故障検出装置、故障検出方法
【課題】電流センサの故障を容易に検出する技術を提供する。
【解決手段】この制御装置２２は、同一の電流経路４６に流れる電流を計測する電流センサ２４、２６の故障を検出する装置である。この制御装置２２は、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１であり、電流センサ２６の計測値Ｍ２が計測レンジＲ２内である場合、計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１を用いて電流センサ２４、２６の故障を判別する。これによって、基準の電流値の設定等の作業が必要でなく、また、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【解決手段】この制御装置２２は、同一の電流経路４６に流れる電流を計測する電流センサ２４、２６の故障を検出する装置である。この制御装置２２は、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１であり、電流センサ２６の計測値Ｍ２が計測レンジＲ２内である場合、計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１を用いて電流センサ２４、２６の故障を判別する。これによって、基準の電流値の設定等の作業が必要でなく、また、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサの故障を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリへの充放電量を算出するために、バッテリに接続される電流経路に電流センサを設ける技術が用いられている（例えば、特許文献１）。この技術によれば、電流センサの計測値に基づいて電流経路に流れる電流量を制御することで、バッテリの充電不足や過充電を抑制することができ、バッテリの充電状態を適切に保つことができるという。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリの充電状態を適切に保つために、電流センサの故障を厳格に検出する技術が求められている。電流センサの故障として、例えば張り付き故障が知られている。張り付き故障とは、電流センサの計測値が、電流センサの計測レンジ内であるものの、電流経路に流れる電流量と異なる計測値を計測してしまう故障であり、例えば電流センサ自体の故障や劣化などによって発生する。
【０００５】
従来の張り付き故障を検出する方法では、予め計測値に対応した基準電流値を設定しておき、計測値と基準電流値の差が規定の範囲を超えている場合に、張り付き故障が発生していることを検出する。バッテリへの充放電は、使用条件やユーザの使用方法により多くの過渡状態が起こりえる。そのため、従来の方法を用いてバッテリの充電状態を適切に保つためには、全ての過渡状態に対する基準電流値を設定しておく必要があり、設定作業が煩雑化してしまう問題が生じていた。また、過渡状態に対して複数の基準電流値から適したものを選択する必要があり、装置が複雑化してしまう問題が生じていた。
【０００６】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、電流センサの故障を容易に検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は電流センサの故障を検出する故障検出装置に関し、特に、同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサの故障を検出する故障検出装置に関する。この故障検出装置は、第１の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第１の計測レンジの一方側の限界値であり、第１の電流センサと異なる第２の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する。
【０００８】
尚、「第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジの一方側の限界値である」との表現には、第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジを一方側に超える場合も含む。つまり、上記の表現は、第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジを一方側に超える場合には、通常第１の電流センサの計測値は第１の計測レンジの一方側の限界値を示すことが多く、上記の場合に第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジの一方側の限界値と異なる表示が可能な場合には、その表示をも含む。
【０００９】
この故障検出装置では、複数の電流センサを用いて電流センサ相互の故障を検出する。つまり、従来では、電流センサの計測値を基準電流値と比較して電流センサの故障を検出していたものを、本発明では、同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサの計測値同士を比較することで電流センサの故障を検出する。これによって、設定作業が必要なくなり、設定作業が煩雑化することが防止される。また、適した基準値を選択する必要もなくなり、装置が複雑化することが防止される。
【００１０】
同一の電流経路に複数の電流センサを設ける場合、各々の計測レンジが異なることがあり、複数の電流センサの共通部分しか故障が検出できないとなると、必要とされる検出範囲を確保し辛いことがある。
【００１１】
この故障検出装置では、１つの電流センサの計測値が計測レンジの限界値である場合でも、その限界値を用いて故障を検出する。そのため、個々の電流センサの計測レンジによって電流センサの故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００１２】
本発明の故障検出装置は、予め定められた基準値を有しており、前記第２の電流センサの計測値が、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも予め定められた基準値だけ他方側に変動した閾値よりも他方側である場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していると判別することが好ましい。尚、「Ａよりも一方（他方）側」の表現には、Ａを含む場合もあれば、Ａを含まない場合もある。
【００１３】
この故障検出装置では、第１の電流センサが第１の計測レンジの一方側の限界値（以下、「基準限界値」と呼ぶことがある）である場合に、その基準限界値から決定される閾値を用いて故障を検出する。
【００１４】
この際、第１の電流センサと第２の電流センサは、同一の電流経路に流れる電流を計測しているものの、電流センサの個体差から測定誤差が生じることがある。この故障検出装置では、電流センサの個体差を考慮して基準値を設定することで、基準限界値を基準として、同一の電流経路に流れる電流を計測している２つの電流センサが個体差を超えて異なる計測値を計測した場合に、電流センサが故障していることを検出することができる。
【００１５】
本発明の故障検出装置では、前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも他方側に設定されていることが好ましい。この故障検出装置によれば、基準限界値よりも一方側であり、第２の計測レンジの一方側の限界値よりも他方側である範囲においても、電流センサの故障を検出することができる。
【００１６】
本発明の故障検出装置は、前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジを超えておらず、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の電流センサの計測値と前記第２のレンジの計測値の差が予め定められた基準範囲よりも大きい場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していることを検出することが好ましい。
【００１７】
第２の計測レンジの一方側の限界値が、基準限界値よりも一方側に設定されており、第２の計測レンジの他方側の限界値が、基準限界値よりも他方側に設定されている場合、第１の計測レンジの他方側の限界値と第２の計測レンジの他方側の限界値のうち、一方側に設定された限界値と、基準限界値の間において、第１の計測レンジと第２の計測レンジが重複することとなる。この故障検出装置では、上記の重複範囲に第１の電流センサの計測値及び第２の電流センサの計測値が含まれる場合には、これらの計測値を用いて電流センサが故障していることを検出することで、電流センサの故障を精度良く検出することができる。
