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公開番号2024168250
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023084754
出願日2023-05-23
発明の名称電流値算出装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01R 19/00 20060101AFI20241128BHJP(測定;試験)
要約【課題】電流センサの出力電圧に基づいて電流値を算出する装置において、電流値を算出する精度を向上させる。
【解決手段】電流センサ(28)は、自身に流れる第1方向(D1)の電流が大きくなるほど出力電圧(Vs2)が最高電圧までの範囲で高くなり、自身に流れる第1方向と反対の第2方向の電流が大きくなるほど出力電圧が最低電圧までの範囲で低くなり、自身に流れる電流が0である時に最低電圧と最高電圧との中央電圧を出力する特性であり、発電装置(10)から自身へ電流が流れる方向が第2方向になるように発電装置に接続されている。変換部(40)は、電流センサにより出力された出力電圧を入力し、入力した出力電圧を第1基準電圧から第1基準電圧よりも高い第2基準電圧までの各電圧に対応する各電流値に変換する。第1基準電圧は、最低電圧に等しく、第2基準電圧は、中央電圧以上であり且つ最高電圧よりも低い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発電装置（１０）から出力された電流を計測する電流センサ（２８）の出力電圧に基づいて電流値を算出する電流値算出装置であって、
前記電流センサは、自身に流れる第１方向（Ｄ１）の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最高電圧までの範囲で高くなり、自身に流れる前記第１方向と反対の第２方向の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最低電圧までの範囲で低くなり、自身に流れる電流が０である時に前記最低電圧と前記最高電圧との中央電圧を出力する特性であり、前記発電装置から自身へ電流が流れる方向が前記第２方向になるように前記発電装置に接続され、
前記電流センサにより出力された前記出力電圧を入力し、入力した前記出力電圧を第１基準電圧（Ｖ１）から前記第１基準電圧よりも高い第２基準電圧（Ｖ２）までの各電圧に対応する各電流値に変換する変換部（４０）を備え、
前記第１基準電圧は、前記最低電圧に等しく、
前記第２基準電圧は、前記中央電圧以上であり且つ前記最高電圧よりも低い、電流値算出装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
発電装置（１０）から出力された電流を計測する電流センサ（２７）の出力電圧に基づいて電流値を算出する電流値算出装置であって、
前記電流センサは、自身に流れる第１方向（Ｄ１）の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最高電圧までの範囲で高くなり、自身に流れる前記第１方向と反対の第２方向の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最低電圧までの範囲で低くなり、自身に流れる電流が０である時に前記最低電圧と前記最高電圧との中央電圧を出力する特性であり、前記発電装置から自身へ電流が流れる方向が前記第１方向になるように前記発電装置に接続され、
前記電流センサにより出力された前記出力電圧を入力し、入力した前記出力電圧を前記中央電圧に関して反転して出力する反転増幅回路（３４）と、
前記反転増幅回路により出力された反転後の出力電圧を入力し、入力した反転後の前記出力電圧を第１基準電圧から前記第１基準電圧よりも高い第２基準電圧までの各電圧に対応する各電流値に変換する変換部（４０）と、を備え、
前記第１基準電圧は、前記最低電圧に等しく、
前記第２基準電圧は、前記中央電圧以上であり且つ前記最高電圧よりも低い、電流値算出装置。
【請求項３】
前記第２基準電圧は、前記中央電圧よりも高く且つ前記最高電圧よりも低く、
前記変換部は、前記出力電圧を変換した電流値が前記中央電圧よりも高い出力電圧に対応する電流値である場合に、異常が発生していると判定する、請求項１又は２に記載の電流値算出装置。
【請求項４】
前記第２基準電圧は、前記中央電圧に等しい、請求項１又は２に記載の電流値算出装置。
【請求項５】
発電装置（１０）から出力された電流を計測する電流センサ（２７）の出力電圧に基づいて電流値を算出する電流値算出装置であって、
前記電流センサは、自身に流れる第１方向（Ｄ１）の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最高電圧までの範囲で高くなり、自身に流れる前記第１方向と反対の第２方向の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最低電圧までの範囲で低くなり、自身に流れる電流が０である時に前記最低電圧と前記最高電圧との中央電圧を出力する特性であり、前記発電装置から自身へ電流が流れる方向が前記第１方向になるように前記発電装置に接続され、
前記電流センサにより出力された前記出力電圧を入力し、入力した前記出力電圧を第１基準電圧（Ｖ１）から前記第１基準電圧よりも高い第２基準電圧（Ｖ２）までの各電圧に対応する各電流値に変換する変換部（４０）を備え、
前記第１基準電圧は、前記中央電圧以下であり且つ前記最低電圧よりも高く、
前記第２基準電圧は、前記最高電圧に等しい、電流値算出装置。
【請求項６】
前記第１基準電圧は、前記中央電圧よりも低く且つ前記最低電圧よりも高く、
前記変換部は、前記出力電圧を変換した電流値が前記中央電圧よりも低い出力電圧に対応する電流値である場合に、異常が発生していると判定する、請求項５に記載の電流値算出装置。
【請求項７】
