(57)【要約】    【課題】    バッテリの充放電電流を検出する電流センサの検出値に含まれるオフセット誤差を簡易な構成でかつ頻繁に検出することができるバッテリ充放電電流検出装置を提供する。    【解決手段】    オフセット誤差の検出時に、ＰＷＭ負荷（消費電流可変負荷）の消費電流Ｉｇを所定値Ｉｇｏに固定すると共に、電流センサ１１の検出値Ｉｓがほぼゼロ（基準値Ｉｓｏ）になるように発電量を制御し、かつ発電機の出力電流Ｉｇを充放電電流の検出値Ｉｓがほぼゼロになったときの値Ｉｇｏに固定し、この固定された時点から所定時間Ｔ経過後のバッテリ電圧Ｖｓの変化を検出し、該電圧変化量ΔＶｓが所定範囲内（ほぼゼロ）のときは、上記所定時間Ｔ経過時における電流センサ１１の検出値Ｉｓをオフセット誤差Ｄとする。    【選択図】    図３
2005100682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンに駆動されて上記電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、該発電機の発電量を制御する発電量制御手段と、バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段とが備えられたバッテリ充放電電流検出装置であって、上記電気負荷のうちの消費電流が可変とされた電気負荷の消費電流を制御する消費電流制御手段と、オフセット誤差の検出時に、該消費電流制御手段を制御して消費電流可変負荷の消費電流を所定値に固定すると共に、上記電流検出手段による充放電電流の検出値が基準値になるように発電量制御手段を制御し、かつ発電機の出力電流を、上記充放電電流の検出値が所定値になったときの値に固定するオフセット誤差検出準備手段と、上記オフセット誤差検出準備手段で発電機の出力電流が固定された時点から所定時間経過後のバッテリ電圧の変化を検出するバッテリ電圧変化検出手段と、該バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内のときは、上記所定時間経過時における電流検出手段の検出値をオフセット誤差とするオフセット誤差検出手段が備えられていることを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
【請求項２】
オフセット誤差検出準備手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲を逸脱した上昇のときは、消費電流制御手段を制御して消費電流可変負荷の消費電流を所定量増加させ、上記変化が所定範囲を逸脱した低下のときは、消費電流可変負荷の消費電流を所定量減少させ、バッテリ電圧変化検出手段は、上記消費電流制御手段によって消費電流可変負荷の消費電流が上記所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後のバッテリ電圧の変化を検出し、オフセット誤差検出手段は、消費電流可変負荷の消費電流が上記のように所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後にバッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内のときは、第２所定時間経過時における電流検出手段の検出値をオフセット誤差とすることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充放電電流検出装置。
【請求項３】
オフセット誤差検出準備手段、バッテリ電圧変化検出手段、及びオフセット誤差検出手段は、消費電流制御手段によって消費電流可変負荷の消費電流が所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後にバッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内でないときは、所定量を縮小して、請求項２に記載の処理を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ充放電電流検出装置。
【請求項４】
バッテリ電圧変化検出手段の作動回数をカウントするカウンタ手段が備えられており、オフセット誤差検出手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、カウンタ手段でカウントされたバッテリ電圧変化検出手段の作動回数が所定回数に達したときは、所定回数に達したときの電流検出手段の検出値をオフセット誤差とすることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ充放電電流検出装置。
【請求項５】
バッテリ電圧変化検出手段の作動回数をカウントするカウンタ手段が備えられており、オフセット誤差検出手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、カウンタ手段でカウントされたバッテリ電圧変化検出手段の作動回数が所定回数に達したときは、所定回数に達したときの電流検出手段の検出値と前回の電流検出手段の検出値との平均値をオフセット誤差とすることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ充放電電流検出装置。
【請求項６】