【００１８】
本発明の故障検出装置では、前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されていることが好ましい。この故障検出装置によれば、計測レンジの共通部分を有しない複数の電流センサを用いて、電流センサの故障を検出することができる。
【００１９】
本発明は、上記の故障検出装置によって実現される故障検出方法にも具現化される。本発明の故障検出方法は、同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサであって、計測レンジが異なる前記複数の電流センサの故障を検出する故障検出方法に関する。この故障検出方法は、第１の計測レンジを有する第１の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、第２の計測レンジを有する第２の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジの一方側の限界値であり、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する工程と、を備える。
【００２０】
この故障検出方法によれば、複数の電流センサを用いて電流センサ相互の故障を検出しており、設定値の設定等の作業を必要とせず、また、個々の電流センサの計測レンジによって電流センサの故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電流センサの故障を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１に係る電力供給装置５０のブロック図
【図２】実施形態１の故障検出処理を示すフローチャート
【図３】実施形態１の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図４】実施形態１の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図５】実施形態１の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図６】実施形態２の故障検出処理を示すフローチャート
【図７】実施形態２の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図８】実施形態３の故障検出処理を示すフローチャート
【図９】実施形態３の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１について、図１ないし図５を用いて説明する。
１．故障検出システムの構成
図１は、本実施形態における電力供給装置５０の構成を示す図である。電力供給装置５０は、電気自動車内に装着され、バッテリ４２から負荷４４に電流経路４６を介して電力を供給する。
【００２４】
電力供給装置５０の電流経路４６には、電流経路４６に流れる電流を計測する２つの電流センサ２４、２６が配置されている。電流センサ２４、２６は、ホール効果を利用した電流センサであり、各々の電流センサ２４、２６は、電流経路４６を囲うように配置されるギャップを有する磁性体コアと、磁性体コアのギャップに配置されるホール素子と、ホール素子からの出力を増幅する増幅回路と、を備えている。電流センサ２４、２６は１つの電流測定装置２８に設けられている。また、電流センサ２４、２６の磁性体コアは、お互いに異なる材料で構成されており、そのため、後述して詳細に説明するように、お互いに異なる計測レンジＲ１、Ｒ２を有している。
【００２５】
電力供給装置５０は、制御装置（故障検出装置の一例）２２を備えており、制御装置２２は、配線３０を介して電流センサ２４に接続されており、電流センサ２４が計測した計測値Ｍ１を電流センサ２４から取得している。また、制御装置２２は、配線３２を介して電流センサ２６に接続されており、電流センサ２６が計測した計測値Ｍ２を電流センサ２６から取得している。制御装置２２は、図示されていない配線によってバッテリ４２に接続されており、取得した計測値Ｍ１、Ｍ２を用いてバッテリ４２の充電量や充電量を制御し、バッテリ４２の充電不足や過充電を抑制している。つまり、電流センサ２４、２６と配線３０、３２と制御装置２２によって、バッテリ４２の充電状態を適切に保つ検出システム１０が構成されている。
【００２６】
また、検出システム１０は、当該システムに含まれる電流センサ２４、２６の故障を検出する検出システムを兼ねている。つまり、検出システム１０では、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２を用いて電流センサ２４、２６の故障を検出し、これによって、異常のある計測値Ｍ１、Ｍ２を用いてバッテリ４２を制御し、バッテリ４２の充電不足や過充電が発生してしまうことを抑制している。
【００２７】
２．電流センサの故障検出処理
図２から図５を用いて、検出システム１０における電流センサ２４、２６の故障検出処理を説明する。図２は、制御装置２２で実行される設定処理を含む故障検出処理のフローチャートを示し、図３ないし図５は、電流センサ２４の計測レンジＲ１と電流センサ２６の計測レンジＲ２の関係を示している。本実施形態では、図３及び図４に示すように、計測レンジＲ２の上限値Ｒｕ２が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１よりも大きな値に設定されており、計測レンジＲ２の下限値Ｒｄ２が計測レンジＲ１の下限値Ｒｄ１よりも小さな値に設定されている例を用いて説明を行う。
【００２８】
また、本実施形態では、各電流センサ２４、２６の計測値Ｍが計測レンジＲの上限値Ｒｕを超える場合には、計測値Ｍとして上限値Ｒｕを出力し、計測値Ｍが計測レンジＲの下限値Ｒｄを超える場合には、計測値Ｍとして下限値Ｒｄを出力する例を用いて説明を行う。
【００２９】
制御装置２２は、一定期間毎に電流センサ２４、２６の故障検出処理を実行しており、故障検出処理を開始すると、電流センサ２４から計測値Ｍ１を取得する（Ｓ２）とともに、電流センサ２６から計測値Ｍ２を取得する（Ｓ４）。尚、計測値Ｍ１、Ｍ２の計測は、同時に行われており、計測値Ｍ１、Ｍ２は同時に電流経路４６に流れる電流を測定した別々の計測値である。
【００３０】
次に制御装置２２は、計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれているか否かを判別する（Ｓ６）。図３に示すように、計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれている場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、制御装置２２は計測値Ｍ１と計測値Ｍ２の差分値Ｚを算出し、この差分値Ｚを制御装置２２に予め設定されている基準範囲Ｈ（Ｈ＞０）と比較する（Ｓ８）。ここで、差分値Ｚは、計測値Ｍ１と計測値Ｍ２の差の絶対値を意味しており、基準範囲Ｈは、電流センサ２４、２６の個体差に基づく測定誤差を考慮した値に設定されている。
【００３１】
制御装置２２は、差分値Ｚが基準範囲Ｈ以下の場合（Ｓ８：ＹＥＳ 図３のＭ２）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２がほぼ等しいと判別する。上述したように、故障検出処理は一定期間毎に実行されているため、電流センサ２４、２６が同時に故障する可能性は低い。この場合、制御装置２２は、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００３２】
また、制御装置２２は、差分値Ｚが基準範囲Ｈよりも大きい場合（Ｓ８：ＮＯ 図３のＭ２’）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２’に計測誤差以上の差があると判別する。この場合、制御装置２２は、電流センサ２４、２６の少なくとも一方に故障が発生していることと判別し（Ｓ１２）、電力供給装置５０を停止する、音声等によってユーザに故障の発生を報知する等の対策を行う。
【００３３】
一方、図４に示すように、計測値Ｍ１が上限値Ｒｕ１と等しい場合（Ｓ６：ＮＯ、Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御装置２２は、制御装置２２に予め設定されている基準値Ｋ（Ｋ≧０）を上限値Ｒｕ１から減算した閾値Ｌ１を算出し、算出した閾値Ｌ１と計測値Ｍ２を比較する（Ｓ１６）。
【００３４】
