JP2000235050A - 電流供給システムにおける電流モニタ方法、電流モニタ・システムおよび電流モニタ装置 - Google Patents

電流供給システムにおける電流モニタ方法、電流モニタ・システムおよび電流モニタ装置

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JP2000235050A JP2000037016A JP2000037016A JP2000235050A JP 2000235050 A JP2000235050 A JP 2000235050A JP 2000037016 A JP2000037016 A JP 2000037016A JP 2000037016 A JP2000037016 A JP 2000037016A JP 2000235050 A JP2000235050 A JP 2000235050A
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    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G01R31/007—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の負荷を有する電力供給システムにおい
て短時間で正確に電流モニタできる電流測定の方法およ
び装置を低コストで簡単に実現する。 【解決手段】 共通電力バス（ＬＢ）を用いて複数の負
荷（１０、１１、１２）に給電し、ディジタル情報およ
び制御データ用の制御バス（ＣＡＮ）を介して電子制御
ユニット（μＣ）を互いにかつ負荷に接続する電力供給
システムにおいて、電力バスに直列に接続された測定抵
抗（２１）は接続された負荷の電流の合計を測定し、測
定情報は制御バス（ＣＡＮ）で伝送され、スイッチング
処理によって生じた電流の差が制御システムによって評
価される。金属合金からなる測定抵抗（２１）は熱伝導
性接続を有する半導体チップに直接またはプリント回路
板（ＰＣＢ）を介して一体化されている。半導体チップ
には全体評価および伝送電子回路が小さくコンパクトな
電流測定モジュールの形で収容されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前半部
分に記載された電力供給システムにおける電流モニタ
（監視）の方法、およびそのための電流測定装置に関す
る。
【０００２】即ち、その電流供給システムにおいて、複
数の負荷（１０、１１、１２）に対して共通の電力バス
を介して電流が複数の負荷に供給され、ディジタル情報
および制御データ用の制御バス（ＣＡＮ）が複数の電子
制御ユニット（μＣ１、μＣ２…μＣｎ）を相互に接続
しかつその複数の負荷に接続する。
【０００３】
【発明の背景】ここで検討するタイプの電力供給（給
電）システムの典型例は、原動機付き輸送手段（自動
車、乗物、車両等、vehicle）において、快適さ、信頼
性、安全性および環境適合性に関する要求の増大に応じ
て年々数が増大する電気的負荷に対して給電するもので
ある。それに対応して増大する電力消費に対しては、例
えば４２Ｖの比較的高い電圧の電源にリング形またはス
ター形の共通電力バス接続によって全ての負荷を接続す
ることが有効であることが分かる。電源の電圧を高くす
ることによって、従来の普通に使用されている１２Ｖの
バッテリに比べて電流を低くすることができ、それに対
応して送電線（給電線）の断面積または直径を小さくす
ることができる。例えば全負荷の合計の消費電力を５ｋ
Ｗとすると、４２Ｖでは最大合計電流（全電流）が１２
０Ａとなって、原動機付き輸送手段（自動車、乗物、車
両、等）において容易に扱うことができる。もちろん、
高電圧電源は低電圧電源用の内蔵の回路網に付加するこ
ともできる。
【０００４】原動機付き輸送手段における数が増大して
いる相異なるプロセッサ、アクチュエータ（作動器）お
よびセンサの間で、例えばモータ（原動機）制御および
快適性電子技術（窓昇降機、自動シート（座席）調節、
空調（環境調整）、等）のための制御データおよび情報
データを交換するために、電力バスと並行して（並列
に）配置できる標準的データバス・システム（例えばい
わゆるＣＡＮバス）が概ね利用されている。必要な半導
体として、例えば４２Ｖのような高電圧の電力供給回路