オフセット誤差検出手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、消費電流可変負荷の消費電流の増加または減少の所定量が所定増減量以下となったときは、該所定増減量以下となったときの電流検出手段の検出値をオフセット誤差とすることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ充放電電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの充放電電流を検出する電流検出装置に関し、電流センサの誤差補正の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両には、車両用電気負荷に電力を供給するバッテリや、車両用電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機が備えられると共に、上記バッテリの充放電電流を検出する電流センサ等が備えられるが、電流センサの検出値には、例えば、真値がゼロであるときに検出値がゼロ以外の値となるオフセット誤差等の誤差が含まれていることがあり、その場合、以下のような問題が生じる。
【０００３】
すなわち、バッテリの残容量は、初期容量に対して、電流センサで検出された充電電流値の積算値（充電量）を加算すると共に放電電流値の積算値（放電量）を減算することにより算出されるが、上記誤差が発生すると、充電量、放電量、及びこれらに基づいて算出されるバッテリの残容量の算出精度が低下し、例えばバッテリの充電時においては、検出された充電電流値（検出値）の方が実際の充電電流値（真値）よりも大きい場合、実充電量が不足してバッテリ上がりをおこす虞があり、検出値の方が真値よりも小さい場合、過充電となってバッテリの劣化を招く虞がある。また、バッテリの放電時においては、検出された放電電流値（検出値）の方が実際の放電電流値（真値）よりも小さい場合、放電過多となってバッテリ上がりをおこす虞があり、検出値の方が真値よりも大きい場合、バッテリの実残容量が算出された残容量より多くなって、次の充電時に過充電を招く虞がある。
【０００４】
そこで、誤差のうちの大きな比重を占める上記オフセット誤差を検出して電流センサで検出された検出値を補正することがあり、例えば、特許文献１には、電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する発電機の出力電流計測用の電流センサの検出値に含まれるオフセット誤差を検出するために発電機の出力電流をゼロにする方法が開示されている。これは、発電機の発電電圧をバッテリ電圧よりも一時的に低下させてバッテリを放電させる（バッテリから電気負荷に電力を供給する）ことにより、発電機の出力電流をゼロとさせるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２５６５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、背景技術で例示したバッテリの充放電電流検出用電流センサのオフセット誤差を検出する場合、バッテリの充放電電流をゼロとする必要があるが、特許文献１のように発電電圧をバッテリ電圧より低下させても、前述のようにバッテリが放電してバッテリから電気負荷に電力が供給されるから、バッテリの充放電電流はゼロとはならない。
【０００７】
そこで、バッテリの充放電電流がゼロとなるように発電機の発電電圧を制御する方式が考えられるが、そもそもバッテリの充放電電流検出用電流センサの検出値自体に誤差が含まれ、該誤差を検出しようとしているわけであるから、この発電電圧制御に該電流センサの検出値を用いることはできない。
【０００８】
そこで、バッテリの充放電電流が確実にゼロとなる状況を作るために、バッテリの充放電回路に、該回路に流れる電流を断続するスイッチを設けることが考えられるが、その場合、充放電回路等の構成が複雑になるだけでなく、該制御は頻繁に行えるものではない。
【０００９】
そこで、本発明は、バッテリの充放電電流を検出する電流センサの検出値に含まれるオフセット誤差を簡易な構成でかつ頻繁に検出することができるバッテリ充放電電流検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１１】
まず、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、車両用電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンに駆動されて上記電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、該発電機の発電量を制御する発電量制御手段と、バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段とが備えられたバッテリ充放電電流検出装置であって、上記電気負荷のうちの消費電流が可変とされた電気負荷の消費電流を制御する消費電流制御手段と、オフセット誤差の検出時に、該消費電流制御手段を制御して消費電流可変負荷の消費電流を所定値に固定すると共に、上記電流検出手段による充放電電流の検出値が基準値になるように発電量制御手段を制御し、かつ発電機の出力電流を、上記充放電電流の検出値が所定値になったときの値に固定するオフセット誤差検出準備手段と、上記オフセット誤差検出準備手段で発電機の出力電流が固定された時点から所定時間経過後のバッテリ電圧の変化を検出するバッテリ電圧変化検出手段と、該バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内のときは、上記所定時間経過時における電流検出手段の検出値をオフセット誤差とするオフセット誤差検出手段が備えられていることを特徴とする。
【００１２】