制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ１以上の場合（Ｓ１６：ＹＥＳ 図４のＭ２、Ｍ２’）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２のいずれもが、測定誤差を考慮して上限値Ｒｕ１よりも大きい値を計測したと判別する。上記の場合には、計測値Ｍ２’が上限値Ｒｕ２以上である場合も含む。この場合、上限値Ｒｕ１を基準として、電流センサ２４、２６が同一側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００３５】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ１よりも小さい場合（Ｓ１６：ＮＯ 図４のＭ２’’）に、上限値Ｒｕ１を基準として、電流センサ２４、２６が異なる側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００３６】
一方、図５に示すように、計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ１と等しい場合（Ｓ６：ＮＯ、Ｓ１４：ＮＯ）、制御装置２２は、基準値Ｋを下限値Ｒｄ１に加算した閾値Ｌ２を算出し、算出した閾値Ｌ２と計測値Ｍ２を比較する（Ｓ１６）。
【００３７】
制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ２以下の場合（Ｓ１８：ＹＥＳ 図５のＭ２、Ｍ２’）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２のいずれもが、測定誤差を考慮して下限値Ｒｄ１よりも小さい値を計測したと判別する。上記の場合には、計測値Ｍ２’が下限値Ｒｄ１以下である場合も含む。この場合、下限値Ｒｄ１を基準として、電流センサ２４、２６が同一側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００３８】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ２よりも大きい場合（Ｓ１８：ＮＯ 図５のＭ２’’）に、下限値Ｒｄ１を基準として、電流センサ２４、２６が異なる側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００３９】
３．本実施形態の効果
（１）本実施形態の制御装置２２では、複数の電流センサ２４、２６を用いて電流センサ相互の故障を検出しており、電流センサ２４、２６の異常を検出するために基準となる電流値を設定する等の作業を必要としない。また、本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１の限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１である場合でも、その限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１を用いて故障を検出する。そのため、電流センサ２４の計測レンジＲ１によって電流センサ２４、２６の故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００４０】
（２）本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が上限値Ｒｕ１であり、電流センサ２６の計測値Ｍ２が上限値Ｒｕ１を用いて算出される閾値Ｌ１よりも小さい場合、同一の電流経路４６に流れる電流を計測している電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２が、上限値Ｒｕ１を基準として、異なる側の計測値を計測していると判別する。同様に、電流センサ２４の計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ１であり、電流センサ２６の計測値Ｍ２が下限値Ｒｄ１を用いて算出される閾値Ｌ２よりも大きい場合、同一の電流経路４６に流れる電流を計測している電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２が、下限値Ｒｄ１を基準として、異なる側の計測値を計測していると判別する。このように、電流センサ２４の計測値Ｍ１がいずれか一方の限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１である場合でも、上限値Ｒｕ１又は下限値Ｒｄ１を基準として、電流センサ２４、２６の故障を判別することができる。
【００４１】
（３）一方、本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１、Ｒ２が重複する範囲（つまり、計測レンジＲ１）に含まれる場合、これらの計測値Ｍ１とＭ２を用いて、電流センサが異常であることを検出する。これによって、上記の場合に、計測値Ｍ１、Ｍ２を用いて、電流センサ２４、２６の故障を精度よく判別することができる。
【００４２】
（４）本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれ、電流経路４６に流れる電流を正確に測定できる場合には、その計測値Ｍ１を用いて故障を判別し、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１の限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１となり、電流経路４６に流れる電流を正確に測定できない場合には、この限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１を用いて検出範囲を区分し、これらの区分を用いて故障を判別する。
【００４３】
これによって、電流センサ２４がその機能に基づいて計測値Ｍ１を計測した場合には、計測値Ｍ１を用いて精度よく故障を検出することができる。また、電流センサ２４がその機能に基づいて計測値Ｍ１を計測できない場合には、限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１を用いて、一定の精度を保ちながら、一定の検出範囲を確保しやすい。
【００４４】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図６又は図７を用いて説明する。図７に示すように、本実施形態の検出システム１０では、計測レンジＲ２の下限値Ｒｄ２が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１と下限値Ｒｄ１の間に設定されている点で実施形態１のシステムと異なる。そのため、計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれている場合であっても、計測値Ｍ１が計測レンジＲ２に含まれない場合であり、制御装置２２で実行される設定処理が異なる。以下の説明では、実施形態１と同一の内容については重複した記載を省略する。
【００４５】
１．電流センサの故障検出処理
制御装置２２は、電流センサ２４、２６から計測値Ｍ１、Ｍ２を取得した（Ｓ２、Ｓ４）後に、計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ２’よりも大きく、上限値Ｒｕ１よりも小さいか否かを判別し（Ｓ２２）、計測値Ｍ１が上記の条件を満たしている場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、実施形態１のＳ８ないしＳ１２の処理を実行する。
【００４６】
一方、計測値Ｍ１が上限値Ｒｕ１と等しい場合（Ｓ２２：ＮＯ、Ｓ１４：ＹＥＳ）、実施形態１のＳ１６の処理を実行する。また、計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ２’と等しいか、下限値Ｒｄ２’よりも小さい場合（Ｓ２２：ＮＯ、Ｓ１４：ＮＯ）、制御装置２２は、基準値Ｋを下限値Ｒｄ２に加算した閾値Ｌ３を算出し、算出した閾値Ｌ３と計測値Ｍ２を比較する（Ｓ２４）。
【００４７】
制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３以下の場合（Ｓ２４：ＹＥＳ 図７のＭ２）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２のいずれもが、測定誤差を考慮して下限値Ｒｄ２’よりも小さい値を計測したと判別する。この場合、下限値Ｒｄ２’を基準として、電流センサ２４、２６が同一側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００４８】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３よりも大きい場合（Ｓ２４：ＮＯ 図７のＭ２’）に、下限値Ｒｄ２を基準として、電流センサ２４、２６が異なる側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００４９】
