstärkers 14 von 4 ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann unterschiedlich modifiziert werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Stromsensor 100 ist z. B. mit dem negativen Anschluss 202 der Batterie 200 verbunden worden. Alternativ dazu kann jedoch der Stromsensor 100 mit dem positiven Anschluss der Batterie 200 verbunden werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Gehäuse 130 des Stromsensors 100 entlang einer Seitenfläche der Batterie 200 angeordnet, wobei sich diese Seitenfläche am nächsten zu dem Anschluss 202 befindet. Der Abstand zwischen dem Anschluss 202 und dem Stromsensor 100 kann jedoch manchmal bis zu einem gewissen Grad größer sein, was von der Länge der Metallhalterung 210 oder des ersten feststehenden Teils 112 abhängt. Daher kann der Stromsensor 100A beispielsweise so montiert werden, dass das Gehäuse 130 entlang der anderen Seitenfläche der Batterie 200 angeordnet ist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Öffnung der Aussparung des Gehäuses 130, in dem die Leiterplatte 120 und dergleichen untergebracht ist, mit der Abdeckung 150 bedeckt. Alternativ dazu kann die gesamte Aussparung einschließlich der Leiterplatte 120 und dergleichen durch Befüllen der gesamten Aussparung mit einem Füllstoff, wie z. B. einem Epoxyharz, bedeckt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Widerstand (Nebenschlusswiderstand) einstückig mit der Sammelschiene 110 ausgebildet. Alternativ dazu kann der Bereich, der zumindest zwei Punkte zum Messen einer Potentialdifferenz beinhaltet, durch einen Widerstand ersetzt werden, der separat von der Sammelschiene 110 ausgebildet ist.
Zudem kann die Leiterplatte 120 mit einem Speicherelement versehen sein, das einen Strommessungsfehler als einen Korrekturwert (herstellerseitig eingestellten Korrekturwert) speichert, wobei der Fehler zum Zeitpunkt des Versands des Stromsensors 100 durch den Hersteller gemessen worden ist. Wird der Strom dann nach dem Versand durch die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit 30 gemessen, kann ein Strommessfehler basierend auf dem herstellerseitig eingestellten Korrekturwert korrigiert werden. Somit kann der Fehler, der z. B. durch die Variation zwischen den Schaltungselementen verursacht worden ist, d. h. den Nebenschlusswiderstand und die Verstärker 10, 12 und 14, unter Verwendung des herstellerseitig eingestellten Korrekturwerts beseitigt werden. Aufgrund dessen können ein kostengünstigerer Nebenschlusswiderstand und Schaltelemente verwendet werden, so dass die für die Teile aufgewendeten Kosten reduziert werden können.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit 42 den Multiplexer 22 basierend auf dem ZUB-Signal und dem ST-Signal geschaltet. Alternativ dazu können die diesen Signalen entsprechenden Informationen (oder die einen Fahrzeugstatus spezifizierende Informationen) von dem Fahrzeugsystem 70 über die CAN-I/F 60 erfasst bzw. erhalten werden, und der Multiplexer 22 kann basierend auf den erhaltenen Informationen geschaltet werden. Alternativ können die in Frage kommenden Informationen über die LIN-I/F 62 zum Schalten des Multiplexers 22 basierend auf den erhaltenen Informationen erfasst bzw. erhalten werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind drei Verstärker zum Messen des Stroms verwendet worden. Alternativ können aber zwei oder vier oder mehr Verstärker für die Messung des Stroms verwendet werden. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist eine der Ausgangsspannungen der drei Verstärker 10, 12 und 14 durch den Multiplexer 22 gewählt und in den einzelnen ADW 24 eingegeben worden. Alternativ dazu, wenn es nur auf die Messgenauigkeit alleine ankommt, können die Ausgangsspannungen der drei Verstärker 10, 12 und 14 jedoch separat in drei jeweilige ADWs zum Umwandeln von digitalen Daten eingegeben werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Mehrzahl der Verstärker 10, 12 und 14 für eine mögliche Wahl von einer der Ausgangsspannungen von diesen Verstärkern in Abhängigkeit von der Stärke des zu messenden Stroms verwendet. Somit kann der von einem sehr schwachen Strom zu einem starken Strom reichende Strom mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
