JP2017096694A - Current value calculation device and on-vehicle system - Google Patents

Current value calculation device and on-vehicle system Download PDF

Info

Publication number
JP2017096694A
JP2017096694A JP2015227348A JP2015227348A JP2017096694A JP 2017096694 A JP2017096694 A JP 2017096694A JP 2015227348 A JP2015227348 A JP 2015227348A JP 2015227348 A JP2015227348 A JP 2015227348A JP 2017096694 A JP2017096694 A JP 2017096694A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern wiring
temperature
current value
current
resistance value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015227348A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康太 小田
Kota Oda
康太 小田
剛雄 内野
Takeo Uchino
剛雄 内野
佑樹 杉沢
Yuki Sugisawa
佑樹 杉沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority to JP2015227348A priority Critical patent/JP2017096694A/en
Publication of JP2017096694A publication Critical patent/JP2017096694A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current value calculation device capable of calculating a current flowing in a pattern wiring in consideration of the temperature change of a resistance value, without requiring a hardware configuration for absorbing the change of the resistance value of the pattern wiring.SOLUTION: An arithmetic processing part executes a first process (ST3) for calculating a current value on the basis of the voltage of the pattern wiring and the resistance value of the pattern wiring, a second process (ST4) for calculating power consumption in the pattern wiring on the basis of the resistance value and the current value, a third process (ST5) for calculating a second temperature which is the temperature of the pattern wiring by adding a product between heat resistance from the pattern wiring to a temperature detection part and the power consumption to the first temperature of the periphery of the pattern wiring and for updating the resistance value on the basis of the second temperature, and a fourth process (ST3) for calculating the current value on the basis of the voltage and the resistance value updated in the third process in this order.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

この発明は、電流値算出装置および車載システムに関する。   The present invention relates to a current value calculation device and an in-vehicle system.

特許文献1には、電流検出回路が記載されている。この電流検出回路では四辺を有する抵抗ブリッジのうち、一辺において抵抗と直列接続されたダイオードが採用される。特許文献1に示された技術は、このダイオードの温度特性を用いることにより、当該一辺と対向する辺において設けられた電流測定用の抵抗の温度特性を吸収する。   Patent Document 1 describes a current detection circuit. This current detection circuit employs a diode connected in series with a resistor on one side of a resistor bridge having four sides. The technique disclosed in Patent Document 1 absorbs the temperature characteristic of a resistance for current measurement provided on a side opposite to the one side by using the temperature characteristic of the diode.

特開昭63−128267号公報JP-A 63-128267

しかしながら、特許文献1の電流検出回路に大電流が流れる場合には、ダイオードとして電流定格の大きいものを採用する必要がある。そのようなダイオードのサイズは大きく、好ましくない。   However, when a large current flows through the current detection circuit of Patent Document 1, it is necessary to employ a diode having a large current rating. The size of such a diode is large and undesirable.

そこで本発明は、パターン配線の抵抗値の温度変化を吸収するためのハードウェア構成を必要とすることなく、抵抗値の温度変化を考慮してパターン配線に流れる電流を算出できる電流値算出装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a current value calculation device capable of calculating the current flowing through the pattern wiring in consideration of the temperature change of the resistance value without requiring a hardware configuration for absorbing the temperature change of the resistance value of the pattern wiring. The purpose is to provide.

電流値算出装置は、車両に設けられるパターン配線に流れる電流の電流値を求める装置である。電流値算出装置は、前記パターン配線の周辺の温度たる第1温度を検出する温度検出部と、前記パターン配線に印加される電圧を検出する電圧検出部と、前記電流値を求める演算処理部とを備える。前記演算処理部は、前記電圧と前記パターン配線の抵抗値とに基づいて前記電流値を算出する第1工程と、前記抵抗値と前記電流値とに基づいて前記パターン配線における消費電力を算出する第2工程と、前記パターン配線から前記温度検出部までの熱抵抗と、前記消費電力との積を、前記第1温度に加算して、前記パターン配線の温度たる第2温度を算出し、前記第2温度に基づいて前記抵抗値を更新する第3工程と、前記電圧と前記第3工程で更新された前記抵抗値とに基づいて前記電流値を算出する第4工程とをこの順に実行する。   The current value calculation device is a device for obtaining a current value of a current flowing in a pattern wiring provided in a vehicle. The current value calculation device includes a temperature detection unit that detects a first temperature that is a temperature around the pattern wiring, a voltage detection unit that detects a voltage applied to the pattern wiring, and an arithmetic processing unit that calculates the current value. Is provided. The arithmetic processing unit calculates a current value based on the voltage and a resistance value of the pattern wiring, and calculates power consumption in the pattern wiring based on the resistance value and the current value. Adding a product of the second step, the thermal resistance from the pattern wiring to the temperature detection unit, and the power consumption to the first temperature to calculate a second temperature as the temperature of the pattern wiring; A third step of updating the resistance value based on the second temperature and a fourth step of calculating the current value based on the voltage and the resistance value updated in the third step are executed in this order. .

本電流値算出装置によれば、パターン配線の抵抗値の変化を吸収するためのハードウェア構成を必要とすることなく、抵抗値の温度変化を考慮してパターン配線に流れる電流を算出できる。   According to this current value calculation device, the current flowing through the pattern wiring can be calculated in consideration of the temperature change of the resistance value without requiring a hardware configuration for absorbing the change in the resistance value of the pattern wiring.

