本發(fā)明涉及一種用于校準測量電阻的方法、用于執(zhí)行該方法的校準裝置、電池傳感器以及所屬的存儲介質(zhì)。

背景技術：

測量電阻例如用于電池傳感器，該電池傳感器用于檢測去到或者來自電池或蓄電池的通過電流。特別是電池傳感器在機動車中用于監(jiān)控車載電池，車載電池典型地是蓄電池。

在此典型地測量在測量電阻上下降的電壓。該電壓允許推斷出流過的電流。為此測量電阻的電阻值自然必須準確已知。

一方面為此可以應用長期穩(wěn)定和溫度穩(wěn)定的測量電阻。這樣的測量電阻然而昂貴并且難以處理。備選地可以連續(xù)地或以確定時間間隔借助于串聯(lián)電阻來校準測量電阻。在此特別是可以或者溫度穩(wěn)定和長期穩(wěn)定地實現(xiàn)串聯(lián)電阻，這由于明顯更小的所需的電流承載能力而相比于測量電阻可成本有利得多地實現(xiàn)，或者串聯(lián)電阻可以借助于長期穩(wěn)定和溫度穩(wěn)定的電流源來校準。

已經(jīng)證明，這些做法導致非常準確的結(jié)果。但是已經(jīng)證實為有問題的是提高的自身電流消耗以及由于在高有用電流/有效電流(起動拖動狀態(tài)(cranking))的情況下糟糕的信噪比而需要的比較長的積分時間。

技術實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的任務在于，提供一種用于校準測量電阻的方法，該方法相比于已知方法是改善的，特別是在自身電流消耗和/或積分時間方面。此外，本發(fā)明的任務在于，提供一種所屬的校準裝置、所屬的電池傳感器以及所屬的存儲介質(zhì)。

這按照本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法、根據(jù)權(quán)利要求13的校準裝置、根據(jù)權(quán)利要求14的電池傳感器以及根據(jù)權(quán)利要求15的計算機可讀的非易失性存儲介質(zhì)實現(xiàn)。有利設計方案可以例如從相應從屬權(quán)利要求獲得。權(quán)利要求的內(nèi)容通過明確的引用而包括在說明書的內(nèi)容中。

本發(fā)明涉及一種用于校準測量電阻的方法，該方法具有以下步驟：

-根據(jù)特性曲線引導參考電流通過測量電阻，此時

-測量在測量電阻上下降的電壓；以及

-根據(jù)參考電流的電流強度和在測量電阻上下降的電壓求取測量電阻的電阻值，

按照本發(fā)明規(guī)定，特性曲線與流經(jīng)測量電阻的有用電流和/或與流經(jīng)測量電阻的有用電流的梯度有關。

借助于考慮特性曲線，該特性曲線又依賴于有用電流或其梯度，可以明顯更好地考慮到當前情況。由此能以有利的方式降低電流消耗，例如其方法是：在如下情況——其中無論如何準確測量都是不可能的——下如此調(diào)整/匹配特性曲線，使得少量或沒有參考電流流過。也可以例如在小的有用電流或小的梯度的情況下針對小的電流消耗調(diào)整特性曲線。

有用電流在此特別是理解為這樣的電流，該電流從電池流至接地、特別是車輛底盤或者反之。梯度可以特別是理解為時間梯度。

按照一個實施方案，特性曲線包括參考電流的電流強度。因此可以根據(jù)當前情況調(diào)整并且優(yōu)化電流強度。

優(yōu)選地，有用電流越高，那么參考電流的電流強度越高。特別是可以相應實現(xiàn)特性曲線。這允許優(yōu)化信噪比并且在小電流強度的情況下節(jié)省電流。

按照一個實施方案，特性曲線包括鍵控頻率/選通頻率(tastfrequenz)，以該鍵控頻率應用參考電流。這也已經(jīng)證實為對于優(yōu)化有利。

優(yōu)選地，有用電流的梯度越高和/或有用電流的頻率越高，那么鍵控頻率越高。這已經(jīng)證實為有利于優(yōu)化信號檢測和電流消耗。

優(yōu)選地，有用電流越高，鍵控頻率越高。這允許更快地檢測到電阻值的變化，該電阻值在較高的有用電流的情況下例如通過溫度效應可以快速變化。

按照一個實施方案，具有已知電流強度的參考電流通過精確電流源產(chǎn)生。

按照一個實施方案，借助在與測量電阻串聯(lián)連接的串聯(lián)電阻上測得的電壓降確定參考電流的電流強度。

這兩種做法已經(jīng)在實踐中證明是有利的。

如果應用長期穩(wěn)定和/或溫度穩(wěn)定的串聯(lián)電阻、例如由銅-鎳-錳合金如錳鎳銅合金構(gòu)成的串聯(lián)電阻，那么串聯(lián)電阻的電阻值可以例如持久地已知。備選地，連續(xù)地或者按照間隔確定串聯(lián)電阻的電阻值，例如借助于長期穩(wěn)定和/或溫度穩(wěn)定的精確電流源。