Nachstehend erfolgt eine Zusammenfassung von Aspekten vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Als ein Aspekt der Ausführungsform beinhaltet ein Stromsensor, der einen durch einen Kabelbaum über einen Anschluss einer Batterie geleiteten Strom erfasst, folgende Merkmale: ein feststehendes Teil, an dem der Kabelbaum fixiert ist; einen Widerstand, der zwischen dem Anschluss und dem feststehenden Teil eingefügt ist; eine Leiterplatte, die den durch den Widerstand geleiteten Strom basierend auf einer Potentialdifferenz zwischen zwei Positionen entlang der Richtung misst, in der der Strom durch den Widerstand geleitet wird; und ein Gehäuse, in dem der Widerstand und die Leiterplatte untergebracht sind, wobei die Leiterplatte eine Mehrzahl von Verstärkern, die die Potentialdifferenz zwischen den beiden Positionen verstärken, einen Analog-Digital-Wandler, der die Ausgangsspannungen der Verstärker in digitale Daten einer vorbestimmten Anzahl von Bits umwandelt, und eine Strommessungs-/-verarbeitungseinheit beinhaltet, die den durch den Widerstand geleiteten Strom basierend auf den digitalen Daten misst, die von dem Analog-Digital-Wandler ausgegeben werden.
Somit kann durch die Verwendung der Mehrzahl der Verstärker die Wahl eines Differenzverstärkers abhängig von der Stärke des zu messenden Stroms ermöglicht werden. Somit kann der von einem sehr schwachen Strom zu einem starken Strom reichende Strom mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
In dem Stromsensor beinhaltet die Leiterplatte vorzugsweise einen Kondensator, der in der Nähe eines Extraktors zum Extrahieren einer Potentialdifferenz zwischen den beiden Positionen von dem Widerstand angeordnet ist, wobei der Kondensator nahe des Verstärkers angeordnet ist.
Somit wird durch die Anordnung des Kondensators zum Beseitigen von Geräuschen in der Nähe des Widerstands und die Kürzung der Länge der Leitung zwischen dem Kondensator und den Verstärkern eine Verschlechterung der Strommessungsgenauigkeit möglichst gut unterdrückt, wobei die Verschlechterung durch das Vermischen von Geräuschen verursacht worden wäre.
In dem Stromsensor weist die Mehrzahl der Verstärker vorzugsweise entsprechenden Verstärkungen auf, die sich voneinander unterscheiden, und die Ausgangsspannungen der Verstärker werden selektiv in den Analog-Digital-Wandler eingegeben.
Somit wird durch die Verwendung des einzelnen Analog-Digital-Wandlers die Notwendigkeit des Korrigierens von Umwandlungsfehlern aufgehoben, die in einem jeweiligen von einer Mehrzahl von Analog-Digital-Wandlern bei deren Verwendung verursacht worden wäre. Somit wird die Verarbeitungslast wie z. B. die der Strommessungs-/-verarbeitungseinheit reduziert.
In dem Strommesser überlappen die Messbereiche, in denen die Strommessungs-/ -verarbeitungseinheit den Strom unter Hinzuziehung der Ausgangsspannungen der Verstärker messen kann, teilweise miteinander.
Wenn daher ein beliebiger der Verstärker defekt geworden ist, kann eine Defektbestimmung basierend auf den Messergebnissen unter Hinzuziehung der Ausgangsspannungen der drei Verstärker vorgenommen werden, wodurch die Betriebssicherheit verbessert werden kann.