電流検出装置の構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of a structure of an electric current detection apparatus. 電圧検出部の内部構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of an internal structure of a voltage detection part roughly. 演算処理部の内部構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of an internal structure of an arithmetic processing part roughly. 熱モデルの一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of a thermal model schematically. 電流値算出装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of an electric current value calculation apparatus. 電流値算出装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of an electric current value calculation apparatus. 車載システムの構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of a structure of a vehicle-mounted system.

第1の実施の形態.
図1は、電流値算出装置100の構成の一例を概略的に示す図である。この電流値算出装置100は車両に搭載される。車両には、例えば発電機およびバッテリなどの電源が搭載されており、この電源は負荷へと給電する。例えば電流値算出装置100は電源から負荷へと流れる負荷電流の電流値を算出する。
First embodiment.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the current value calculation apparatus 100. This current value calculation device 100 is mounted on a vehicle. For example, a power source such as a generator and a battery is mounted on the vehicle, and the power source supplies power to a load. For example, the current value calculation device 100 calculates the current value of the load current flowing from the power source to the load.

電流値算出装置100はパターン配線2と演算処理部3と温度検出部4と電圧検出部5とを備えている。図1の例示では、これらの各構成は基板1に設けられている。基板1は例えばプリント基板であり、絶縁性を有している。パターン配線2は電流を検出するために用いられ、いわゆるシャント抵抗として機能する。つまりパターン配線2は負荷電流が流れる経路の上に設けられる。パターン配線2は例えば銅または銀などの金属によって形成されている。上述の例では、パターン配線2は、電源と負荷とを繋ぐ配線の一部として形成されてもよい。   The current value calculation device 100 includes a pattern wiring 2, an arithmetic processing unit 3, a temperature detection unit 4, and a voltage detection unit 5. In the illustration of FIG. 1, each of these components is provided on the substrate 1. The substrate 1 is a printed circuit board, for example, and has an insulating property. The pattern wiring 2 is used to detect current and functions as a so-called shunt resistor. That is, the pattern wiring 2 is provided on the path through which the load current flows. The pattern wiring 2 is made of a metal such as copper or silver. In the above example, the pattern wiring 2 may be formed as a part of wiring that connects the power source and the load.

温度検出部4はパターン配線2の周辺の温度Tatmを検出し、これを演算処理部3へと出力する。図1の例示では、温度検出部4は、パターン配線2が形成される基板1の上に設けられている。温度検出部4による温度検出の手法としては、適宜の手法が採用されればよい。例えば温度検出部4はサーミスタを有していてもよい。このサーミスタの抵抗値は温度に依存して変化する。そして、このサーミスタの電圧および電流を検出し、これらに基づいてサーミスタの抵抗値を算出し、その抵抗値に基づいてサーミスタの温度を検出してもよい。   The temperature detection unit 4 detects the temperature Tatm around the pattern wiring 2 and outputs it to the arithmetic processing unit 3. In the illustration of FIG. 1, the temperature detection part 4 is provided on the board | substrate 1 with which the pattern wiring 2 is formed. As a method of temperature detection by the temperature detection unit 4, an appropriate method may be employed. For example, the temperature detection unit 4 may have a thermistor. The resistance value of this thermistor changes depending on the temperature. Then, the voltage and current of the thermistor may be detected, the resistance value of the thermistor may be calculated based on these, and the temperature of the thermistor may be detected based on the resistance value.

電圧検出部5はパターン配線2に印加される電圧、具体的にはパターン配線2の両端間の電圧Vを検出し、これを演算処理部3へと出力する。図1の例示では、電圧検出部5も基板1に設けられている。電圧検出部5は、シャント抵抗に流れる電流の電流値を得るために、通常設けられる構成である。   The voltage detection unit 5 detects a voltage applied to the pattern wiring 2, specifically, a voltage V between both ends of the pattern wiring 2, and outputs this to the arithmetic processing unit 3. In the illustration of FIG. 1, the voltage detection unit 5 is also provided on the substrate 1. The voltage detection unit 5 is normally provided in order to obtain the current value of the current flowing through the shunt resistor.

図2は、電圧検出部5の内部構成の一例を示している。電圧検出部5は例えば抵抗R1〜R3と、差動増幅器52と、トランジスタ51とを備えている。抵抗R1の一端はパターン配線2の一端2aに接続され、他端は、トランジスタ51の一端と、差動増幅器52の第1入力端とに接続される。抵抗R2の一端はパターン配線2の他端2bに接続され、他端は、トランジスタ51の他端と差動増幅器52の第2入力端と抵抗R3の一端とに接続される。抵抗R3の他端は接地されている。かかる電圧検出部5において、パターン配線2の電圧Vは増幅されて、抵抗R3の電圧として検出される。   FIG. 2 shows an example of the internal configuration of the voltage detection unit 5. The voltage detection unit 5 includes resistors R1 to R3, a differential amplifier 52, and a transistor 51, for example. One end of the resistor R 1 is connected to one end 2 a of the pattern wiring 2, and the other end is connected to one end of the transistor 51 and the first input end of the differential amplifier 52. One end of the resistor R2 is connected to the other end 2b of the pattern wiring 2, and the other end is connected to the other end of the transistor 51, the second input end of the differential amplifier 52, and one end of the resistor R3. The other end of the resistor R3 is grounded. In the voltage detector 5, the voltage V of the pattern wiring 2 is amplified and detected as the voltage of the resistor R3.

