專利名稱：電力檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
電力檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本公開內(nèi)容涉及電力檢測(cè)系統(tǒng)，其檢測(cè)供給到供電對(duì)象的電力量。
背景技術(shù)：
由蓄電池運(yùn)行的現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備(諸如筆記本電腦或手機(jī)等)由于剩余電池電量不足(電池耗盡)而變得不能運(yùn)行。為了避免這種情況，提出了通過(guò)將從電源供給到內(nèi)置在移動(dòng)設(shè)備中的蓄電池的電力量與該移動(dòng)設(shè)備所消耗的電力量進(jìn)行比較以檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備的剩余電池電量(例如，JP2006-184035A)。
蓄電池也安裝在諸如汽車等車輛中，以當(dāng)啟動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)或者當(dāng)發(fā)電機(jī)(交流發(fā)電機(jī))的發(fā)電量不足時(shí)供給電力。近來(lái)需要即使當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉且發(fā)動(dòng)機(jī)未運(yùn)行時(shí)也從蓄電池向車載電氣設(shè)備輸出電力。作為這樣的車輛電氣設(shè)備的一個(gè)示例，當(dāng)車輛被盜時(shí)，諸如數(shù)據(jù)通信模塊(DCM)等通信設(shè)備需要持續(xù)的電力供給以執(zhí)行其追蹤功能。
當(dāng)電池由于在發(fā)動(dòng)機(jī)處于停止的情況下持續(xù)向車載電氣設(shè)備供給電力而耗盡時(shí)，即使需要重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)偶爾也不能重新啟動(dòng)。因此，期望在發(fā)動(dòng)機(jī)處于停止時(shí)能夠檢測(cè)蓄電池的剩余電量。
為了檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備的剩余電池電量，由于通過(guò)將供給到電池的電力與電氣設(shè)備所消耗的電力進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)剩余電池電量，所以需要復(fù)雜的檢測(cè)電路配置。在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)處于停止時(shí)檢測(cè)剩余電池電量的情況下，期望簡(jiǎn)化電路配置并降低功耗。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種電力檢測(cè)系統(tǒng)，能夠以簡(jiǎn)單配置減小功耗。
根據(jù)電力檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)方面，設(shè)置了檢測(cè)電阻器、積分部件、比較部件、放電部件和電力控制部件。所述檢 測(cè)電阻器設(shè)置在通向監(jiān)測(cè)對(duì)象的電力供給路徑中。所述積分部件包括電容性元件，并通過(guò)對(duì)應(yīng)于檢測(cè)電流的充電電流對(duì)所述電容性元件進(jìn)行充電，所述檢測(cè)電流對(duì)應(yīng)于在所述檢測(cè)電阻器中流動(dòng)的電流。所述比較部件輸出檢測(cè)信號(hào)，所述檢測(cè)信號(hào)基于對(duì)應(yīng)于所述電容性元件的充電電壓的積分值而變化。當(dāng)所述積分值變得大于預(yù)定第一基準(zhǔn)值和小于預(yù)定第二基準(zhǔn)值時(shí)，所述檢測(cè)信號(hào)分別地變?yōu)榈谝恍盘?hào)電平和第二信號(hào)電平。所述放電部件在所述檢測(cè)信號(hào)處于所述預(yù)定第一信號(hào)電平和處于所述預(yù)定第二信號(hào)電平的時(shí)候，分別地對(duì)所述電容性元件進(jìn)行放電和停止所述電容性元件的放電。所述電力控制部件基于計(jì)數(shù)邊沿的結(jié)果來(lái)確定所述監(jiān)測(cè)對(duì)象的電力的估計(jì)值，所述檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)電平在所述邊沿處發(fā)生變化。


根據(jù)參照附圖做出的以下詳細(xì)描述，上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。在附圖中:
圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電力檢測(cè)系統(tǒng)的電路圖2是分別示出積分電路、比較電路、閾值切換(Change-over)開關(guān)和放電切換開關(guān)的示例性運(yùn)行(a)至(d)的時(shí)序圖3是示出在本實(shí)施例中執(zhí)行的電力供給控制處理的流程圖4是示出在本實(shí)施例中執(zhí)行的偏移測(cè)量處理的流程圖；以及
圖5是示出根據(jù)本實(shí)施例的輸出脈沖頻率關(guān)于供給的電力的特性圖。
具體實(shí)施方式
以下將會(huì)參照附圖中所示的一個(gè)實(shí)施例描述電力檢測(cè)系統(tǒng)。
〈整體配置〉
首先參照?qǐng)D1，給監(jiān)測(cè)和檢測(cè)從車載蓄電池BATl供給到車載數(shù)據(jù)通信模塊(DCM)20的電力的裝置提供電力檢測(cè)系統(tǒng)1，DCM20具有與外部通信設(shè)備(未示出)無(wú)線通信的功能。DCM20應(yīng)用于電力從電池BATl通過(guò)包括DC/DC轉(zhuǎn)換器(未示出)的電源電路10所供給到的系統(tǒng)。
電力檢測(cè)系統(tǒng)I包括檢測(cè)電阻器R1、積分電路30、比較電路50和控制電路70。檢測(cè)電阻器Rl設(shè)置在連接電源電路10和DCM20的電力供給路徑中。積分電路30輸出與檢測(cè)電流的積分值相對(duì)應(yīng)的積分輸出電壓Vol，檢測(cè)電流對(duì)應(yīng)于在檢測(cè)電阻器Rl中流動(dòng)的電流。比較電路50輸出比較信號(hào)Vo2，比較信號(hào)Vo2基于積分輸出電壓Vol的值而改變?yōu)楦唠娖胶偷碗娖街??？刂齐娐?0輸出設(shè)定積分電路30的運(yùn)行模式設(shè)定信號(hào)MS和停止電力從電源電路10供給到DCM20的電力停止信號(hào)PS。
〈比較電路〉
在比較電路50中，提供第二運(yùn)算放大器0P2，以通過(guò)在其反相輸入端子(_)接收積分輸出電壓Vol且在其非反相輸入端子(+ )接收預(yù)定閾值電壓Vth而運(yùn)行為比較器。
在比較電路50中，閾值切換開關(guān)SW3基于比較信號(hào)Vo2而選擇預(yù)定第一閾值電壓Vthl和預(yù)定第二閾值電壓Vth2中的任一個(gè),并且輸出所選擇的作為閾值電壓Vth。第一閾值電壓Vthl設(shè)定為小于第二閾值電壓Vth2。
因此，比較信號(hào)Vo2在積分輸出電壓Vol大于和小于閾值電壓Vth時(shí)分別地取低電平和高電平。閾值切換開關(guān)SW3在比較信號(hào)Vo2處于低電平和高電平時(shí)分別地配置為選擇第一閾值電壓Vthl和第二閾值電壓Vth2。
〈積分電路〉·
在積分電路30中，積分器35包括第一運(yùn)算放大器OPl，其通過(guò)經(jīng)由電流變換電阻器R2供給到反相輸入端子的電流，對(duì)連接在反相輸入端子與其輸出端子之間電容器Cl進(jìn)行充電。
在積分電路30中，放電開關(guān)SW2的一端通過(guò)電阻器R5連接到第一運(yùn)算放大器OPl的反相輸入端子，且其另一端連接到地。放電開關(guān)SW2可根據(jù)比較信號(hào)Vo2而切換到導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)。在積分電路30中，電壓產(chǎn)生電路40配置為產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref，基準(zhǔn)電壓Vref供給到第一運(yùn)算放大器OPl的非反相輸入端子。
電壓產(chǎn)生電路40包括分壓器電路45和切換開關(guān)SWl。分壓器電路45對(duì)施加于其上的輸入電壓進(jìn)行分壓。切換開關(guān)SWl根據(jù)施加于其上的運(yùn)行模式設(shè)定信號(hào)MS而切換到檢測(cè)電阻器Rl的電源電路10側(cè)和檢測(cè)電阻器Rl的DCM20側(cè)中的任一個(gè)。
分壓器電路45由串聯(lián)連接的電阻器R3和R4形成。電阻器R3與R4之間接頭連接到第一運(yùn)算放大器OPl的非反相輸入端子。施加到分壓器電路45的電壓由電阻R3和R4分壓成分壓電壓。將該分壓電壓作為基準(zhǔn)電壓Vref而施加到第一運(yùn)算放大器OPl的非反相輸入端子。
在如上所述配置的積分電路30中，相對(duì)于作為基準(zhǔn)的運(yùn)算放大器OPl的輸出端子，在電容器Cl兩端的電容器Cl的端子電壓Vc由下面的等式(I)表示。在這個(gè)等式(I)中，Cl表示電容器Cl的電容，Ic表示在電流變換電阻器R2中流動(dòng)的充電電流。
Vc=(l/Cl) X / Ic dt...(I)
基于運(yùn)算放大器的特性(虛短路)，由下面的等式(2)表示積分輸出電壓Vol。
Vol=Vref-Vc...(2)
