[发明专利]在具有霍尔传感器的电流传感器中的过电流识别

说明书

本发明涉及一种用于在车辆中测量电流(20)的方法，该方法包括：‑检测在由待测量的电流(20)流过的导体(28)上的电压降(42)；‑检测由待测量的电流(20)绕导体(28)形成的磁场(64)；‑基于检测到的电压降(42)和检测到的磁场(64)输出用于待测量的电流(20)的测量值(26)。

技术领域

本发明涉及一种用于检测电流的方法、用于实施该方法的控制装置以及具有该控制装置的电流传感器。

背景技术

由文献DE 10 2011 078 548 A1已知一种具有测量分路的电流传感器，通过该测量分路引导待测量的电流。在测量分路上检测电压降，其中信号处理装置由电压降以及材料自身特征和测量分路的几何尺寸确定待测量的电流。

电流传感器在车辆中例如用于监控车载电池的充电状态。在此，电流传感器应出于安全原因配备自身监控，在其范围中可以探测错误、例如过电流。在常规的配备有自身监控的电流传感器中，电压降为此在独立于信号处理装置的第二信号路径中对比预定的电压电平并且如果电压降超过预定的电压水平，那么确定要探测的错误。

发明内容

本发明的任务在于，改善已知的电流测量。

该任务通过独立权利要求的特征解决。优选的改进方案是从属权利要求的对象。

按照本发明的一个方面，用于测量电流的方法包括如下步骤：检测在由待测量的电流流过的导体上的电压降；检测由待测量的电流绕导体形成的磁场；基于检测到的电压降和检测到的磁场输出用于待测量的电流的测量值。

提出的方法基于如下考虑，即上述独立于信号处理装置的、用于提供自身监控的信号路径使得需要对冗余的高技术成本，该成本特别是在大量电子元件中通过冗余构成的比较器表现出来。这些冗余的电子元件不仅需要高空间需求而且也是比较成本高的。

在此提出的方法提出如下提议，即没有已经通过检测电压降而是通过检测由待测量的电流引起的磁场来引导独立于信号处理装置的信号路径。通过这种方式可以为了电流传感器的自身监控应用成本有利的磁场传感器元件、例如霍尔传感器元件，该霍尔传感器元件可以明显更成本有利地并且也节省空间地实现。

磁场传感器元件可以已经在制造商侧这样设置，使得该磁场传感器元件数字式地输出测量值。这具有的优点在于，其中对于针对过电流的自身监控必要的预定的电压电平同样可以被数字式地预定并且直接与来自磁场传感器元件的输出比较。相比于上述自身监控——在其范围中通常必须通过脉宽调制或诸这样类生成预定的电压电平，在提出的方法的范围中可以显著降低使用提出的方法的电流传感器的复杂性。这也使得在反应时间上是明显的，该反应时间可以由现在的大约20ms在待测量的电流改变的情况下降低到小于10μs。

除此之外可以由检测到的磁场完全独立于在测量分路上的电压降地确定用于待测量的电流的测量值。该原理自身可以在所有电气元件连接在一个共同的电路板上时应用。这显著提高了使用提出的方法的电流传感器的可靠性和故障安全性。再者，可靠性是特别高的，因为为了检测测量分路上的电压降在检测磁场时不需要将传感器元件与引导高电压的部件接触。根据应用的用于检测磁场的磁场传感器元件可以任意地模拟式或数字式地分别逐级地或无级地输出用于待测量的电流的测量值。

应用的磁场传感器元件再者通常已经通过制造商校准并且可以直接安装在实施提出的方法的电流传感器中。通过电流传感器制造商的校准不再是必要的，这使得在电流传感器的制造中在减小的周期时间上是明显的。

此外磁场传感器元件也具有更高的温度稳定性，由此可以特别可靠地实现电流传感器的自身监控。

在输出用于待测量的电流的测量值时也可以检测和考虑另外的参量。这样例如可以在以有源的测量分路的形式的电导体的范围中检测在有源的测量分路上的电压降及其驱控，这是必要的，以便使得在测量分路上的电压降保持不变。那么该驱控——例如以驱控信号的形式——可以同样在测量值的输出中被加以考虑。