演算処理部3は、温度検出部4が検出した温度Tatmと、電圧検出部5が検出した電圧Vとに基づいて、パターン配線2を流れる電流の電流値を算出する。図1の例示では、演算処理部3も基板1に設けられている。図3は演算処理部3と温度検出部4と電圧検出部5との接続関係の一例を示す図である。温度検出部4および電圧検出部5はそれぞれ温度Tatmおよび電圧Vを演算処理部3へと出力する。演算処理部3は例えばAD変換部31,32と電流値算出部33とを備えている。図3の例示では、AD変換部31,32は「ADC」と表記されている。AD変換部31には、温度Tatmを示すアナログ信号が入力される。AD変換部31はこれをデジタル信号に変換して、電流値算出部33へと出力する。AD変換部32には、電圧Vを示すアナログ信号が入力される。AD変換部32はこれをデジタル信号に変換して、電流値算出部33へと出力する。   The arithmetic processing unit 3 calculates the current value of the current flowing through the pattern wiring 2 based on the temperature Tatm detected by the temperature detection unit 4 and the voltage V detected by the voltage detection unit 5. In the illustration of FIG. 1, the arithmetic processing unit 3 is also provided on the substrate 1. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a connection relationship among the arithmetic processing unit 3, the temperature detection unit 4, and the voltage detection unit 5. The temperature detection unit 4 and the voltage detection unit 5 output the temperature Tatm and the voltage V to the arithmetic processing unit 3, respectively. The arithmetic processing unit 3 includes, for example, AD conversion units 31 and 32 and a current value calculation unit 33. In the example of FIG. 3, the AD conversion units 31 and 32 are represented as “ADC”. An analog signal indicating the temperature Tatm is input to the AD conversion unit 31. The AD conversion unit 31 converts this into a digital signal and outputs it to the current value calculation unit 33. An analog signal indicating the voltage V is input to the AD conversion unit 32. The AD conversion unit 32 converts this into a digital signal and outputs it to the current value calculation unit 33.

なおここでは、演算処理部3は例えばマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ(換言すれば手順)を実行する。上記記憶装置は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ(EPROM(Erasable Programmable ROM)等)、ハードディスク装置などの各種記憶装置の1つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、演算処理部3はこれに限らず、演算処理部3によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。   Here, the arithmetic processing unit 3 includes, for example, a microcomputer and a storage device. The microcomputer executes each processing step (in other words, a procedure) described in the program. The storage device is composed of one or more of various storage devices such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a rewritable nonvolatile memory (EPROM (Erasable Programmable ROM), etc.), and a hard disk device, for example. Is possible. The storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by the microcomputer, and provides a work area for executing the program. It can be understood that the microcomputer functions as various means corresponding to each processing step described in the program, or can realize that various functions corresponding to each processing step are realized. The arithmetic processing unit 3 is not limited to this, and various procedures executed by the arithmetic processing unit 3 or various means or various functions implemented may be realized by hardware.

演算処理部3(より具体的には電流値算出部33)は、電圧Vおよび温度Tatmに基づいて、パターン配線2の抵抗値Rsを更新し、パターン配線2を流れる電流の電流値Iを電圧Vおよび抵抗値Rsに基づいて算出する。以下に具体的に説明する。   The arithmetic processing unit 3 (more specifically, the current value calculating unit 33) updates the resistance value Rs of the pattern wiring 2 based on the voltage V and the temperature Tatm, and calculates the current value I of the current flowing through the pattern wiring 2 as a voltage. Calculation is based on V and the resistance value Rs. This will be specifically described below.

パターン配線2の抵抗値Rsは以下の式で示されるように、パターン配線2の温度Tsに依存して変化することが公知である。   It is known that the resistance value Rs of the pattern wiring 2 changes depending on the temperature Ts of the pattern wiring 2 as shown by the following equation.

Rs=Rs0・{1+α(Ts−T0)} ・・・(1)   Rs = Rs0 · {1 + α (Ts−T0)} (1)

ここで、T0は基準温度であって、例えば摂氏25度を採用することができる。Rs0は温度が基準温度T0であるときのパターン配線2の抵抗値であって、予め実験またはシミュレーションによって求められる。αは、単位温度当たりのパターン配線2の抵抗値の変化率であり、予め実験またはシミュレーションによって求められる。抵抗値Rs0、基準温度T0および変化率αは例えば演算処理部3の記憶部などに記憶されている。   Here, T0 is a reference temperature, and for example, 25 degrees Celsius can be adopted. Rs0 is the resistance value of the pattern wiring 2 when the temperature is the reference temperature T0, and is obtained in advance by experiment or simulation. α is a change rate of the resistance value of the pattern wiring 2 per unit temperature, and is obtained in advance by experiment or simulation. The resistance value Rs0, the reference temperature T0, and the change rate α are stored in, for example, the storage unit of the arithmetic processing unit 3 or the like.

