JP2012063246A - Calibration apparatus for current sensor - Google Patents

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Nozomi Teranishi
望 寺西
Kinnosuke Itabashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calibration apparatus of a current sensor for calibrating an offset error of the current sensor.SOLUTION: The calibration apparatus of the current sensor includes: a current sensor 7 for measuring a charge and discharge current value i of a battery 1; a voltage sensor 13 for measuring a both-end voltage value V of an electric element 10 serially placed between the battery 1 and a load 6; state estimation means 17 to which the charge and discharge current value i measured by the current sensor 7 and the both-end voltage V measured by the voltage sensor 13 are inputted and which estimates an internal resistance value R of the electric element 10 on the basis of an equivalent circuit model 17A of the internal resistance of the electric element 10; and current calculation means 17 for calculating a current estimation value I from the internal resistance value R estimated in the state estimation means 17 and the voltage value V detected by the voltage sensor to define a result as a calibrated current value of the current sensor 7.

Description

本発明は、電気自動車のバッテリなどの充放電電流を検出する電流センサの校正装置に関する。   The present invention relates to a calibration device for a current sensor that detects a charge / discharge current of a battery of an electric vehicle or the like.

たとえば、電気自動車やハイブリッド電気自動車などでは、これらの車両を駆動するのに用いられる電気モータへ電力を供給(放電)したり、制動時のエネルギを発電機として機能させる電気モータから、あるいは地上に設置した電源から充電して電気エネルギを蓄積したりするため、リチャージャブル・バッテリ(二次電池)が用いられる。   For example, in an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, electric power is supplied (discharged) to an electric motor used to drive these vehicles, or an electric motor that causes braking energy to function as a generator or on the ground. A rechargeable battery (secondary battery) is used to store electric energy by charging from an installed power source.

この場合、長期にわたってバッテリを最適な状態に保ち、また電気モータを最適に制御するためには、バッテリの充放電電流を電流センサで常に精度よくモニタする必要がある。
この電流センサとしては、電気自動車等のように充放電される電流の変化が大きい場合には、ホール効果を利用した電流センサがよく用いられる。
このような電流センサでは、一般的に、バッテリの電流が流れていない(すなわち、電流=0アンペア)にもかかわらず、電流の検出値が一定電流分オフセットしてしまい、その分誤差が生じることが多々ある。
In this case, in order to keep the battery in an optimum state for a long period of time and to optimally control the electric motor, it is necessary to constantly monitor the charge / discharge current of the battery with a current sensor.
As this current sensor, a current sensor using the Hall effect is often used when a change in current charged / discharged is large as in an electric vehicle or the like.
In such a current sensor, in general, although the battery current does not flow (that is, current = 0 ampere), the detected current value is offset by a constant current, and an error is generated accordingly. There are many.

そこで、従来から上記電流センサのオフセット誤差を低減して、電流検出値の精度を上げる試みがなされている。
そのうちの一つは、バッテリの充電が行われていない状態でイグニッション・キーがOFFにされた直後に、車載の電子制御ユニット相互間でLAN(Local Area Network)上における多重通信が行われていない状態のとき検出した電流検出値と、バッテリと電子制御ユニットを含む負荷間の電源供給ライン上を流れる電流がゼロであるときの電流センサの出力に関する、予め定めた標準特性における電流センサの出力と、の差分を、オフセット誤差の調整分として決定し記憶して次回のイグニッション・キーON時に利用するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, attempts have been made to increase the accuracy of the current detection value by reducing the offset error of the current sensor.
One of them is that multiplex communication on the LAN (Local Area Network) is not performed between the vehicle-mounted electronic control units immediately after the ignition key is turned off while the battery is not charged. The current detection value detected in the state and the output of the current sensor in a predetermined standard characteristic regarding the output of the current sensor when the current flowing on the power supply line between the load including the battery and the electronic control unit is zero; Is determined and stored as an offset error adjustment, and is used when the ignition key is turned on next time (see, for example, Patent Document 1).

また、他の装置として、バッテリと直列接続した電流検出抵抗(いわゆるシャント抵抗)と、この抵抗の両端電圧を増幅するアンプと、このアンプの出力電圧でバッテリに流れる電流を検出する主電流センサの測定値を補正する演算回路と、を備えた補正回路を有し、アンプの出力電圧が設定電圧となるような状態において、補正回路がアンプの出力電圧から電流検出抵抗に流れる電流を演算し、この演算値と主電流センサの検出電流値とを比較して主電流センサの測定値を補正するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。   As another device, there are a current detection resistor (so-called shunt resistor) connected in series with the battery, an amplifier that amplifies the voltage across the resistor, and a main current sensor that detects the current flowing through the battery with the output voltage of the amplifier. And a correction circuit having a calculation circuit for correcting the measurement value, and in a state where the output voltage of the amplifier becomes a set voltage, the correction circuit calculates the current flowing from the output voltage of the amplifier to the current detection resistor, A device that corrects the measured value of the main current sensor by comparing the calculated value and the detected current value of the main current sensor is known (for example, see Patent Document 2).

特開2004−325235号公報JP 2004-325235 A 特許第3691364号Japanese Patent No. 3691364

しかしながら、上記従来の電流センサの校正装置には以下に説明するような問題がある。
まず、前者の電流センサの校正装置にあっては、イグニッション・キーOFF時における特定条件のときのみしか電流センサの誤差を補正できないので、車両走行中や充電中にもその時々で変化する電流センサのオフセット誤差の補正には十分対応できず、検出精度の低下を避けることができないといった問題がある。
However, the conventional current sensor calibration apparatus has the following problems.
First, in the former current sensor calibration device, the current sensor error can be corrected only under specific conditions when the ignition key is OFF. However, there is a problem that the offset error cannot be sufficiently corrected, and a decrease in detection accuracy cannot be avoided.

また、後者の電流センサの校正装置にあっては、電流検出抵抗を新たに別途追加する必要がある上、抵抗は使用時間の経過にともなって温度上昇が生じるので、これに起因した電流検出抵抗の内部抵抗の変化を考慮した補正を行わなければならず、その校正が複雑になるといった問題がある。   In the latter current sensor calibration device, it is necessary to add a new current detection resistor, and the temperature of the resistor increases with the passage of time. Therefore, there is a problem in that the correction is complicated in consideration of the change in the internal resistance of the device.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、シャント抵抗等を別途追加することなく、走行中や充電中にあってもその都度変化する電流センサのオフセット誤差がより少なくなるように、電流センサで測定した充放電電流を校正することができる電流センサの校正装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to offset the current sensor offset error that changes each time during running or charging without adding a shunt resistor or the like separately. An object of the present invention is to provide a calibration device for a current sensor that can calibrate the charge / discharge current measured by the current sensor so as to reduce the current.

この目的のため本発明による電流センサの校正装置は、
バッテリの充放電電流値を測定する電流センサと、
バッテリと負荷との間との間に直列配置された電気要素の両端電圧値を測定する電圧センサと、
電流センサで測定した充放電電流値と電圧センサで測定した両端電圧が入力されて、電気要素の内部抵抗の等価回路モデルに基づき電気要素の内部抵抗値を推定する状態推定手段と、
状態推定手段で推定した内部抵抗値と電圧センサで検出した両端電圧値とから電流センサの電流校正値を算出する電流算出手段と、
を備えたことを特徴とする。
For this purpose, the current sensor calibration device according to the present invention comprises:
A current sensor for measuring the charge / discharge current value of the battery;
A voltage sensor for measuring a voltage value across an electric element arranged in series between the battery and the load;
A state estimating means for inputting the charge / discharge current value measured by the current sensor and the both-end voltage measured by the voltage sensor, and estimating the internal resistance value of the electric element based on an equivalent circuit model of the internal resistance of the electric element;
Current calculating means for calculating a current calibration value of the current sensor from the internal resistance value estimated by the state estimating means and the voltage values detected by the voltage sensor;
It is provided with.