２．本実施形態の効果
本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１、Ｒ２の共通範囲を超えてしまった場合でも、上限値Ｒｕ１及び下限値Ｒｄ２を用いて故障を検出する。そのため、計測レンジＲ１、Ｒ２の一部しか重ならない２つの電流センサ２４、２６を用いた場合でも、電流センサ２４、２６の故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００５０】
＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を、図８又は図９を用いて説明する。図９に示すように、本実施形態の検出システム１０では、計測レンジＲ２の下限値Ｒｄ２が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１と等しい値に設定されている点で実施形態１のシステムと異なる。より詳細には、電流センサ２４は負側の計測レンジＲ１を有する電流センサであり、電流センサ２６は正側の計測レンジＲ１を有する電流センサであり、電流センサ２４の上限値Ｒｕ１と電流センサ２６の下限値Ｒｄ１が０Ａで重なる。そのため、電流センサ２４、２６の計測レンジＲ１、Ｒ２には共通範囲が存在せず、制御装置２２で実行される設定処理が異なる。以下の説明では、実施形態１と同一の内容については重複した記載を省略する。
【００５１】
１．電流センサの故障検出処理
制御装置２２は、電流センサ２４、２６から計測値Ｍ１、Ｍ２を取得した（Ｓ２、Ｓ４）後に、取得した計測値Ｍ１と閾値Ｌ１を比較する（Ｓ３２）。制御装置２２は、計測値Ｍ１が閾値Ｌ１以上の場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００５２】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ１が閾値Ｌ１よりも小さい場合（Ｓ３２：ＮＯ）に、取得した計測値Ｍ２と閾値Ｌ３を比較する（Ｓ３４）。制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３以下の場合（Ｓ３４：ＹＥＳ 図９のＭ２）、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。一方、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３よりも大きい場合（Ｓ３４：ＮＯ 図９のＭ２’）、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００５３】
２．本実施形態の効果
本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測レンジＲ１、Ｒ２に共通範囲が存在しない場合でも、上限値Ｒｕ１を用いて故障を検出することができ、これによって、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００５４】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。特に、上記各実施例における構成要素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
【００５５】
例えば、上記実施形態では、電流センサ２４、２６がお互いに異なる計測レンジＲを有する例を用いて説明を行ったが、電流センサ２４、２６がお互いに等しい計測レンジＲを有していても良い。電力供給装置５０では、特定の計測レンジにおける測定精度を向上させるため、同一の電流経路に特定の計測レンジを含む同一の計測レンジを有する複数の電流センサを設ける場合がある。本発明によれば、同一の計測レンジを有する複数の電流センサの故障を容易に検出することができる。
【００５６】
上記実施形態では、各電流センサ２４、２６の計測値Ｍが計測レンジＲの上限値Ｒｕを超える場合には、計測値Ｍとして上限値Ｒｕを出力する例を用いて説明を行ったが、計測値Ｍが計測レンジＲの上限値Ｒｕを超える場合に、上限値Ｒｕよりも大きい数値や予め決められた値を出力しても良い。この場合、制御装置２２は、計測値Ｍとしてこれらの値を取得すると、上記実施形態において計測値Ｍ１として上限値Ｒｕ１を取得した場合の制御を実行する。
【００５７】
上記実施形態では、電流センサ２４、２６が１つの電流測定装置２８に設けられている例を用いて説明を行ったが、異なる装置に設けられていてもよい。また、電流経路４６に設けられる電流センサ２４、２６も２つに限定されず、３つ以上設けられてもよい。この場合、それらの電流センサから２つの電流センサを選択し、その２つの電流センサにおいて上記実施形態の処理を実行することを繰り返すことで、複数の電流センサの異常を容易に検出することができる。
【００５８】
また、電流センサ２４、２６が１つの筺体に含まれてユニット化されていても良い。すなわち、１つのユニット化された電流センサを用いて計測することで、２つの計測レンジＲ１、Ｒ２で電流を計測できるようになっていても良い。
【００５９】
また、１つの電流測定装置２８に２つの電流センサ２４、２６が設けられている場合、各電流センサ２４、２６を構成する磁性体コアとホール素子と増幅回路の少なくとも一部が２つの電流センサ２４、２６で共用されていても良い。
【００６０】
上述の実施例において、上述の利点や効果の各々の全てが本願発明の必須の構成要件につながるものではなく、本願発明は、上述の利点や効果の各々を簡易に実現させる設計自由度を与えるものであって、少なくとも一つの利点あるいは効果を実現させるものであれば良い。
【符号の説明】
【００６１】
１０：検出システム、２２：制御装置、２４、２６：電流センサ、２８：電流測定装置、４６：電流経路、５０：電力供給装置、Ｍ：計測値、Ｒ：計測レンジ、Ｒｄ：下限値、Ｒｕ：上限値、Ｈ：基準範囲、Ｋ：基準値、Ｌ：閾値、Ｚ：差分値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサの故障を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリへの充放電量を算出するために、バッテリに接続される電流経路に電流センサを設ける技術が用いられている（例えば、特許文献１）。この技術によれば、電流センサの計測値に基づいて電流経路に流れる電流量を制御することで、バッテリの充電不足や過充電を抑制することができ、バッテリの充電状態を適切に保つことができるという。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリの充電状態を適切に保つために、電流センサの故障を厳格に検出する技術が求められている。電流センサの故障として、例えば張り付き故障が知られている。張り付き故障とは、電流センサの計測値が、電流センサの計測レンジ内であるものの、電流経路に流れる電流量と異なる計測値を計測してしまう故障であり、例えば電流センサ自体の故障や劣化などによって発生する。
【０００５】
従来の張り付き故障を検出する方法では、予め計測値に対応した基準電流値を設定しておき、計測値と基準電流値の差が規定の範囲を超えている場合に、張り付き故障が発生していることを検出する。バッテリへの充放電は、使用条件やユーザの使用方法により多くの過渡状態が起こりえる。そのため、従来の方法を用いてバッテリの充電状態を適切に保つためには、全ての過渡状態に対する基準電流値を設定しておく必要があり、設定作業が煩雑化してしまう問題が生じていた。また、過渡状態に対して複数の基準電流値から適したものを選択する必要があり、装置が複雑化してしまう問題が生じていた。
【０００６】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、電流センサの故障を容易に検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は電流センサの故障を検出する故障検出装置に関し、特に、同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサの故障を検出する故障検出装置に関する。この故障検出装置は、第１の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第１の計測レンジの一方側の限界値であり、第１の電流センサと異なる第２の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する。
【０００８】