ところで、パターン配線2に電流が流れると、パターン配線2は、いわゆるジュールの法則によって、その消費電力に等しいジュール熱Wで発熱する。これによってパターン配線2の温度Tsは上昇する。図4は熱モデルの一例を概略的に示す図である。この熱モデルにおいてはパターン配線2が発熱体Hthとして機能し、またパターン配線2に蓄えることができる熱量を示す容量Cthが、発熱体Hthに並列に接続されている。図4では、パターン配線2から温度検出部4までの熱抵抗Rthが示され、また温度検出部4から外部への熱抵抗Rも示されている。パターン配線2の温度Tsは以下の式で表される。熱抵抗Rthは、例えばシミュレーションまたは実験により、予め設定することができる。熱抵抗Rthは例えば演算処理部3の記憶部などに記憶されている。また熱抵抗Rthと容量Cthによる時定数を考慮するために、熱抵抗Rthを時間変化させることも可能である。例えば、重み付けしたフィルタ処理演算を行うことにより、実現可能である。これを行えば、時間変化による誤差を補正することができる。   By the way, when a current flows through the pattern wiring 2, the pattern wiring 2 generates heat with Joule heat W equal to its power consumption according to the so-called Joule's law. As a result, the temperature Ts of the pattern wiring 2 rises. FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a thermal model. In this thermal model, the pattern wiring 2 functions as the heating element Hth, and a capacitor Cth indicating the amount of heat that can be stored in the pattern wiring 2 is connected in parallel to the heating element Hth. In FIG. 4, the thermal resistance Rth from the pattern wiring 2 to the temperature detection unit 4 is shown, and the thermal resistance R from the temperature detection unit 4 to the outside is also shown. The temperature Ts of the pattern wiring 2 is expressed by the following equation. The thermal resistance Rth can be set in advance, for example, by simulation or experiment. The thermal resistance Rth is stored in, for example, the storage unit of the arithmetic processing unit 3. In order to take into account the time constant due to the thermal resistance Rth and the capacitance Cth, the thermal resistance Rth can be changed over time. For example, it can be realized by performing weighted filter processing calculation. If this is done, an error due to a change in time can be corrected.

Ts=Tatm+W・Rth ・・・(2)   Ts = Tatm + W · Rth (2)

式(1)および式(2)によれば、ジュール熱Wを算出し、温度Tatmを検出すれば、熱抵抗Rthとジュール熱Wとの積を温度Tatmに加算して温度Tsを算出することができ、温度Tsに基づいて抵抗値Rsを算出できることが分かる。図5は電流値算出装置100の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えばパターン配線2に電流が流れ始めるときに、開始される。例えば電源と負荷との間にパターン配線2が設けられる場合、電源から負荷へと電流を流して負荷が動作を開始するときに、電流値算出装置100は図5の動作を開始する。   According to the equations (1) and (2), when the Joule heat W is calculated and the temperature Tatm is detected, the product of the thermal resistance Rth and the Joule heat W is added to the temperature Tatm to calculate the temperature Ts. It can be seen that the resistance value Rs can be calculated based on the temperature Ts. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the current value calculation apparatus 100. This operation is started, for example, when a current starts to flow through the pattern wiring 2. For example, when the pattern wiring 2 is provided between the power source and the load, the current value calculation device 100 starts the operation of FIG. 5 when a current starts flowing from the power source to the load and the load starts the operation.

図5の例示では、ステップST1〜ST5の一組を繰り返し実行する。この繰り返しの回数として整数nを採用する。整数nは1以上の整数であり、繰り返しの回数が一つ増えるたびに一つ増える。以下では、必要に応じて各値を時間的な離散値で考えるべく、各値に[n]を付記する。例えばn+1回目の処理で用いられる抵抗値Rsは抵抗値Rs[n]とも表記する。   In the illustration of FIG. 5, a set of steps ST1 to ST5 is repeatedly executed. An integer n is adopted as the number of repetitions. The integer n is an integer greater than or equal to 1, and increases by one whenever the number of repetitions increases by one. In the following, [n] is added to each value so as to consider each value as a temporal discrete value as necessary. For example, the resistance value Rs used in the (n + 1) th process is also expressed as a resistance value Rs [n].

まずステップST1にて、温度検出部4は温度Tatmを検出し、これを演算処理部3へと出力する。なお温度検出部4が検出する温度Tatmは、負荷の運転中においてほぼ一定であってもよい。つまり、温度検出部4はパターン配線2の発熱の影響を受けにくい位置に設けられてもよい。このような位置としては、基板1のうちパターン配線2から離れた位置を採用できる。   First, in step ST <b> 1, the temperature detection unit 4 detects the temperature Tatm and outputs it to the arithmetic processing unit 3. Note that the temperature Tatm detected by the temperature detector 4 may be substantially constant during the operation of the load. That is, the temperature detection unit 4 may be provided at a position that is not easily affected by the heat generated by the pattern wiring 2. As such a position, a position away from the pattern wiring 2 in the substrate 1 can be adopted.

