(57)【要約】【課題】  高価な高精度の電流センサを用いなくとも、より高い精度で電流値を検出することができる電流センサ補正装置を提供する。【解決手段】電流センサ補正装置は、電動車両に車載された電流センサ2と、車外の充電設備3からの充電中にこの充電設備3側の電流センサ4で測定した充電電流を用いて電動車両車載の電流センサの電流値を補正する補正手段6、７と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に車載され充電電流値を測定する電流センサと、
車外の充電設備からの充電中に該充電設備側の電流センサで測定した充電電流を用いて前記電動車両車載の電流センサの電流値を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする電流センサ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電流センサ補正装置において、
前記補正手段は、前記車載の電流センサがゲイン誤差を有しないとしてオフセット誤差を補正する、
ことを特徴とする電流センサ補正装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電流センサ補正装置において、
前記補正手段は、前記車載の電流センサのゲイン誤差を補正する、
ことを特徴とする電流センサ補正装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電流センサ補正装置において、
前記補正手段は、充電中の異なる充電電流値を用いて、最小二乗法により、オフセット誤差とゲイン誤差を同時に求める、
ことを特徴とする電流センサ補正装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電流センサ補正装置において、
前記補正手段は、定電流定電圧充電のうちの定電圧充電中に得た電流値を用いる、
ことを特徴とする電流センサ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば電気自動車等に搭載される電流センサの測定誤差を補正する電流センサ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電流センサの補正方法としては、特許文献１のものが知られている。
この従来の電気自動車用の電流センサ補正方法では、まず充電器による充電の実行中の第１期間において、オフ状態で電流センサの誤差を補正する。この補正後の電流センサ出力を用いて二次電池の満充電容量を算出する。また、第１期間以外の期間であって、少なくとも電動車両の走行時を含む第２期間において、電流センサ出力を用いて二次電池の満充電容量を算出する。上記両満充電容量を比較した結果を用いて電流センサの誤差（オフセット誤差およびヒステリシス誤差）を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０９０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の電流センサ補正方法は、電流センサのオフセット誤差の補正可能なものの、電流センサの誤差にはゲイン誤差もあり、このため電流センサを用いて測定した電流値には誤差が残ってしまう。また、車載の電流センサにあっては、高精度の電流センサは高価であるため、ある程度の精度で、より安価な電流センサが通常、用いられる。
このため、上記従来の電流センサの補正方法のように、車載の電流センサのみを用いての補正では、上記誤差の補正は限られてしまう。
この結果、この測定電流値を用いて電動車両に搭載したバッテリの充電率等を推定する場合、ある程度の誤差を免れ得ず、充電率が関係する走行可能距離の推定にも不安がつきまとうといった問題がある。
【０００５】
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、高価な高精度の電流センサを用いなくとも、より高い精度で電流値を検出することができるようにした電流センサ補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため本発明による電流センサ補正装置は、
電動車両に車載され充電電流値を測定する電流センサと、
車外の充電設備からの充電中にこの充電設備側の電流センサで測定した充電電流を用いて電動車両車載の電流センサの電流値を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、上記補正手段が、車載の電流センサがゲイン誤差を有しないとしてオフセット誤差を補正することを特徴とする。
【０００８】
また、好ましくは、上記補正手段が、車載の電流センサのゲイン誤差を補正することを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、上記補正手段が、充電中の異なる充電電流値を用いて、最小二乗法により、オフセット誤差とゲイン誤差を同時に求めることを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、上記補正手段が、定電流定電圧充電のうちの定電圧充電中に得た電流値を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電流センサ補正装置は、車載の電流センサより精度が高い充電設備の電流値を用いて車載の電流センサを補正するようにしたので、高価な電流センサを車載しなくても、高精度の電流値を検出することが可能となる。
【００１２】