本発明の電流センサの校正装置にあっては、電気要素の内部抵抗の等価回路モデルを用いて電流センサで測定した充放電電流値と電圧センサで測定した両端電圧から内部抵抗値を推定し、この値で、電気要素の両端電圧の測定値を割って電流校正値を得るようにしたので、もともと必要であった電気要素を用いることでシャント抵抗等を別途追加することなく、また、走行中や充電中にあっても、その都度変化する電流センサのオフセット誤差がより少なくなるように電流センサで測定した充放電電流を校正することができる。   In the current sensor calibration apparatus according to the present invention, the internal resistance value is estimated from the charge / discharge current value measured by the current sensor and the both-end voltage measured by the voltage sensor using the equivalent circuit model of the internal resistance of the electric element, Since this value is used to divide the measured value of the voltage across the electrical element to obtain the current calibration value, using the electrical element that was originally required, without adding a shunt resistor, etc. Even during charging or charging, the charge / discharge current measured by the current sensor can be calibrated so that the offset error of the current sensor that changes each time becomes smaller.

本発明の実施例1の電流センサの校正装置を有するバッテリ・コントローラと、バッテリや電気モータ等の周辺装置と、からなる電気自動車等の車両用電気回路を示す図である。It is a figure which shows the electric circuit for vehicles, such as an electric vehicle which consists of battery controllers which have the calibration apparatus of the current sensor of Example 1 of this invention, and peripheral devices, such as a battery and an electric motor. 実施例1の電流センサの校正装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the calibration apparatus of the current sensor of Example 1. FIG. 図2電流センサの校正装置で用いるヒューズの内部抵抗等価回路モデルを示す図である。2 is a diagram showing an internal resistance equivalent circuit model of the fuse used in the calibration device of the current sensor. 図2の電流センサの校正装置を校正する等価回路パラメータ推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the equivalent circuit parameter estimation part which calibrates the calibration apparatus of the current sensor of FIG. バッテリの充放電電流、ヒューズの両端電圧、実施例1の電流センサの校正装置で電流校正を行って得たバッテリの充電率の関係について、シミュレーションを行った結果を、時系列的に示す図であり、(a)はバッテリの充放電電流の変動を示す図、(b)はヒューズの両端電圧の変動を示す図、(c)は充電率の変動を示す図である。The figure which shows the result of having performed simulation about the relationship between the charging / discharging current of a battery, the both-ends voltage of a fuse, and the charging rate of the battery obtained by calibrating current with the current sensor calibration apparatus of Example 1 in time series. FIG. 4A is a diagram showing fluctuations in the charge / discharge current of the battery, FIG. 4B is a diagram showing fluctuations in the voltage across the fuse, and FIG. 4C is a diagram showing fluctuations in the charging rate. 実施例1の電流センサの校正装置で実行される電流補正処理および電流センサ故障診断処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flow of current correction processing and current sensor failure diagnosis processing executed by the current sensor calibration apparatus according to the first embodiment. 本発明の第2実施例の電流センサの校正装置で用いる等価回路パラメータ推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the equivalent circuit parameter estimation part used with the calibration apparatus of the current sensor of 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例の電流センサの校正装置で実行される電流補正および電流センサ故障診断処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the electric current correction | amendment and electric current sensor failure diagnostic processing which are performed with the calibration apparatus of the electric current sensor of 3rd Example of this invention. オフセット補正なしの従来技術の電流センサを用いた場合の電流値および充電率の特性を示す図であり、(a)はオフセット誤差を含んだ電流値の変化を示す図、(b)はその電流を用いて得た充電率の変化を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the electric current value at the time of using the current sensor of a prior art without offset correction | amendment, and a charging rate, (a) is a figure which shows the change of the electric current value containing an offset error, (b) is the electric current. It is a figure which shows the change of the charging rate obtained using this.

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.

以下、本発明の実施例1を、添付図面に基づき詳細に説明する。
図1に、実施例1の電流センサの校正装置およびこの装置が接続される機器との構成関係を示す。
本実施例では、電流センサの校正装置は、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両に用いられる。
Hereinafter, Example 1 of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the structural relationship between the current sensor calibration apparatus of Example 1 and the equipment to which the apparatus is connected.
In the present embodiment, the current sensor calibration device is used in vehicles such as electric vehicles and hybrid electric vehicles.

同図に示すように、バッテリ1は、バッテリ・コントローラ2により常時モニタ、制御される。
バッテリ1には、これを充電するための充電器3、ブレーカ4、インバータ5および電気モータ6が接続されており、車両走行時には、インバータ5で電気モータ6へ供給する駆動電力を制御し、車両制動時には電気モータ6を発電機として機能させ制動エネルギの一部を電気エネルギとして回収しバッテリ2へ充電している。この制動時の回生は必ずしも必要ではない。
As shown in the figure, the battery 1 is constantly monitored and controlled by the battery controller 2.
The battery 1 is connected to a charger 3, a breaker 4, an inverter 5 and an electric motor 6 for charging the battery 1. When the vehicle travels, the drive power supplied to the electric motor 6 is controlled by the inverter 5. At the time of braking, the electric motor 6 functions as a generator, a part of braking energy is collected as electric energy, and the battery 2 is charged. This regeneration during braking is not always necessary.

バッテリ1の正極端子と充電器3の正極端子との間には、バッテリ1の充放電電流iを測定する電流センサ7の他に、リレー9およびヒューズ10が直列接続されるとともに、バッテリ1の両端子間には、バッテリ1の端子電圧vを測定する電圧センサ8が接続される。また、バッテリ1の陰極端子と充電器3の負極端子との間には、リレー11が接続される。
さらに、充電器3と電気モータ6との間にはブレーカ4とインバータ5が接続される。
Between the positive terminal of the battery 1 and the positive terminal of the charger 3, a relay 9 and a fuse 10 are connected in series in addition to the current sensor 7 that measures the charge / discharge current i of the battery 1. A voltage sensor 8 for measuring the terminal voltage v of the battery 1 is connected between both terminals. A relay 11 is connected between the cathode terminal of the battery 1 and the negative terminal of the charger 3.
Further, a breaker 4 and an inverter 5 are connected between the charger 3 and the electric motor 6.

リレー9にはこの両端の電圧を測定する電圧センサ12が、またヒューズ10にはこの両端の電圧を測定する電圧センサ13が、またリレー11にはこの両端の電圧を測定する電圧センサ16が必要に応じて設けられ、これらで測定した電圧値はバッテリ・コントローラ2へ入力される。
同様に、ブレーカ4には、この正極側の両端端子間における電圧を測定する電圧センサ14が、また負極側の両端端子間における電圧を測定する電圧センサ15が必要に応じて設けられ、これらでそれぞれ測定した電圧値はバッテリ・コントローラ2へ入力される。
The relay 9 requires a voltage sensor 12 for measuring the voltage at both ends, the fuse 10 requires a voltage sensor 13 for measuring the voltage at both ends, and the relay 11 requires a voltage sensor 16 for measuring the voltage at both ends. The voltage value measured by these is input to the battery controller 2.
Similarly, the breaker 4 is provided with a voltage sensor 14 for measuring a voltage between both terminals on the positive electrode side, and a voltage sensor 15 for measuring a voltage between both terminals on the negative electrode side, as necessary. Each measured voltage value is input to the battery controller 2.