次に、ステップST2にて、電圧検出部5は電圧V[n]を検出し、これを演算処理部3へと出力する。次に、ステップST3にて、演算処理部3は電圧V[n]と抵抗値Rs[n]に基づいて、電流値I[n]を算出する。具体的には、以下の式に基づいて電流値I[n]を算出する。   Next, in step ST <b> 2, the voltage detection unit 5 detects the voltage V [n] and outputs it to the arithmetic processing unit 3. Next, in step ST3, the arithmetic processing unit 3 calculates a current value I [n] based on the voltage V [n] and the resistance value Rs [n]. Specifically, the current value I [n] is calculated based on the following equation.

I[n]=V[n]/Rs[n] ・・・(3)   I [n] = V [n] / Rs [n] (3)

抵抗値Rs[n]は、n=1のとき、即ち第1回目の動作においては、次のように算出できる。つまり、第1回目の動作では、負荷電流が流れた直後であるので、パターン配線2の温度Tsは温度Tatmと同程度であると考えることができる。よってTs=Tatmとして抵抗値Rs[1]が算出される。具体的には、以下の式に基づいて、抵抗値Rs[1]を算出する。   The resistance value Rs [n] can be calculated as follows when n = 1, that is, in the first operation. That is, in the first operation, since the load current has just flowed, it can be considered that the temperature Ts of the pattern wiring 2 is approximately the same as the temperature Tatm. Therefore, the resistance value Rs [1] is calculated as Ts = Tatm. Specifically, the resistance value Rs [1] is calculated based on the following equation.

Rs[1]=Rs0・{1+α(Tatm−T0)} ・・・(4)   Rs [1] = Rs0 · {1 + α (Tatm−T0)} (4)

一方で、nが2以上の場合には、即ち第2回目以上の動作においては、抵抗値Rs[n]としては、前回のステップST5で算出(更新)される抵抗値Rs[n+1]を採用する。ステップST5については後に詳述する。   On the other hand, when n is 2 or more, that is, in the second and subsequent operations, the resistance value Rs [n + 1] calculated (updated) in the previous step ST5 is adopted as the resistance value Rs [n]. To do. Step ST5 will be described in detail later.

次にステップST4にて、演算処理部3はジュール熱W[n]を算出する。例えば以下の式を用いてジュール熱W[n]を算出する。   Next, in step ST4, the arithmetic processing unit 3 calculates Joule heat W [n]. For example, the Joule heat W [n] is calculated using the following equation.

W[n]=Rs[n]・I[n] ・・・(5) W [n] = Rs [n] · I [n] 2 (5)

次にステップST5にて、演算処理部3は、検出した温度Tatmと、算出したジュール熱W[n]とに基づいて、抵抗値Rs[n+1]を算出する。例えば、まず温度Tatmとジュール熱W[n]とに基づいて、パターン配線2の温度Ts[n]を算出する。具体的には、式(2)においてTs=Ts[n]、W=W[n]として温度Ts[n]を下式で算出する。   Next, in step ST5, the arithmetic processing unit 3 calculates a resistance value Rs [n + 1] based on the detected temperature Tatm and the calculated Joule heat W [n]. For example, first, the temperature Ts [n] of the pattern wiring 2 is calculated based on the temperature Tatm and the Joule heat W [n]. Specifically, the temperature Ts [n] is calculated by the following equation with Ts = Ts [n] and W = W [n] in the equation (2).

Ts[n]=Tatm+W[n]・Rth ・・・(6)   Ts [n] = Tatm + W [n] · Rth (6)

そして、式(1)においてTs=Ts[n]として抵抗値Rs[n+1]を下式で算出する。つまり、抵抗値Rsを更新する。   Then, the resistance value Rs [n + 1] is calculated by the following equation with Ts = Ts [n] in the equation (1). That is, the resistance value Rs is updated.

Rs[n+1]=Rs0・{1+α(Ts[n]−T0)} ・・・(7)   Rs [n + 1] = Rs0 · {1 + α (Ts [n] −T0)} (7)

これにより、より実際の抵抗値Rsに近い値が、抵抗値Rs[n+1]として算出されることになる。そして、この抵抗値Rs[n+1]は次回のステップST1における抵抗値Rに採用される。したがって、ステップST3において、実際の値に近い電流値Iが算出されるのである。   As a result, a value closer to the actual resistance value Rs is calculated as the resistance value Rs [n + 1]. The resistance value Rs [n + 1] is adopted as the resistance value R in the next step ST1. Therefore, in step ST3, the current value I close to the actual value is calculated.

以上のように、本実施の形態によれば、演算処理部3の演算処理によって電流値Iを算出している。よって特許文献1に記載された温度補償のためのダイオードは不要である。なお本実施の形態では、温度検出部4が設けられるものの、この温度検出部4には、パターン配線2の電流に依存した電流が流れる訳ではない。特許文献1に記載のダイオードが不要であり、しかも温度検出部4にパターン配線2の電流は流れない。したがって、本電流値検出部100は、大きな電流が流れるパターン配線2に流れる構成にも適用しやすいのである。   As described above, according to the present embodiment, the current value I is calculated by the arithmetic processing of the arithmetic processing unit 3. Therefore, the diode for temperature compensation described in Patent Document 1 is unnecessary. In the present embodiment, although the temperature detection unit 4 is provided, a current dependent on the current of the pattern wiring 2 does not flow through the temperature detection unit 4. The diode described in Patent Document 1 is not necessary, and the current of the pattern wiring 2 does not flow through the temperature detection unit 4. Therefore, the current value detection unit 100 can be easily applied to a configuration in which a large current flows through the pattern wiring 2.

