(57)【要約】【課題】従来の記憶した補正データを元に環境温度変化に対するセンサ感度、オフセットの補正を行う場合、出力精度がＤ／Ａ回路の性能やワイヤーの電圧降下に左右されてしまうため高精度且つ製造コストを抑えた電流センサの提供が困難であった。【解決手段】電流センサの環境温度変化に対する出力を補正値としてメモリする事で自動的に環境温度に対する電流値を環境温度が変化しても安定した出力を自動車通信規格に準じたデジタル信号で出力出来る機能を有する事で高精度、高分解能の電流センサを供給することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測電流で発生する磁束を検出するホールセンサとホールセンサ出力を増幅する増幅回路と、ホールセンサを駆動しホールセンサの感度を決定する定電流回路と、増幅回路出力のオフセットを決定するオフセット設定Ｄ／Ａ変換回路と、定電流回路の電流値を設定し電流センサの感度を設定する感度設定Ｄ／Ａ変換回路と、環境温度を検出する感温回路を備え、増幅回路出力のオフセットを設定するオフセット設定回路、及び、電流センサの感度を設定する感度設定回路、これらを制御するＣＰＵを備え、ＣＰＵは環境温度データの取得、環境温度に対して電流センサの感度及びオフセット出力が所定の値となるよう感度設定用回路、オフセットを設定するオフセット設定回路をコントロールし、電流センサの感度、オフセットを自動測定し、得られた、環境温度データ、感度設定データ、オフセット設定データをＣＰＵやマイコンのＥＥＰＲＯＭなどのメモリに保存し、環境温度を検出しながら環境温度に対する感度設定データ、オフセット設定データをメモリ内へ保存する機能を持ったマイコン等を用い、検出電流値を必要に応じて積分、平均する機能、出力に自動車の通信規格であるＣＡＮやＬＩＮやＵＡＲＴなどのデジタル通信機能を有する電流センサと電流センサ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は既存の検査設備を変更することなく電流センサ回路の出力に係る感度、オフセット設定値を環境温度に対し自動取得記憶し、環境温度に対する感度設定、オフセット設定を自動設定し、補正された検出電流値を自動車等の通信規格のデジタル通信にて出力を行うことができる電流センサの提供を可能とする電流センサ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電流センサを含むセンサ回路の環境温度変化による出力変動を補正する方法は特開２０１６−１６１２７６公報の電流センサでの実施例に見られるように、環境温度変化によるセンサ出力の補正を行っている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６１２７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の発明では、環境温度変化に伴うセンサ回路出力変動をＥＥＰＲＯＭに記録したデータでセンサ感度、及びオフセット補正を行っている、しかし、Ａ／ＤとＤ／Ａ回路にて生成された出力信号はＤ／Ａ回路の性能やビット数に依存してしまい精度を上げる事が困難であり、電圧値での出力では接続されるワイヤーの抵抗により電圧降下してしまし精度を上げられないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために請求項１記載の発明の電流センサ、電流センサ回路は、計測電流で発生する磁束を検出するホールセンサとホールセンサ出力を増幅する増幅回路と、ホールセンサを駆動しホールセンサの感度を決定する定電流回路と、増幅回路出力のオフセット設定値と、環境温度を検出する感温回路を備え、定電流回路の電流値を設定しＣＰＵ、マイコンのメモリに予め記憶させておいた補正値にて電流センサの電流値を演算により算出するＣＰＵ、マイコンを備え、電流センサの電流値データを出力時にＤ／Ａ回路を用いず直接デジタル通信信号として出力することで分解能を上げ精度の良い出力値をＥＣＵ（Electronic Control Unitの略称（イーシーユー）システムを電子回路を用いて制御する装置（ユニット）の総称、以後ＥＣＵ）に信号を受け渡す事を実現した電流センサを供給することが可能となる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、精度の高い通信出力機能を持った電流センサを供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の電流センサの回路模式図