S卩，電容器Cl的端子電壓Vc表示充電電流Ic的積分值。積分輸出電壓Vol隨著積分值(端子電壓Vc)的增大而從基準(zhǔn)電壓Vref開始減小。
基準(zhǔn)電壓Vref和充電電流Ic分別由下面的等式(3)和(4)表示。在這些等式中，VD表示在檢測(cè)電阻器Rl的電力供給側(cè)或電源電路10側(cè)的電壓，VM表示在檢測(cè)電阻器Rl的DCM20側(cè)的電壓，VS表示切換開關(guān)SWl的輸出側(cè)的電壓(即，VD或VM)。另外，K表示電阻器R3和R4的電壓分壓比，其為R3/(R3+R4)。
Vref=KXVS...(3)
Ic= (VD-Vref)/R2...(4)
= {(1-K) X VD} /R2,(如果 VS=VD)...(4a)
= (VD-K X VM) /R2,(如果 VS=VM)...(4b)
S卩，充電電流Ic的大小對(duì)應(yīng)于檢測(cè)電阻器Rl的兩端的電壓差，即，對(duì)應(yīng)于在檢測(cè)電阻器Rl中流動(dòng)的檢測(cè)電流。
在第一運(yùn)算放大器OPl的輸入偏移電壓(offset voltage) Voff不可忽略的情況下，充電電流Ic由替代等式(4)的下面的等式(5)表示。
Ic= (VD-Vref+Voff) /R2...(5)
= {(1-K) X VD+Voff} /R2,(如果 VS=VD)...(5a)
= (VD-K X VM+Voff) /R2,(如果 VS=VM)...(5b)
<積分電路和比較電路的運(yùn)行>
圖2中示出了電力檢測(cè)系統(tǒng)I中的各個(gè)部件的運(yùn)行。在該圖中，(a)、(b)、(C)和(d)分別不出積分輸出電壓Vol、比較信號(hào)V o2、閾值切換開關(guān)SW3的開關(guān)狀態(tài)和放電開關(guān)SW2的開關(guān)狀態(tài)。
<正常運(yùn)行模式>
首先假定，切換開關(guān)SWl選擇檢測(cè)電阻器Rl的DCM20側(cè)，即VS=VM。這被稱為正常運(yùn)行模式。
在時(shí)間t0時(shí)，比較信號(hào)Vo2處于低電平，閾值電壓Vth被設(shè)定為第一閾值電壓Vthl，放電開關(guān)SW2被設(shè)定為截止?fàn)顟B(tài)，從而積分器35執(zhí)行其積分運(yùn)算。因此，積分輸出電壓Vol以對(duì)應(yīng)于充電電流Ic (即檢測(cè)電流)的大小的速率減小。
在時(shí)間tl時(shí)，積分輸出電壓Vol減小到第一閾值電壓Vthl (VoKVthl)，S卩，雖然未示出，但是電容器Cl的端子電壓Vc變得大于預(yù)定的第一基準(zhǔn)值。此時(shí)，比較信號(hào)Vo2變化到高電平。響應(yīng)于高電平比較信號(hào)Vo2，閾值切換開關(guān)SW3變化到第二閾值電壓Vth2側(cè)，放電開關(guān)SW2變化到導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)果，通過(guò)積分存儲(chǔ)在電容器Cl中的電荷經(jīng)由電阻器R5而放電到地，且電容器Cl的端子電壓Vc減小。根據(jù)等式(1)，積分輸出電壓Vol增大。
在時(shí)間t2時(shí)，積分輸出電壓Vol增大到第二閾值電壓Vth2(Vol>Vth2時(shí))，即，雖然未示出，但是電容器Cl的端子電壓Vc變得小于預(yù)定的第二基準(zhǔn)值。此時(shí)，比較信號(hào)Vo2變化到低電平。響應(yīng)于該低電平比較信號(hào)Vo2，閾值切換開關(guān)SW3變化到第一閾值電壓Vthl，并且放電開關(guān)SW2變化到截止?fàn)顟B(tài)。結(jié)果，電容器Cl進(jìn)行充電，積分輸出電壓Vol以對(duì)應(yīng)于電流Ic的大小的速率減小。
此后重復(fù)類似運(yùn)行。如圖2中的(a)所示，積分輸出電壓Vol由此以三角或鋸齒波形在第一閾值電壓Vthl與第二閾值電壓Vth2之間增大和減小。如圖2中的(b)所示，在積分輸出電壓Vol從第一閾值電壓Vthl增大到第二閾值電壓Vth2的時(shí)候(S卩，電容器Cl的電荷被放電的時(shí)候)，比較信號(hào)Vo2處于高電平H。在積分輸出電壓Vol從第二閾值電壓Vth2減小到第 一閾值電壓Vthl的時(shí)候(B卩，電容器Cl被充電的時(shí)候)，比較信號(hào)Vo2處于低電平L。因此，比較信號(hào)Vo2是導(dǎo)致交替的充電和放電的脈沖信號(hào)。
如果在檢測(cè)電阻器Rl中流動(dòng)的電流是常數(shù)且不變，即，DCM20的功耗是常數(shù)，則脈沖產(chǎn)生的脈沖間隔T不變，該脈沖產(chǎn)生輸出脈沖作為比較信號(hào)Vo2。在兩個(gè)高電平脈沖之間的間隔T (脈沖間隔T)隨著DCM20的功耗的增大和減小而分別地減小和增大。
即，可以通過(guò)測(cè)量控制電路70在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)來(lái)估計(jì)DCM20中的功耗的總量。