しかも、温度検出部4によって検出された温度Tatmを常にパターン配線2の温度Tsとみなして電流値Iを算出する場合に比べて、電流値Iの算出精度を向上することができる。つまり、パターン配線2の抵抗値Rsの温度変化を吸収するためのハードウェア構成(上記ダイオード)を必要とすることなく、抵抗値Rsの温度変化を考慮してパターン配線2に流れる電流の値を算出できる。   Moreover, the calculation accuracy of the current value I can be improved as compared with the case where the current value I is calculated by always considering the temperature Tatm detected by the temperature detection unit 4 as the temperature Ts of the pattern wiring 2. That is, the value of the current flowing through the pattern wiring 2 is considered in consideration of the temperature change of the resistance value Rs without requiring a hardware configuration (the diode) for absorbing the temperature change of the resistance value Rs of the pattern wiring 2. It can be calculated.

なお、ステップST1,ST2の実行タイミングは上述の例に限らない。ステップST1はステップST5よりも前に行えばよく、ステップST2はステップST3よりも前に実行すればよい。また温度Tatmがほぼ一定となる場合には、ステップST1は1回目の動作のみ実行してもよい。即ち、2回目以降は、ステップST2〜ST5の一組を繰り返し実行してもよい。   Note that the execution timing of steps ST1 and ST2 is not limited to the above example. Step ST1 may be performed before step ST5, and step ST2 may be performed before step ST3. When the temperature Tatm is substantially constant, step ST1 may be executed only for the first operation. That is, after the second time, a set of steps ST2 to ST5 may be repeatedly executed.

また温度検出部4は必ずしも基板1に設けられる必要はない。例えば、基板1を収容するパッケージが設けられる場合には、当該パッケージの内部に設けられれば良く、あるいは、当該パッケージの表面に設けられてもよい。   Further, the temperature detector 4 is not necessarily provided on the substrate 1. For example, when a package that accommodates the substrate 1 is provided, it may be provided inside the package, or may be provided on the surface of the package.

変形例.
上述の例では、ステップST1〜ST5の一組を繰り返し実行している。しかしながら、電流値の算出精度は低下するものの、繰り返しの動作を行わなくてもよい。図6は電流値算出装置100の動作の一例を示すフローチャートである。図6の例示では、ステップST1〜ST6をこの順で実行する。ステップST6においては、ステップST5にて算出した抵抗値Rs[n+1]を用いて電流値I[n]を算出する。つまり、ステップST2において検出した電圧V[n]と、ステップST5にて算出した抵抗値Rs[n+1]とを用いて、電流値I[n]を算出するのである。これによっても、ステップST3で算出した電流値I[n]に比べて、より実際の値に近い電流値I[n]を算出することができる。ただし、図5に示すように、繰り返し実行することで、電流値I[n]の算出精度を更に向上することができる。
Modified example.
In the above example, one set of steps ST1 to ST5 is repeatedly executed. However, although the calculation accuracy of the current value is reduced, it is not necessary to perform the repeated operation. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the current value calculation apparatus 100. In the example of FIG. 6, steps ST1 to ST6 are executed in this order. In step ST6, the current value I [n] is calculated using the resistance value Rs [n + 1] calculated in step ST5. That is, the current value I [n] is calculated using the voltage V [n] detected in step ST2 and the resistance value Rs [n + 1] calculated in step ST5. This also makes it possible to calculate a current value I [n] that is closer to the actual value than the current value I [n] calculated in step ST3. However, as shown in FIG. 5, the calculation accuracy of the current value I [n] can be further improved by repeated execution.

第2の実施の形態.
図7は車載システム110の構成の一例を概略的に示す図である。この車載システム110は車両に搭載される。車載システム110は、電源10と電流制限部20と負荷30と電流値算出装置100とを備えている。図7の例示では、電源10は電流制限部20およびパターン配線2を介して負荷30に接続されている。電源10はバッテリまたは発電機(例えばオルタネータ)である。電源10は電流制限部20を介して負荷30へと給電を開始する。負荷30は車両に搭載される任意の負荷であってよく、例えばステアリング用のモータである。
Second embodiment.
FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the in-vehicle system 110. This in-vehicle system 110 is mounted on a vehicle. The in-vehicle system 110 includes a power supply 10, a current limiting unit 20, a load 30, and a current value calculation device 100. In the illustration of FIG. 7, the power supply 10 is connected to the load 30 via the current limiting unit 20 and the pattern wiring 2. The power source 10 is a battery or a generator (for example, an alternator). The power supply 10 starts to supply power to the load 30 via the current limiting unit 20. The load 30 may be an arbitrary load mounted on the vehicle, for example, a steering motor.