特性曲線可以優(yōu)選連續(xù)或周期地調(diào)整。這允許連續(xù)的優(yōu)化。

為了調(diào)整特性曲線，可以特別是連續(xù)或周期地測量有用電流。這允許特別有利地與有用電流的實際值相匹配。

為了求取電阻值，可以有利地在時間段上求平均。由此可以消除短期波動。特別是可以在此對該時間段上的電阻值求平均。

有用電流或參考電流的電流強度越小，該時間段可以特別是越長。在小的電流強度的情況下，僅可在較長的時間段上預料有電阻值的變化，因為不存在測量電阻的如此高的取決于電流的溫度變化。在小的參考電流的情況下，較長的時間段可以有利地改善信噪比。

本發(fā)明此外還涉及一種用于測量電阻的校準裝置，該校準裝置被設置用于，實施按照本發(fā)明的方法。在此可以使用所有所述實施方案和變型。所闡明的優(yōu)點相應地適用。

校準裝置可以特別是具有存儲單元和處理器單元，其中在存儲單元中存儲有程序代碼，在執(zhí)行程序代碼時處理器單元執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。

特別是特性曲線可以在具體的方法流程和/或參數(shù)中實現(xiàn)。

本發(fā)明此外涉及一種電池傳感器，該電池傳感器具有測量電阻和按照本發(fā)明的校準裝置，該校準裝置與測量電阻的一個極相連接。在此可以使用所有所述實施方案和變型。

本發(fā)明此外還涉及一種計算機可讀的非易失性存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)包含程序代碼，在執(zhí)行程序代碼時處理器執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。在此可以使用所有所述實施方案和變型。

一般地說，可以采取例如兩種措施，以便降低自身電流消耗和顯著改善信噪比。這兩種措施不僅可以單獨使用而且可以一起應用。

一方面，參考電流的大小可以依賴于待測量的有用電流，即，要測量的有用電流越高，那么參考電流越高。這導致信噪比的改善和在低有用電流的情況下自身電流消耗的降低。

另一方面，校準信號的鍵控頻率或占空比可以依賴于要測量的有用電流的梯度和/或大小，亦即，

a)有用電流頻率越低，那么參考電流頻率越低；

b)有用電流越小，那么參考電流的鍵控頻率或占空比越小。

附圖說明

本領域技術人員可以從以下參考附圖所述的實施例得知另外的特點和優(yōu)點。其中：

圖1示出處于典型接線中的、用于執(zhí)行本發(fā)明方法的電池傳感器；

圖2示出在起動拖動狀態(tài)時有用電流的典型變化曲線；

圖3示出參考電流與有用電流的關系；以及

圖4示出鍵控頻率與有用電流的關系。

具體實施方式

圖1示出在典型的示例性示出的接線中按照本發(fā)明的一個實施例的電池傳感器10。

電池傳感器10與電池5連接，電池特別是可以是車載電池。負載1通過電流路徑開關2連接到電池5，負載在此僅僅示意地示出。電流路徑開關2可通過電流路徑控制器3驅(qū)控。此外設有電池充電單元4，電池充電單元可以連接到電池5上，以便給電池5充電。

電池傳感器10具有測量電阻15，測量電阻在此示例性地具有100歐姆的電阻值。該測量電阻在此不是特別地溫度穩(wěn)定和長期穩(wěn)定的。此外電池傳感器10具有按照本發(fā)明的一個實施例的校準裝置20。

校準裝置20具有示意示出的can總線接口22用于與其他構(gòu)件通信。

此外校準裝置20具有測量連接端24，在其上連接有測量電阻15。

校準裝置20具有串聯(lián)電阻30，串聯(lián)電阻30在此具有1歐姆的電阻值。該串聯(lián)電阻30在此不是由特別溫度穩(wěn)定和長期穩(wěn)定的材料構(gòu)成的。

校準裝置20具有精確電流源40，精確電流源經(jīng)由第一開關45與串聯(lián)電阻30的第一極連接。此外，校準裝置20具有參考連接端52，參考連接端52經(jīng)由第二開關55與串聯(lián)電阻30的第一極連接。

在參考連接端52上連接有參考電流源50，參考電流源在此構(gòu)成為校準裝置20外部的電流源。

串聯(lián)電阻30的第二極與測量連接端24連接。

校準裝置20此外具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器60。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器60同樣與串聯(lián)電阻30的第一極連接。此外模數(shù)轉(zhuǎn)換器60與串聯(lián)電阻30的與第一極對置的第二極連接，其中該連接在此如所示的在校準裝置20的外部實現(xiàn)。由此模數(shù)轉(zhuǎn)換器60可以測量在串聯(lián)電阻30上下降的電壓。此外模數(shù)轉(zhuǎn)換器60也可以測量在測量電阻15上下降的電壓，因為不僅測量電阻15而且模數(shù)轉(zhuǎn)換器60都分別與接地連接。這樣的接地特別是在應用于汽車中的情況下典型地是底盤。