尚、「第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジの一方側の限界値である」との表現には、第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジを一方側に超える場合も含む。つまり、上記の表現は、第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジを一方側に超える場合には、通常第１の電流センサの計測値は第１の計測レンジの一方側の限界値を示すことが多く、上記の場合に第１の電流センサの計測値が第１の計測レンジの一方側の限界値と異なる表示が可能な場合には、その表示をも含む。
【０００９】
この故障検出装置では、複数の電流センサを用いて電流センサ相互の故障を検出する。つまり、従来では、電流センサの計測値を基準電流値と比較して電流センサの故障を検出していたものを、本発明では、同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサの計測値同士を比較することで電流センサの故障を検出する。これによって、設定作業が必要なくなり、設定作業が煩雑化することが防止される。また、適した基準値を選択する必要もなくなり、装置が複雑化することが防止される。
【００１０】
同一の電流経路に複数の電流センサを設ける場合、各々の計測レンジが異なることがあり、複数の電流センサの共通部分しか故障が検出できないとなると、必要とされる検出範囲を確保し辛いことがある。
【００１１】
この故障検出装置では、１つの電流センサの計測値が計測レンジの限界値である場合でも、その限界値を用いて故障を検出する。そのため、個々の電流センサの計測レンジによって電流センサの故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００１２】
本発明の故障検出装置は、予め定められた基準値を有しており、前記第２の電流センサの計測値が、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも予め定められた基準値だけ他方側に変動した閾値よりも他方側である場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していると判別することが好ましい。尚、「Ａよりも一方（他方）側」の表現には、Ａを含む場合もあれば、Ａを含まない場合もある。
【００１３】
この故障検出装置では、第１の電流センサが第１の計測レンジの一方側の限界値（以下、「基準限界値」と呼ぶことがある）である場合に、その基準限界値から決定される閾値を用いて故障を検出する。
【００１４】
この際、第１の電流センサと第２の電流センサは、同一の電流経路に流れる電流を計測しているものの、電流センサの個体差から測定誤差が生じることがある。この故障検出装置では、電流センサの個体差を考慮して基準値を設定することで、基準限界値を基準として、同一の電流経路に流れる電流を計測している２つの電流センサが個体差を超えて異なる計測値を計測した場合に、電流センサが故障していることを検出することができる。
【００１５】
本発明の故障検出装置では、前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも他方側に設定されていることが好ましい。この故障検出装置によれば、基準限界値よりも一方側であり、第２の計測レンジの一方側の限界値よりも他方側である範囲においても、電流センサの故障を検出することができる。
【００１６】
本発明の故障検出装置は、前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジを超えておらず、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の電流センサの計測値と前記第２のレンジの計測値の差が予め定められた基準範囲よりも大きい場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していることを検出することが好ましい。
【００１７】
第２の計測レンジの一方側の限界値が、基準限界値よりも一方側に設定されており、第２の計測レンジの他方側の限界値が、基準限界値よりも他方側に設定されている場合、第１の計測レンジの他方側の限界値と第２の計測レンジの他方側の限界値のうち、一方側に設定された限界値と、基準限界値の間において、第１の計測レンジと第２の計測レンジが重複することとなる。この故障検出装置では、上記の重複範囲に第１の電流センサの計測値及び第２の電流センサの計測値が含まれる場合には、これらの計測値を用いて電流センサが故障していることを検出することで、電流センサの故障を精度良く検出することができる。
【００１８】
本発明の故障検出装置では、前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されていることが好ましい。この故障検出装置によれば、計測レンジの共通部分を有しない複数の電流センサを用いて、電流センサの故障を検出することができる。
【００１９】
本発明は、上記の故障検出装置によって実現される故障検出方法にも具現化される。本発明の故障検出方法は、同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサであって、計測レンジが異なる前記複数の電流センサの故障を検出する故障検出方法に関する。この故障検出方法は、第１の計測レンジを有する第１の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、第２の計測レンジを有する第２の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジの一方側の限界値であり、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する工程と、を備える。
【００２０】
この故障検出方法によれば、複数の電流センサを用いて電流センサ相互の故障を検出しており、設定値の設定等の作業を必要とせず、また、個々の電流センサの計測レンジによって電流センサの故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電流センサの故障を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１に係る電力供給装置５０のブロック図
【図２】実施形態１の故障検出処理を示すフローチャート
【図３】実施形態１の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図４】実施形態１の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図５】実施形態１の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図６】実施形態２の故障検出処理を示すフローチャート
【図７】実施形態２の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【図８】実施形態３の故障検出処理を示すフローチャート
【図９】実施形態３の計測レンジＲ１、Ｒ２の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１について、図１ないし図５を用いて説明する。
１．故障検出システムの構成
図１は、本実施形態における電力供給装置５０の構成を示す図である。電力供給装置５０は、電気自動車内に装着され、バッテリ４２から負荷４４に電流経路４６を介して電力を供給する。
【００２４】
電力供給装置５０の電流経路４６には、電流経路４６に流れる電流を計測する２つの電流センサ２４、２６が配置されている。電流センサ２４、２６は、ホール効果を利用した電流センサであり、各々の電流センサ２４、２６は、電流経路４６を囲うように配置されるギャップを有する磁性体コアと、磁性体コアのギャップに配置されるホール素子と、ホール素子からの出力を増幅する増幅回路と、を備えている。電流センサ２４、２６は１つの電流測定装置２８に設けられている。また、電流センサ２４、２６の磁性体コアは、お互いに異なる材料で構成されており、そのため、後述して詳細に説明するように、お互いに異なる計測レンジＲ１、Ｒ２を有している。
【００２５】
電力供給装置５０は、制御装置（故障検出装置の一例）２２を備えており、制御装置２２は、配線３０を介して電流センサ２４に接続されており、電流センサ２４が計測した計測値Ｍ１を電流センサ２４から取得している。また、制御装置２２は、配線３２を介して電流センサ２６に接続されており、電流センサ２６が計測した計測値Ｍ２を電流センサ２６から取得している。制御装置２２は、図示されていない配線によってバッテリ４２に接続されており、取得した計測値Ｍ１、Ｍ２を用いてバッテリ４２の充電量や充電量を制御し、バッテリ４２の充電不足や過充電を抑制している。つまり、電流センサ２４、２６と配線３０、３２と制御装置２２によって、バッテリ４２の充電状態を適切に保つ検出システム１０が構成されている。