また、本願の請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、第１発明において、オフセット誤差検出準備手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲を逸脱した上昇のときは、消費電流制御手段を制御して消費電流可変負荷の消費電流を所定量増加させ、上記変化が所定範囲を逸脱した低下のときは、消費電流可変負荷の消費電流を所定量減少させ、バッテリ電圧変化検出手段は、上記消費電流制御手段によって消費電流可変負荷の消費電流が上記所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後のバッテリ電圧の変化を検出し、オフセット誤差検出手段は、消費電流可変負荷の消費電流が上記のように所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後にバッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内のときは、第２所定時間経過時における電流検出手段の検出値をオフセット誤差とすることを特徴とする。
【００１３】
そして、本願の請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、第２発明において、オフセット誤差検出準備手段、バッテリ電圧変化検出手段、及びオフセット誤差検出手段は、消費電流制御手段によって消費電流可変負荷の消費電流が所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後にバッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内でないときは、所定量を縮小して、請求項２に記載の処理を繰り返すことを特徴とする。
【００１４】
また、本願の請求項４に記載の発明（以下、第４発明という）は、第３発明において、バッテリ電圧変化検出手段の作動回数をカウントするカウンタ手段が備えられており、オフセット誤差検出手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、カウンタ手段でカウントされたバッテリ電圧変化検出手段の作動回数が所定回数に達したときは、所定回数に達したときの電流検出手段の検出値をオフセット誤差とすることを特徴とする。
【００１５】
また、本願の請求項５に記載の発明（以下、第５発明という）は、第３発明において、バッテリ電圧変化検出手段の作動回数をカウントするカウンタ手段が備えられており、オフセット誤差検出手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、カウンタ手段でカウントされたバッテリ電圧変化検出手段の作動回数が所定回数に達したときは、所定回数に達したときの電流検出手段の検出値と前回の電流検出手段の検出値との平均値をオフセット誤差とすることを特徴とする。
【００１６】
そして、本願の請求項６に記載の発明（以下、第６発明という）は、第３発明において、オフセット誤差検出手段は、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、上記消費電流可変負荷の消費電流の増加または減少の所定量が所定増減量以下となったときは、該所定増減量以下となったときの電流検出手段の検出値をオフセット誤差とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
次に、本発明の効果について説明する。
【００１８】
まず、第１発明によれば、オフセット誤差の検出準備として、消費電流可変負荷の消費電流が所定値に制御されると共に、発電量の制御により充放電電流の検出値が基準値になるように制御され、該充放電電流の検出値が基準値となったときの出力電流値に発電機の出力電流が固定される。そして、発電機の出力電流が固定された時点から所定時間経過後のバッテリ電圧の変化が所定範囲内のときは、上記所定時間経過時における電流検出手段の検出値がオフセット誤差とされる。
【００１９】
つまり、所定時間経過後のバッテリ電圧が上昇していることはバッテリに充電電流が流れ、低下していることはバッテリから放電電流が流れていることを意味するが、逆にその電圧変化が所定範囲内ということは、バッテリの充電電流または放電電流がほとんど流れていない、すなわち電流がほぼゼロであることを意味するから、このときの検出値をオフセット誤差とするのである。
【００２０】
しかも、第１発明によれば、検出用の機器を新たに設けることなく、簡易な構成でオフセット誤差を検出することができる。また、バッテリ電圧の変化は短時間であらわれるので、幾度となく頻繁にオフセット誤差の検出制御を実行することができるだけでなく、バッテリ電圧変化の検出中に電気負荷の作動状態が変動（電気負荷の新規作動や作動停止）するケースは希であるから、ほぼ確実に検出制御を完遂することができる。
【００２１】
また、第２発明によれば、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲を逸脱した上昇のときは、消費電流可変負荷の消費電流が所定量増加され、上記変化が所定範囲を逸脱した低下のときは、消費電流可変負荷の消費電流が所定量減少される。そして、消費電流可変負荷の消費電流が上記所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後のバッテリ電圧の変化が所定範囲内のときは、第２所定時間経過時における電流検出手段の検出値がオフセット誤差とされる。
【００２２】
つまり、第１発明と比較すると、オフセット誤差が検出される確率が増加すると共に、検出されたオフセット誤差の精度が向上する。
【００２３】