<偏移測(cè)量模式>
接著假定切換開關(guān)SWl選擇檢測(cè)電阻器Rl的電源電路10側(cè)。這被稱為偏移測(cè)量模式。
即，偏移測(cè)量模式對(duì)應(yīng)于檢測(cè)電阻器Rl中沒(méi)有電流流動(dòng)的情況(靜止?fàn)顟B(tài))。在此時(shí)流動(dòng)的充電電流Ic稱為偏移電流1ff。該偏移電流1ff的大小由等式(5a)來(lái)表示。
這里假定電壓產(chǎn)生電路40中未設(shè)置分壓器電路45。在這種情況下，在K=I時(shí)，偏移電流1ff由下面的等式表示。
1ff=Voff/R2...(6)
由于輸入偏移電壓Voff與檢測(cè)電阻器Rl的電源電路10側(cè)的電壓VD相比是極小的值，所以在電壓產(chǎn)生電路40沒(méi)有分壓器電路的情況下，電容器Cl需要很長(zhǎng)的時(shí)間周期來(lái)充電。結(jié)果，脈沖間隔T變得更長(zhǎng)。
由于在電壓產(chǎn)生電路40具有分壓器電路45的情況下可以利用分壓比K (0〈K〈1)任意設(shè)定偏移電流1ff的大小，所以可以縮短比較信號(hào)Vo2的脈沖間隔T以及從而控制電路70檢測(cè)偏移電流1ff所需的時(shí)間周期。
確定電容器Cl的放電時(shí)間周期的偏移電流1ff的大小和參數(shù)(分壓比K、電容器Cl的電容Cl、電流變換電阻器R2和電阻器R5)的大小可以設(shè)定為確?？刂齐娐?0進(jìn)行處理所需的精度的大小。
<控制電路>
控制電路70通常由微型計(jì)算機(jī)形成，該微型計(jì)算機(jī)包括CPU、ROM、RAM、閃速存儲(chǔ)器、定時(shí)器等?？刂齐娐?0包括至少兩個(gè)自啟動(dòng)(self-running)定時(shí)器，其對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)時(shí)鐘而運(yùn)行。該定時(shí)器被稱為時(shí)間計(jì)數(shù)器。
CPU配置成由比較信號(hào)Vo2中斷。當(dāng)CPU被中斷時(shí)，其至少執(zhí)行中斷處理和電力供給控制處理。CPU在中斷處理中將邊沿檢測(cè)標(biāo)記F設(shè)定為F=l。在電力供給控制處理中，CPU基于在邊沿檢測(cè)標(biāo)記F的狀態(tài)(I或O)的基礎(chǔ)上估計(jì)的供給到DCM20的電力量的結(jié)果來(lái)控制DCM20的電力供給狀態(tài)。
<電力供給控制處理>
將會(huì)參照?qǐng)D3中所示的流程圖來(lái)描述電力供給控制處理。當(dāng)駕駛員執(zhí)行預(yù)定操作來(lái)停止發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，開始電力供給控制處理。
在步驟110時(shí)(以下將步驟簡(jiǎn)單地表示為S)，執(zhí)行初始化來(lái)對(duì)用于該處理的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行初始化。具體而言，將表示比較信號(hào)Vo2中產(chǎn)生的脈沖數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N(通過(guò)中斷處理將邊沿檢測(cè)標(biāo)記F設(shè)定為I的數(shù)目)以及兩個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器(經(jīng)過(guò)的時(shí)間)的時(shí)間計(jì)數(shù)值Pl和P2復(fù)位為零(N — O、Pl — O、P2 — O)。此外，檢索在ROM中存儲(chǔ)為預(yù)定常數(shù)的測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref、偏移重新測(cè)量時(shí)間周期TiOfs和脈沖上限限值Nth。
在S120時(shí)，執(zhí)行偏移測(cè)量處理，由此根據(jù)沒(méi)有檢測(cè)電流流動(dòng)時(shí)檢測(cè)到的比較信號(hào)Vo2計(jì)算偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs。頻率Fofs表示在測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref內(nèi)產(chǎn)生脈沖的次數(shù)。
