机动交通工具过电流保护制造技术

本发明专利技术涉及机动交通工具过电流保护。基于感测至少一种工作状态而在机动交通工具中防止过电流。过电流阈值基于负载的特性以及基于感测到的状态被确定。如果感测到的电流的流量超过所确定的过电流阈值，则流向负载的电流的流通被切断。感测到的状态可以是例如环境温度。

【技术实现步骤摘要】
才几动交通工具过电流-隊护
技术介绍
专利
本专利技术涉及在机动交通工具中保护配线免受过量电流的损害。
技术介绍
机动交通工具包括由电池、发电机、交流发电机、燃料电池等供电的 范围广泛的电气装置。这些电器装置特性与功能各异。例如，机动交通工 具可包括各种灯、发热元件、电动机、存储装置、电子模块、动力传感器 等。每种电气装置通过配线连接到电力源。这种配线必须无误地依一定尺 寸制作以在各种操作状态下向负载提供电流。由于各种状态比如系统中的短路、负载故障、以未预期的方式对电气 装置的操作、操作者对电气装置的更改或对电力负载的未预料的增添、因 机动交通工具有关的事故引起的损害等，流过配线的电流可能超过期望 值。在这样的状态下，配线中过量的电流可能引起配线故障。通常，配线是电气系统中能力最有限的组件。因此，传统上，通过在配线电路中放置熔断器(fiise)来保护配线免受过量电流的损害。使用熔断器 的一个问题是一旦熔断器熔断，则熔断器必须更换，造成了对操作者的不 便。使用熔断器的另一个问题是在操作状态中，熔断器不能针对操作情况 中的变化做出调整。还有另外一个问题是保护免受短历时大电流事件以及 长历时小电流事件的损害的困难。最近，熔断器已被固态开关取代。这些开关可在过量的电流事件后被 重置。固态开关与电流传感器、温度传感器、电流计时器以及用于确定何 时切断电流的辅助电子装置组装在一起。然而，这些系统并不响应操作状态中的变化，并可能因处理不同类型的过电流事件的能力而受到损害。 专利技术概述本专利技术基于对操作状态的感知提供机动交通工具过电流保护。在本专利技术的一个实施方式中，智能接线盒与电源和电力负载串联。此 智能接线盒包括电流传感器、至少一个环境传感器和受控开关。控制逻辑 基于负载属于的负载类型和感测到的负载的操作状态确定过电流阈值。如 果被感测的向负载供电的电路超过所确定的过电流阈值，则开关切断流向 负载的电流的流通。环境传感器可以是例如用于感测环境温度的温度传感 器。控制逻辑可在电流切断后的预设时间量之后，允许电流流通的恢复。 允许恢复电流的尝试可在预设的数量的切断后停止。另外，控制逻辑可在开关刚被闭合的情况下延迟一段涌入(inrush)时间后再确定感测的电路是 否超过所确定的过电流阈值。此外提供了 一种在机动交通工具中防止过电流的方法。感测至少 一种 环境状态。基于负载的电流抽取(draw)特性且基于感测到的环境状态确定 过电流阈值。如果感测到的电流的流量超过所确定的过电流阈值，则切断 流向负载的电流流通。同样提供了一种机动交通工具，其包括电力源、由电力源供电的负载 以及用于在电力源和负载之间承载电流的配线通路。受控开关设置在配线 通路中。电流传感器感测电流，温度传感器感测温度。开关闭合允许电流 流通。电流的大小由电流传感器的输出确定。此电流的大小与基于温度、 自开关闭合以来的时间以及负载和配线通路中的至少 一 部分的电流-温 度关系的阈值电流水平比较。如果电流的大小大于阈值电流水平，则开关 打开。结合附图的情况下，依据本专利技术的下面的详细的说明，本专利技术的以上 特点以及其他特点和优点将是显而易见的。附图的简要说明附图说明图1是示出根据本专利技术的实施方式的交通工具系统的框图； 图2是示出根据本专利技术所使用的配线的电流承载能力的曲线数的曲线图；以及图4是示出根据本专利技术的实施方式的用于监控电流的方法的流程图。优选的实施方式的详细说明参考图1,显示了示出根据本专利技术的实施方式的交通工具的系统的框 图。一4殳以20显示的才几动交通工具系统包4舌至少一个电力源22。电源22 可包括电池、交流发电机/发电机、燃料电池等中的一个或更多装置。电源 22通过配线28向负载26提供电流24。配线28可包括一种或更多种导体， 所述导体一般被绝缘材料包裹并可包括固体导体、多线导体、扁形软性电 缆等。如将被本领域中的普通技术人员认识到的，任何类型的配线都可由 本专利技术来保护。另外，所有类型的负载26,包括发动才几、发热元件、灯/ 发光体(lamp/light)、致动器、电子才莫块、传感器等可用于本专利技术。不同 的负载具有不同的工作特性，其中负载26具有代表性的特性， 一般以30 显示，基于一个或更多变量比如基于时间、环境温度、供电电压、湿度等 指示电流24的大小。机动交通工具20包括一般以32显示的智能接线盒，接线盒包括操作 地切断流向负载26的电流24的流通的开关34。开关34由来自处理器38 的信号36控制，信号36部分地基于来自感测电流24的电流传感器42的 输入40。开关34和电流传感器32可在单一封装(package)例如由意法半导有电流感测功能的双通道高端驱动器(Double Channel High Side Driver With Current Sense for Automotive Application)或由飞思卡尔有卩艮^>司 (Freescale Semiconductor, Inc.)提供的33982B型单智能大电流带自保护 功能的石圭高端开关(Single Intelligent High-Current Self-Protected SiliconHigh Side Switch)中实现。处理器38还接收环境状态指示。例如，温度 传感器44提供指示环境温度的温度信号46。其他的环境状态可由附加的 传感器48感测到。操作期间，处理器38基于例如请求由负载26提供的功能性的用户输 入来闭合开关34。处理器38通过监控或者另外读取来自电流传感器42的 输入40来确定电流24的量。电流24的量与基于来自一个或更多环境传 感器44、 48的输入、自开关34闭合以来的时长，以及基于比如负载特性 30、配线28的能力等一个或更多工作参数的阈值电流水平相比较。如果 电流24的量大于阈值电流水平，则处理器38打开开关34。为清楚起见，图1中只显示了一个开关34和一个电流传感器42。如 会被本领域中的普通技术人员认识到的，本专利技术支持用于保护任何数量的 配线电路的任何数量的开关和电流传感器。现参考图2,显示了示出根据本专利技术所使用的配线的电流承载能力的 曲线图。配线的电流承载能力依赖于多种因素，包括线规、绝缘材料类型 及厚度、连接器、路径选择、环境状态等。特别关注的是温度，所述的温 度在交通工具内部可在-40。C到85。C范围内变化，而在发动才几抢内在-40 'C到125。C范围内变化。图2中具有PVC绝缘材料的14AWG电线的最大 电流承载能力作为在环境温度为-15°C (曲线60)、 25°C (曲线62)以及 65 °C (曲线64 )下的接通持续时间的函数被提供。现参考图3，图3是示出根据本专利技术的实施方式的作为时间和温度的 函数的电流参数的曲线图。通过曲线80以及曲线82提供了对应于最小期 望温度以及对应于最大期望温度的、作为时间的函数的最大正常电流抽取 特性。相似地，通过曲线84以及曲线86提供了对应于最小期望温度以及 对应于最大期望温度的、显示作为电流施加的时间的函^t的配线中的最大 允许电流的曲线。不考虑环境状态，明智的惯例表明使用曲线80建立最 大电流负载抽取量以及使用曲线86用于配线电流限制。因为曲线86延伸 到曲线80本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，在具有电源和至少一个电力负载的机动交通工具中，所述电力负载通过在所述电力负载和所述电源之间的配线中流通的电流供电，所述系统与所述电源和所述电力负载串联相连，所述系统包括：　电流传感器，其操作地感测向所述负载供电的所述电流；　至少一个环境传感器，其操作地感测指示环境操作状态的参数；　受控开关，其操作地切断所述电流的流通；以及　控制逻辑，其与所述电流传感器、所述至少一个环境传感器以及所述受控开关通信，所述控制逻辑操作地基于所述负载属于的负载类型和所感测到的环境操作状态确定过电流阈值，且如果向所述负载供电的所感测到的电流超过所确定的过电流阈值，则命令所述受控开关切断流向所述负载的所述电流的流通。