在校準裝置20之上描繪了兩個小圖，這兩個小圖示出第一開關45和第二開關55的開關位置的典型的變化，其中，向上的振動/脈沖表明：相應開關是閉合的。如圖所示，兩個開關45、55依次交替接通，由此也限定了鍵控頻率。在精確電流源40與串聯(lián)電阻連接期間，亦即在第一開關45閉合期間，校準電流從精確電流源40被引導通過串聯(lián)電阻30。該校準電流是非常準確已知的，因為精確電流源40是特別溫度穩(wěn)定并且長期穩(wěn)定的。在該校準電流流經(jīng)串聯(lián)電阻30期間，測量此時在串聯(lián)電阻30上下降的電壓。這能實現(xiàn)：準確計算串聯(lián)電阻30的當前電阻值。

如果緊接著閉合第二開關55，那么參考電流從參考電流源50被引導經(jīng)過串聯(lián)電阻并且同樣也測量在其上下降的電壓。這能實現(xiàn)：準確計算參考電流。相同的參考電流也同時也流經(jīng)測量電阻15，測量電阻的電阻值因此同樣可以通過下降的電壓準確計算出。

應理解的是，作為所述實施方案的替代，也可以應用長期穩(wěn)定和/或溫度穩(wěn)定的串聯(lián)電阻30。那么典型地可以取消精確電流源40。

在圖2中示出在起動拖動狀態(tài)時流過位于電池5與接地之間的測量電阻15的有用電流(i_bat)的典型變化曲線。根據(jù)該有用電流，調(diào)節(jié)特性曲線，該特性曲線在此包含參考電流的電流強度或幅度以及如在圖1的小圖中示出的鍵控頻率。

圖3在此示出參考電流的幅度(iref)的變化曲線，而圖4示出鍵控頻率(firef)的變化曲線?？梢姷氖?，有用電流越高，不僅幅度而且鍵控頻率也越高。

在小的有用電流的情況下，相比于在大電流的情況下典型地需要電流測量路徑或測量電阻15的更緩慢的再校準，因為小的有用電流不引起在電流測量路徑或測量電阻15中構(gòu)件的大幅溫度變化。

如上所述，因此可以降低參考電流的大小，由此首先，所計算的校準值的信噪比變差。這隨后通過相應時間上較長的濾波來補償。

同樣如上所述，同樣好地在小的負載電流的情況下可以降低參考電流的鍵控頻率或占空比，因為很少需要對于電流測量路徑重新計算校準值。此外通過鍵控頻率的變化，排除了所計算的校準值持續(xù)地受負載電流的電流脈沖影響，該電流脈沖可以具有與參考電流同樣的頻率和相位。

按照本發(fā)明的方法的提及的步驟可以以所給出的順序執(zhí)行。然而這些步驟也可以以另外的順序執(zhí)行。按照本發(fā)明的方法可以在其實施方案之一中例如利用步驟的特定的組合以如下方式執(zhí)行，使得不再執(zhí)行另外的步驟。然而原則上也可以執(zhí)行另外的步驟，包括未提及的步驟。

屬于本申請的權(quán)利要求不表示放棄獲得盡可能廣泛的保護。

如果在方法的過程中證明：一個特征或一組特征不是強制必要的，那么申請者已經(jīng)現(xiàn)在力爭撰寫至少一個不再具有該一個特征或一組特征的獨立權(quán)利要求。在此其例如可以涉及在申請日現(xiàn)有的一個權(quán)利要求的子組合或者在申請日現(xiàn)有的一個權(quán)利要求的、增加了另外的特征限制的子組合。這樣的新的要撰寫的權(quán)利要求或特征組合可理解為被本申請的公開內(nèi)容一同覆蓋。

此外應指出的是，在不同實施方案中或?qū)嵤├兴枋龅暮?或在附圖中示出的本發(fā)明的設計方案、特征和變型可以任意相互組合。單個或多個特征可以任意相互交換。由此產(chǎn)生的特征組合可理解為被本申請的公開內(nèi)容一同覆蓋。

從屬權(quán)利要求中的引用(關系)不應理解為放棄獲得對于所引用的從屬權(quán)利要求的特征的獨立的具體的保護。這些特征也可以與其他特征任意組合。

僅僅在說明書中公開的特征或者在說明書中或者在一個權(quán)利要求中僅僅結(jié)合其他特征公開的特征可以原則上具有獨立的發(fā)明本質(zhì)的意義。這些特征因此也可以單個地為了與現(xiàn)有技術劃界而接受在權(quán)利要求中。