在S130時(shí)，檢查所經(jīng)過(guò)的時(shí)間周期Pl是否等于或長(zhǎng)于測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref。當(dāng)確定所經(jīng)過(guò)的時(shí)間周期Pl等于或長(zhǎng)于測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref時(shí)(S130:是)，則更新脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N，并將所經(jīng)過(guò)的時(shí)間周期Pl復(fù)位為零。在更新脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N中，將脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N設(shè)定為通過(guò)從脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N中減去偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs而確定的值。S卩，在每個(gè)測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref，脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N由偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs校正。
在S150時(shí)，檢查脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N是否大于脈沖上限值Nth。當(dāng)在S150時(shí)確定脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N小于脈沖上限值Nth (S150:否)或在S130時(shí)確定所經(jīng)過(guò)的時(shí)間周期Pl短于測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref (S130:否)時(shí)，執(zhí)行S160。
在S160時(shí)，檢查所經(jīng)過(guò)的時(shí)間周期P2是否等于或長(zhǎng)于偏移重新測(cè)量時(shí)間周期Trofs。當(dāng)確定所經(jīng)過(guò)的時(shí)間P2短于偏移重新測(cè)量時(shí)間周期Trofs時(shí)(S160:否)，執(zhí)行S180。當(dāng)確定所經(jīng)過(guò)的時(shí)間周期P2等于或長(zhǎng)于重新測(cè)量時(shí)間周期Trofs時(shí)(S160:是)，在S170時(shí)將所經(jīng)過(guò)的時(shí)間周期P2復(fù)位為零。同時(shí)，以與S120類似的方式執(zhí)行偏移測(cè)量處理，然后執(zhí)行S180。即，在每個(gè)偏移重新測(cè)量時(shí)間周期TiOfs更新偏移量脈沖產(chǎn)生頻率Fofs。
在S180時(shí)，檢查是否滿足電力測(cè)量完成條件。該電力測(cè)量完成條件至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行中。當(dāng)未滿足電力測(cè)量完成條件時(shí)，即，發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)停止(S180:否)，在S190時(shí)檢查是否設(shè)定了邊沿檢測(cè)標(biāo)記F (F=I)0
當(dāng)在S190時(shí)確定邊沿檢測(cè)標(biāo)記F未設(shè)定時(shí)(S190:否)，再次執(zhí)行S130。當(dāng)確定設(shè)定了邊沿檢測(cè)標(biāo)記F時(shí)(S190:是)，在S210時(shí)增大脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N，在隨后是S130的S220時(shí)將邊沿檢測(cè)標(biāo)記F復(fù)位為零。
當(dāng)在S150時(shí)確定脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N大于脈沖上限值Nth時(shí)(S150:是)或在S180時(shí)確定滿足電力測(cè)量完成條件時(shí)(S180:是)，執(zhí)行S230。
在S2 30時(shí)，產(chǎn)生電力停止信號(hào)PS以停止電源電路10到DCM20的電力供給。在S230之后，電力供給控制處理結(jié)束。在該處理中，從發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)到滿足電力測(cè)量完成條件時(shí)(在本實(shí)施例中發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng))，重復(fù)S130到S220的一系列處理。因此，監(jiān)測(cè)比較信號(hào)Vo2所檢測(cè)的脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N是否超過(guò)脈沖上限值Nth。當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N超過(guò)脈沖上限值Nth時(shí)，輸出電力停止信號(hào)PS，從而停止電源電路10的電力供給。