上記電圧センサ12〜16の設定は以下のように行う。すなわち、電圧センサ12〜16のうち、必須のセンサとしてはバッテリ・コントローラ2の状態推定部17(図2参照)で利用する等価回路モデル17A(図2参照)の内部抵抗の両端間の電圧を測定する電圧センサのみでよい。
したがって、本実施例では、ヒューズ10のみを等価回路モデルの対象とするので、上記電圧センサ12〜16のうち電圧センサ13のみあれば良く、他の電圧センサは必ずしも必要ではない。ここでは、他の要素を対象とする場合も可能なので、便宜上すべてについて電圧センサを設定した場合を描いてある。
なお、リレー9,11、ヒューズ10およびブレーカ4は、本発明の内部抵抗を有する電気要素に相当する。
The voltage sensors 12 to 16 are set as follows. That is, among the voltage sensors 12-16, as an essential sensor, the voltage between both ends of the internal resistance of the equivalent circuit model 17A (see FIG. 2) used in the state estimation unit 17 (see FIG. 2) of the battery controller 2 is used. Only the voltage sensor to be measured is required.
Therefore, in the present embodiment, only the fuse 10 is the target of the equivalent circuit model, so that only the voltage sensor 13 among the voltage sensors 12 to 16 is sufficient, and other voltage sensors are not necessarily required. Here, since it is possible to target other elements, the case where voltage sensors are set for all is shown for convenience.
Relays 9 and 11, fuse 10 and breaker 4 correspond to electrical elements having an internal resistance of the present invention.

本実施例に関係する電気回路は上記のように構成されるが、以下にこの主な構成要素につき、より詳細に説明する。
まず、バッテリ1は、リチャージャブル・バッテリ(二次電池)で構成し、本実施例にあっては、セルを多数組み合わせたリチウム・イオン・バッテリ・パックを用いるが、これに限られることはなく、ニッケル・水素バッテリ等、他の種類のバッテリを用いてもよいことは言うまでもない。
The electric circuit related to the present embodiment is configured as described above, and the main components will be described in detail below.
First, the battery 1 is composed of a rechargeable battery (secondary battery). In this embodiment, a lithium ion battery pack in which a number of cells are combined is used, but the present invention is not limited to this. It goes without saying that other types of batteries such as nickel-hydrogen batteries may be used.

電流センサ7は、バッテリ1の充放電電流を測定するものであって、本実施例では一種の電流磁気効果であるホール効果を利用した電流センサを用いることにより、電気モータ6へ供給される電流が大きく変動してもこれを測定できるようにする。
一方、電圧センサ8は、バッテリ1バッテリ1の端子間の電圧を検出する。
The current sensor 7 measures the charge / discharge current of the battery 1. In this embodiment, the current sensor 7 uses a current sensor that uses the Hall effect, which is a kind of current magnetic effect. This makes it possible to measure even if fluctuates greatly.
On the other hand, the voltage sensor 8 detects the voltage between the terminals of the battery 1 and the battery 1.

リレー9,11とヒューズ10は、ジャンクション・ボックスを構成する。リレー9,11は、小さな電気でバッテリ1からの大きな電力の供給、遮断の切り替えを行うために用いられる。   The relays 9 and 11 and the fuse 10 constitute a junction box. The relays 9 and 11 are used for switching between supply and interruption of large electric power from the battery 1 with small electricity.

リレーをONにする際にインバータ5の図示しない平滑コンデンサへの突入電流を抑えるため、一時的に抵抗を介して電流を供給し平滑コンデンサの電圧が十分上昇してから、短絡するといったシーケンス制御を行う。この抵抗としては、本実施例では、異常時に回路を遮断するヒューズ10が用いられ、このヒューズ10は、本実施例では、その内部抵抗値がR(オーム)である図3の等価回路モデルとして表わされる。   In order to suppress the inrush current to the smoothing capacitor (not shown) of the inverter 5 when turning on the relay, sequence control is performed such that a current is temporarily supplied via a resistor and the voltage of the smoothing capacitor is sufficiently increased and then short-circuited. Do. As this resistance, in this embodiment, a fuse 10 that cuts off the circuit in the event of an abnormality is used. In this embodiment, the fuse 10 is an equivalent circuit model of FIG. 3 whose internal resistance value is R (ohms). Represented.

充電器3は、車両外の充電設備(図示せず)に接続されて、たとえば定電流・定電圧充電方式などにより、電力を供給してバッテリ1を充電するものである。
ブレーカ4は、バッテリ1から許容量以上の電流が流れたりした場合に、回路を電気的に遮断し安全を確保するものである。
The charger 3 is connected to a charging facility (not shown) outside the vehicle, and charges the battery 1 by supplying power by, for example, a constant current / constant voltage charging method.
The breaker 4 ensures safety by electrically interrupting the circuit when a current exceeding an allowable amount flows from the battery 1.

インバータ5は、電力変換器であり、バッテリ1からの直流電力を、パルス幅変調(PWM)制御などにより交流の電気モータ6を駆動する三相交流電力に変換して電気モータ6に供給するものである。インバータ5は、図示しないインバータ・コントローラにより、このコントローラに入力されるアクセル・ペダル踏み込み量や車両速度などの情報に応じて、その出力電力を決定する。   The inverter 5 is a power converter that converts the DC power from the battery 1 into three-phase AC power for driving the AC electric motor 6 by pulse width modulation (PWM) control or the like and supplies it to the electric motor 6. It is. The inverter 5 determines its output power by an inverter controller (not shown) in accordance with information such as the accelerator pedal depression amount and the vehicle speed input to the controller.

電気モータ6は、本実施例では、希土類永久磁石を用いた永久磁石同期モータが使用され、インバータ5からの交流電力で駆動される。なお、電気モータは、本発明の負荷に相当する。   In this embodiment, the electric motor 6 is a permanent magnet synchronous motor using a rare earth permanent magnet, and is driven by AC power from the inverter 5. The electric motor corresponds to the load of the present invention.

バッテリ・コントローラ2は、車載のマイクロ・コンピュータで構成され、電流センサ7、電圧センサ8,12〜16などからの各種の情報信号が入力されて、バッテリ1のセルごと、あるいは複数のセルの温度、電圧、電流を常時モニタしてバッテリ・マネージメントを行っている。   The battery controller 2 is composed of an in-vehicle microcomputer, and receives various information signals from the current sensor 7 and the voltage sensors 8 and 12 to 16 for each cell of the battery 1 or the temperature of a plurality of cells. Battery management is performed by constantly monitoring voltage and current.

バッテリ・コントローラ2は、本実施例の電流センサの校正装置を有しており、その構成とその信号の流れを図2のブロック線図に示す。
同図に示すように、電流センサの校正装置は、状態推定部17と、電流算出部19と、電流センサ・オフセット誤差算出部20と、電流センサ異常判定部21と、を有する。
The battery controller 2 has the current sensor calibration device of this embodiment, and its configuration and signal flow are shown in the block diagram of FIG.
As shown in the figure, the current sensor calibration apparatus includes a state estimation unit 17, a current calculation unit 19, a current sensor / offset error calculation unit 20, and a current sensor abnormality determination unit 21.

状態推定部17は、図3に示すような、ヒューズ10の内部抵抗等価回路モデル17Aと、等価回路パラメータ推定部17Bと、を備えている。なお、状態推定部17は、本発明の状態推定手段に相当する。   The state estimation unit 17 includes an internal resistance equivalent circuit model 17A of the fuse 10 and an equivalent circuit parameter estimation unit 17B as shown in FIG. The state estimation unit 17 corresponds to the state estimation unit of the present invention.

