電流測量裝置和方法

2023-10-08 10:17:04 3

電流測量裝置和方法
【專利摘要】本發明的一個方面提供了一種裝置，其包括電連接器構件，該電連接器構件適於可釋放地將該裝置連接到機動車輛的電路過載保護設備，該裝置包括用於測量流過該裝置的電流量的構件和用於從該裝置輸出與流過該裝置的電流量相對應的信號的構件。
【專利說明】電流測量裝置和方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及機動車輛電系統的監控並且涉及監控車輛電系統的方法。本發明的方 面涉及裝置、設備、機動車輛、成套部件和方法。

【背景技術】
[0002] 機動車輛通常包括許多被配置成實現關鍵和非關鍵車輛功能的電系統。電系統包 括動力系統（由動力控制模塊（PCM)控制）、安全系統（由安全系統控制模塊（SCM)控制） 和車身電系統（由車身控制模塊（BCM)控制）。這些模塊藉助公共區域網絡如控制器局域 網（CAN)總線等可以彼此通信。
[0003] 由於封裝限制並且為了協助安裝，與車輛電系統相關聯的導線可以被布置成沿車 輛內的公共路徑走線以連接不同部件，例如控制器、致動器、開關組和照明模塊。相對大量 的纜線或導線可以沿任何給定路徑走線。纜線通常綁在一起形成纜線或配線總成或線束。 該總成也可以稱為纜線或配線束。纜線捆綁在一起的優點是降低了纜線的柔性。這可以降 低纜線的損壞的風險並且協助纜線的安裝。
[0004] 在車輛開發期間，已知提供測試站，車輛線束被構建在測試臺上。線束被連接到實 際部件或模擬這些部件的模塊，這些實際部件將連接到車輛中的線束。
[0005] 線束連接到測試站控制器。該控制器可以監控由線束的一個或更多個纜線如承載 網絡信號如CAN總線信號的網絡纜線傳送的信號。該控制器還可以將CAN總線信號傳送到 網絡纜線上。控制器可以操作用於模擬由任何缺失的控制模塊傳送的信號或者在測試站處 不能以其他方式再現的特定條件下由控制模塊傳送的信號，例如當發動機正在運行時由動 力控制模塊傳送的信號。
[0006] -些已知的控制器可操作用於運行軟體代碼，該軟體代碼被布置成通過連接到 CAN總線的控制模塊來命令規定的控制操作，並且通過監控各模塊在CAN總線上傳送的信 號來監控控制模塊的響應。軟體代碼的執行給定的控制操作序列的部分可以稱為腳本。
[0007] 本發明的實施方式的目的是提供用於監控機動車輛電系統的改進設備。


【發明內容】

[0008] 本發明的方面提供所附權利要求中要求保護的機動車輛、過載保護元件、電路過 載保護設備和方法。
[0009] 在尋求保護的本發明的一個方面中，提供了一種裝置，其包括電連接器構件，該電 連接器構件適於可釋放地將該裝置連接到機動車輛的電路過載保護設備，
[0010] 該裝置包括用於測量流過該裝置的電流量的構件和用於從該裝置輸出與流過該 裝置的電流量相對應的信號的構件。
[0011] 該裝置可以操作用於經由電連接器構件測量流過該裝置的電流量。
[0012] 該裝置可以操作用於限制可以流過該裝置的電流量。
[0013] 可選地，該裝置的連接器構件包括一對電端子，該裝置可操作用於通過使該對端 子彼此電隔離從而阻止電流在端子間流動來限制流過該裝置的電流量。
[0014] 該裝置可以操作用於藉助熔線來限制流過該裝置的電流量，該熔線可操作用於在 流過該裝置的電流量超過第一值時斷開。
[0015] 該裝置可操作用於藉助機械跳閘開關來限制流過該裝置的電流量，該跳閘開關可 操作用於在流過該裝置的電流量超過第一值時採取開路條件。
[0016] 該裝置可以包括用於將流過該裝置的電流量傳遞給外部計算設備的通信構件。
[0017] 該裝置可操作用於藉助通信構件將流過該裝置的電流量基本上連續地傳遞給外 部計算設備。
[0018] 該裝置可操作用於藉助通信構件允許外部計算設備詢問該裝置從而確定流過該 裝置的電流量。