<偏移測(cè)量處理>
將參照?qǐng)D4中所示的流程圖詳細(xì)描述在S120和S170時(shí)執(zhí)行的偏移測(cè)量處理。
當(dāng)該處理開始時(shí)，在S310時(shí)，輸出運(yùn)行模式設(shè)定信號(hào)MS，并將切換開關(guān)SWl切換到偏移測(cè)量模式。在S320時(shí)，由比較信號(hào)Vo2產(chǎn)生的對(duì)CPU的中斷之間的間隔由定時(shí)器來(lái)測(cè)量。該間隔被稱為偏移脈沖時(shí)間周期Tofs。
在S330時(shí)，可以基于在S320時(shí)測(cè)量的偏移脈沖時(shí)間周期Tofs來(lái)計(jì)算偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs。該頻率Fofs表示在測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref內(nèi)產(chǎn)生脈沖的頻繁程度。偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs由下面的等式表示。
Fofs=Tref/Tofs...(7)
在S340時(shí)，輸出運(yùn)行模式設(shè)定信號(hào)MS來(lái)切換切換開關(guān)SW1，以建立正常測(cè)量模式。即，在該處理中計(jì)算的偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs表示由偏移電流1ff的影響造成的誤差，并且該誤差出現(xiàn)在測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)間周期Tref期間供給到DCM20的電力的估計(jì)值中。
應(yīng)當(dāng)注意如果運(yùn)算放大器OPl是沒(méi)有偏移電壓理想運(yùn)算放大器，則如圖5中的實(shí)線所示當(dāng)沒(méi)有電力供給到DCM20時(shí)沒(méi)有電流流到運(yùn)算放大器0P1。但實(shí)際上，運(yùn)算放大器OPl具有偏移電壓，其通常是約數(shù)百微伏(μ V)到數(shù)毫伏(mV)的較小值。出于這個(gè)原因，如圖5中的雙點(diǎn)畫線所示，即使當(dāng)沒(méi)有電力供給到DCM20時(shí)，電容器Cl也被輸入偏移電壓充電。結(jié)果，當(dāng)電力為零時(shí)，比較電路50 的脈沖產(chǎn)生頻率(輸出脈沖頻率)不為零。
然而，在本實(shí)施例中，如圖5中所示計(jì)算偏移脈沖產(chǎn)生頻率FofS，并將該偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs用于消除圖5中虛線所示的輸出脈沖頻率的偏移電壓的影響。另外，由于通過(guò)使用分壓器電路45的分壓電壓作為基準(zhǔn)電壓(其可以設(shè)定為大于實(shí)際輸入偏移電壓)來(lái)計(jì)算偏移脈沖產(chǎn)生頻率FofS，所以電容器Cl可以由大于對(duì)應(yīng)于輸入偏移電壓的電流的電流來(lái)進(jìn)行充電。結(jié)果，脈沖產(chǎn)生頻率增大，并從而可以在較短的時(shí)間周期內(nèi)計(jì)算脈沖產(chǎn)生頻率。
< 優(yōu)點(diǎn) >
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電力檢測(cè)系統(tǒng)I，基于表不比較信號(hào)Vo2中產(chǎn)生的脈沖數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N來(lái)檢測(cè)供給到DCM20的電力的估計(jì)值。由于由此檢測(cè)了供給到DCM20的電力，所以該配置可以比常規(guī)系統(tǒng)更簡(jiǎn)化，并可以減小電力檢測(cè)系統(tǒng)I的功耗。
另外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止期間從車載電池供給到DCM20的電力的估計(jì)值超過(guò)預(yù)定脈沖上限值Nth時(shí)，輸出電力停止信號(hào)PS。因此，能夠避免過(guò)量的電力從電池BATl供給到DCM20。結(jié)果，可以保護(hù)電池BATl耗盡。