【００２６】
また、検出システム１０は、当該システムに含まれる電流センサ２４、２６の故障を検出する検出システムを兼ねている。つまり、検出システム１０では、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２を用いて電流センサ２４、２６の故障を検出し、これによって、異常のある計測値Ｍ１、Ｍ２を用いてバッテリ４２を制御し、バッテリ４２の充電不足や過充電が発生してしまうことを抑制している。
【００２７】
２．電流センサの故障検出処理
図２から図５を用いて、検出システム１０における電流センサ２４、２６の故障検出処理を説明する。図２は、制御装置２２で実行される設定処理を含む故障検出処理のフローチャートを示し、図３ないし図５は、電流センサ２４の計測レンジＲ１と電流センサ２６の計測レンジＲ２の関係を示している。本実施形態では、図３及び図４に示すように、計測レンジＲ２の上限値Ｒｕ２が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１よりも大きな値に設定されており、計測レンジＲ２の下限値Ｒｄ２が計測レンジＲ１の下限値Ｒｄ１よりも小さな値に設定されている例を用いて説明を行う。
【００２８】
また、本実施形態では、各電流センサ２４、２６の計測値Ｍが計測レンジＲの上限値Ｒｕを超える場合には、計測値Ｍとして上限値Ｒｕを出力し、計測値Ｍが計測レンジＲの下限値Ｒｄを超える場合には、計測値Ｍとして下限値Ｒｄを出力する例を用いて説明を行う。
【００２９】
制御装置２２は、一定期間毎に電流センサ２４、２６の故障検出処理を実行しており、故障検出処理を開始すると、電流センサ２４から計測値Ｍ１を取得する（Ｓ２）とともに、電流センサ２６から計測値Ｍ２を取得する（Ｓ４）。尚、計測値Ｍ１、Ｍ２の計測は、同時に行われており、計測値Ｍ１、Ｍ２は同時に電流経路４６に流れる電流を測定した別々の計測値である。
【００３０】
次に制御装置２２は、計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれているか否かを判別する（Ｓ６）。図３に示すように、計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれている場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、制御装置２２は計測値Ｍ１と計測値Ｍ２の差分値Ｚを算出し、この差分値Ｚを制御装置２２に予め設定されている基準範囲Ｈ（Ｈ＞０）と比較する（Ｓ８）。ここで、差分値Ｚは、計測値Ｍ１と計測値Ｍ２の差の絶対値を意味しており、基準範囲Ｈは、電流センサ２４、２６の個体差に基づく測定誤差を考慮した値に設定されている。
【００３１】
制御装置２２は、差分値Ｚが基準範囲Ｈ以下の場合（Ｓ８：ＹＥＳ 図３のＭ２）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２がほぼ等しいと判別する。上述したように、故障検出処理は一定期間毎に実行されているため、電流センサ２４、２６が同時に故障する可能性は低い。この場合、制御装置２２は、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００３２】
また、制御装置２２は、差分値Ｚが基準範囲Ｈよりも大きい場合（Ｓ８：ＮＯ 図３のＭ２’）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２’に計測誤差以上の差があると判別する。この場合、制御装置２２は、電流センサ２４、２６の少なくとも一方に故障が発生していることと判別し（Ｓ１２）、電力供給装置５０を停止する、音声等によってユーザに故障の発生を報知する等の対策を行う。
【００３３】
一方、図４に示すように、計測値Ｍ１が上限値Ｒｕ１と等しい場合（Ｓ６：ＮＯ、Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御装置２２は、制御装置２２に予め設定されている基準値Ｋ（Ｋ≧０）を上限値Ｒｕ１から減算した閾値Ｌ１を算出し、算出した閾値Ｌ１と計測値Ｍ２を比較する（Ｓ１６）。
【００３４】
制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ１以上の場合（Ｓ１６：ＹＥＳ 図４のＭ２、Ｍ２’）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２のいずれもが、測定誤差を考慮して上限値Ｒｕ１よりも大きい値を計測したと判別する。上記の場合には、計測値Ｍ２’が上限値Ｒｕ２以上である場合も含む。この場合、上限値Ｒｕ１を基準として、電流センサ２４、２６が同一側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００３５】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ１よりも小さい場合（Ｓ１６：ＮＯ 図４のＭ２’’）に、上限値Ｒｕ１を基準として、電流センサ２４、２６が異なる側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００３６】
一方、図５に示すように、計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ１と等しい場合（Ｓ６：ＮＯ、Ｓ１４：ＮＯ）、制御装置２２は、基準値Ｋを下限値Ｒｄ１に加算した閾値Ｌ２を算出し、算出した閾値Ｌ２と計測値Ｍ２を比較する（Ｓ１６）。
【００３７】
制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ２以下の場合（Ｓ１８：ＹＥＳ 図５のＭ２、Ｍ２’）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２のいずれもが、測定誤差を考慮して下限値Ｒｄ１よりも小さい値を計測したと判別する。上記の場合には、計測値Ｍ２’が下限値Ｒｄ１以下である場合も含む。この場合、下限値Ｒｄ１を基準として、電流センサ２４、２６が同一側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００３８】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ２よりも大きい場合（Ｓ１８：ＮＯ 図５のＭ２’’）に、下限値Ｒｄ１を基準として、電流センサ２４、２６が異なる側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００３９】
３．本実施形態の効果
（１）本実施形態の制御装置２２では、複数の電流センサ２４、２６を用いて電流センサ相互の故障を検出しており、電流センサ２４、２６の異常を検出するために基準となる電流値を設定する等の作業を必要としない。また、本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１の限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１である場合でも、その限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１を用いて故障を検出する。そのため、電流センサ２４の計測レンジＲ１によって電流センサ２４、２６の故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００４０】
（２）本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が上限値Ｒｕ１であり、電流センサ２６の計測値Ｍ２が上限値Ｒｕ１を用いて算出される閾値Ｌ１よりも小さい場合、同一の電流経路４６に流れる電流を計測している電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２が、上限値Ｒｕ１を基準として、異なる側の計測値を計測していると判別する。同様に、電流センサ２４の計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ１であり、電流センサ２６の計測値Ｍ２が下限値Ｒｄ１を用いて算出される閾値Ｌ２よりも大きい場合、同一の電流経路４６に流れる電流を計測している電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２が、下限値Ｒｄ１を基準として、異なる側の計測値を計測していると判別する。このように、電流センサ２４の計測値Ｍ１がいずれか一方の限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１である場合でも、上限値Ｒｕ１又は下限値Ｒｄ１を基準として、電流センサ２４、２６の故障を判別することができる。