[0019] 當計算設備請求獲知流過該裝置的電流量時，該裝置可以例如允許計算設備讀取 存儲在其存儲器中的數據。
[0020] 該通信構件可以包括選自無線通信模塊和纜線中的至少之一。
[0021] 可以結合電路過載保護設備來提供該裝置，該電路過載保護設備用於將該裝置連 接到機動車輛的電路，該電路過載保護設備被布置成允許至少一個裝置與其可拆裝地連 接。
[0022] 該電路過載保護設備可以被布置成允許多個裝置連接在機動車輛的各個電路中。
[0023] 在尋求保護的本發明的另一方面中，提供了一種包括根據上述方面的裝置的機動 車輛。
[0024] 在尋求保護的本發明的一個方面中，提供了一種測試車輛的方法，包括：
[0025] 可釋放地將裝置連接到機動車輛的電路過載保護設備；以及
[0026] 藉助該裝置測量流過該裝置的電流量以及從該裝置輸出與測量的電流量相對應 的信號。
[0027] 該方法還可以包括藉助該裝置限制流過機動車輛的電路的電流量。
[0028] 根據尋求保護的本發明的另一方面，提供了一種裝置，其包括電連接器構件，該電 連接器構件適於可釋放地連接到機動車輛的電路過載保護設備，並且可操作用於限制流過 機動車輛的電路的電流量，
[0029] 該裝置包括用於檢測流過該裝置的電流的構件和用於將響應於流過該裝置的電 流量的信號輸出到計算構件的構件。
[0030] 在尋求保護的本發明的另一方面中，提供了一種可連接到機動車輛的電路過載保 護設備的機動車輛電路過載保護元件，該保護元件包括適於連接到電路過載保護設備的電 連接器構件，可拆裝的過載保護元件可操作用於限制流過機動車輛的電路的電流量，
[0031] 其中，該過載保護元件包括用於檢測流過該過載保護元件的電流的構件和用於將 響應於流過該過載保護元件的電流量的信號輸出到計算構件的構件。
[0032] 本發明的實施方式具有的優點是，在不需要幹擾車輛的線束或其他纜線布置的情 況下，可以監控由車輛的給定電路汲取的電流量。更確切地，通常裝配在電路過載保護設備 如熔斷器盒、斷路器盒等中的過載保護元件如熔斷器或斷路器簡單地被根據本發明的實施 方式的具有電流檢測功能的過載保護元件代替。該過載保護元件本身提供與流過其的電流 相對應的輸出，能夠實現電流的完全非入侵式監控。
[0033] 該特徵是有利的，其允許與網絡業務監控無關地監控車輛電路的狀態。因此，如果 電控制模塊在事實上活躍時提供不活躍的錯誤指示，則藉助根據本發明的實施方式的過載 保護元件自動地測量與控制器相關聯的電路汲取的電流量變為寶貴的工具，使得能夠基於 由模塊汲取的電流量獲得該模塊是否不活躍的確認。
[0034] 應當理解，例如如果電控制模塊在CAN總線上靜默或者當該模塊事實上活躍時輸 出指示其處於關機模式的CAN消息，則該電控制模塊可能提供關於其操作狀態的錯誤指 示。通過測量由模塊汲取的電流量，可以得到模塊的操作狀態的更精確的評估。因此，如果 模塊汲取的電流量超過模塊在待機狀態下所期望的電流量，則當CAN信號指示模塊處於待 機狀態時，可以確定模塊事實上可能不處於待機狀態。
[0035] 本發明的實施方式有益於診斷機動車輛如量產機動車輛的意外操作特徵的來源。 車輛可以裝配有根據本發明的實施方式的過載保護元件並經歷自動化的測試，其中，流過 基本上安裝在量產車中的車輛電路的電流被測量。
[0036] 因此，基本消除了修改車輛的纜線線束或改變線束操作環境（例如從車輛移除線 束用於臺式測試）的需要。因此，可以在線束基本上留在安裝在量產車中的原位的同時測 試線束。這極大地增加了與測試之前未良好理解的車輛操作相關聯的任何特徵可以在確定 的來源和控制構件的控制下再現的可能性。
[0037] 有利地，該電連接器構件可以至少包括一對可連接到電路過載保護設備的相應端 子的端子，該元件可操作用於測量在這兩個端子之間流過該元件的電流量。