更進(jìn)一步地,從當(dāng)電力供給到DCM20時(shí)計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N減去偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs。通過(guò)這種校正，可以降低輸入偏移電壓Voff的影響。另外，可以在較短時(shí)間周期內(nèi)確定偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs。
在上述實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)注意電源電路10、DCM20、電容器Cl、積分器35、比較電路50、放電開關(guān)SW2和控制電路70分別對(duì)應(yīng)于電源、監(jiān)測(cè)對(duì)象、電容性元件、積分部件、比較部件、放電部件和電力控制部件。另外，分壓器電路45和切換開關(guān)SWl分別對(duì)應(yīng)于電壓分壓部件和電壓分壓切換部件。
比較信號(hào)Vo2、比較信號(hào)Vo2的高電平和比較信號(hào)Vo2的低電平分別對(duì)應(yīng)于檢測(cè)信號(hào)、第一信號(hào)電平和第二信號(hào)電平。
電容器Cl的端子電壓Vc對(duì)應(yīng)于電容性元件的充電電壓和積分值。積分輸出電壓Vol隨著充電電流Ic的積分值(即，電容器Cl的端子電壓Vc)的增大而減小。當(dāng)積分輸出電壓Vol減小時(shí)穿過(guò)的第一閾值電壓Vthl對(duì)應(yīng)于第一基準(zhǔn)值。當(dāng)積分輸出電壓Vol增大時(shí)穿過(guò)的第二閾值電壓Vth2對(duì)應(yīng)于第二基準(zhǔn)值。
脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)電平變化的邊沿的結(jié)果以及供給到監(jiān)測(cè)對(duì)象的電力的估計(jì)值。當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)數(shù)N增大時(shí)超過(guò)的脈沖上限值Nth對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)電力。
控制電路70形成電力控制部件和偏移電力計(jì)算部件。圖3中的電力供給控制處理對(duì)應(yīng)于作為電力控制部件的功能的處理。圖4中的偏移測(cè)量處理對(duì)應(yīng)于作為偏移電力計(jì)算部件的功能的處理。
[其它實(shí)施例]
上述實(shí)施例可以做出如下修改。
(a)雖然在發(fā)動(dòng)機(jī)未運(yùn)行的同時(shí)更新偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs，但是電力檢測(cè)系統(tǒng)I可以配置為通過(guò)使用預(yù)先測(cè)量的偏移脈沖產(chǎn)生頻率Fofs的存儲(chǔ)值來(lái)確定供給到DCM (監(jiān)測(cè)對(duì)象)的電力的估計(jì)值。
(b)雖然假設(shè)電力從電池BATl供給到DCM (B卩，在電池BATl的放電方向上)而確定電力的估計(jì)值，但是通過(guò)假設(shè)電池是由外部電源充電的監(jiān)測(cè)對(duì)象，電力檢測(cè)系統(tǒng)I可以配置為基于來(lái)自外部電源的充電電流來(lái)確定關(guān)于電力供給到電池的方向的電力的估計(jì)值，即，關(guān)于對(duì)電池進(jìn)行充電的方向。利用這樣的配置，保護(hù)電池充電過(guò)度。
(C)雖然假設(shè)DCM是監(jiān)測(cè)對(duì)象，但是監(jiān)測(cè)對(duì)象可以是除DCM以外的任何設(shè)備。作為監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)備數(shù)可以是多個(gè)。
(d)雖然電源電路10配置為與電力檢測(cè)系統(tǒng)I分離的單元，但是電源電路10可以與電力檢測(cè)系統(tǒng)I一體地形成。
(e)雖然電力檢測(cè)系 統(tǒng)I安裝在車輛中，但是電力檢測(cè)系統(tǒng)I可以用于使用蓄電池的任何其它系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種電力檢測(cè)系統(tǒng)，包括: 檢測(cè)電阻器(R1)，設(shè)置在通向監(jiān)測(cè)對(duì)象(DCM)的電力供給路徑中； 積分部件(35)，包括電容性元件(Cl )，并通過(guò)對(duì)應(yīng)于檢測(cè)電流的充電電流對(duì)所述電容性元件進(jìn)行充電，所述檢測(cè)電流對(duì)應(yīng)于在所述檢測(cè)電阻器中流動(dòng)的電流； 