また、車載の電流センサがゲイン誤差を有しないとしてオフセット誤差を補正するので、簡単な処理で最も大きなオフセット誤差を効率よく減らすことができるようになる。
【００１３】
また、車載の電流センサのゲイン誤差を補正するので、精度をその分さらによく電流値を求めることができるようになる。
【００１４】
また、充電中の異なる充電電流値を用いて、最小二乗法により、オフセット誤差とゲイン誤差を同時に求めるようにしたので、現実的な方法で両誤差を少なくでき、したがって、高精度で電流値を求めることができる。
【００１５】
また、定電流定電圧充電のうち定電圧充電中に得た電流値を用いるようにしたので、定電流充電中に得られる電流値に比べてより広い範囲の電流値を得ることが可能となり、したがって、高精度で電流値を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１の電流センサ補正装置を搭載した電動車両と地上の急速充電器との間での充電の様子を示す図である。
【図２】実施例１の電流センサ補正装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１の電流センサ補正装置における電流補正プロセスを実行するためのフローチャートを示す図である。
【図４】実施例１の電流センサ補正装置における電流補正のための演算を説明する図である。
【図５】実施例１の電流センサ補正装置における充電方法を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【実施例１】
【００１８】
まず、実施例１の電流センサ補正装置の全体構成を、図および図２を参照しながら説明する。
図１に示すように、実施例１の電流センサ補正装置は、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両に車載され、図示しない車載バッテリへの充放電電流を測定する。バッテリは、車両駆動用の電気モータや他の電子電気機器を駆動するために電力を供給（放電）したり、制動走行中にモータをジェネレータとして機能させ制動エネルギの一部を回収したり（充電）、また地上の急速充電器3などの車外の充電設備から充電されたりする。
【００１９】
ここで、急速充電器3にあっては、充電器側電流センサ4を備えており、この充電器側電流センサ4は、急速充電を行うために車載の車両側電流センサ2よりも高精度のものが使用される。そして、後で説明するように、定電流定電圧充電が行われる。
【００２０】
一方、電動車両1には、車両側電流センサ2と車載電流センサ補正部5とが車載されている（なお、作図の便宜上、図１ではそれらは電動車両1から離されて描かれている）。
上述のように、車両側電流センサ2は、車載のバッテリからの放電電流値およびバッテリへの充電電流値を測定するが、その測定精度は充電器側電流センサ4より劣る。すなわち、車両側電流センサ2の測定電流値には、オフセット誤差やゲイン誤差が含まれ、これらの誤差は車両側電流センサ2自身では避けることができない。
【００２１】
車載電流センサ補正部5は、車載のマイクロコンピュータで構成されており、車両側電流センサ2に常時接続される。また、充電時での急速充電器2にケーブルを介して電動車両1の充電口を接続したときに、充電器側電流センサ4と車載電流センサ補正部5とが接続され、車載電流センサ補正部5は、充電器側電流センサ4から、ここで測定した電流値の情報をその充電期間中に受け取ることができるように構成されている。
なお、この充電中には、急速充電器3へは、車載の図示しない端子電圧センサからの端子電圧値が供給され、急速充電器3は、その端子電圧の大きさに応じて充電方法を変える。
【００２２】
車載電流センサ補正部5は、図２に示すように、誤差検出部6および誤差補正部7を備えている。
誤差検出部6は、充電期間中に充電器側電流センサ4から受け取った電流値と車両側電流センサ2で測定した電流値とを比較して車両側電流センサ2のオフセット誤差およびゲイン誤差を算出・推測する。
なお、この算出方法は、本実施例では最小二乗法を用いて行うが、その詳細については後で説明する。
【００２３】
一方、誤差補正部7は、誤差検出部6で得られたオフセット誤差およびゲイン誤差を用いて、車両側電流センサ2の等価回路モデル（数式モデル）を変更して、バッテリの充電率推測等に用いる。
なお、誤差検出部6および誤差補正部7は、本発明の補正手段に相当する。
【００２４】
上記のように構成された実施例１の電流センサ補正装置において、電流センサ補正のプロセスは、図３のフローチャートにしたがって、以下のように実行される。
まず、ステップS1で、電動車両1の充電口が急速充電器3のケーブルに接続されて急速充電が始まる。
この急速充電では、端子電圧値、したがって充電率が低いときはバッテリの内部抵抗が高いので、一気に充電すると多量の熱が発生する。そこで、急速充電の直前に測定したバッテリの端子電圧値が低いときは、低電流で予備充電を行う。
図５で示すように、端子電圧値が第１所定電圧値V0以上になる（したがって、バッテリの内部抵抗が小さくなる）と、定電流（CC: Constant Current）充電（図５中、領域Cで示す）に切り替わる。
その後、端子電圧値が第１所定電圧値より高い第２所定電圧値V1以上になると、急速充電器3が定電圧（CV: Constant Voltage）充電（同図中、領域Eで示す）に切り替えて、過充電とならないようにする。
続いて、ステップS2へ進む。
【００２５】
ステップS2では、CV充電時に両電流センサ2、4間の誤差を誤差検出部6で字式を用いて算出する。
すなわち、D=IQC-ICAR
ここで、Dは電流値誤差、IQCは充電器側電流センサ4で測定した電流値、またICARは車両側電流センサ2で測定した電流値である。