[0038] 便利地，該元件可操作用於通過使第一和第二端子彼此電隔離從而阻止端子之間 的電流流動來限制通過該元件的電流量。
[0039] 可選地，該元件可操作用於藉助熔線來限制通過該元件的電流量，該熔線可操作 用於在通過該元件的電流量超過規定值時斷開。
[0040] 可替選地或另外地，該元件可操作用於藉助機械跳閘開關來限制通過該元件的電 流量，該跳閘開關可操作用於在通過該元件的電流量超過規定值時斷開。
[0041] 有利地，該元件可以包括用於將流過該元件的電流量傳遞給外部計算設備的通信 構件。
[0042] 該通信構件可操作用於藉助該元件的無線通信模塊傳遞電流量。可替選地或另外 地，該通信構件可操作用於藉助網絡纜線傳遞電流量。
[0043] 在尋求保護的本發明的另一方面中，提供了一種根據本發明的上述方面的、與電 路過載保護設備結合的元件。
[0044] 在本發明的又一方面中，提供了一種包括根據上述方面的電路過載保護設備的機 動車輛。
[0045] 在尋求保護的本發明的另一方面中，提供了一種測試車輛的方法，包括：
[0046] 將可拆裝的過載保護元件電連接在機動車輛電路過載保護設備中；
[0047] 檢測流過元件的電流並且從該元件輸出響應流過該元件的電流量的信號；以及
[0048] 在流過該元件的電流量超過規定值的情況下，限制流過該元件的電流量。
[0049] 在本申請的範圍內，意圖明確的是，上述段落中、權利要求中和/或以下描述和附 圖中闡述的各個方面、實施方式、示例和替選方式，特別是它們的各個特徵，可以被獨立地 或以任何組合的方式採用。結合一個實施方式描述的特徵適用於所有實施方式，除非這樣 的特徵是不兼容的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050] 現將參照附圖僅通過示例來描述本發明的實施方式，其中：
[0051] 圖1示出了（a)根據本發明的實施方式的可拆裝的過載保護元件的透視圖和（b) 機動車輛的熔斷器盒的平面圖；以及
[0052] 圖2是圖1的可拆裝的過載保護元件的示意性電路圖。

【具體實施方式】
[0053] 圖1(a)示出了根據本發明的實施方式的過載保護元件110。元件110具有一對端 片112AU12B，端片112AU12B適於裝配到如圖1(b)所示的機動車輛的熔斷器盒105的相 應插槽中。元件110適於代替通常安裝在機動車輛熔斷器盒105中的片式熔斷器以保護車 輛的電路。圖1(b)示出了安裝在熔斷器盒中的元件110以及被配置成接納元件110的各 個片 112A、112B 的插槽 106A、106B。
[0054] 如圖2的電路圖所示，元件110中具有電耦接在端片112A、112B之間的熔線114。 迫使流過元件110的電流流過熔線114。熔線被布置成，如果流過熔線114的電流量超過規 定值，則熔線將斷開，進一步阻止電流流過端片112AU12B之間的元件。
[0055] 電阻元件116(圖2)與熔線114串聯設置。比較器118與電阻元件116並聯連接， 並且被布置成測量電阻元件116兩端的電位差。來自比較器118的輸出連接到光隔離器模 塊120的輸入120IN。模塊120的輸出1200UT耦接到元件110的主控制器124。
[0056] 光隔離器模塊120被布置成在其輸入120IN和輸出1200UT (彼此電隔離）之間傳 送與流過端片112AU12B之間的元件110的電流幅值相對應的光信號。主控制器124接 收模塊的輸出1200UT (其對應於流過元件110的電流量）。主控制器124經由通信控制器 126將指示流過元件110的電流量的信號傳送到與元件110連接的網絡。通過元件110的 供電單元128給主控制器124、通信控制器126和光隔離器模塊120的輸出側供電。供電單 元128轉而從外部電源汲取電力。
[0057] 光隔離器模塊120的存在降低了流過端片112AU12B之間的元件110的電流傳遞 到主控制器124從而導致對主控制器124電損壞的風險。