網を用いると有利である。その理由は、いろいろある
が、基本的には、１２Ｖの内蔵電源回路網の場合に比較
して負荷の安全なスイッチング（切換え）に必要な半導
体面積がはるかに小さくて済むためである。
【０００５】負荷の数が増大し全電力が上昇する一方
で、障害（故障）、特に短絡の危険性が増大し、その結
果、動力付き輸送手段の安全性および機能にとって破滅
的（致命的）状況が生じる得る。特に火災の危険性があ
る。それに対応して、従来、典型的には個々の負荷に個
別に組込まれている保護手段（ヒューズ）および電流測
定素子を用いて行われる所用の安全性および機能のモニ
タ（テスト）に対して高い要求がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる課題
（目的）は、従来と比較してより低コストで簡単な方法
で、例えば多数の負荷を有する原動機付き輸送機（自動
車、乗物、車両、等）のような電力供給システムにおけ
る電流モニタ（監視）を短時間で（速く）かつできるだ
け正確に行うことを可能にする電流測定方法および電流
測定装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題は、特許請求
の範囲における特徴部分の構成によって解決される。
【０００８】即ち、請求項１に記載の電流モニタ方法
は、負荷電流がその電流に対応する測定信号を発生する
センサ抵抗（２１）によって測定され、電力バス（Ｌ
Ｂ）に接続された幾つかの負荷（１０、１１、１２）の
全電流（電流の合計）が電力バス（ＬＢ）に接続された
抵抗（２１）によって測定されて、測定された電流値に
対応する測定信号が生成され、抵抗（２１）の電流測定
信号またはこの電流測定信号から導出された制御データ
が制御バス（ＣＡＮ）に供給されることを特徴とする。
【０００９】請求項４に記載の電流モニタ方法は、負荷
電流がその電流に対応する測定信号を発生するセンサ抵
抗（２１）によって測定され、電力バス（ＬＢ）に給電
するバッテリ（Ｂ）の充電電流および／または放電電流
が電力バス（ＬＢ）に接続された抵抗（２１）によって
測定されて、測定された電流値に対応する測定信号が生
成され、抵抗（２１）の電流測定信号またはこの電流測
定信号から導出された制御データが制御バス（ＣＡＮ）
に供給されることを特徴とする。
【００１０】請求項９に記載の電流モニタ・システム
は、負荷電流がその電流に対応する測定信号を発生する
センサ抵抗（２１）によって測定され、抵抗（２１）は
電力バス（ＬＢ）に直列に接続されかつこの電力バス
（ＬＢ）に接続された幾つかの負荷（１０、１１、１
２）と接続されていて、負荷に流れる全電流を測定し、
および／または電力バス（ＬＢ）に給電するバッテリの
充電電流または放電電流を測定して、それに対応する測
定信号を発生し、電流測定信号またはこの電流測定信号
から導出された制御データが制御バス（ＣＡＮ）に供給
されることを特徴とする。
【００１１】請求項１１に記載の電流モニタ装置は、上
述の電流供給システムにおいて使用され、測定抵抗（３
０）と、この測定抵抗の電圧接続部に電気的に接続され
た半導体素子（２３）と、さらにディジタル電流測定信
号を発生する測定回路とを具えており、測定抵抗（３
０）は合金製の抵抗素子（３１）からなり、半導体素子
（２３）は抵抗素子（３１）および／またはその電力接
続部（３２）の平坦な表面上に配置されていることを特
徴とする。
【００１２】本発明の第１の特徴によれば、各負荷に個
別の電流センサを設けずに、電力（給電）バスに単一
（唯一）のセンサ抵抗を直列接続することによって複数
のまたは全ての負荷を持続的に（常時）電流モニタする
ように配置する。電流検出は、短時間で（速く）正確に
行われ、制御バスによって負荷のスイッチのオン・オフ
（付勢、消勢）に関連して時間的に正確に行うことがで
きる。制御バスによる各時点での電流の実測値は現在の
プロセッサまたはその他の制御装置によって直接アクセ
スできるので、電子制御またはモニタ・システムは、そ
れぞれのスイッチング（スイッチ動作）プロセスにおい
て正常な電流変化が生じたか否かを問題なく判定（判
断、決定）できる。例えば、電流消費からアクチュエー
タの負荷を判定し、従ってそれぞれのモータ（原動機）
（窓昇降機、スタータ（エンジンの始動機）、換気扇、
等）の誤動作または故障を検出することができる。特