In dem Stromsensor beinhaltet die Leiterplatte vorzugsweise eine Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit, die einen Fortbewegungsstatus eines Fahrzeugs bestimmt, die Mehrzahl der Verstärker beinhaltet einen ersten Verstärker, einen zweiten Verstärker und einen dritten Verstärker, deren Verstärkungen zueinander unterschiedlich sind, wobei die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit einen Verstärker von der Mehrzahl der Verstärker basierend auf dem vorbestimmten Fortbewegungsstatus wählt, und die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit den Strom basierend auf einer Ausgangsspannung des gewählten Verstärkers misst. Insbesondere wählt die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit vorzugsweise den ersten Verstärker, wenn bestimmt wird, dass der Fortbewegungsstatus ein Motoranlassstatus ist, wählt den zweiten Verstärker, wenn bestimmt wird, dass der Fortbewegungsstatus ein einen Leerlaufstatus beinhaltender Fahrbetriebsstatus ist, und wählt den dritten Verstärker, wenn bestimmt wird, dass es sich bei dem Fortbewegungsstatus um einen Parkstatus handelt.
Somit können die Verstärker entsprechend dem Fortbewegungsstatus des Fahrzeugs geschaltet werden, ohne zu erfassen, ob die Ausgangsspannung eines jeden der Verstärker überschritten worden ist oder nicht, wodurch der zum Schalten notwendige Zeitaufwand reduziert wird.
Die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit wählt vorzugsweise den ersten Verstärker, wenn ein Starterschalter aktiviert worden ist, wählt den zweiten Verstärker, wenn ein Zubehörschalter aktiviert worden ist, und wählt den dritten Verstärker, wenn sowohl der Starterschalter als auch der Zubehörschalter nicht aktiviert worden sind.
Somit werden die Verstärker unter Verwendung eines existierenden Schalters geschaltet, ohne zu erfassen, ob die Ausgangsspannung eines jeden der Verstärker überschritten worden ist oder nicht. Somit wird der zum Schalten notwendige Zeitaufwand verringert und ein Anstieg der Kosten verhindert, wobei dieser Anstieg in der Ausführung der Schaltvorgänge und der Bestimmung der Überschreitung begründet gewesen wäre.
In dem Stromsensor wird die Verstärkung des zweiten Verstärkers vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, der um einen Faktor von 2 bis 5 größer ist als die Verstärkung des ersten Verstärkers, und die Verstärkung des dritten Verstärkers ist auf einen Wert eingestellt, der um einen Faktor von 10 bis 100 größer ist als die Verstärkung des ersten Verstärkers.
Somit kann der Strom (z. B. Strom von 300 A im Motoranlassstatus oder Strom von 10 mA im Parkstatus) mit angemessener Genauigkeit gemessen werden, wobei der Strom in einen Bereich der Ausgangsspannung fällt, der gemäß einem jeweiligen der Fortbewegungsstatus fällt. Insbesondere wenn der Strom im Parkstatus des Fahrzeugs, in dem der Motor abgeschaltet ist, überwacht wird, wird der Strom nicht durch die Zündungsgeräusche während des Zündens oder die durch den Motor hervorgerufenen Geräusche beeinträchtigt. Somit wirkt sich die Einstellung einer hohen Verstärkung nicht auf den Strom aus, was in einer hoch genauen Messung von schwachem Strom resultiert.
Die Leiterplatte in dem Stromsensor beinhaltet vorzugsweise ein Speicherelement, das einen Strommessfehler als einen Korrekturwert speichert, wobei der Fehler zu dem Zeitpunkt des Versands des Stromsensors gemessen wurde, und die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit den Strommessungsfehler basierend auf dem Korrekturwert korrigiert, wenn der Strom gemessen wird.
Somit kann der beispielsweise durch die Variation zwischen den Widerständen oder Schaltelementen unter Verwendung des herstellerseitig eingestellten Korrekturwerts beseitigt werden, der zum Zeitpunkt des Versands beim Hersteller gemessen wurde. Aufgrund dessen können kostengünstige Widerstände oder Schaltelemente verwendet werden, so dass dadurch eine Kostensenkung der Teile erreicht werden kann.