【技术特征摘要】
US 2007-9-26 11/861,5881. 一种系统，在具有电源和至少一个电力负载的机动交通工具中，所述电力负载通过在所述电力负载和所述电源之间的配线中流通的电流供电，所述系统与所述电源和所述电力负载串联相连，所述系统包括电流传感器，其操作地感测向所述负载供电的所述电流；至少一个环境传感器，其操作地感测指示环境操作状态的参数；受控开关，其操作地切断所述电流的流通；以及控制逻辑，其与所述电流传感器、所述至少一个环境传感器以及所述受控开关通信，所述控制逻辑操作地基于所述负载属于的负载类型和所感测到的环境操作状态确定过电流阈值，且如果向所述负载供电的所感测到的电流超过所确定的过电流阈值，则命令所述受控开关切断流向所述负载的所述电流的流通。2. 如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个环境传感器包括操 作地感测环境温度的温度传感器。3. 如权利要求1所述的系统，其中所述系统的至少一部分是智能接 线盒的部分。4. 如权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑进一步操作地在所 述电流的流通被受控切断后的预设的时间量后，允许所述电流的流通的恢 复。5. 如权利要求4所述的系统，其中所述控制逻辑进一步操作地在对 所述电流的流通进行预设的数量的受控切断后，停止尝试允许恢复所述电 流的流通。6. 如权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑进一步操作地在确 定向所述负载供电的所感测到的电流是否超过所确定的过电流阈值之前， 延迟一段涌入时间。7. 如权利要求1所述的系统，其中所述控制逻辑进一步操作地基于 所述电流在所述电力负载和所述电源间流通的时长确定所述过电流阈值。8. 如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个环境传感器操作地 感测指示所述负载的环境操作状态的参数。9. 一种在具有通过配线可连接到负载的电力源的机动交通工具中防 止过电流的方法，所述负载具有已知的作为至少 一种环境操作状态的函数的电流抽耳又特性，所述方法包括以下步骤 感测所述至少一种环境工作状态；基于所述电流消耗特性和所感测到的所述至少 一种环境操作状态确 定过电流阈值；感测通过所述配线的电流的流量；以及如果所感测到的电流的流量超过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫安东尼海恩，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]