に、故障または障害を検出するためには輸送手段におけ
る全電流を持続的に（常時）検出することが非常に重要
である。また、電力バスに給電する発生器（電源、発電
機）の電流もモニタ（監視）できる。
【００１３】多数のまたは全ての負荷および場合によっ
ては発生器（電源、発電機）は単一の電流センサ抵抗を
用いてモニタされるので、従来必要であった多数の電流
センサおよび安全（保護）回路、例えば個々のランプ電
流検出、保護（ヒューズ）等を省くことができる。さら
に、全く新しい安全性および機能のテストを設けること
ができる。その制御システムは、測定された電流差の判
定（評価、分析）に基づいて、任意の制御プロセスのた
めのスイッチング信号、例えば全電流が過大な場合に後
部窓ヒータのような重要でない（緊急性のない）個々の
負荷を個別にスイッチ・オフ（消勢）するためのスイッ
チング信号を発生させることができる。
【００１４】本発明に従って電力バス内にまたはこれに
直列に測定抵抗を配置することによって、電力バスおよ
び結合された負荷に給電を行うバッテリを保護するため
に、特にバッテリの寿命（耐用年数）を長くするため
に、簡単な方法で電流を制御することができる。電力バ
スに流れる合計の電流（全電流）を測定することによっ
て、バッテリの充電電流および放電電流をモニタして制
限することができる。
【００１５】１台の輸送手段内における個々のモニタを
どのように行うかは、基本的には、現在の制御システム
およびそれに関連するソフトウェアの問題である。しか
し、電流センサの設計は全ての適用例（アプリケーショ
ン）について同じでよい。
【００１６】現在の半導体技術によって、測定増幅器、
Ａ／Ｄ変換器、プロセッサ、メモリ等のような測定抵抗
に必要な回路と共に制御バス用の１つの完全な制御ユニ
ットを、低コストで製造できるＡＳＩＣ（特定用途向け
集積回路、application specific integrated circui
t）としての単一の小さい半導体チップに集積化するこ
とによって、構造上の制御コストが最小限に抑えられ
る。
【００１７】電流検出の好ましい速さと非常に高い精度
を実現するためには、使用される測定抵抗の測定精度が
非常に重要である一方で、抵抗の測定電圧を、妨害・干
渉およびノイズのない状態で制御システムに伝送するこ
とも非常に重要である。そのため、外部妨害・干渉信号
に加えて、特に温度の影響を受けないようにする必要が
ある。
【００１８】本発明の重要な別の特徴によれば、電流測
定モジュールによって上述の問題を解決することができ
る。そのために、抵抗に対して設けられた半導体チップ
を、好ましくはプレート状（板状）の抵抗の金属表面上
に直接または熱伝導性の回路板もしくはＰＣＢ（printe
d circuit board、プリント回路板、プリント基板）を
介して配置し、その半導体チップは好ましくは抵抗表面
の中央に配置する。その構造上の体積が小さいことおよ
び製造が簡単で低コストであることに加えて、この電流
測定モジュールには、測定抵抗とそれに関係する半導体
回路の各電力接続部の間の接続距離が極めて短く、その
結果、妨害または雑音電圧が実質的に誘導されないとい
う利点がある。さらに、熱的結合によって最適な温度補
償が可能である。その抵抗は、両端部にプレート状（板
状）コネクタが公知の方法で（欧州特許ＥＰ０６０５８
００Ｂ１）溶接された抵抗合金からなるプレート状（板
状）抵抗素子を有する構成素子であることが好ましい。
その抵抗は非常に小さい抵抗値を有し、例えば、０．１
〜０．５ｍΩの大きさであり、これはかなりの電流が流
れた場合でもそれに対応して消費電力は小さいことを意
味し、輸送手段の場合では短時間に５００Ａまででもよ
い。
【００１９】本明細書で説明する設計による電流測定モ
ジュールは、システムにおける複数のまたは全ての負荷
の電流の合計を検出するのに使用される。または、電流
測定モジュールは、その個々の電流測定のために個々の
負荷またはそれぞれ複数の（例えば２つの）負荷からな
る個々の群の電力回路に接続される。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明を原動機付き輸送手段（自
動車）の電力供給システムの例を用いて以下詳細に説明
する。
【００２１】図１において、それぞれのスイッチング・
ユニットが付設された例えば白熱電球、揚水ポンプおよ
びアンチロック・ブレーキ・システムのような３つの負