Claims

Stromsensor (100), der einen Strom erfasst, der über einen Anschluss einer Batterie (200) durch einen Kabelbaum (300) geleitet wird; aufweisend: ein feststehendes Teil (112), an dem der Kabelbaum fixiert ist; einen Widerstand (110'), der zwischen dem Anschluss und dem feststehenden Teil eingefügt ist; eine Leiterplatte (120), die den Strom, der durch Widerstand geleitet wird, basierend auf einer Potentialdifferenz zwischen zwei Positionen entlang der Richtung misst, in der der Strom durch den Widerstand geleitet wird; und ein Gehäuse (130), in dem der Widerstand (110') und die Leiterplatte (120) aufgenommen sind, wobei die Leiterplatte eine Mehrzahl von Verstärkern (10, 12, 14), die die Potentialdifferenz zwischen den beiden Positionen verstärken, einen Analog-Digital-Wandler (24), Ausgangsspannungen der Verstärker in digitale Daten einer vorbestimmten Anzahl von Bits umwandelt, und eine Strommessungs-/-verarbeitungseinheit (30) beinhaltet, die einen Strom, der durch den Widerstand geleitet wird, basierend auf den digitalen Daten, die von dem Analog-Digital-Wandler ausgegeben werden, misst, die Leiterplatte eine Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit (42) beinhaltet, die einen Fortbewegungsstatus eines Fahrzeugs bestimmt, die Mehrzahl der Verstärker einen ersten Verstärker (10), einen zweiten Verstärker (12) und einen dritten Verstärker (14) beinhalten, deren Verstärkungen sich voneinander unterscheiden, die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit einen Verstärker von der Mehrzahl der Verstärker basierend auf dem vorbestimmten Fortbewegungsstatus wählt, und die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit den Strom basierend auf einer Ausgangsspannung des gewählten Verstärkers misst.
Stromsensor (100) nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte einen Kondensator (15) beinhaltet, der in der Nähe eines Extraktors (110A, 110B) zum Extrahieren der Potentialdifferenz zwischen den beiden Positionen von dem Widerstand angeordnet ist, und der Kondensator in der Nähe des Verstärkers angeordnet ist.
Stromsensor (100) nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl der Verstärker jeweilige Verstärkungen (G1, G2, G3) aufweist, die sich voneinander unterscheiden, und die Ausgangsspannungen der Verstärker selektiv in den Analog-Digitalwandler eingegeben werden.
Stromsensor (100) nach Anspruch 1, wobei die Messbereiche, in denen die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit (30) den Strom unter Verwendung der Ausgangsspannungen der Verstärker messen kann, teilweise miteinander überlappen.
Stromsensor (100) nach Anspruch 1, wobei die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit den ersten Verstärker wählt, wenn bestimmt wird, dass der Fortbewegungsstatus ein Motoranlassstatus ist, den zweiten Verstärker wählt, wenn bestimmt wird, dass der Fortbewegungsstatus ein Fahrbetriebsstatus ist, der einen Leerlaufstatus beinhaltet, und den dritten Verstärker wählt, wenn bestimmt wird, dass der Fortbewegungsstatus ein Parkstatus ist.
Stromsensor (100) nach Anspruch 1, wobei die Fortbewegungsstatus-Bestimmungseinheit den ersten Verstärker wählt, wenn ein Starterschalter aktiviert worden ist, den zweiten Verstärker wählt, wenn ein Zubehörschalter aktiviert worden ist, und den dritten Verstärker wählt, wenn sowohl der Starterschalter als auch der Zubehörschalter nicht aktiviert worden sind.
Stromsensor (100) nach Anspruch 5, wobei die Verstärkung des zweiten Verstärkers auf einen Wert eingestellt ist, der um einen Faktor von 2 bis 5 größer ist als die Verstärkung des ersten Verstärkers, und die Verstärkung des dritten Verstärkers auf einen Wert eingestellt ist, der um einen Faktor von 10 bis 100 größer ist als die Verstärkung des ersten Verstärkers.
Stromsensor (100) nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte ein Speicherelement beinhaltet, das einen Strommessungsfehler als einen Korrekturwert speichert, wobei der Fehler zu dem Zeitpunkt des Versands des Stromsensors gemessen worden ist, und die Strommessungs-/-verarbeitungseinheit den Strommessungsfehler basierend auf dem Korrekturwert korrigiert, wenn ein Strom gemessen wird.