[0058] 用於比較器118和光隔離器模塊120的輸入側的電力汲取自流過端片112AU12B 之間的元件110的電流。因此，只有當電流流過其中端片112AU12B連接元件110的車輛 電路時，才對比較器118和光隔離器模塊120的輸入側供電。從而降低了由於安裝一個或 更多個過載保護元件110而使車輛電池過度放電的風險，因為元件110將不會汲取電流，除 非電路已經是活躍的。應當理解，由元件110汲取的電流量被布置成是相對小的。
[0059] 應當理解，其他布置也是有用的。
[0060] 本發明的實施方式有益於允許與間接監控方法無關地直接監控車輛電負載。例如 可以通過監控車輛控制或其他通信信號來進行間接監控。在一個或更多個車輛通信信號錯 誤地識別一個或更多個部件的操作狀態的情況下，藉助根據本發明的實施方式的過載保護 元件的獨立驗證可以使調查者能夠將錯誤數據識別為錯誤的。
[0061] 此外，因為藉助熔斷器盒實現電流的測量，所以不必損害車輛的線束或其他部件 以便實現電流的測量。這降低了與車輛測試相關的財務和時間成本。此外，這降低了損害 線束或其他部件會引入車輛操作的另外特徵或改變預先存在的特徵、使得難以表徵和理解 預先存在的特徵的風險。
[0062] 在一些實施方式中，過載保護元件110可以設置有無線電傳送器模塊，該無線電 傳送器模塊可操作用於傳送與流過元件110的電流量相對應的數據。傳送的數據可以被測 試或監控設備接收，並且被記錄在其存儲器中。其他布置也是有益的。
[0063] 參照下面編號的段落，可以理解本發明的實施方式：
[0064] 1. 一種裝置，包括電連接器，所述電連接器適於可釋放地將所述裝置連接到機動 車輛的電路過載保護設備，
[0065] 所述裝置能夠操作用於測量流過所述裝置的電流量，所述裝置還能夠操作用於從 所述裝置輸出與流過所述裝置的電流量相對應的信號。
[0066] 該裝置例如可以包括被配置成測量流過該裝置的電流量的電流測量電路。
[0067] 2.如段落1所描述的裝置，能夠操作用於經由所述電連接器測量流過所述裝置的 電流量。
[0068] 3.如段落1所描述的裝置，能夠操作用於限制能夠流過所述裝置的電流量。
[0069] 4.如段落3所描述的裝置，其中，所述連接器包括一對電端子，所述裝置能夠操作 用於通過使所述成對的端子彼此電隔離、從而阻止電流在所述端子之間流動，來限制流過 所述裝置的電流量。
[0070] 5.如段落3所描述的裝置，能夠操作用於藉助熔線來限制流過所述裝置的電流 量，所述熔線能夠操作用於在流過所述裝置的電流量超過第一值時斷開。
[0071] 6.如段落3所描述的裝置，能夠操作用於藉助機械跳閘開關來限制流過所述裝置 的電流量，所述跳閘開關能夠操作用於在流過所述裝置的電流量超過第一值時採取開路條 件。
[0072] 7.如段落1所描述的裝置，能夠操作用於將流過所述裝置的電流量傳遞給外部計 算設備。
[0073] 8.如段落7所描述的裝置，能夠操作用於將流過所述裝置的電流量基本上連續地 傳遞給所述外部計算設備。
[0074] 9.如段落7所描述的裝置，能夠操作用於允許所述外部計算設備詢問所述裝置， 從而確定流過所述裝置的電流量。
[0075] 當計算設備請求獲知流過該裝置的電流量時，該裝置可以例如允許該計算設備讀 取存儲在其存儲器中的數據。
[0076] 10.如段落7所描述的裝置，包括選自用於將流過所述裝置的電流量傳遞給外部 計算設備的纜線和無線通信模塊中的至少之一。
[0077] 11.如段落1所描述的裝置，與用於將所述裝置連接到機動車輛的電路的電路過 載保護設備組合，所述電路過載保護設備被布置成允許至少一個裝置與其可拆裝地連接。
[0078] 12.如段落11所描述的裝置，其中，所述電路過載保護設備被布置成允許多個裝 置連接在機動車輛的各個電路中。