電流制限部20は、電流値算出部33によって算出された電流値が閾値を超えるときに、負荷30へと流れる負荷電流を制限する。図7の例示では、電流制限部20はスイッチ21とドライバ回路22と判定部34と論理積部35とを備えている。スイッチ21は例えばトランジスタであって、電源10と負荷30との間(図7の例示では、電源10とパターン配線2との間)に設けられている。スイッチ21の制御電極はドライバ回路22を介して論理積部35の出力に接続されている。   The current limiting unit 20 limits the load current flowing to the load 30 when the current value calculated by the current value calculating unit 33 exceeds the threshold value. In the illustration of FIG. 7, the current limiting unit 20 includes a switch 21, a driver circuit 22, a determination unit 34, and a logical product unit 35. The switch 21 is, for example, a transistor, and is provided between the power supply 10 and the load 30 (in the illustration of FIG. 7, between the power supply 10 and the pattern wiring 2). The control electrode of the switch 21 is connected to the output of the AND unit 35 via the driver circuit 22.

図7の例示では、判定部34および論理積部35は演算処理部3にも含まれている。判定部34には、電流値算出部33によって算出された電流値Iを示す電圧が入力される。判定部34はこの電流値Iが閾値よりも大きいか否かを判定する。そして電流値Iが閾値よりも大きいときには、スイッチ21をオフさせる。例えば判定部34は電流値Iが閾値よりも大きいときに、論理レベル“L”に相当する電圧を出力し、電流値Iが閾値よりも小さいときには、論理レベル“H”に相当する電圧を出力する。   In the example of FIG. 7, the determination unit 34 and the logical product unit 35 are also included in the arithmetic processing unit 3. A voltage indicating the current value I calculated by the current value calculation unit 33 is input to the determination unit 34. The determination unit 34 determines whether or not the current value I is larger than a threshold value. When the current value I is larger than the threshold value, the switch 21 is turned off. For example, the determination unit 34 outputs a voltage corresponding to the logic level “L” when the current value I is larger than the threshold value, and outputs a voltage corresponding to the logic level “H” when the current value I is smaller than the threshold value. To do.

判定部34の出力は論理積部35に入力される。論理積部35には、外部からの負荷駆動信号Gも入力される。この負荷駆動信号Gは、負荷30を駆動するときに論理レベル“H”を採り、負荷30を駆動しないときに論理レベル“L”を採る。論理積部35は、判定部34からの出力と、負荷駆動信号との論理積をドライバ回路22へと出力する。よって、ドライバ回路22に入力される信号は、電流値Iが閾値よりも小さいときに、負荷駆動信号Gの出力と論理レベルが一致する。他方、電流値Iが閾値よりも小さいときには、負荷駆動信号Gの出力によらず、ドライバ回路22に入力される信号は論理レベル“L”を採る。   The output of the determination unit 34 is input to the logical product unit 35. An external load drive signal G is also input to the AND unit 35. The load drive signal G takes a logic level “H” when driving the load 30 and takes a logic level “L” when not driving the load 30. The logical product unit 35 outputs the logical product of the output from the determination unit 34 and the load drive signal to the driver circuit 22. Therefore, the signal input to the driver circuit 22 has the same logic level as the output of the load drive signal G when the current value I is smaller than the threshold value. On the other hand, when the current value I is smaller than the threshold value, the signal input to the driver circuit 22 takes the logic level “L” regardless of the output of the load drive signal G.

ドライバ回路22は入力された信号をスイッチ信号としてスイッチ21へと出力する。電流値Iが閾値よりも小さいときには、負荷駆動信号が採る論理レベル“L”/“H”に応じて、それぞれスイッチ21はオフ/オンする。しかし電流値Iが閾値よりも大きいと、負荷駆動信号Gが採る論理レベルに拘わらず、スイッチ21はオフする。したがって、負荷30に閾値を超える負荷電流が流れることを抑制することができる。   The driver circuit 22 outputs the input signal to the switch 21 as a switch signal. When the current value I is smaller than the threshold value, the switch 21 is turned off / on in accordance with the logic level “L” / “H” taken by the load drive signal. However, when the current value I is larger than the threshold value, the switch 21 is turned off regardless of the logic level taken by the load drive signal G. Therefore, it is possible to suppress the load current exceeding the threshold value from flowing through the load 30.

しかも電流値Iは第1の実施の形態と同様にして算出されるので、温度を考慮した電流値Iが算出される。よって温度が変動しても、適切な電流値Iに基づいてスイッチ21をオフすることができる。したがって、負荷30に閾値を超える負荷電流が流れることを、より適切に抑制することができるのである。   Moreover, since the current value I is calculated in the same manner as in the first embodiment, the current value I considering the temperature is calculated. Therefore, even if the temperature fluctuates, the switch 21 can be turned off based on the appropriate current value I. Therefore, it can suppress more appropriately that the load current exceeding a threshold value flows into the load 30.

上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。   Each structure demonstrated by each said embodiment and each modification can be suitably combined unless it mutually contradicts.

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。   As described above, the present invention has been described in detail. However, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.