前記第１基準電圧は、前記中央電圧に等しい、請求項５に記載の電流値算出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサの出力電圧に基づいて電流値を算出する装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、昇圧コンバータのリアクトル電流を電流センサにより計測し、計測されたリアクトル電流の平均値に基づいて、リアクトルに対する電流の流れを制御するスイッチング素子のオンオフを制御する装置がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、リアクトル電流の平均値を精度よく算出するために、線形補間法を用いて電流値の上昇期間及び下降期間の開始時間及び終了時間における電流値を算出し、これらの情報を利用してリアクトル電流の平均値を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－９２８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の装置では、リアクトル電流の平均値を算出する精度を向上させている。しかし、使用電力の大電力化に伴って電流センサに流れる電流が大きくなると、電流センサの出力電圧に基づいて電流値を算出する精度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、電流センサの出力電圧に基づいて電流値を算出する装置において、電流値を算出する精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段は、
発電装置（１０）から出力された電流を計測する電流センサ（２８）の出力電圧に基づいて電流値を算出する電流値算出装置であって、
前記電流センサは、自身に流れる第１方向（Ｄ１）の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最高電圧までの範囲で高くなり、自身に流れる前記第１方向と反対の第２方向の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最低電圧までの範囲で低くなり、自身に流れる電流が０である時に前記最低電圧と前記最高電圧との中央電圧を出力する特性であり、前記発電装置から自身へ電流が流れる方向が前記第２方向になるように前記発電装置に接続され、
前記電流センサにより出力された前記出力電圧を入力し、入力した前記出力電圧を第１基準電圧（Ｖ１）から前記第１基準電圧よりも高い第２基準電圧（Ｖ２）までの各電圧に対応する各電流値に変換する変換部（４０）を備え、
前記第１基準電圧は、前記最低電圧に等しく、
前記第２基準電圧は、前記中央電圧以上であり且つ前記最高電圧よりも低い。
【０００７】
上記構成によれば、電流値算出装置は、発電装置から出力された電流を計測する電流センサの出力電圧に基づいて電流値を算出する。前記電流センサは、自身に流れる第１方向の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最高電圧までの範囲で高くなり、自身に流れる前記第１方向と反対の第２方向の電流が大きくなるほど前記出力電圧が最低電圧までの範囲で低くなり、自身に流れる電流が０である時に前記最低電圧と前記最高電圧との中央電圧を出力する特性である。このため、電流センサは、第１方向に流れる電流を、中央電圧よりも高い出力電圧を出力することにより計測することができる。また、電流センサは、第２方向に流れる電流を、中央電圧よりも低い出力電圧を出力することにより計測することができる。すなわち、電流センサは、第１方向及び第２方向に流れる電流を計測可能であり、電流が双方向に流れる機器、及び電流が一方向のみに流れる機器に汎用することができる。
【０００８】
そして、変換部は、前記電流センサにより出力された前記出力電圧を入力し、入力した前記出力電圧を第１基準電圧から前記第１基準電圧よりも高い第２基準電圧までの各電圧に対応する各電流値に変換する。比較例として、前記第１基準電圧が前記最低電圧に等しく、前記第２基準電圧が前記最高電圧に等しい場合は、中央電圧から最高電圧までの出力電圧に基づいて第１方向の電流値を算出し、中央電圧から最低電圧までの出力電圧に基づいて第２方向の電流値を算出することができる。
【０００９】
ここで、発電装置は、電流を出力するのみであり、電流を入力しない。このため、発電装置から出力された電流を計測する電流センサは、発電装置から自身へ流れる方向の電流のみを計測できればよく、その逆方向の電流を計測する必要がない。このため、上記比較例では、電流センサから出力された中央電圧から最高電圧までの出力電圧を用いて第１方向の電流値のみを算出すればよく、電流センサからは中央電圧から最低電圧までの出力電圧が出力されない。すなわち、電流値を対応付け可能な第１基準電圧（最低電圧）から第２基準電圧（最高電圧）までの範囲のうち、中央電圧から第２基準電圧までの範囲に、電流が流れる方向の所定範囲の電流値を対応付けることができる。
【００１０】
これに対して、電流センサは、前記発電装置から自身へ電流が流れる方向が前記第２方向になるように前記発電装置に接続されている。このため、電流センサは、前記発電装置から自身へ電流が流れた時に、中央電圧よりも低い出力電圧を出力し、電流が大きくなるほど低い出力電圧を出力する。そして、前記第１基準電圧は、前記最低電圧に等しく、前記第２基準電圧は、前記中央電圧以上であり且つ前記最高電圧よりも低い。このため、電流値を対応付け可能な前記第１基準電圧（最低電圧）から第２基準電圧までの範囲のうち、第１基準電圧から中央電圧までの範囲に、電流が流れる方向の所定範囲の電流値を対応付けることができる。すなわち、上記比較例と比較して、電流値を対応付け可能な電圧の範囲に対して、電流値の算出に用いる電圧の範囲の割合を高くすることができる。このため、上記比較例と比較して、出力電圧が単位電圧変化した際の電流値の変化量を小さくする（出力電圧の変化に対して電流値を細かく設定する）ことができ、電流値を算出する分解能を高くすることができる。したがって、第１方向及び第２方向の電流を計測可能な電流センサを流用しつつ、電流値を算出する精度を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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