そして、第３発明によれば、消費電流可変負荷の消費電流が所定量増加または減少された時点から第２所定時間経過後のバッテリ電圧変化が所定電圧範囲内にないときは所定量を縮小して、請求項２の処理が繰り返し実行されることとなる。つまり、オフセット誤差がより確実に検出されると共に、検出したオフセット誤差の精度が一層向上する。
【００２４】
また、第４発明によれば、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、バッテリ電圧変化検出手段の作動回数が所定回数に達したときは、所定回数に達したときの電流検出手段の検出値がオフセット誤差とされる。つまり、第３発明ではオフセット誤差が検出されるまで、オフセット誤差検出のための制御が繰り返し実行されることとなるが、実用上は、所定回数実行すれば問題のない程度にまでオフセット誤差の検出精度は向上する。そこで、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、所定回数実行した時点で、本制御を終了するようにしたのである。また、これによれば、いつまでも長時間にわたり本制御が実行されるのが回避される。
【００２５】
また、第５発明によれば、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、バッテリ電圧変化検出手段の作動回数が所定回数に達したときは、所定回数に達したときの電流検出手段の検出値と前回の電流検出手段の検出値との平均値がオフセット誤差とされる。つまり、消費電流可変負荷の消費電流の増量と減量とが交互に繰り返された場合、オフセット誤差を上記平均値とすることにより、検出回数は少なくても、より精度の高いオフセット誤差を検出することができるのである。
【００２６】
そして、第６発明によれば、バッテリ電圧変化検出手段で検出されたバッテリ電圧変化が所定範囲内にないときでも、消費電流可変負荷の消費電流の増加または減少の所定量が所定増減量以下となったときは、該所定増減量以下となったときの電流検出手段の検出値がオフセット誤差とされる。つまり、消費電流可変負荷の消費電流の増加または減少の所定量が所定増減量以下となったときは、十分にオフセット誤差の検出精度を確保することができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態に係るバッテリ充放電電流検出装置について説明する。
【００２８】
図１は、第１の最良の形態に係るバッテリ充放電電流検出装置１の構成を示している。該車両には、車両用電気負荷２に電力を供給するバッテリ３と、上記車両用電気負荷２に電力を供給すると共にバッテリ３を充電する発電機４とが備えられている。ここで、バッテリ３は自動車用に一般的に用いられる鉛蓄電池であり、発電機４はオルタネータ及び出力電圧調整用のレギュレータ等で構成されている。また、車両用電気負荷２としては、エアコン、ヘッドランプ、デフォッガ等の負荷の他、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により消費電流値Ｉｇが任意に制御可能な、例えばラジエータを強制冷却する電動ファン、変速機オイル用ポンプ、燃料ポンプ等の消費電流可変負荷２ａ（以後、「ＰＷＭ負荷２ａ」という）が備えられている。
【００２９】
また、この車両には、コントロールユニット１０と、バッテリ３の充放電電流値を検出する電流センサ１１と、バッテリ３の端子電圧を検出するバッテリ電圧センサ１２とが備えられている。そして、コントロールユニット１０は、これらのセンサ１１，１２からの信号を入力すると共に、該信号に基づいて発電機４の出力電圧を制御することにより、バッテリ３の充放電、及びバッテリ３の残容量を制御する。
【００３０】
ところで、背景技術で説明したように、一般に電流センサの検出値にはオフセット誤差等の誤差が含まれている。これを、図２を用いて説明すると、検出値Ｙの真値Ｘに対する理想的な特性は、実線で示すようにＹ＝Ｘの特性となるべきであるが、オフセット誤差Ｄにより、点線で示すようにＹ＝Ｘ＋Ｄの特性となってしまう。その場合、バッテリの残容量制御の精度が低下するので、これを防止するためには、Ｙ＝Ｘ＋Ｄという特性で出力された検出値を、理想特性Ｙ＝Ｘに一致させる補正をおこなえばよい。すなわち上記実特性の式を変形したＸ＝Ｙ−Ｄにより検出値Ｙから真値Ｘを逆算する処理を行えばよい。なお、実際は、該変形式により求められる数値は真の真値Ｘでなく、検出値Ｙから求められる真値相当の値Ｘ′であるから、誤解を生じないよう、Ｘ′＝Ｙ−Ｄとし、以後これを検出値補正式と呼ぶ。
【００３１】
その場合に、該式に基づいて検出値を補正するには、オフセット誤差Ｄを把握する必要があるが、バッテリの充放電電流検出用の電流センサのオフセット誤差の検出に際しては、背景技術でも説明したようなさまざまな問題がある。
【００３２】
そこで、本実施の形態においては、コントロールユニット１０は、オフセット誤差の検出に際して、ＰＷＭ負荷２ａに制御信号ａを出力してその消費電流Ｉｐを所定値Ｉｐｏに固定すると共に、発電機４に制御信号ｂを出力して電流センサ１１による充放電電流の検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｏ（本実施の形態においてはほぼ０に）なるように発電量を制御し、かつ発電機４の出力電流Ｉｇを、上記充放電電流の検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｏになったときの値Ｉｇｏに固定する。そして、発電機４の出力電流Ｉｇが固定された時点から所定時間Ｔ経過後のバッテリ電圧Ｖｓの変化を検出し、該バッテリ電圧変化が所定範囲内（ほぼゼロ（例えばゼロ±１（Ａ）の範囲内））のときは、上記所定時間Ｔ経過時における電流センサ１１の検出値Ａをオフセット誤差Ｄとする。以下、図３のフローチャートを用いて、コントロールユニット１０による本オフセット誤差検出制御について詳細に説明する。