等価回路パラメータ推定部17Bは、内部抵抗平均化処理部18や図4の適応機構23を有する。等価回路パラメータ推定部17B、内部抵抗平均化処理部18は、それぞれ本発明の等価回路パラメータ推定手段、内部抵抗平均化処理手段に相当する。   The equivalent circuit parameter estimation unit 17B includes the internal resistance averaging processing unit 18 and the adaptation mechanism 23 of FIG. The equivalent circuit parameter estimation unit 17B and the internal resistance averaging processing unit 18 correspond to equivalent circuit parameter estimation means and internal resistance averaging processing means of the present invention, respectively.

等価回路パラメータ推定部17Bでは、図4に示すように、実際のヒューズ10とこのヒューズ10の内部抵抗等価回路モデル17Aとに、電流センサ7から電流値i(k)が入力され、ヒューズ10の電圧センサ13で測定した電圧測定値V(k)と、等価回路モデル17Aで推定された、出力としての電圧推定値V(k)^とが減算器24で比較され、これらの誤差ε(k)が算出される。なお、上記記号中、上方の添え字^は、推定を表わすが、図面上と異なり明細書中では便宜上、右にずらして記載する。また、kは、サンプリングの順番番号(時刻ステップ)を、したがって、i(k)はk番目の電流値を、V(k)はk番目の電圧測定値を、V(k)^はk番目の電圧推定値を、それぞれ表わす。   As shown in FIG. 4, the equivalent circuit parameter estimation unit 17 </ b> B receives the current value i (k) from the current sensor 7 to the actual fuse 10 and the internal resistance equivalent circuit model 17 </ b> A of the fuse 10. The voltage measurement value V (k) measured by the voltage sensor 13 and the estimated voltage value V (k) ^ as an output estimated by the equivalent circuit model 17A are compared by the subtractor 24, and these errors ε (k ) Is calculated. In the above symbols, the upper subscript ^ represents estimation, but is shifted to the right for convenience in the specification, unlike the drawings. Also, k is the sampling sequence number (time step), i (k) is the kth current value, V (k) is the kth voltage measurement, and V (k) ^ is the kth. Represents the estimated voltage values.

そして、適応機構23では、上記誤差ε(k)があれば、これにフィードバック・ゲインL(k)をかけて等価回路モデル17Aへフィードバックし、誤差ε(k)が最小になるように等価回路モデル17Aを修正する。このようにして等価回路モデル17Aを用いることで、状態量としてのパラメータRを求めることができる。
ここでは、カルマン・フィルタや逐次最小二乗法などを用いて逐次計算を行うが、ヒューズ10の内部抵抗Rは小さいので、推定精度を上げるべく比較的大きな電流で内部抵抗Rの推定を行うようにする。
The adaptive mechanism 23 multiplies the error ε (k) by a feedback gain L (k) and feeds it back to the equivalent circuit model 17A so that the error ε (k) is minimized. Modify model 17A. By using the equivalent circuit model 17A in this way, the parameter R as the state quantity can be obtained.
Here, sequential calculation is performed using a Kalman filter, a sequential least square method, or the like, but since the internal resistance R of the fuse 10 is small, the internal resistance R is estimated with a relatively large current in order to increase the estimation accuracy. To do.

そこで、図5(a)に示すように、プラス側の第1閾値i1より大きいプラス側電流とマイナス側の第2閾値i2より小さいマイナス側電流が測定されたときだけに、これら閾値を超えたプラス側、マイナス側電流を検出したときに測定されたヒューズ10の両端電圧におけるプラス側電圧とマイナス側電圧(これらを図5(b)に示す)を用いて、電圧値を電流値で割ることにより、パラメータとしてプラス側抵抗値R(+)とマイナス側抵抗値R(-)の両方をそれぞれ推定する。
ここで、プラス側の第1閾値i1と第2閾値i2とは、絶対値が同じで符号が異なる値に設定してある。なお、図5(a)では電流真値を点線で、オフセット誤差がある電流を実線で示してある。同図では、オフセット誤差が真値より高めの状態が例示されているが、オフセット誤差が真値より低めになることはもちろんあり得る。
Therefore, as shown in FIG. 5 (a), these threshold values are set only when a positive current larger than the first positive threshold value i1 and a negative current smaller than the second negative threshold value i2 are measured. Using the positive side voltage and the negative side voltage (these are shown in FIG. 5B) of the voltage across the fuse 10 measured when the excess positive and negative currents are detected, the voltage value is expressed as a current value. By dividing, both the positive resistance value R (+) and the negative resistance value R (−) are estimated as parameters.
Here, the first threshold value i 1 and the second threshold value i 2 on the plus side are set to values having the same absolute value but different signs. In FIG. 5A, the true current value is indicated by a dotted line, and the current having an offset error is indicated by a solid line. In the figure, the state in which the offset error is higher than the true value is illustrated, but it is of course possible that the offset error is lower than the true value.

内部抵抗平均化処理部18は、等価回路パラメータ推定部17Bで推定したパラメータ、すなわちプラス側抵抗値R(+)とマイナス側抵抗値R(-)が入力され、これらの平均化処理を行うことで内部抵抗Rを得る。
ここで、平均化処理を行うのは、電流iがプラス側にオフセットしていた場合にはプラス側の電流値はその真値より大きめになるので、その場合の内部抵抗R(+)は電圧/電流であるから真値より小さくなる。また、この場合、逆に、マイナス側の電流は小さくなり、推定した内部抵抗R(-)は大きくなることになる。したがって、これらを平均化してオフセット量を打ち消す必要があるため、平均化処理を行うようにしている。電流iがマイナス側にオフセットしていた場合も同様である。
The internal resistance averaging processing unit 18 receives the parameters estimated by the equivalent circuit parameter estimation unit 17B, that is, the plus side resistance value R (+) and the minus side resistance value R (−), and performs the averaging process. To obtain the internal resistance R.
Here, the averaging process is performed because if the current i is offset to the plus side, the current value on the plus side is larger than its true value, so the internal resistance R (+) in that case is the voltage / Because it is current, it will be smaller than the true value. In this case, conversely, the current on the negative side decreases, and the estimated internal resistance R (−) increases. Therefore, since it is necessary to average these and cancel the offset amount, the averaging process is performed. The same applies when the current i is offset to the negative side.

内部抵抗平均化処理部18で得られた推定抵抗値Rは、電流算出部19に入力され、ここで、同じく電圧センサ13で測定したヒューズ電圧測定値VFUSEを推定抵抗値Rで除算することにより電流推定値Iを得る。この電流推定値Iは、電流センサ7のオフセット誤差を取り除いた電流センサ7の電流校正値(真値に近い推測値)として扱われ、電流センサ・オフセット誤差算出部20へ入力される。なお、電流算出部19は、本発明の電流算出手段に相当する。 The estimated resistance value R obtained by the internal resistance averaging processing unit 18 is input to the current calculation unit 19 where the fuse voltage measurement value V FUSE measured by the voltage sensor 13 is divided by the estimated resistance value R. To obtain an estimated current value I. This estimated current value I is treated as a current calibration value (estimated value close to a true value) of the current sensor 7 from which the offset error of the current sensor 7 is removed, and is input to the current sensor / offset error calculation unit 20. The current calculation unit 19 corresponds to the current calculation unit of the present invention.

電流センサ・オフセット誤差算出部20には、電流センサ7からの電流測定値iと電流算出部19で得た電流推定値Iとが入力され、ここでそれらの差が算出されて電流センサ7のオフセット量IOFFSETとされる。このオフセット量IOFFSETは電流センサ異常判定部21に入力される。 The current sensor / offset error calculation unit 20 receives the current measurement value i from the current sensor 7 and the current estimation value I obtained by the current calculation unit 19. The offset amount is I OFFSET . This offset amount I OFFSET is input to the current sensor abnormality determination unit 21.