比較部件(50)，用于輸出檢測(cè)信號(hào)，所述檢測(cè)信號(hào)基于對(duì)應(yīng)于所述電容性元件的充電電壓的積分值而變化，當(dāng)所述積分值變得大于預(yù)定第一基準(zhǔn)值和小于預(yù)定第二基準(zhǔn)值時(shí)，所述檢測(cè)信號(hào)分別地變?yōu)榈谝恍盘?hào)電平和第二信號(hào)電平； 放電部件(SW2)，用于在所述檢測(cè)信號(hào)處于所述預(yù)定第一信號(hào)電平和處于所述預(yù)定第二信號(hào)電平的時(shí)候，分別地對(duì)所述電容性元件進(jìn)行放電和停止所述電容性元件的放電； 電力控制部件(70)，用于基于計(jì)數(shù)邊沿的結(jié)果來(lái)確定所述監(jiān)測(cè)對(duì)象的電力的估計(jì)值，在所述邊沿處所述檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)電平發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力檢測(cè)系統(tǒng)，其中: 當(dāng)所述估計(jì)值超過(guò)預(yù)定基準(zhǔn)電力時(shí)，所述電力控制部件(70)輸出停止對(duì)所述監(jiān)測(cè)對(duì)象的電力供給的電力停止信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力檢測(cè)系統(tǒng)，其中: 所述積分部件(35)包括電流變換電阻器(35)和具有反相輸入端子和非反相輸入端子的運(yùn)算放大器(OP1)，所述電容性元件連接在所述反相輸入端子與所述非反相輸入端子之間，所述反相輸入端子通過(guò)所述電流變換電阻器連接到所述檢測(cè)電阻器的電力供給側(cè)，所述非反相輸入端子接收與所述檢測(cè)電阻器的監(jiān)測(cè)對(duì)象側(cè)的電壓相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力檢測(cè)系統(tǒng)，還包括: 電壓分壓部件(40)，用于通過(guò)對(duì)所述檢測(cè)電阻器的所述監(jiān)測(cè)對(duì)象側(cè)的電壓進(jìn)行分壓來(lái)產(chǎn)生作為所述基準(zhǔn)電壓的分壓電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力檢測(cè)系統(tǒng)，還包括: 電壓分壓切換部件(SW1)，可切換地將所述檢測(cè)電阻器的電力供給側(cè)上的電壓和所述分壓電壓中的任一個(gè)施加到所述非反相輸入端子側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力檢測(cè)系統(tǒng)，其中: 所述電力控制部件(70)包括偏移電力計(jì)算部件(70)； 當(dāng)將所述檢測(cè)電阻器的所 述電力供給側(cè)上的電壓通過(guò)所述電壓分壓切換部件的切換操作而施加到所述非反相輸入端子時(shí)，所述偏移電力計(jì)算部件(70 )計(jì)算根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間周期估計(jì)的電力作為偏移電力；并且 當(dāng)將所述分壓電壓通過(guò)所述電壓分壓切換部件的所述切換操作而施加到所述非反相輸入端子時(shí)，所述偏移電力計(jì)算部件(70)通過(guò)從基于所述檢測(cè)信號(hào)的所述時(shí)間周期估計(jì)的電力中減去所述偏移電力來(lái)計(jì)算所述估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力檢測(cè)系統(tǒng)。積分電路(35)由與檢測(cè)電阻器(R1)中流動(dòng)的電流相對(duì)應(yīng)的充電電流來(lái)對(duì)電容器(C1)進(jìn)行充電，檢測(cè)電阻器(R1)設(shè)置在延伸到DCM(20)的電力供給路徑中。比較電路(50)輸出比較信號(hào)(Vo2)，比較信號(hào)(Vo2)根據(jù)與電容器(C1)的充電電壓相對(duì)應(yīng)的積分值而改變到高電平和低電平中的一個(gè)。當(dāng)比較信號(hào)(Vo2)處于高電平和低電平時(shí)，放電開關(guān)(SW2)分別地對(duì)電容器(C1)進(jìn)行放電和停止電容器(C1)的放電?？刂齐娐?70)基于邊沿的計(jì)數(shù)來(lái)確定從電池(BAT1)供給到DCM(20)的電力的估計(jì)值，檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)電平在所述邊沿處發(fā)生變化。
文檔編號(hào)G01R31/36GK103245918SQ20131003286
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月2日
發(fā)明者石原俊郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