【００３３】
まず、ステップＳ１では、オフセット誤差の検出条件が成立しているか否かを判定する。ここで、オフセット誤差の検出条件が成立しているか否かは、このオフセット誤差検出のための制御を実行することにより上記ＰＷＭ負荷２ａの機能を損なわないか否かの観点から判定される。例えば、ＰＷＭ負荷２ａが電動ファンである場合、エンジンの冷却水温が高いときにオフセット誤差の検出制御のための制御を行うと、電動ファンの本来の機能を十分に発揮することができなくなる。そこで、そのようなときにはオフセット誤差の検出制御が実行されないようにオフセット誤差を検出可能な状態でないと判定する。一方、冷却水温が低いときや、電動ファンが停止しているときは、電動ファンの機能を損なうことがないから、オフセット誤差を検出可能な状態であると判定する。
【００３４】
そして、ステップＳ１の判定がＹＥＳのとき、すなわちオフセット誤差の検出条件が成立しているときは、ステップＳ２で、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐを所定値Ｉｐｏに制御する。ここで、この所定値Ｉｐｏは、ＰＷＭ負荷２ａの最大消費電流のほぼ中間（半分）の値とされる。例えば電動ファンの最大消費電流が１５Ａであれば８Ａというようにである。これは、後述するが、この消費電流Ｉｐを増減するときにいずれの方向にもほぼ同量の増減量を確保することを目的とする。
【００３５】
次いで、ステップＳ３で、電流センサ１１の検出値Ｉｓを読み込み、ステップＳ４で、電流センサ１１の検出値Ｉｓがゼロ（前述の基準値Ｉｓｏ）になるように発電機４の発電量を制御する。なお、この基準値Ｉｓｏは、ゼロでなくても、電流センサ１１の最大誤差（例えば±３（Ａ））の範囲であれば他の値でもよい。そして、ステップＳ５で、上記検出値Ｉｓがほぼゼロか否かを判定する。ここで、ほぼゼロとは、上記検出値Ｉｓが所定範囲内、例えばゼロ±１（Ａ）内にあることを意味する。そして、このステップＳ５の判定がＹＥＳのときは、ステップＳ６で、発電機４の出力電流Ｉｇを現在の値Ｉｇｏに固定し、ステップＳ７で、電流センサ１１及び電圧センサ１２の最新の検出値Ｉｓ，Ｖｓを読み込んで、固定時の値Ｉｓ１，Ｖｓ１として記憶する。一方、上記ステップＳ５の判定がＮＯのとき、すなわち上記検出値Ｉｓがほぼゼロでないときは、ステップＳ５でＹＥＳと判定されるまでステップＳ３〜Ｓ５の処理を繰り返した後、上記ステップＳ６，Ｓ７を実行する。
【００３６】
次いで、ステップＳ８で、上記のように発電機４の出力電流Ｉｇを固定した時点から所定時間Ｔが経過したか否かを判定し、ＹＥＳのとき、すなわち所定時間Ｔが経過したときは、ステップＳ９で、電流センサ１１及び電圧センサ１２の最新の検出値Ｉｓ，Ｖｓを読み込んで、所定時間Ｔ経過後の値Ｉｓ２，Ｖｓ２として記憶し、ステップＳ１０で、上記所定時間Ｔ経過後の値Ｉｓ２，Ｖｓ２から固定時の値Ｉｓ１，Ｖｓ１をそれぞれ減算して、バッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓ、及び充放電電流の変化量ΔＩｓを算出する。
【００３７】
次いで、ステップＳ１１で、上記充放電電流Ｉｓの変化量ΔＩｓがほぼゼロか否か、すなわち発電機４の出力電流ＩｇをＩｇｏに固定したときから上記所定時間Ｔ経過後の電流センサ１１の検出値Ｉｓの変化量ΔＩｓが、所定範囲内（−α≦ΔＩｓ≦α）にあるか否かを判定し、ＹＥＳのとき、すなわち上記変化量ΔＩｓが所定範囲内にあるときは、ステップＳ１２以後を実行する。一方、この判定がＮＯのとき、すなわち上記変化量ΔＩｓが所定範囲内にないときは、上記ステップＳ３に戻り、それ以後の処理を再度実行する。ここで、これは、発電機４の出力電流ＩｇがＩｇｏに固定された後、電気負荷２の作動状態が変動（電気負荷２の新規作動や、作動停止）すると、充放電電流値が変化してオフセット誤差Ｄを検出することができないので、あらためて、ステップＳ３から実行し直すのである。
【００３８】
次いで、ステップＳ１２では、上記ステップＳ１０で算出されたバッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓがほぼゼロか否か、すなわち発電機４の出力電流Ｉｇを固定したときから上記所定時間Ｔ経過後の電圧センサ１２の検出値Ｖｓの変化量ΔＶｓが、所定範囲内（−β≦ΔＶ≦β）にあるか否かを判定する。換言すれば、電圧変化ΔＶｓがほぼゼロ（所定範囲内）ということは、バッテリ３にほとんど充放電電流が流れていないことを意味するから、このステップＳ１２は、バッテリ３の充放電電流がゼロか否か、すなわち、現在の検出値Ｉｓをオフセット誤差としてよいか否かを判定するのである。ここで、上記所定値βの値は、オフセット誤差検出の要求精度等を考慮して設定すればよい。そして、このステップＳ１２の判定がＹＥＳのとき、すなわち上記変化量ΔＶｓが所定範囲内にあるときは、そのときの検出値Ｉｓをオフセット誤差としてよいわけであるから、ステップＳ１８で、所定時間Ｔ経過後における電流センサ１１の検出値Ｉｓ２をオフセット誤差Ｄとして記憶する。すなわち、上記検出値補正式Ｘ′＝Ｙ−ＤのパラメータＤの値をこの検出値Ｉｓ２に書き換える。
【００３９】
一方、上記ステップＳ１２の判定がＮＯのとき、すなわち上記変化量ΔＶｓが所定範囲内にないときは、現在の検出値Ｉｓをオフセット誤差Ｄとすべきでないので、上記ステップＳ１８には進まず、ステップＳ１３に進んで、上記ステップＳ７〜Ｓ１０の実行回数ｎ、すなわちバッテリ電圧変化の検出回数ｎをカウントするカウンタｎの値に１を加える。なお、ｎの初期値はゼロであり、このときの加算でｎの値は１となる。そして、ステップＳ１４で、このカウンタｎの値が所定値Ｎ以上か否かを判定し、ＹＥＳのとき、すなわちカウンタｎの値が所定値Ｎ以上（所定値Ｎに達した）のときは、ステップＳ１８で、所定時間Ｔ経過後における電流センサ１１の検出値Ｉｓ２をオフセット誤差Ｄとして記憶する。