荷１０、１１および１２が、電力バスＬＢを介して例え
ば４２Ｖの電力電流発生器（電源、発電機）（図示せ
ず）に直列に接続されている。負荷１０〜１２のスイッ
チング・ユニットはさらにデータラインを介して共通制
御バスＣＡＮに接続されている。この制御バスＣＡＮ
は、公知の形態で、複数のマイクロコントローラ（特定
制御処理用のマイクロプロセッサ）μＣ１、μＣ２…μ
Ｃｎ、例えばモータ管理（統御）、快適性電子技術、温
度制御等用のおよび／または上記負荷の制御用の各マイ
クロコントローラ、並びにセンサ１４、１４’、例えば
冷却水温度、モータ速度等用の各センサを相互接続させ
る。
【００２２】単一の電流測定モジュール２０は、基本的
に２つの電流接続部および分離された２つの電圧接続部
を有する抵抗素子２１と、その電圧接続部に接続された
半導体チップ２３とを具えており、図示された負荷１
０、１１および１２の電流をモニタするのに使用され
る。抵抗素子２１は図示のように電圧コネクタによって
４２Ｖ電力発生器（電源、発電機）と負荷１０〜１２の
間で電力バスに電気的に直列に接続されていて、その全
電流は抵抗素子２１を通って流れるようになっている。
半導体チップ２３は、測定増幅器、Ａ／Ｄ変換器および
マイクロコントローラ並びにデータ・メモリを含んでお
り、制御バスＣＡＮに接続するための電流測定モジュー
ル２０のプラグに接続されるようにしてもよい。
【００２３】既に説明したように、制御バスＣＡＮは標
準化されたシステムである。そのシステムは、定義され
た“言語”または符号（コード）の形のディジタル情報
および制御データを、接続されたセンサ、プロセッサお
よびアクチュエータの間で伝送する。負荷１０〜１２の
中の１つがスイッチ・オン（付勢）された場合には、シ
ステムの電子制御手段が、例えばマイクロコントローラ
の１つが、まず制御バスＣＡＮを介して電流測定モジュ
ール２０から現在の電流の測定値を問い合わせてその値
を記憶する。次いで、スイッチングが行われ、予め設定
された短い待機時間の後で、制御手段はスイッチング・
プロセスの後に得られた新しい測定電流値を問い合わせ
る。次いで、その測定電流の差（差電流）が予め設定さ
れた点（値）または設定範囲と比較されて、その偏差
（ずれ）が異常な場合には警告信号が生成され、安全上
の理由により必要な場合にはその電流をスイッチ・オフ
（消勢）してもよい。
【００２４】一般には、連続的に測定された電流の値
を、制御システムにおけるできるだけ多くのコントロー
ラまたはプロセッサが制御バスＣＡＮを介して持続的に
（常に）利用できるようにすることが好ましい。この電
流測定の評価法およびその結果生じるスイッチング処理
法は、それぞれの個々の事例に応じて決定される。
【００２５】また、電流測定モジュール２０の半導体チ
ップ２３における電流測定を評価し、その結果生じる可
能性のあるスイッチ制御信号を制御バスＣＡＮまたはそ
の他の任意のシステムに供給することも考えられる。
【００２６】図１においては単一の電流測定モジュール
２０しか示されていないが、多くの場合、電力バス・シ
ステムに対する電流供給システムにおける相異なる位置
の各々に１つのモジュールを設けてもよい。その可能な
例が示された図２において、バッテリＢ、発電機Ｇ（ス
タータ・モータとしても機能する）、任意の負荷１０ １
…１０ｉおよび５つの測定抵抗２１ａ〜２１ｅが相異な
る位置に配置されている。図示されているように、抵抗
２１aによってバッテリ電流が測定され、抵抗２１ｂに
よって全負荷電流が測定され、抵抗２１ｃによって発電
機電流が測定され、抵抗２１ｄによって１つの負荷１０
１の個別電流が測定され、抵抗２１ｅによって残りの１
群（グループ）の負荷１０ｉの電流が測定される。
【００２７】既に説明したように、例えば抵抗２１aの
ような電力バスに接続された抵抗を用いてバッテリの充
電電流および放電電流がモニタされ、測定信号またはそ
の測定信号から導出されて関連する制御バス（図２には
図示せず）に伝送される制御データを用いて、その電流
をバッテリの許容最大値に制限することができる。同様
に、測定信号から得られる制御データを用いて、バッテ
リの過剰充電または過剰放電を防止することができる。
【００２８】それに特に適した電流測定モジュールの第
１の適当な設計（但し、これに限定されるものではな
い）が図３に示されている。図３（Ａ）はそのモジュー