【図２】本発明の電流センサの回路模式図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００８】
本発明での電流センサは計測電流で発生する磁束を磁気検出素子であるホールセンサで検出、増幅を行い計測電流をデジタル信号にて出力する磁気比例式電流センサを示す。
【実施例２】
【０００９】
図１は従来の電流センサ回路を示す図である。ホールセンサ１の感度はホールセンサ１に流れる電流で変化し、ホールルセンサ１に流れる電流値で電流センサの感度が決定される。ホールセンサ１の感度は環境温度変化に対し最大−６００ｐｐｍの感度変化を持つ為、電流センサの精度を上げるためには環境温度に対しホールセンサ１に流れる電流を環境温度に対応した感度に感度設定Ｄ／Ａの出力電圧でコントロールし、環境温度変化に対し電流センサの感度を一定に保つ必要がある。また、電流センサへ供給する電圧が５Ｖであった場合、計測電流が０Ａの時オフセット設定Ｄ／Ａ４の出力電圧で増幅回路２の出力電圧は例えば２．５Ｖに設定される。この電圧をオフセット電圧と本発明では定義する。ホールセンサ１及び増幅回路２は環境温度変化に対し出力電圧が変動する為、固定のオフセット設定では環境温度変化に伴いオフセット電圧が変動してしまう。そこで、環境温度に対応したオフセット設定Ｄ／Ａ４の出力電圧でコントロールし、計測電流が０の場合の出力電圧を環境温度が変化した場合でも２．５Ｖに保つ必要がある。
【００１０】
図１に於いて、ＣＰＵと温度検出回路６、オフセット設定Ｄ／Ａ４、感度設定Ｄ／Ａ５、電流センサ回路に接続したＡ／Ｄ機能８は電気的、物理的、ソフト的にマイコンに内蔵される場合がある。
【００１１】
まず感度設定データ、オフセット設定データを取得するため、電流センサを電流センサ出力の温度特性を検査可能な既存の検査装置にセットする。既存の電流センサであれば電流センサへの供給電源と電流センサの出力を読み込み補正データの書き込み様パソコンに保持されるが、本発明の場合、電流センサ出力をＡ／Ｄコンバータ８の入力へ追加接続、電流センサ内ＣＰＵ７とシリＡ／Ｄコンバータ８とシリアルインターフェイスで追加接続する。
【００１２】
ＣＰＵ７の動作を説明する。検査装置へセットされた電流センサへ電源を投入する。電源投入直後ＣＰＵ７は電流センサ外部にＡ／Ｄコンバータ８が接続されているかどうか確認する。確認方法は、例えば、ＣＰＵ７はＡ／Ｄコンバータ８に対しＡ／Ｄ変換条件設定データを送出し、Ａ／Ｄコンバータ８からＡ／Ｄ変換条件設定データが返送されればＡ／Ｄコンバータ８が接続されていると判断し、設定データ取得モードへと入る。設定データ取得モードについて電流センサの仕様が計測電流±３００Ａ、０Ａ時の出力電圧が２．５Ｖ、＋３００Ａでの出力電圧が４．５Ｖの場合を例に図２フローチャートを基に説明する。
【００１３】
設定データ取得モードに入るとＣＰＵ７はＡ／Ｄコンバータ８を介し増幅回路２の出力電圧を読み込み続ける。出力電圧が大きく変化したことをＣＰＵ７が確認すると、検査装置から計測電流３００Ａが流されたと判断し、ＣＰＵ７は感度データ取得処理を実行する。感度データ取得処理は感度設定Ｄ／Ａコンバータ５への出力データを変化させながらＡ／Ｄコンバータ８を介し増幅回路２の出力電圧を読み込み、増幅回路２からの出力電圧が４．５Ｖにもっとも近くなる電圧となるまで繰り返す。
【００１４】