【００４０】
一方、ステップＳ１４の判定がＮＯのとき、すなわちカウンタｎの値が所定値Ｎ以上でないときは、ステップＳ１５で、上記バッテリ電圧Ｖｓの変化が上昇か否かを判定する。ここで、バッテリ電圧Ｖｓが上昇しているということはバッテリ３が充電状態にあることを意味し、バッテリ電圧Ｖｓが降下していることはバッテリ３が放電状態にあることを意味するから、このステップＳ１５は、バッテリ３が充電状態と放電状態とのいずれの状態にあるかを判定しているのである。
【００４１】
そして、このステップＳ１５の判定がＹＥＳのとき、すなわちバッテリ電圧Ｖｓの変化が上昇のときは、ステップＳ１６で、バッテリ３の充電電流が減少するように、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐを所定量Ｋ増量して上記ステップＳ７以後を再度実行し、ステップＳ１５の判定がＮＯのとき、すなわちバッテリ電圧Ｖｓの変化が上昇でないとき（下降のとき）は、ステップＳ１７で、バッテリ３の放電電流が減少するように、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐを上記所定量Ｋ減量して上記ステップＳ７以後を再度実行する。
【００４２】
すなわち、ステップＳ７で、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐを所定量Ｋ増量又は減量したときにおける電流センサ１１及び電圧センサ１２の最新の検出値Ｉｓ，Ｖｓを読み込んで、増量または減量したときの値Ｉｓ１，Ｖｓ１として記憶し、所定時間Ｔ経過後に、ステップＳ９で、電流センサ１１及び電圧センサ１２の最新の検出値Ｉｓ，Ｖｓを読み込んで、所定時間経過後の値Ｉｓ２，Ｖｓ２として記憶し、ステップＳ１０で、上記所定時間Ｔ経過後の値Ｉｓ２，Ｖｓ２から、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐを所定量Ｋ増量又は減量したときの値Ｉｓ１，Ｖｓ１をそれぞれ減算して、バッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓ、及び充放電電流Ｉｓの変化量ΔＩｓを算出し、これらの変化量ΔＩｓ，ΔＶｓが上記所定範囲内にあるか否かを判定し、この判定結果に応じた制御を実行する。つまり、このフローチャートによる制御によれば、バッテリ電圧変化量ΔＶｓが上記所定範囲内となったとき、または、バッテリ電圧変化量ΔＶｓの検出回数ｎが所定回数Ｎに達したときに、電流センサ１１で検出された電流値Ｉｓがオフセット誤差Ｄとして記憶されることとなる。
【００４３】
ここで、上記ステップＳ１６及びステップＳ１７におけるＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｇの増量または減量の所定量Ｋは、１回目の増量または減量時の値を例えば１とすると、２回目は０．５、３回目は０．２５というように、回を重ねる度に半分ずつになるように設定されている。
【００４４】
次に、図４を用いて、本バッテリ充放電電流検出装置１による作用及び効果を説明する。なお、この説明に際しては、理解を容易にするために、具体的数値を用いて説明する。
【００４５】
まず、オフセット誤差の検出条件が成立したときには、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐが所定値Ｉｐｏの８Ａに制御される。ここで、この所定値Ｉｐｏの８Ａという値は、ＰＷＭ負荷２ａが、最大消費電流１５Ａの電動ファンとした場合の値である。また、このとき、電流センサ１１の検出値Ｉｓが基準値Ｉｓｏのゼロ（Ａ）となるように発電機４の発電量が制御されると共に、発電機４の出力電流Ｉｇが、上記検出値Ｉｓがゼロ（Ａ）となったときの値Ｉｇｏに固定される（時刻ｔ０）。
【００４６】
そして、この固定された時点（ｔ０）から所定時間Ｔ経過後（時刻ｔ１）に、バッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓがほぼゼロか、すなわち所定範囲内（−β≦ΔＶ≦β）にあるか否かが判定されるが、この例においては、上記所定時間Ｔ経過後の変化量ΔＶｓが所定範囲内にないので、カウンタｎに１が加算されると共に、バッテリ電圧Ｖの変化が上昇であるので、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｇが上記Ｉｇｏに対して所定量Ｋの２（Ａ）増量されて１０（Ａ）に制御される。このとき、電流センサ１１の検出値Ｉｓは−２（Ａ）である。
【００４７】
そして、このようにＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐが２（Ａ）増量されたときから所定時間Ｔ経過後（時刻ｔ２）に、バッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内（−β≦ΔＶ≦β）にあるか否かが判定されるが、この例においては、変化量ΔＶｓがまだ所定範囲内にないことから、カウンタｎに１が加算されてカウンタｎの値が２になると共に、バッテリ電圧Ｖｓの変化が降下であるので、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐが、上記増量後の値１０（Ａ）から、上記増量分２（Ａ）の半分の１（Ａ）減量されて９（Ａ）に制御される。このとき、電流センサ１１の検出値Ｉｓは−１（Ａ）である。