[0079] 13. -種包括如段落1所描述的裝置的機動車輛。
[0080] 14. 一種測試車輛的方法，包括：
[0081] 可釋放地將裝置連接到機動車輛的電路過載保護設備；以及
[0082] 藉助所述裝置測量流過所述裝置的電流量以及從所述裝置輸出與測量的電流量 相對應的信號。
[0083] 15.如段落14所描述的方法，包括藉助所述裝置限制流過所述機動車輛的電路的 電流量。
[0084] 在本說明書的描述和權利要求通篇中，詞"包括（comprise) "和"包含"以及這些 詞的變型，例如"包括（comprising) "和"包括（comprises) "意為"包括但不限於"，並不意 在（而且也不）排除其他部分、添加物、部件、整體或步驟。
[0085] 在本說明書的描述和權利要求通篇中，單數涵蓋複數，除非上下文另有所指。特別 地，在使用不定冠詞的地方，說明書應當被理解為考慮複數和單數，除非上下文另有所指。 [0086] 結合本發明的特定方面、實施方式或示例所描述的特徵、整體、特性、化合物、化學 部分或基團應當被理解為適用於本文描述的任何其他方面、實施方式或示例，除非與它們 不兼容。
【權利要求】
1. 一種裝置，包括電連接器構件，所述電連接器構件適於可釋放地將所述裝置連接到 機動車輛的電路過載保護設備， 所述裝置包括用於測量流過所述裝置的電流量的構件和用於從所述裝置輸出與流過 所述裝置的電流量相對應的信號的構件。
2. 如權利要求1所述的裝置，能夠操作用於經由所述電連接器構件測量流過所述裝置 的電流量。
3. 如權利要求1或2所述的裝置，能夠操作用於限制能夠流過所述裝置的電流量。
4. 如權利要求3所述的裝置，其中，所述裝置的連接器構件包括一對電端子，所述裝置 能夠操作用於通過使所述成對的端子彼此電隔離、從而阻止電流在所述端子之間流動，來 限制流過所述裝置的電流量。
5. 如權利要求3或4所述的裝置，能夠操作用於藉助熔線來限制流過所述裝置的電流 量，所述熔線能夠操作用於在流過所述裝置的電流量超過第一值時斷開。
6. 如權利要求3至5的任一項所述的裝置，能夠操作用於藉助機械跳閘開關來限制流 過所述裝置的電流量，所述跳閘開關能夠操作用於在流過所述裝置的電流量超過第一值時 採取開路條件。
7. 如任一項前述權利要求所述的裝置，包括用於將流過所述裝置的電流量傳遞給外部 計算設備的通信構件。
8. 如權利要求7所述的裝置，能夠操作用於藉助所述通信構件將流過所述裝置的電流 量基本上連續地傳遞給所述外部計算設備。
9. 如權利要求7或8所述的裝置，能夠操作用於藉助所述通信構件允許所述外部計算 設備詢問所述裝置，從而確定流過所述裝置的電流量。
10. 如權利要求7至9的任一項所述的裝置，其中，所述通信構件包括選自無線通信模 塊和纜線中的至少之一。
11. 如任一項前述權利要求所述的裝置，與用於將所述裝置連接到機動車輛的電路的 電路過載保護設備組合，所述電路過載保護設備被布置成允許至少一個裝置與其可拆裝地 連接。
12. 如權利要求11所述的裝置，其中，所述電路過載保護設備被布置成允許多個裝置 分別連接在機動車輛的各個電路中。
13. -種包括如任一項前述權利要求所述的裝置的機動車輛。
14. 一種測試車輛的方法，包括： 可釋放地將裝置連接到機動車輛的電路過載保護設備；以及 藉助所述裝置測量流過所述裝置的電流量以及從所述裝置輸出與測量的電流量相對 應的信號。
15. 如權利要求14所述的方法，所述方法還包括藉助所述裝置限制流過所述機動車輛 的電路的電流量。
【文檔編號】G07C5/08GK104160427SQ201380012865
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年1月11日 優先權日:2012年1月12日
【發明者】伊恩·史密斯, 亞歷山德羅斯·穆扎基蒂斯 申請人:捷豹路虎有限公司