ルの上面図であり、図３（Ｂ）はそのモジュールのＰＣ
Ｂ（プリント回路板）の底面図であり、図３（Ｃ）はそ
のモジュールの側面図である。いずれの場合にもそのモ
ジュールの構成素子を収容する（覆う）ケース（筐体）
は示されていない。
【００２９】上面図が図３（Ａ）に示され側面図が図３
（Ｃ）に示された抵抗３０は全体がプレート状（板状）
であり、公知の方法で、好ましくは銅をベース（基材）
とする金属合金、例えばＣｕＭｎＮｉをベース（基材）
とする金属合金、例えばＣｕＭｎ12Ｎｉ、の抵抗素子３
１から形成されている。抵抗素子３１の対向する両端面
には、好ましくは銅製のプレート状（板状）電力（電
流）接続部（部分）３２のそれぞれの端面が溶接されて
いる。その溶接接合は電子ビーム溶接で形成するのが適
しているであろう。
【００３０】接続片３２の面上のそれぞれの溶接接合部
に直接隣接して半田付け接続パッド３３が設けられてい
る。そのパッドに好ましくは金またはスズ（錫）が被着
またはメッキされた半田付け領域３５（図３（Ｂ））
が、抵抗素子３１の真上に配置されたＰＣＢ３６の底面
に半田付けされている。ＰＣＢ３６の底面は、半田付け
される領域３５を除いて、半田レジストによって被覆さ
れる。半田付けされる領域３５は、貫通（フィードスル
ー、feed-through）コンタクト３７によってＰＣＢ３６
の表面の導電領域３８（図３（Ａ））に接続されてい
る。ＰＣＢ３６は公知の熱伝導性絶縁材料で形成されて
いる。
【００３１】抵抗素子３１の中央の上のＰＣＢ３６の両
側端間のほぼ中央におけるＰＣＢ３６の上側（上面）
に、例えば熱伝導性材料の接着性フィルムを用いて半導
体チップ２３が取付けられており、その半導体チップ
は、ボンディング・ワイヤ（線）３９を介して導電領域
３８および従って抵抗３０に電気的に接続されている。
【００３２】上述の構成および接続によって、その半導
体には、抵抗素子３１とその銅製電力（電流）接続部３
２の間の継ぎ目（遷移位置）において直接取出された電
圧が供給される。その電圧は、通常の４点測定法（4-co
nductor measurement、四探針法）に従って電力接続部
および抵抗素子３１を通って流れる電流によって生成さ
れる。この測定に必要な接続部３２の電力接続は図示さ
れていない。その接続は、例えば主要電力ケーブルに直
接または電流レール（バスバー、bus bar）を介してバ
ッテリに接続されるようにすることができる。上述の設
計の一般的な利点はそれぞれの適用例に対してその電力
接続を問題なくカスタマイズ（注文製作）できることで
ある。
【００３３】半導体チップ２３の別の接続部は、ＰＣＢ
３６の導体路４０を介してプラグ４１に接続される。プ
ラグ４１は、例えば測定データ伝送用の２つのピンと半
導体チップ２３への電圧供給用の別の２つのピンとを有
し、標準データバスＣＡＮに接続されるように設計すれ
ばよい。この接続によって、抵抗の測定電圧はデータバ
スＣＡＮの接地コネクタを基準点として用いることがで
きる。プラグ４１は半導体チップ２３のようにＰＣＢ３
６に接着させればよい。
【００３４】上述の電流測定モジュールの有利な特徴
は、その小さな構造上の体積（大きさ、サイズ）、非常
に短い接続線による最小限の干渉電圧（ノイズ電圧）、
最適温度補償の可能性、並びに抵抗全体を非常に低くで
きること、およびそれに対応して電力損失が少ないこ
と、さらに少ない経費で低コストで製造できることであ
る。図３に示された設計品を製造するには、まずＰＣＢ
３６を完全に予め製作しておいてそれに全ての素子を取
付けるとよい。ボンディング・ワイヤ３９によるＰＣＢ
３６への半導体の電気的接続の代替手段として、コンタ
クトをリフロー半田付け（ソルダリング）処理を用いて
形成するいわゆるＢＧＡ設計（ボール・グリッド・アレ
イ）を用いてもよい。次いでＰＣＢ３６をリフロー処理
法を用いて抵抗３０に半田付けすればよい。ＰＣＢの底
面の金またはスズ（錫）が被着またはメッキされた半田
付け領域３５は抵抗の銅面に接続されて、図３（Ｃ）に
示された構成が得られる。
【００３５】抵抗素子３１の上に取付けられた半導体チ
ップ２３、およびプラグ４１さらに場合によってはＰＣ
Ｂ３６とともに有効な（アクティブな）抵抗素子３１の
周辺領域全体が、その組立後に、ケースを形成する例え
ば熱硬化性プラスチックまたはデュロプラスチックのよ