【００４８】
そして、このようにＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐが１（Ａ）減量されたときから所定時間Ｔ経過後（時刻ｔ３）に、バッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内（−β≦ΔＶ≦β）にあるか否かが判定されるが、変化量ΔＶｓがまだ所定範囲内にないことから、カウンタｎに１が加算されてカウンタｎの値が３になると共に、バッテリ電圧Ｖの変化が上昇であるので、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐが、上記減量後の値１０（Ａ）に対して、上記減量分１（Ａ）の半分の０．５（Ａ）増量されて９．５（Ａ）に制御される。このとき、電流センサ１１の検出値Ｉｓは−１．５（Ａ）である。
【００４９】
そして、このようにＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐが０．５（Ａ）減量されたときから所定時間Ｔ経過後（時刻ｔ４）に、バッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内（−β≦ΔＶ≦β）にあるか否かが判定されるが、この例においては、変化量ΔＶｓが所定範囲内になったことから、所定時間Ｔ経過後に検出されて記憶されている値Ｉｓ２の−１．５（Ａ）が最新のオフセット誤差Ｄの値として記憶されると共に、検出値補正式Ｘ′のパラメータ（オフセット誤差）Ｄが書き換えられ、以後の電流センサ１１の検出値Ｉｓはこの書き換えられた検出値補正式Ｘ′に基づいて補正されることとなる。
【００５０】
ところで、上記例では、時刻ｔ４にバッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内（−β≦ΔＶ≦β）になった場合で説明したが、点線アで示すように、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐが０．５（Ａ）減量されたときから所定時間Ｔ経過後（時刻ｔ４）のバッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内でない場合は、さらに、上記判定がいつまでも繰り返される虞があるが、例えば、カウンタｎの値に関する所定値Ｎを４に設定しておけば、このように時刻ｔ４におけるバッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内にないときでも、カウンタｎの値が４に達したときに（時刻ｔ４に）、所定時間Ｔ経過後に検出されて記憶されている値Ｉｓ２の−１．５（Ａ）がオフセット誤差Ｄの値として記憶されると共に、検出値補正式Ｘ′のパラメータ（オフセット誤差）Ｄが書き換えられ、以後の電流センサ１１の検出値Ｉｓはこの書き換えられた検出値補正式Ｘ′に基づいて補正されることとなる。なお、上記所定値Ｎの値は、その回数だけ検出を繰り返せば、十分にオフセット誤差検出精度が担保される値に設定すればよい。
【００５１】
また、この例では、カウンタｎの値が４に達したときに記憶されるオフセット誤差Ｄの値は、時刻ｔ４に検出された値Ｉｓ２であるが、上記のように、増量と減量が交互に行われるような値に増量及び減量の所定値Ｋが設定されている場合は、上記オフセット誤差Ｄの値は、時刻ｔ４に検出された値Ｉｓ２と時刻ｔ３に検出された値Ｉｓ２との平均値としてもよい。これによれば、後述するように、バッテリ電圧変化の検出回数ｎが少なくても、検出したオフセット誤差の精度を向上させることができる。以下、その場合の制御を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図５には、ステップＳ３２より前のステップの記載は省略したが、ステップＳ３２より前においては、ステップＳ２１〜Ｓ３１として、図３のフローチャートにおけるステップＳ１〜１１までと同じ処理が行われる。また、ステップＳ３２〜Ｓ３４まで、及びステップＳ３９の処理は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１２〜Ｓ１４まで、及びステップＳ１８の処理と同じであり、その説明は省略する。
【００５２】
すなわち、ステップＳ３４の判定がＮＯのとき、すなわちカウンタｎの値が所定値Ｎ以上でないときは、ステップＳ３５で、記憶されているｎ回目の検出値ＩｓｎをＩｓｎ−１として記憶すると共に、上記検出値Ｉｓ２をｎ回目の検出値Ｉｓｎとして記憶する。次いで、ステップＳ３６で、上記バッテリ電圧Ｖｓの変化が上昇か否かを判定する。そして、この判定がＮＯのとき、すなわちバッテリ電圧Ｖの変化が上昇のときは、ステップ３７で、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐを所定量Ｋ増量して上記ステップＳ２７以後を再度実行し、ステップＳ３６の判定がＮＯのとき、すなわちバッテリ電圧Ｖｓの変化が上昇でないとき（下降のとき）は、ステップＳ３８で、ＰＷＭ負荷２ａの消費電流Ｉｐを上記所定量Ｋ減量して上記ステップＳ２７以後を再度実行する。
【００５３】
一方、ステップＳ３４の判定がＹＥＳのとき、すなわちカウンタｎの値が所定値Ｎ以上（所定値Ｎに達した）のときは、ステップＳ４０で、記憶されているｎ回目の検出値ＩｓｎをＩｓｎ−１として記憶すると共に、上記検出値Ｉｓ２をｎ回目の検出値Ｉｓｎとして記憶する。そして、ステップＳ４１で、この新たに記憶されたｎ回目の検出値Ｉｓｎとｎ―１回目の検出値Ｉｓｎ−１との平均値を算出し、この平均値をオフセット誤差Ｄとして記憶する。そして、ｎ回目の検出値Ｉｓｎ、及びｎ―１回目の検出値Ｉｓｎ−１の記憶データをゼロにリセットする。