電流センサ異常判定部21では、入力されたオフセット量IOFFSETが通常、正常な電流センサ7で生じるオフセット量の範囲内に入っているか否かを判定する。算出された上記オフセット量IOFFSETがこの範囲に入っていれば、電流センサ7は正常に機能していると判定するが、入っていなければ電流センサ7に異常があると判定し、電流センサ異常フラグFAの信号を出力して、バッテリ・コントローラ2で対応可能とする。なお、電流センサ異常判定部21は、本発明の電流センサ異常判定手段に相当する。 The current sensor abnormality determination unit 21 determines whether or not the input offset amount I OFFSET is normally within the range of the offset amount generated by the normal current sensor 7. If the calculated offset amount I OFFSET is within this range, it is determined that the current sensor 7 is functioning normally, but if it is not, it is determined that the current sensor 7 is abnormal and the current sensor is abnormal. The signal of the flag FA is output so that the battery controller 2 can cope with it. The current sensor abnormality determination unit 21 corresponds to a current sensor abnormality determination unit of the present invention.

上記のように構成した電流センサ7の校正装置で実行される、電流の校正および電流センサ7の異常判定処理の流れを示すフローチャートを図6に示す。
同図において、図示しないイグニッション・キーがONにされると、ステップS1で電流センサ7と電圧センサ8、13等から電流値iや電圧値V、VFUSEなどがバッテリ・コントローラ2に読み込まれる。次いで、ステップS2で示すように、車両の走行が開始されると、ステップS3へと進む。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of current calibration and abnormality determination processing of the current sensor 7 executed by the calibration device for the current sensor 7 configured as described above.
In the figure, when an ignition key (not shown) is turned ON, the current value i, voltage value V, V FUSE, etc. are read into the battery controller 2 from the current sensor 7 and the voltage sensors 8 and 13 in step S1. Next, as shown in step S2, when the vehicle starts to travel, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、状態推定部17で、電流センサ7から読み込んだ電流iが閾値を超えたか否か、すなわち、プラス側の電流が第1閾値iより大きいか否かおよびマイナス側の電流が第2閾値iより小さいか否かが判定される。この判定結果がYESであればステップS4へ進み、NOであればステップS3へ戻る。 In step S3, a state estimating unit 17, whether the current i read from the current sensor 7 exceeds a threshold value, i.e., a current of the positive side of the current first threshold value i 1 larger and whether minus side first 2 threshold i 2 is smaller than or not is determined. If this determination result is YES, the process proceeds to step S4, and if NO, the process returns to step S3.

ステップS4では上記閾値を超えた電流の符号がプラスであるか否かを判定する。判定結果がYESであればステップS5へ進み、判定結果がNOであればステップS6へ進む。   In step S4, it is determined whether or not the sign of the current exceeding the threshold is positive. If the determination result is YES, the process proceeds to step S5, and if the determination result is NO, the process proceeds to step S6.

ステップS5では、等価パラメータ推定部17Bにて、第1閾値iを超えたプラス側の電流測定値i(+)と、電圧センサ13で測定したヒューズ電圧測定値VFUSEと、を用いて等価回路モデル17Aのパラメータ推定を逐次行い、プラス側の抵抗値R(+)を推定する。次いで、ステップS7へ進む。 In step S5, the equivalent parameter estimation unit 17B uses the plus current measurement value i (+) exceeding the first threshold i 1 and the fuse voltage measurement value V FUSE measured by the voltage sensor 13 to perform the equivalent. The parameter estimation of the circuit model 17A is sequentially performed, and the resistance value R (+) on the plus side is estimated. Next, the process proceeds to step S7.

同様に、ステップS6においても、等価パラメータ推定部17Bにて、第2閾値iを超えたマイナス側の電流測定値i(-)と、電圧センサ13で測定したヒューズ電圧測定値VFUSEと、を用いて等価回路モデル17Aのパラメータ推定を逐次行い、マイナス側の抵抗値R(-)を推定する。次いで、ステップS7へ進む。 Similarly, in step S6, at the equivalent parameter estimating unit 17B, the measured current value on the negative side exceeding the second threshold value i 2 i (-) and a fuse voltage measurements V FUSE measured by voltage sensor 13, Is used to sequentially estimate the parameters of the equivalent circuit model 17A and estimate the negative resistance value R (-). Next, the process proceeds to step S7.

ステップS7では、内部抵抗平均化処理部18で、上記のようにして推定したプラス側の抵抗値R(+)とマイナス側の抵抗値R(-)とからこれらの平均化処理を行い、今回のヒューズ10の内部抵抗Rを算出する。次いで、ステップS8に進む。   In step S7, the internal resistance averaging processing unit 18 performs an averaging process on the positive resistance value R (+) and the negative resistance value R (-) estimated as described above. The internal resistance R of the fuse 10 is calculated. Next, the process proceeds to step S8.

ステップS8では、前回の走行時に算出した内部抵抗値と今回の走行時に算出した内部抵抗値との平均化処理を行って、この値をヒューズ10の内部抵抗値Rとする。そいて、ステップS9に進む。   In step S8, the internal resistance value calculated during the previous run and the internal resistance value calculated during the current run are averaged, and this value is used as the internal resistance value R of the fuse 10. Then, it progresses to step S9.

ステップS9では、電流算出部19で、ステップS8で算出した内部抵抗値Rと電圧センサ13で測定したヒューズ電圧測定値VFUSEとを用いて、電流=電圧/抵抗の関係から、電流推定値Iを算出する。この値は電流校正値とされ、電流センサ7のオフセット誤差が小さくなるようにした、バッテリ1の充放電電流の真値に近いものとなる。次いで、ステップS10へ進む。 In step S9, the current calculation unit 19 uses the internal resistance value R calculated in step S8 and the fuse voltage measurement value V FUSE measured by the voltage sensor 13 to calculate the current estimated value I from the relationship of current = voltage / resistance. Is calculated. This value is a current calibration value, and is close to the true value of the charge / discharge current of the battery 1 in which the offset error of the current sensor 7 is reduced. Next, the process proceeds to step S10.

ステップS10では、電流センサ・オフセット誤差算出部20で、電流センサ7で測定された電流測定値iから電流算出部19で得た電流推定値Iを減算することで、電流センサ7のオフセット量IOFFSETを算出する。そして、電流センサ異常判定部21にて、電流センサ・オフセット誤差算出部20で算出したオフセット量IOFFSETが所定範囲(あらかじめ実験で正常な電流センサが取りうるオフセット量の範囲)内にあるか否かを判定する。この範囲以内にあれば、電流センサ7は正常であると判定し、この範囲外であれば電流センサ7は異常であるとして、電流センサ異常フラッグFAを立て、このフラグ信号を出力する。次いで、ステップS11へ進む。 In step S10, the current sensor / offset error calculation unit 20 subtracts the estimated current value I obtained by the current calculation unit 19 from the current measurement value i measured by the current sensor 7, thereby obtaining the offset amount I of the current sensor 7. Calculate OFFSET . Whether or not the offset amount I OFFSET calculated by the current sensor / offset error calculation unit 20 is within a predetermined range (a range of offset amounts that can be taken by a normal current sensor in advance) in the current sensor abnormality determination unit 21. Determine whether. If it is within this range, it is determined that the current sensor 7 is normal. If it is outside this range, it is determined that the current sensor 7 is abnormal, the current sensor abnormal flag FA is set, and this flag signal is output. Next, the process proceeds to step S11.