この処理が終了すると増幅回路２の出力電圧をＡ／Ｄ７を介しで読み込みながら増幅回路２の出力電圧が４．５Ｖから２．５Ｖ近辺へと大きく低下するまで待つ。増幅回路２の出力電圧が大きく低下した場合、検査装置が計測電流を３００Ａから０Ａに落としたと判断し、オフセット設定データ取得処理を実行する。
【００１５】
オフセット設定データ取得処理は感度設定データ取得処理と同等の処理を行い、増幅回路２の出力電圧が２．５Ｖにもっとも近くなるよう、オフセットＤ／Ａコンバータ４への出力データを変化させる。
【００１６】
オフセットデータ取得処理が終了すると温度検出回路６から環境温度データを読み込む環境温度データ取得処理を実行する。
【００１７】
環境温度データを取得後、環境温度データ、感度データ取得処理で得られた増幅回路２の出力電圧が４．５Ｖにもっとも近くなった時の感度設定Ｄ／Ａコンバータ５への出力データ、オフセット設定データ取得処理で得られた増幅回路２の出力電圧が２．５Ｖにもっとも近くなった時のオフセット設定Ｄ／Ａコンバータ４への出力データをＣＰＵ内臓のＥＥＰＲＯＭへ記憶する。
【００１８】
検査装置はあらかじめ設定した環境温度、例えば、−４０℃、−２０℃、０℃、２０℃、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃に達したタイミングで検査装置が計測電流３００Ａを流し、電流センサ内臓のＣＰＵ７が感度設定データ取得に十分な時間を待った後、検査装置が計測電流を０Ａにすれば、自動的に電流センサは環境温度に対する感度設定データ、オフセット設定データを自動的に取得記憶する。ＣＰＵ７は設定された環境温度での設定データ取得を終了したと判断すると電流計測モードへ移行する。
【００１９】
電流計測モードに入るとＣＰＵ７は環境温度データを取得する。取得した環境温度データがＥＥＰＲＯＭへ記憶した−４０℃、−２０℃、０℃、２０℃、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃のうちどの温度の間のデータであるか判断し取得した環境温度での感度設定データ、オフセット設定データを演算処理し求める。
【００２０】
ＣＰＵ７は求めたＶＨ５０、Ｖ０５０を感度設定Ｄ／Ａコンバータ５、オフセット設定Ｄ／Ａコンバータ４へ出力する。ＣＰＵ７は引き続き電流センサへ供給される電源が遮断されるまで繰り返す。
【実施例３】
【００２１】
図２において電流センサ回路を示す図である。ホールセンサ１の感度はホールセンサ１に流れる電流で変化し、ホールルセンサ１に流れる電流値で電流センサの感度が決定される。ホールセンサ１の感度は環境温度変化に対し最大−６００ｐｐｍの感度変化を持つ為、電流センサの精度を上げるためには環境温度に対し予め取得したデータをもとに環境温度変化に対し電流センサの感度を一定に保つ必要がある。ホールセンサ１及び増幅回路２は環境温度変化に対し出力電圧が変動する為、固定のオフセット設定では環境温度変化に伴いオフセット電圧が変動してしまう。そこで、環境温度に対応したオフセット値の出力電圧、計測電流が０の場合の出力電圧を環境温度変化に応じた電圧を取得し電流値を０に保つ必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、特別な製造工程を必要としないで、従来の実施例で挙げた手順を踏まず環境温度変化に伴う電流センサ特性変動を概ね０．５％未満にした高精度の電流センサを供給できるようになる。
【符号の説明】
【００２３】
１  ホールセンサ
２  増幅回路
３  定電流回路
４  オフセット設定Ｄ／Ａコンバータ
５  感度設定Ｄ／Ａコンバータ
６  環境温度検出回路
７  ＣＰＵ
８  増幅回路２の出力をＡ／Ｄ変換し、変換データをＣＰＵへ送るＡ／Ｄコンバータ
９  自動車通信規格のデジタル信号を送受信する回路
１０自動車のＥＣＵ等への出力端子
１１マイコン
【図１】
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【図２】
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