うなプラスチックで覆われて、露出した接続部３２の２
つの電力接続部とプラグ４１とを有するコンパクト（小
形）で機械的に安定な素子が得られる。
【００３６】図４には電流測定モジュールの別の実施形
態が示されている。図４（Ａ）は上面図であり、図４
（Ｂ）は側面図であり、いずれの場合にもケースまたは
収容手段は示されていない。そのモジュールは、図３の
実施形態の場合と同じく、抵抗３０および同じ半導体チ
ップ２３を含んでおり、さらに例えばＣＡＮプラグ４１
が設けられている。しかし、この場合、半導体チップ２
３は、図示のように半導体チップより充分大きい抵抗表
面のほぼ中央における抵抗素子３１の金属表面に、例え
ば接着剤箔（膜、フォイル）のような電気絶縁性を有し
熱伝導性の良好な接着剤４３によって、直接接着されて
いる。この場合、プラグ４１もその抵抗に接着されてい
る。ボンディング・ワイヤ４９および４９’は、好まし
くは同様に合金と銅の間の継ぎ目（遷移位置）の直ぐ近
傍において電力接続部３２への半導体チップ２３の電気
的接続を形成し、またプラグ４１への半導体チップ２３
の電気的接続を形成する。この設計の利点は、半導体と
抵抗の間の熱的結合が特に良好であり、特に少ない経費
で低コストで製造できることである。
【００３７】半導体チップ２３は、ＡＳＩＣとして、例
えば、電流測定に必要な完全な評価および信号伝送電子
回路を含んでおり、最小のスペース（数ｍｍチップ角）
に増幅回路、Ａ／Ｄ変換器およびマイクロプロセッサを
収容している。さらに、半導体チップは、公知の方法で
半導体素子（トランジスタ）として形成された特定の温
度センサを含んでおり、そのセンサが上述の熱的結合に
よって抵抗素子３１の温度を連続的に測定し、この場合
に温度補償回路として機能する例えば半導体チップのプ
ロセッサがその測定情報から電流測定信号の修正データ
を計算する。抵抗の温度係数（ＴＣ）の影響を実際上
（実質的に）小さくするその補償によって、合金タイプ
の抵抗であるために既に非常に精度の高い抵抗の測定精
度を最も高くすることができる。
【００３８】半導体チップ２３はさらに、測定抵抗の較
正（calibration）用の特定の永久記憶装置（メモ
リ）、例えばＥＥＰＲＯＭ形メモリを含んでいる。その
ために、抵抗３０を製作した後でまずその実際の値を測
定し、場合によっては温度依存性を測定して、ディジタ
ル形式で記憶する。その後、電流測定モジュールにその
抵抗を取付けた後、場合によっては図１に示された電力
供給システムに配置した後で、その実際の抵抗値は、好
ましくは制御バスＣＡＮを介して、較正データとして半
導体チップ２３に伝送されて永久記憶される。記憶され
た較正データは、抵抗に接続された測定回路を連続的に
制御するための電流モニタ動作中に、修正された測定デ
ータを生成するために使用される。それ以外の場合は、
抵抗測定に必要な較正処理は省略される。
【００３９】上述のタイプの電流測定モジュールは、
０．１〜０．５ｍΩの大きさの抵抗値を用いて構成する
ことができ、５００Ａまでの短時間電流および２００Ａ
までの連続的電流を測定することができる。測定分解能
（精度）は１４〜１６ビットであり、測定時間＜１ｍｓ
（ミリ秒）に対応して測定周波数（レート）は＞１ｋＨ
ｚである。電流測定モジュールは、電力供給電圧の全範
囲で使用でき、問題なく現在の制御モジュールに、原動
機付き輸送手段の例では例えばレギュレータ（調整器）
および安全スイッチ・オフ（消勢）装置に、一体化（統
合）することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による、電流センサを有する制
御および電力バス・システムの原理的設計構成を示す図
である。
【図２】図２は、電力供給システムの構成素子をモニタ
するための電流センサの位置を決定するための異なる好
ましい構成を示している。
【図３】図３の（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施形態であ
る図１のシステムに適した電流測定モジュールの各図で
ある。
【図４】図４の（Ａ）および（Ｂ）は、電流測定モジュ
ールの別の実施形態の図である。
【符号の説明】
１０、１１、１２ 負荷 １４、１４’ センサ ２１ 測定抵抗 ＬＢ 電力バス ＣＡＮ 制御バス μＣ マイクロコンピュータ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の負荷に対して共通の電力バスを介