ステップS11では、バッテリ1の校正装置が、車速センサから得た車速信号から車両が停止しているか否かを検出する。判定結果がYESであればステップS12へ進み、判定結果がNOであれば、ステップS3へ戻る。   In step S11, the calibration device for the battery 1 detects whether or not the vehicle is stopped from the vehicle speed signal obtained from the vehicle speed sensor. If the determination result is YES, the process proceeds to step S12, and if the determination result is NO, the process returns to step S3.

ステップS12では、バッテリ・コントローラ2のメモリに、推定した内部抵抗Rを記録して処理を終える。この記憶された内部抵抗Rは、次回の車両発進の際に用いられる。   In step S12, the estimated internal resistance R is recorded in the memory of the battery controller 2, and the process ends. The stored internal resistance R is used when the vehicle starts next time.

上記のようにして、実施例1の電流センサ7の校正装置にあっては、電流センサ7のオフセット誤差を抑制した電流推定値Iを得ることができ、またこのオフセット量から電流センサ7の正常・異常を判定できる。   As described above, in the calibration device for the current sensor 7 according to the first embodiment, the estimated current value I with the offset error of the current sensor 7 suppressed can be obtained, and the normality of the current sensor 7 can be obtained from this offset amount.・ Determine abnormalities.

図5(c)に、電流センサ7の電流測定値が同図(a)で示すように時間的に変動した場合の充電率真値SOCTRUEと、電流センサ7のオフセット誤差補正なしの場合の充電率SOCNOOFと、本実施例の校正装置でオフセット量を低減した場合の充電率SOCCOMPとを比較したシミュレーション結果を示す。なお、同図中、時刻t1以降オフセット補正を行っている。同図から分かるように、オフセット補正無しの従来技術で得た充電率SOCNOOFに比べ、本実施例でオフセット量を校正して得た充電率SOCCOMPの方が、充電率真値SOCTRUEにより近く、推定精度が高くなっていることが分かる。 FIG. 5 (c) shows the charge rate true value SOC TRUE when the current measurement value of the current sensor 7 fluctuates with time as shown in FIG. 5 (a), and the charge when the offset error correction of the current sensor 7 is not performed. A simulation result comparing the rate SOC NOOF and the charge rate SOC COMP when the offset amount is reduced by the calibration apparatus of the present embodiment is shown. In the figure, offset correction is performed after time t1. As can be seen from the figure, the charge rate SOC COMP obtained by calibrating the offset amount in this example is closer to the charge rate true value SOC TRUE than the charge rate SOC NOOF obtained by the conventional technique without offset correction. It can be seen that the estimation accuracy is high.

以上のように、実施例1の電流センサの校正装置にあっては、以下の効果を得ることができる。
(1)実施例1では、バッテリ1と電気モータ6との間との間に直列配置されたヒューズ10を用いて、このヒューズの内部抵抗等価回路モデル17Aを設け、状態量としての内部抵抗値Rを推定し、この値でヒューズ10の両端電圧VFUSEを割ることにより電流推定値Iを求めるようにしたので、電流センサ7が有するオフセット誤差を低減することができ、電流センサ7で測定した充放電電流iを校正することができる。
As described above, the current sensor calibration apparatus according to the first embodiment can obtain the following effects.
(1) In the first embodiment, an internal resistance equivalent circuit model 17A of this fuse is provided using a fuse 10 arranged in series between the battery 1 and the electric motor 6, and the internal resistance value as a state quantity is provided. Since the estimated current I is obtained by estimating R and dividing the voltage V FUSE across the fuse 10 by this value, the offset error of the current sensor 7 can be reduced and measured by the current sensor 7. The charge / discharge current i can be calibrated.

(2)また、内部抵抗等価回路モデル17Aの対象は、電気モータ7を駆動するのにもともと必要で存在していたヒューズ10を用いるので、別途追加する部材は不要となる。また、ヒューズ10は内部抵抗のみでモデル化されるので、モデリングおよび計算が簡単で済む。   (2) Since the internal resistance equivalent circuit model 17 </ b> A uses the fuse 10 that was originally necessary for driving the electric motor 7, no additional member is required. Further, since the fuse 10 is modeled only by the internal resistance, modeling and calculation are simple.

(3)等価回路パラメータ推定部17Bでは、電流センサ7で測定した充放電電流iのうち、この絶対値が閾値(プラス側の第1閾値iとマイナス側の第2閾値i)を超える電流が検出された場合でのみ、内部抵抗等価回路モデル17Aで内部抵抗値Rを推定するようにしたので、ヒューズ10のように内部抵抗が小さく比較的大きな電流が流れる場合でも、内部抵抗値Rをより正確に推定できる。 (3) In the equivalent circuit parameter estimating unit 17B, among the charging and discharging current i measured by the current sensor 7, the absolute value exceeds the threshold value (second threshold value i 2 of the first threshold value i 1 and the negative side of the positive side) Since the internal resistance value R is estimated by the internal resistance equivalent circuit model 17A only when the current is detected, the internal resistance value R can be obtained even when the internal resistance is small and a relatively large current flows as in the fuse 10. Can be estimated more accurately.

(4)また、上記内部抵抗値Rの推定にあっては、プラス側の第1閾値i1より大きい充放電電流を用いて推定したプラス側の内部抵抗値R(+)と、マイナス側の第2閾値iを用いて推定したマイナス側の内部抵抗値R(-)と、を得、これらを内部抵抗平均化処理部18で平均化処理して内部抵抗値Rを推定するようにしたので、電流センサ7にオフセット誤差がある場合でも、より正確に内部抵抗値Rを推定できる。 (4) Further, in the estimation of the internal resistance value R, the positive internal resistance value R (+) estimated by using a charge / discharge current larger than the positive first threshold value i1 and the negative side first resistance value R1. Since the negative internal resistance value R (−) estimated using the two threshold values i 2 is obtained and averaged by the internal resistance averaging processing unit 18, the internal resistance value R is estimated. Even when the current sensor 7 has an offset error, the internal resistance value R can be estimated more accurately.

(5)また、電流センサ異常判定部21で、電流算出部19で算出された電流推定値Iと電流センサ7で測定された充放電電流値iとの差を算出し、この差が所定範囲外にあるとき電流センサ7が異常であると判定するようにしたので、電流センサ7の異常を安価かつ簡単に判定することが可能となる。   (5) Further, the current sensor abnormality determination unit 21 calculates a difference between the current estimation value I calculated by the current calculation unit 19 and the charge / discharge current value i measured by the current sensor 7, and this difference is within a predetermined range. Since it is determined that the current sensor 7 is abnormal when it is outside, the abnormality of the current sensor 7 can be determined inexpensively and easily.

次に、本発明の実施例2について説明する。この実施例2の説明等にあたっては、上記実施例1と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けて、その説明を省略し、相違点についてのみ説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment, the same components as those of the first embodiment are not shown, or the same reference numerals are given, the description is omitted, and only the differences are described.

この実施例2は、実施例1の図2に示した状態推定部17の等価回路パラメータ推定部17Bを図4のものから図7のものに変更した点が実施例1と異なる。すなわち、実施例1の等価回路パラメータ推定部17Bでは、k番目の入力である電流値i(k)、k番目の出力である電圧値v(k)を用いてパラメータを推定するようにしているのに対し、実施例2の等価回路パラメータ推定部17Bでは、入力、出力をk−1番目の前回値をも併せて用いた逐次推定により、パラメータRを推定するようにしたものである。   The second embodiment is different from the first embodiment in that the equivalent circuit parameter estimation unit 17B of the state estimation unit 17 shown in FIG. 2 of the first embodiment is changed from that of FIG. 4 to that of FIG. That is, in the equivalent circuit parameter estimation unit 17B of the first embodiment, the parameters are estimated using the current value i (k) as the kth input and the voltage value v (k) as the kth output. On the other hand, in the equivalent circuit parameter estimation unit 17B of the second embodiment, the parameter R is estimated by sequential estimation using the input and output in combination with the k−1th previous value.