続いて、ステップS3に進む。
【００２６】
ステップS3では、誤差検出部6が、最小二乗法を用いてゲイン誤差およびオフセット誤差を算出する。
すなわち、これらは、式  Y=aX＋ｂ  を用いて算出する。
ここで、Yは電流値の検出誤差、XはIQC、すなわち充電器側電流センサ4で測定した電流値、aはゲイン誤差、ｂはオフセット誤差である。
この誤差例を図５に示す。
【００２７】
図５において、横軸は充電電流値で、縦軸は電流値の検出誤差Dである。
算出方法としては、電流値の検出誤差値Dと充電器側電流センサ4で測定した充電電流値（A:アンペア）との測定値（小さい○で示す）を、グラフ上に多数プロットしていく。
この測定値は、上述のように、定電流（CC）充電ではなく定電圧（CV）充電時に行うので、電流値は前者の場合より後者の方がよりばらつくことになる。
したがって、この方が最小二乗法で求める場合にはより精度が高く算出することができる。
上記すべての測定点から最小二乗距離が一番近くなる直線Y＝aX＋bを求めると、字式からゲイン誤差a、およびオフセット誤差bを求めることができる。
【数１】
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ここで、xi、yiは、それぞれi番目の電流値の検出誤差Y、充電器側電流センサ4で測定した電流値Xであり、xt、ytは、それぞれt番目の電流値の検出誤差Y、充電器側電流センサ4で測定した電流値Xである。
また、nは上記式での演算に用いる測定値の総数である。
【００２８】
なお、定電圧充電時、同図中、領域Dで示すように、充電電流値が次第に小さくなっていく。したがって、定電圧充電領域Eにあっては、充電電流値が変化し、異なる値をとっていくので、最小二乗法を用いるには、定電流充電時で充電電流値が変化しない領域で行なわず、定電圧充電領域Eで行うのが適している。
続いて、充電電流値がある値A1以下になったら、ステップS4に進む。
【００２９】
ステップS4では、急速充電器3が車載バッテリへの急速充電を停止する。
次いで、ステップS5に進む。
【００３０】
ステップS5では、誤差補正部7が、誤差検出部6で算出・推定したゲイン誤差aおよびオセット誤差bに応じて、車両側電流センサ2の等価回路モデルを更新する。
以上で、充電および車両側電流センサ2の補正プロセスを終える。
【００３１】
以上、説明したように、実施例１の電流センサ補正装置は、以下の効果を得ることができる。
電動車両1に車載された電流センサ2で測定した充電電流値と、車外の充電設備である急速充電器3からの充電中に、この急速充電器3の電流センサ4が測定した充電電流値とから、これらの誤差（ゲイン誤差、オフセット誤差）を誤差検出部6で算出して、ここで算出した誤差を用いて車載側の電流センサ2の等価回路モデルを更新するようにした。
したがって、完璧ではないものの、非常に精度が高い急速充電器3側の電流センサ4で測定した充電電流値は、車載の電流センサ2で測定した充電電流値よりかなり精度が高いことになる。しかしながら、前者での測定値そのものは、充電時しか利用できず、それ以外の充放電電流値の測定は、充電器側電流センサ4より精度が劣る車両側電流センサ2で行わなければならない。
【００３２】
そこで、上記構成とすることで、車両側電流センサ2のオフセット誤差およびゲイン誤差を推定することができ、検出する充放電電流値からそれらの誤差を除くことで、精度を向上させることができるようになる。
この充放電電流値の検出精度が高まれば、バッテリの充電率の算出精度も向上させることができる。
【００３３】
また、上記式で、車両側電流センサ2がゲイン誤差を有しない（a=0）としてオフセット誤差(b)を算出して電流センサ2を補正することも可能であり、逆に、オフセット誤差がないとして従来技術では算出できなかったゲイン誤差のみを算出して電流センサ2を補正することも可能である。
もちろん、上述したように、ゲイン誤差とオフセット誤差を同時に検出して電流センサ2を補正することも可能である。
なお、上記オフセット誤差のみを算出して電流センサ2を補正する場合にあっては、充電器側電流センサ4で測定した充電電流値を用いているので、従来技術のように同じようにオフセット誤差のみを算出補正していても、車両側電流センサのみでオフセット誤差を算出・補正する従来技術の場合に比べて、推定精度はさらに向上することになる。
【００３４】
また、上記誤差の検出は、充電中のうち定電圧充電中に行うようにしたので、異なる電流値を用いるようにしたので、誤差の算出時に最小二乗法を用いる場合に、定電流充電領域で算出する場合に比べてその算出精度が向上することになる。
【００３５】
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。
【００３６】
たとえば、誤差を算出するのに、上記実施例では最小二乗法を用いたが、これに限られず、他の方法であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１            電動車両
２            車両側電流センサ
３            急速充電器（車外の充電設備）
４            充電器側電流センサ
５            車載電流センサ補正部
６            誤差検出部(補正手段)
７            誤差補正部(補正手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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