    して上記複数の負荷に電流が供給され、デジタル情報お
    よび制御データ用の制御バスが複数の電子制御ユニット
    を相互に接続しかつ上記負荷に接続する電流供給システ
    ムにおいて、負荷電流がその電流に対応する測定信号を
    発生するセンサ抵抗によって測定される電流モニタ方
    法、特に輸送手段における負荷電流をモニタするための
    電流モニタ方法であって、 上記電力バスに接続された幾つかの負荷の全電流が上記
    電力バスに接続された抵抗によって測定されて、測定さ
    れた電流値に対応する測定信号が生成され、上記抵抗の
    上記電流測定信号またはこの電流測定信号から導出され
    た制御データが上記制御バスに供給されることを特徴と
    する、電流モニタ方法。
  2. 【請求項２】 上記負荷の１つがスイッチングされたと
    きに、上記電力供給システムの電子制御ユニットは、上
    記１つの負荷の機能をモニタするために上記スイッチン
    グの前後における上記抵抗（２１）によって測定された
    負荷に流れる全電流値の差を評価することを特徴とす
    る、請求項１に記載の電流モニタ方法。
  3. 【請求項３】 上記電流の差の評価を行う電子制御ユニ
    ットは、この差を、記憶された予め設定された設定値ま
    たは設定範囲と比較して、異常なずれが生じた場合は警
    報信号を発生することを特徴とする、請求項２に記載の
    電流モニタ方法。
  4. 【請求項４】 複数の負荷に対して共通の電力バスを介
    して上記複数の負荷に電流が供給され、デジタル情報お
    よび制御データ用の制御バスが複数の電子制御ユニット
    を相互に接続しかつ上記負荷に接続する電流供給システ
    ムにおいて、負荷電流がその電流に対応する測定信号を
    発生するセンサ抵抗によって測定される電流モニタ方
    法、特に輸送手段における負荷電流をモニタするための
    電流モニタ方法であって、 上記電力バスに給電するバッテリの充電電流および／ま
    たは放電電流が上記電力バスに接続された抵抗によって
    測定されて、測定された電流値に対応する測定信号が生
    成され、上記抵抗の上記電流測定信号またはこの電流測
    定信号から導出された制御データが上記制御バスに供給
    されることを特徴とする、電流モニタ方法。
  5. 【請求項５】 電流センサ抵抗（２１）として金属製測
    定抵抗が使用され、その電力接続部は上記電力バス（Ｌ
    Ｂ）中に直列に電気的に接続され、上記電力接続部に発
    生したアナログ測定電圧は、電流測定モジュール（２
    ０）として共通ケース内に上記抵抗と一体化された半導
    体チップ（２３）によってディジタル測定信号に変換さ
    れ、上記測定信号は上記共通バス（ＣＡＮ）に供給され
    ることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載
    の電流モニタ方法。
  6. 【請求項６】 抵抗合金製のプレート状素子（３１）を
    有する抵抗（２１）が電流センサとして使用され、上記
    素子の端部にプレート状の電力接続部（３２）が溶接さ
    れていることを特徴とする、請求項５に記載の電流モニ
    タ方法。
  7. 【請求項７】 電流センサ抵抗（２１）は、その実際の
    抵抗値を測定することによって得られその抵抗に接続さ
    れた半導体メモリに記憶された外部ディジタル・データ
    によって較正され、このディジタル・データは、電流モ
    ニタ動作期間中、修正された測定データを発生するよう
    上記抵抗に接続された測定回路を制御することを特徴と
    する、請求項１乃至６のいずれかに記載の電流モニタ方
    法。
  8. 【請求項８】 上記外部較正データは上記制御バス（Ｃ
    ＡＮ）を介して上記半導体メモリに伝送されることを特
    徴とする、請求項７に記載の電流モニタ方法。
  9. 【請求項９】 複数の負荷に対して共通の電力バスを介
    して上記複数の負荷に電流が供給され、デジタル情報お
    よび制御データ用の制御バスが複数の電子制御ユニット
    を相互に接続しかつ上記負荷に接続する電流供給システ