【００４１】
（３）一方、本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１、Ｒ２が重複する範囲（つまり、計測レンジＲ１）に含まれる場合、これらの計測値Ｍ１とＭ２を用いて、電流センサが異常であることを検出する。これによって、上記の場合に、計測値Ｍ１、Ｍ２を用いて、電流センサ２４、２６の故障を精度よく判別することができる。
【００４２】
（４）本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれ、電流経路４６に流れる電流を正確に測定できる場合には、その計測値Ｍ１を用いて故障を判別し、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１の限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１となり、電流経路４６に流れる電流を正確に測定できない場合には、この限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１を用いて検出範囲を区分し、これらの区分を用いて故障を判別する。
【００４３】
これによって、電流センサ２４がその機能に基づいて計測値Ｍ１を計測した場合には、計測値Ｍ１を用いて精度よく故障を検出することができる。また、電流センサ２４がその機能に基づいて計測値Ｍ１を計測できない場合には、限界値Ｒｕ１、Ｒｄ１を用いて、一定の精度を保ちながら、一定の検出範囲を確保しやすい。
【００４４】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図６又は図７を用いて説明する。図７に示すように、本実施形態の検出システム１０では、計測レンジＲ２の下限値Ｒｄ２が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１と下限値Ｒｄ１の間に設定されている点で実施形態１のシステムと異なる。そのため、計測値Ｍ１が計測レンジＲ１に含まれている場合であっても、計測値Ｍ１が計測レンジＲ２に含まれない場合であり、制御装置２２で実行される設定処理が異なる。以下の説明では、実施形態１と同一の内容については重複した記載を省略する。
【００４５】
１．電流センサの故障検出処理
制御装置２２は、電流センサ２４、２６から計測値Ｍ１、Ｍ２を取得した（Ｓ２、Ｓ４）後に、計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ２’よりも大きく、上限値Ｒｕ１よりも小さいか否かを判別し（Ｓ２２）、計測値Ｍ１が上記の条件を満たしている場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、実施形態１のＳ８ないしＳ１２の処理を実行する。
【００４６】
一方、計測値Ｍ１が上限値Ｒｕ１と等しい場合（Ｓ２２：ＮＯ、Ｓ１４：ＹＥＳ）、実施形態１のＳ１６の処理を実行する。また、計測値Ｍ１が下限値Ｒｄ２’と等しいか、下限値Ｒｄ２’よりも小さい場合（Ｓ２２：ＮＯ、Ｓ１４：ＮＯ）、制御装置２２は、基準値Ｋを下限値Ｒｄ２に加算した閾値Ｌ３を算出し、算出した閾値Ｌ３と計測値Ｍ２を比較する（Ｓ２４）。
【００４７】
制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３以下の場合（Ｓ２４：ＹＥＳ 図７のＭ２）に、電流センサ２４、２６の計測値Ｍ１、Ｍ２のいずれもが、測定誤差を考慮して下限値Ｒｄ２’よりも小さい値を計測したと判別する。この場合、下限値Ｒｄ２’を基準として、電流センサ２４、２６が同一側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００４８】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３よりも大きい場合（Ｓ２４：ＮＯ 図７のＭ２’）に、下限値Ｒｄ２を基準として、電流センサ２４、２６が異なる側の計測値を計測したと判別し、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００４９】
２．本実施形態の効果
本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測値Ｍ１が計測レンジＲ１、Ｒ２の共通範囲を超えてしまった場合でも、上限値Ｒｕ１及び下限値Ｒｄ２を用いて故障を検出する。そのため、計測レンジＲ１、Ｒ２の一部しか重ならない２つの電流センサ２４、２６を用いた場合でも、電流センサ２４、２６の故障を検出可能な範囲が限定されてしまうことがなく、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００５０】
＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を、図８又は図９を用いて説明する。図９に示すように、本実施形態の検出システム１０では、計測レンジＲ２の下限値Ｒｄ２が計測レンジＲ１の上限値Ｒｕ１と等しい値に設定されている点で実施形態１のシステムと異なる。より詳細には、電流センサ２４は負側の計測レンジＲ１を有する電流センサであり、電流センサ２６は正側の計測レンジＲ１を有する電流センサであり、電流センサ２４の上限値Ｒｕ１と電流センサ２６の下限値Ｒｄ１が０Ａで重なる。そのため、電流センサ２４、２６の計測レンジＲ１、Ｒ２には共通範囲が存在せず、制御装置２２で実行される設定処理が異なる。以下の説明では、実施形態１と同一の内容については重複した記載を省略する。
【００５１】
１．電流センサの故障検出処理
制御装置２２は、電流センサ２４、２６から計測値Ｍ１、Ｍ２を取得した（Ｓ２、Ｓ４）後に、取得した計測値Ｍ１と閾値Ｌ１を比較する（Ｓ３２）。制御装置２２は、計測値Ｍ１が閾値Ｌ１以上の場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。
【００５２】
また、制御装置２２は、計測値Ｍ１が閾値Ｌ１よりも小さい場合（Ｓ３２：ＮＯ）に、取得した計測値Ｍ２と閾値Ｌ３を比較する（Ｓ３４）。制御装置２２は、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３以下の場合（Ｓ３４：ＹＥＳ 図９のＭ２）、電流センサ２４、２６のいずれもが正常であると判別する（Ｓ１０）。一方、計測値Ｍ２が閾値Ｌ３よりも大きい場合（Ｓ３４：ＮＯ 図９のＭ２’）、電流センサ２４、２６の少なくとも一方が故障していると判別する（Ｓ１２）。
【００５３】
２．本実施形態の効果
本実施形態の制御装置２２では、電流センサ２４の計測レンジＲ１、Ｒ２に共通範囲が存在しない場合でも、上限値Ｒｕ１を用いて故障を検出することができ、これによって、必要とされる検出範囲を確保しやすい。
【００５４】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。特に、上記各実施例における構成要素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
【００５５】
例えば、上記実施形態では、電流センサ２４、２６がお互いに異なる計測レンジＲを有する例を用いて説明を行ったが、電流センサ２４、２６がお互いに等しい計測レンジＲを有していても良い。電力供給装置５０では、特定の計測レンジにおける測定精度を向上させるため、同一の電流経路に特定の計測レンジを含む同一の計測レンジを有する複数の電流センサを設ける場合がある。本発明によれば、同一の計測レンジを有する複数の電流センサの故障を容易に検出することができる。
【００５６】
上記実施形態では、各電流センサ２４、２６の計測値Ｍが計測レンジＲの上限値Ｒｕを超える場合には、計測値Ｍとして上限値Ｒｕを出力する例を用いて説明を行ったが、計測値Ｍが計測レンジＲの上限値Ｒｕを超える場合に、上限値Ｒｕよりも大きい数値や予め決められた値を出力しても良い。この場合、制御装置２２は、計測値Ｍとしてこれらの値を取得すると、上記実施形態において計測値Ｍ１として上限値Ｒｕ１を取得した場合の制御を実行する。
【００５７】