【００５４】
そして、この図５のフローチャートの制御によれば、図４のタイムチャートの場合、ｎ回目の検出値Ｉｓｎが−１．５（Ａ）であり、ｎ−１回目の検出値Ｉｓｎ−１が−１（Ａ）であるので、その平均値は−１．２５（Ａ）となる。ここで、上記増減量Ｋを半分ずつにしていった場合、図４の例では、次に０．２５Ａ増量されることとなるが、その場合、次に電流センサ１１で検出されるであろう値Ｉｓは−１．２５（Ａ）となり、上記平均値はこの検出されるであろう値に等しい。すなわち、次のバッテリ電圧変化の検出時にバッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内となったとしたときのオフセット誤差に等しいのである。すなわち、検出回数ｎを減らしながらもオフセット誤差の検出精度を向上させることができるものである。
【００５５】
なお、この例では、増量と減量とが交互に行われるような値に増量及び減量の所定値Ｋが設定されている場合で説明したが、増量及び減量の所定値Ｋの値によっては、必ずしもバッテリ電圧変化が上昇と下降とで繰り返されるとは限らないので（例えば、バッテリ電圧変化が上昇→下降→下降となるような場合）、そのような場合には、所定回数Ｎに達したときの電流の検出値Ｉｓと、所定回数Ｎに達したときのバッテリ電圧変化の方向とは逆でかつ所定回数Ｎに達したときの電流検出値Ｉｓに最も近い、所定回数Ｎに達する前に検出された電流検出値Ｉｓとの平均値をオフセット誤差Ｄとしてもよい。
【００５６】
なお、以上の例では、電圧変化量ΔＶｓが所定範囲内になったとき、検出回数ｎが所定回数Ｎに達したときに、オフセット誤差Ｄを確定するようにしたが、バッテリ電圧変化の検出を行う度に小さくされる上記増減量Ｋが所定増減量以下になったときに、オフセット誤差Ｄを確定するようにしてもよい。その場合、この所定増減量は、オフセット誤差検出の精度を十分に担保することができる十分に小さな値とすればよい。
【００５７】
以上のように、本発明を実施するための最良の形態によれば、簡易な構成でオフセット誤差Ｄを検出することができる。また、バッテリ電圧の変化は短時間であらわれるので、オフセット誤差の検出条件であるＰＷＭ負荷２ａの機能を損なわないという条件が成立しさえすれば、幾度となく頻繁にオフセット誤差の検出制御を実行できるだけでなく、バッテリ電圧変化の検出中に電気負荷２の作動状態が変動（電気負荷２の新規作動や作動停止）するケースは希であるから、ほぼ確実に検出制御を完遂することができる。
【００５８】
また、バッテリ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓが所定範囲内にないときでも、バッテリ電圧変化検出回数ｎが所定回数Ｎに達したときは、所定回数Ｎに達したときの電流センサ１１の検出値Ａがオフセット誤差Ｄとされるから、長時間にわたり本制御が実行され続けるのが回避される。
【００５９】
また、第１、第２の形態で説明した電流検出装置１をバッテリの容量検出装置に適用すれば、バッテリ３の充放電電流を精度よく検出することができるようになり、バッテリ３の容量を精度よく推定することができるようになる。つまり、バッテリ３の充電不足によるバッテリ上がりや、バッテリ過充電によるバッテリ劣化等を効果的に防止することができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態における作用の説明では、カウンタｎの値に関する所定値Ｎを４としたが、これに限られるものではなく、要求されるオフセット誤差の検出精度等に応じて変更すればよい。
【００６１】
また、上記実施の形態では、増減量Ｋは、判定を繰り返す度に半分になるようにしたが、これに限られるものではなく、最初の増減量を上記実施の形態の例えば１／１０とし、増減量は変更せずにこの値で細かく変動させてもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、特許請求の範囲に記載の所定時間及び第２所定時間を、ともに所定時間Ｔとして同一の値としたが、異なる値としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、車両用に限らず、バッテリの充放電電流を検出する電流検出装置に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係るバッテリ充放電電流検出装置の構成図である。
【図２】電流センサの検出値に含まれるオフセット誤差の説明図である。
【図３】最良の形態に係るオフセット誤差検出制御のフローチャートの一例である。
【図４】同制御の作用を説明するタイムチャートである。
【図５】オフセット誤差検出補正制御のフローチャートの他の例である。
【符号の説明】
【００６５】
１              バッテリ充放電電流検出装置
２              車両用電気負荷
２ａ            ＰＷＭ負荷（消費電流可変負荷）
３              バッテリ
４              発電機
１０            コントロールユニット（発電量制御手段、消費電流制御手段、オフセット誤差検出準備手段、バッテリ電圧変化検出手段、オフセット誤差検出手段、カウンタ手段）
１１            電流センサ
１２            電圧センサ
Ｔ              所定時間（所定時間、第２所定時間）
【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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