図7において、ヒューズ10には入力として電流センサ7で測定した電流値i(k)が入力され、このヒューズ10の出力として電圧センサ8で測定した両端電圧値V(k)から、電圧センサ8で測定した前回(k−1番目)の電圧値v(k-1)を、減算器27で引き算して参照信号(v(k)−v(k-1))として減算器28に入力する。   In FIG. 7, a current value i (k) measured by the current sensor 7 is input to the fuse 10 as an input, and a voltage sensor 8 is obtained from the voltage value V (k) measured by the voltage sensor 8 as an output of the fuse 10. The previous (k−1) th voltage value v (k−1) measured in step S is subtracted by the subtractor 27 and input to the subtractor 28 as a reference signal (v (k) −v (k−1)). .

一方、減算器25には、電流センサ7で、今回測定された電流値i(k)と前回測定された電流値i(k-1)とが入力され、前者から後者が減算されてヒューズの内部抵抗等価回路モデル17Aに入力される。   On the other hand, the current value i (k) measured this time and the current value i (k-1) measured last time are input to the subtracter 25 by the current sensor 7, and the latter is subtracted from the former, and the fuse is Input to the internal resistance equivalent circuit model 17A.

この内部抵抗等価回路モデル17Aの出力である、今回と前回の電圧差推定値差V(k)^−V(k-1)^が、減算器28に入力され、この電圧差推定値を先ほどの参照信号から減算して得た誤差分を適応機構26に入力し、ここで上記誤差分にフィードバック・ゲインを掛けて得た値に応じて等価回路モデル17Aを修正していくことで、このパラメータRを求める。
他は、図6のフローチャートを含め、実施例1と同じである。
The voltage difference estimated value difference V (k) ^-V (k-1) ^, which is the output of the internal resistance equivalent circuit model 17A, is input to the subtractor 28, and this voltage difference estimated value is calculated earlier. The error obtained by subtracting the reference signal is input to the adaptive mechanism 26, and the equivalent circuit model 17A is corrected according to the value obtained by multiplying the error by the feedback gain. The parameter R is obtained.
Others are the same as those of the first embodiment including the flowchart of FIG.

実施例2の電流の校正装置にあっては、実施例1の効果(1)、(2)、(3)、(5)に加え、以下の効果を有する。
(6)実施例2では、今回測定された電流値i(k)と前回測定された電流値i(k-1)をヒューズ10の内部抵抗等価回路モデル17Aに対する入力として、また今回と前回の電圧差推定値差V(k)^−V(k-1)^を等価回路モデル17Aからの出力として用いるようにしたので、内部抵抗値Rの推定精度を高くすることが可能となる。
In addition to the effects (1), (2), (3), and (5) of the first embodiment, the current calibration device of the second embodiment has the following effects.
(6) In Example 2, the current value i (k) measured this time and the current value i (k-1) measured last time are input to the internal resistance equivalent circuit model 17A of the fuse 10, and Since the voltage difference estimated value difference V (k) ^-V (k-1) ^ is used as the output from the equivalent circuit model 17A, the estimation accuracy of the internal resistance value R can be increased.

次に本発明の実施例3について説明する。この実施例3の説明等にあたっては、上記実施例1と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けて、その説明を省略し、相違点についてのみ説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the third embodiment, the same components as in the first embodiment are not shown, or the same reference numerals are given, the description is omitted, and only the differences are described.

実施例3の電流センサの校正装置にあっては、実施例1の図2においてヒューズ10の等価回路パラメータ推定部17Bでのパラメータ推定方法が異なる点、また内部抵抗平均化処理部18がない点を除けば、実施例1および実施例2と同様に構成してある。   In the current sensor calibration apparatus according to the third embodiment, the parameter estimation method in the equivalent circuit parameter estimation unit 17B of the fuse 10 is different from that in FIG. 2 of the first embodiment, and the internal resistance averaging processing unit 18 is not provided. The configuration is the same as in the first and second embodiments.

実施例3の等価回路パラメータ推定部17Bでは、実施例1および実施例2のように電流iの符号によって内部抵抗値R(+)、R(-)の推定演算を分岐処理してこれらの平均化処理を行うといった演算方法を取らない。
すなわち、実施例3では、図8のフローチャートに示す処理を行う。同図において、ステップS31〜S33は図6のステップS1〜S3と同じであるが、続く図6のステップS4〜S7がなくなって、これらの代わりにステップS34が実行される。
In the equivalent circuit parameter estimation unit 17B of the third embodiment, the estimation calculation of the internal resistance values R (+) and R (−) is branched by the sign of the current i as in the first and second embodiments, and the average of these is calculated. It does not take the calculation method of performing the conversion processing.
That is, in Example 3, the process shown in the flowchart of FIG. 8 is performed. In FIG. 6, steps S31 to S33 are the same as steps S1 to S3 in FIG. 6, but the subsequent steps S4 to S7 in FIG. 6 are eliminated, and step S34 is executed instead.

ステップS34では、等価回路パラメータ推定部17Bで、ステップS3において電流値iが閾値を超えたものを用いて、そのときの電圧センサ13で測定したヒューズ電圧値とで逐次推定を行い、ヒューズ10の内部抵抗値Rを推定する。次いで、ステップS35へ進む。ステップS35〜S39は、実施例1、2の図6のステップS8〜S12と同じである。   In step S34, the equivalent circuit parameter estimator 17B uses the one in which the current value i exceeded the threshold value in step S3, and successively estimates the fuse voltage value measured by the voltage sensor 13 at that time. The internal resistance value R is estimated. Next, the process proceeds to step S35. Steps S35 to S39 are the same as steps S8 to S12 in FIG.

上記のように実施例3の電流の校正装置にあっては、実施例1の効果(1)、(2)、(3)、(5)に加え、以下の効果を有する。
(7)実施例3では、等価回路パラメータ推定部17Bでは、電流センサ7で測定した充放電電流iを閾値で分けてプラス側、マイナス側の内部抵抗値R(+)とR(-)を計算し、続いてこれらの平均化処理を行わないので、内部抵抗値Rの推定精度は実施例1、2に比べ若干低下するもの、簡単な計算で電流センサ7のオフセット誤差を小さくすることができる。
As described above, the current calibration apparatus according to the third embodiment has the following effects in addition to the effects (1), (2), (3), and (5) of the first embodiment.
(7) In the third embodiment, the equivalent circuit parameter estimation unit 17B divides the charging / discharging current i measured by the current sensor 7 into threshold values, and calculates the positive and negative internal resistance values R (+) and R (−). Since calculation and subsequent averaging are not performed, the estimation accuracy of the internal resistance value R is slightly lower than in the first and second embodiments, but the offset error of the current sensor 7 can be reduced by simple calculation. it can.

以上、本発明を上記各実施例に基づき説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。   The present invention has been described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and is included in the present invention even when there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. .