上記実施形態では、電流センサ２４、２６が１つの電流測定装置２８に設けられている例を用いて説明を行ったが、異なる装置に設けられていてもよい。また、電流経路４６に設けられる電流センサ２４、２６も２つに限定されず、３つ以上設けられてもよい。この場合、それらの電流センサから２つの電流センサを選択し、その２つの電流センサにおいて上記実施形態の処理を実行することを繰り返すことで、複数の電流センサの異常を容易に検出することができる。
【００５８】
また、電流センサ２４、２６が１つの筺体に含まれてユニット化されていても良い。すなわち、１つのユニット化された電流センサを用いて計測することで、２つの計測レンジＲ１、Ｒ２で電流を計測できるようになっていても良い。
【００５９】
また、１つの電流測定装置２８に２つの電流センサ２４、２６が設けられている場合、各電流センサ２４、２６を構成する磁性体コアとホール素子と増幅回路の少なくとも一部が２つの電流センサ２４、２６で共用されていても良い。
【００６０】
上述の実施例において、上述の利点や効果の各々の全てが本願発明の必須の構成要件につながるものではなく、本願発明は、上述の利点や効果の各々を簡易に実現させる設計自由度を与えるものであって、少なくとも一つの利点あるいは効果を実現させるものであれば良い。
【符号の説明】
【００６１】
１０：検出システム、２２：制御装置、２４、２６：電流センサ、２８：電流測定装置、４６：電流経路、５０：電力供給装置、Ｍ：計測値、Ｒ：計測レンジ、Ｒｄ：下限値、Ｒｕ：上限値、Ｈ：基準範囲、Ｋ：基準値、Ｌ：閾値、Ｚ：差分値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサの故障を検出する故障検出装置であって、
第１の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第１の計測レンジの一方側の限界値であり、第１の電流センサと異なる第２の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する故障検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の故障検出装置であって、
予め定められた基準値を有しており、
前記第２の電流センサの計測値が、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも予め定められた基準値だけ他方側に変動した閾値よりも他方側である場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していると判別する故障検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の故障検出装置であって、
前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、
前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも他方側に設定されている故障検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の故障検出装置であって、
前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジを超えておらず、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の電流センサの計測値と前記第２のレンジの計測値の差が予め定められた基準範囲よりも大きい場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していると判別する故障検出装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の故障検出装置であって、
前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、
前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されている故障検出装置。
【請求項６】
同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサであって、計測レンジが異なる前記複数の電流センサの故障を検出する故障検出方法であって、
第１の計測レンジを有する第１の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、
第２の計測レンジを有する第２の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、
前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジの一方側の限界値であり、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する工程と、を備える故障検出方法。
【請求項１】
同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサの故障を検出する故障検出装置であって、
第１の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第１の計測レンジの一方側の限界値であり、第１の電流センサと異なる第２の電流センサの計測値が当該電流センサの計測レンジである第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する故障検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の故障検出装置であって、
予め定められた基準値を有しており、
前記第２の電流センサの計測値が、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも予め定められた基準値だけ他方側に変動した閾値よりも他方側である場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していると判別する故障検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の故障検出装置であって、
前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、
前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも他方側に設定されている故障検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の故障検出装置であって、
前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジを超えておらず、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の電流センサの計測値と前記第２のレンジの計測値の差が予め定められた基準範囲よりも大きい場合に、前記第１の電流センサと前記第２の電流センサとの少なくとも一方が故障していると判別する故障検出装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の故障検出装置であって、
前記第２の計測レンジの一方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されており、
前記第２の計測レンジの他方側の限界値は、前記第１の計測レンジの一方側の限界値よりも一方側に設定されている故障検出装置。
【請求項６】
同一の電流経路に流れる電流を計測する複数の電流センサであって、計測レンジが異なる前記複数の電流センサの故障を検出する故障検出方法であって、
第１の計測レンジを有する第１の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、
第２の計測レンジを有する第２の電流センサが計測した計測値を取得する工程と、
前記第１の電流センサの計測値が前記第１の計測レンジの一方側の限界値であり、前記第２の電流センサの計測値が前記第２の計測レンジを超えていない場合、前記第１の計測レンジの一方側の限界値を用いて故障を判別する工程と、を備える故障検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９３３４３（Ｐ２０１２−９３３４３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８８６９（Ｐ２０１１−１７８８６９）
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５０７１５１５２６）株式会社ＧＳユアサ (375)
【Ｆターム（参考）】
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