    ムにおいて、負荷電流がその電流に対応する測定信号を
    発生するセンサ抵抗によって測定される電流モニタ方
    法、特に輸送手段における負荷電流をモニタするための
    電流モニタ・システムであって、 上記抵抗は上記電力バスに直列に接続されかつこの電力
    バスに接続された幾つかの負荷と接続されていて、上記
    負荷に流れる全電流を測定し、および／または上記電力
    バスに給電するバッテリの充電電流または放電電流を測
    定して、それに対応する測定信号を発生し、上記電流測
    定信号またはこの電流測定信号から導出された制御デー
    タが上記制御バスに供給されることを特徴とする、電流
    モニタ・システム。
  10. 【請求項１０】 上記負荷の１つがスイッチングされた
    ときに、その関係する負荷の機能をモニタするために上
    記スイッチングの前後における上記抵抗（２１）によっ
    て測定された負荷に流れる全電流値の差を評価する電子
    制御手段が設けられていることを特徴とする、請求項９
    に記載の電流モニタ・システム。
  11. 【請求項１１】 複数の負荷に対して共通の電力バスを
    介して上記複数の負荷に電流が供給され、デジタル情報
    および制御データ用の制御バスが複数の電子制御ユニッ
    トを相互に接続しかつ上記負荷に接続する電流供給シス
    テムにおいて使用され、測定抵抗と、この測定抵抗の電
    圧接続部に電気的に接続された半導体素子と、さらにデ
    ィジタル電流測定信号を発生する測定回路とを具える、
    電流モニタ装置であって、 上記測定抵抗は合金製の抵抗素子からなり、上記半導体
    素子は上記抵抗素子および／またはその電力接続部の平
    坦な表面上に配置されていることを特徴とする、電流モ
    ニタ装置。
  12. 【請求項１２】 上記半導体素子（２３）は温度センサ
    を含み、この半導体素子（２３）内の温度補償回路は上
    記温度センサによって測定された上記抵抗素子（３１）
    の温度に応じて電流測定信号を修正することを特徴とす
    る、請求項１１に記載の電流モニタ装置。
  13. 【請求項１３】 上記半導体素子（２３）は抵抗合金か
    らなるプレート状の抵抗素子（３１）の一方の主表面上
    に配置されており、その両端部にプレート状の電力接続
    部（３２）が溶接されていることを特徴とする、請求項
    １１または１２に記載の電流モニタ装置。
  14. 【請求項１４】 上記半導体素子（２３）は上記抵抗素
    子（３１）の金属表面上に直接接着されており、その電
    力接続部（３２）にボンディング・ワイヤ（４９）によ
    って接続されていることを特徴とする、請求項１１乃至
    １３のいずれかに記載の電流モニタ装置。
  15. 【請求項１５】 上記半導体素子（２３）はＰＣＢ（３
    ６）の一方の側に取付られており、上記ＰＣＢはその反
    対側が上記抵抗（３０）の金属表面上に配置されていて
    その電力接続部（３２）に半田付けされていることを特
    徴とする、請求項１１乃至１３のいずれかに記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】 上記半導体素子（２３）は、Ａ／Ｄ変
    換器、増幅回路、および／または上記抵抗（３０）の測
    定信号用のマイクロプロセッサを含むことを特徴とす
    る、請求項１１乃至１５のいずれかに記載の電流モニタ
    装置。
  17. 【請求項１７】 上記制御バス（ＣＡＮ）に接続するた
    めのプラグイン式コネクタ（４１）が設けられているこ
    とを特徴とする、請求項１１乃至１６のいずれかに記載
    の電流モニタ装置。
  18. 【請求項１８】 上記プラグイン式コネクタ（４１）
    は、上記抵抗（３０）の金属表面に、または上記抵抗
    （３０）と上記半導体素子（２３）の間に配置されたＰ
    ＣＢ（３６）上に接着され、かつ上記半導体素子（２
    ３）に電気的に接続された構成素子であることを特徴と
    する、請求項１７に記載の電流モニタ装置。
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