たとえば、上記各実施例では、ヒューズ10を対象としてこの内部抵抗等価回路モデル17Aを設けその両端電圧VFUSEを測定する電圧センサ13を設けたが、たとえばヒューズ10をリレー9のバッテリ1側に配置し、図1のヒューズ10の位置にヒューズ10に代えて、前述したリレー9のON時におけるインバータ5への突入電流を抑えるインバータ突入電流抑制用抵抗を設けたものもあり、この場合、このもともとあるインバータ突入電流抑制用抵抗の両端電圧を電圧センサで測定するようにしてもよい。また、等価回路モデルの対象は、ヒューズ10に代えて、図1のリレー9、16、ブレーカ4のいずれにしてもよく、この場合、その対象の両端電圧を測定する電圧センサ(12、14〜16のうちのいずれか)を用い、かつその対象となる等価回路モデルを作成し利用する。なお、リレー9、16、ブレーカ4を用いる場合、ヒューズ10の場合と同様、内部抵抗Rの等価モデルを用いることができ、モデルおよび計算とも簡単になる。 For example, in each of the above embodiments, the internal resistance equivalent circuit model 17A is provided for the fuse 10 and the voltage sensor 13 for measuring the voltage V FUSE at both ends thereof is provided. For example, the fuse 10 is disposed on the battery 1 side of the relay 9. 1 may be provided with an inverter inrush current suppression resistor that suppresses the inrush current to the inverter 5 when the relay 9 is ON, instead of the fuse 10 in this case. You may make it measure the both-ends voltage of the resistance for a certain inverter inrush current with a voltage sensor. The target of the equivalent circuit model may be any of the relays 9 and 16 and the breaker 4 in FIG. 1 instead of the fuse 10, and in this case, voltage sensors (12, 14 to 16), and an equivalent circuit model as an object is created and used. When the relays 9 and 16 and the breaker 4 are used, an equivalent model of the internal resistance R can be used as in the case of the fuse 10, and the model and calculation are simplified.

また、本発明の電流センサの校正装置は、電気モータ6以外の負荷に用いる電気回路に用いるようにしてもよく、また電気自動車などの車両以外の電気回路に適用するようにしてもよい。   Moreover, the current sensor calibration apparatus of the present invention may be used in an electric circuit used for a load other than the electric motor 6 or may be applied to an electric circuit other than a vehicle such as an electric vehicle.

1 バッテリ
2 バッテリ・コントローラ
3 充電器
4 ブレーカ
5 インバータ
6 電気モータ(負荷)
7 電流センサ
8 バッテリの電圧センサ
9,11 リレー
10 ヒューズ
12〜16 電圧センサ
17 状態推定部
17A ヒューズの内部抵抗等価回路モデル
17B 等価回路パラメータ推定部
18 内部抵抗平均化処理部
19 電流算出部
20 電流センサ・オフセット誤差算出部
21 電流センサ異常判定部
23、25 適応機構
24、26、27、28 減算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Battery controller 3 Charger 4 Breaker 5 Inverter 6 Electric motor (load)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Current sensor 8 Battery voltage sensor 9,11 Relay 10 Fuse 12-16 Voltage sensor 17 State estimation part 17A Fuse internal resistance equivalent circuit model 17B Equivalent circuit parameter estimation part 18 Internal resistance averaging process part 19 Current calculation part 20 Current Sensor offset error calculation unit 21 Current sensor abnormality determination unit 23, 25 Adaptation mechanism 24, 26, 27, 28 Subtractor

Claims (6)

バッテリの充放電電流値を測定する電流センサと、
バッテリと負荷との間との間に直列配置された電気要素の両端電圧値を測定する電圧センサと、
前記電流センサで測定した充放電電流値と前記電圧センサで測定した両端電圧が入力されて、前記電気要素の内部抵抗の等価回路モデルに基づき前記電気要素の内部抵抗値を推定する状態推定手段と、
該状態推定手段で推定した内部抵抗値と前記電圧センサで検出した両端電圧値とから電流推定値を算出して前記電流センサの電流校正値とする電流算出手段と、
を備えたことを特徴とする電流センサの校正装置。
A current sensor for measuring the charge / discharge current value of the battery;
A voltage sensor for measuring a voltage value across an electric element arranged in series between the battery and the load;
State estimation means for inputting the charge / discharge current value measured by the current sensor and the both-end voltage measured by the voltage sensor, and estimating the internal resistance value of the electrical element based on an equivalent circuit model of the internal resistance of the electrical element; ,
Current calculating means for calculating a current estimated value from the internal resistance value estimated by the state estimating means and the both-ends voltage value detected by the voltage sensor to be a current calibration value of the current sensor;
A calibration device for a current sensor, comprising:
請求項1に記載の電流センサの校正装置において、
前記電気要素は、ヒューズ、リレー、ブレーカ、インバータ突入電流抑制用抵抗のうちの1つである、
ことを特徴とする電流センサの校正装置。
The calibration device for a current sensor according to claim 1,
The electrical element is one of a fuse, a relay, a breaker, and an inverter inrush current suppression resistor.
A calibration device for a current sensor.
請求項1又は請求項2に記載の電流センサの校正装置において、
前記状態推定手段は、前記電流センサで検出した充放電電流値のうちこの絶対値が所定の閾値より大きい充放電電流値のみを用いて前記内部抵抗値を推定する等価回路パラメータ推定手段を有する、
ことを特徴とする電流センサの校正装置。
In the current sensor calibration device according to claim 1 or 2,
The state estimation means includes equivalent circuit parameter estimation means for estimating the internal resistance value using only a charge / discharge current value whose absolute value is larger than a predetermined threshold among charge / discharge current values detected by the current sensor.
A calibration device for a current sensor.
請求項3に記載の電流センサの校正装置において、
前記状態推定手段は、前記等価回路パラメータ推定手段にて、前記閾値としてプラス側の第1閾値とマイナス側の第2閾値を有し、前記第1閾値より大きいプラス側の充電電流値と前記第2閾値より小さいマイナス側の放電電流値とから、プラス側の内部抵抗値とマイナス側の内部抵抗値をそれぞれ推定するとともに、
該プラス側の内部抵抗値とマイナス側の内部抵抗値を平均化処理して前記内部抵抗値を推定する内部抵抗平均化処理手段をさらに備えている、
ことを特徴とする電流センサの校正装置。
The current sensor calibration device according to claim 3,
In the equivalent circuit parameter estimation unit, the state estimation unit has a positive first threshold value and a negative second threshold value as the threshold value, and a positive charging current value larger than the first threshold value and the first threshold value. Estimate the internal resistance value on the positive side and the internal resistance value on the negative side from the negative discharge current value smaller than 2 threshold values,
An internal resistance averaging processing means for averaging the positive internal resistance value and the negative internal resistance value to estimate the internal resistance value;
A calibration device for a current sensor.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電流センサの校正装置において、
前記内部抵抗の等価回路モデルへの入力には前後時間にわたってそれぞれサンプリングされた前記充放電電流値が用いられ、前記電気要素の出力には前後時間にわたってそれぞれサンプリングされた前記両端電圧値が用いられる、
ことを特徴とする電流センサの校正装置。
The current sensor calibration device according to any one of claims 1 to 4,
The charge / discharge current values sampled over the preceding and following times are used for the input to the equivalent circuit model of the internal resistance, and the both-end voltage values sampled for the preceding and following times are used for the output of the electrical element,
A calibration device for a current sensor.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電流センサの校正装置において、
前記電流算出手段で算出された電流推定値と前記電流センサで測定された充放電電流値との差を算出し、この差が所定範囲外にあるとき前記電流センサが異常であると判定する電流センサ異常判定手段を設けた、
ことを特徴とする電流センサの校正装置。


The current sensor calibration device according to any one of claims 1 to 5,
A current that calculates a difference between an estimated current value calculated by the current calculation means and a charge / discharge current value measured by the current sensor, and determines that the current sensor is abnormal when the difference is outside a predetermined range. Provided sensor abnormality determination means,
A calibration device for a current sensor.


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