2 パターン配線
3 演算処理部
4 温度検出部
5 電圧検出部
20 電流制限部
100 電流値算出装置
110 車載システム
2 pattern wiring 3 arithmetic processing unit 4 temperature detection unit 5 voltage detection unit 20 current limiting unit 100 current value calculation device 110 in-vehicle system

Claims (2)

車両に設けられるパターン配線に流れる電流の電流値を求める装置であって、
前記パターン配線の周辺の温度たる第1温度を検出する温度検出部と、
前記パターン配線に印加される電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流値を求める演算処理部と
を備え、
前記演算処理部は、
前記電圧と前記パターン配線の抵抗値とに基づいて前記電流値を算出する第1工程と、
前記抵抗値と前記電流値とに基づいて前記パターン配線における消費電力を算出する第2工程と、
前記パターン配線から前記温度検出部までの熱抵抗と、前記消費電力との積を、前記第1温度に加算して、前記パターン配線の温度たる第2温度を算出し、前記第2温度に基づいて前記抵抗値を更新する第3工程と、
前記電圧と前記第3工程で更新された前記抵抗値とに基づいて前記電流値を算出する第4工程と、
をこの順に実行する、電流値算出装置。
An apparatus for obtaining a current value of a current flowing in a pattern wiring provided in a vehicle,
A temperature detection unit for detecting a first temperature as a temperature around the pattern wiring;
A voltage detector for detecting a voltage applied to the pattern wiring;
An arithmetic processing unit for obtaining the current value,
The arithmetic processing unit includes:
A first step of calculating the current value based on the voltage and the resistance value of the pattern wiring;
A second step of calculating power consumption in the pattern wiring based on the resistance value and the current value;
A product of a thermal resistance from the pattern wiring to the temperature detection unit and the power consumption is added to the first temperature to calculate a second temperature as a temperature of the pattern wiring, and based on the second temperature. A third step of updating the resistance value,
A fourth step of calculating the current value based on the voltage and the resistance value updated in the third step;
A current value calculation device that executes the above in this order.
前記車両に設けられる負荷と、
請求項1に記載の電流値算出装置と
前記電流値が閾値を超えるときに、前記負荷に流れる負荷電流を制限する電流制限部と
を備え、
前記パターン配線は前記負荷電流が流れる経路の上に設けられる、車載システム。
A load provided on the vehicle;
The current value calculation device according to claim 1, and a current limiting unit that limits a load current flowing through the load when the current value exceeds a threshold value,
The pattern wiring is an in-vehicle system provided on a path through which the load current flows.
JP2015227348A 2015-11-20 2015-11-20 Current value calculation device and on-vehicle system Pending JP2017096694A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015227348A JP2017096694A (en) 2015-11-20 2015-11-20 Current value calculation device and on-vehicle system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015227348A JP2017096694A (en) 2015-11-20 2015-11-20 Current value calculation device and on-vehicle system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017096694A true JP2017096694A (en) 2017-06-01

Family

ID=58816556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015227348A Pending JP2017096694A (en) 2015-11-20 2015-11-20 Current value calculation device and on-vehicle system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017096694A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019015538A (en) * 2017-07-04 2019-01-31 矢崎総業株式会社 Shunt resistance type current sensor, and correct method of shunt resistance type current sensor
KR20190084762A (en) * 2018-01-09 2019-07-17 현대모비스 주식회사 Apparatus and method for detecting output current of invertor
JP2021508817A (en) * 2018-08-31 2021-03-11 エルジー・ケム・リミテッド Shunt resistor current value correction system and method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019015538A (en) * 2017-07-04 2019-01-31 矢崎総業株式会社 Shunt resistance type current sensor, and correct method of shunt resistance type current sensor
KR20190084762A (en) * 2018-01-09 2019-07-17 현대모비스 주식회사 Apparatus and method for detecting output current of invertor
KR102485483B1 (en) * 2018-01-09 2023-01-05 현대모비스 주식회사 Apparatus and method for detecting output current of invertor
JP2021508817A (en) * 2018-08-31 2021-03-11 エルジー・ケム・リミテッド Shunt resistor current value correction system and method
US11293948B2 (en) 2018-08-31 2022-04-05 Lg Energy Solution, Ltd. System and method for correcting current value of shunt resistor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5482055B2 (en) Power supply control device
JP5448706B2 (en) Current detection device and current detection method
JP5718833B2 (en) Wire protector
JP2019500584A5 (en)
JP2009130944A (en) Electric wire protection method and electric wire protection device
US20160077135A1 (en) Shunt current measurement with temperature compensation
JP6128055B2 (en) Wire protector
JP5848415B2 (en) Temperature measuring device using negative temperature coefficient thermistor
US9829911B2 (en) Resistance correction circuit, resistance correction method, and semiconductor device
JP2017096694A (en) Current value calculation device and on-vehicle system
JP2017514115A (en) Shunt current measurement with temperature compensation
JP6667300B2 (en) Current detection circuit and semiconductor device having the same
JP6288053B2 (en) Vehicle approach notification device
JP2014093832A (en) Electric power steering control device and electric power steering control method
JP2002290222A (en) Load drive circuit
JP6319126B2 (en) Temperature correction circuit and temperature sensing element detection temperature correction method
JP2006284301A (en) Temperature detector
JP5310219B2 (en) Physical quantity detection device
JP5941718B2 (en) Signal processing circuit, in-vehicle electronic control device, and mounting method of signal processing circuit in in-vehicle electronic control device
US9696220B2 (en) Malfunction diagnosis apparatus
JP5182149B2 (en) Sensor failure detection device
JP2011007542A (en) Device for determining abnormal conditions of temperature sensor
JP2010216906A (en) Automobile-use flowmeter
JP3818197B2 (en) Circuit device having a plurality of overheat detection circuits
US8788233B2 (en) Diagnostic system and method for a thermistor amplifier circuit