CN101861689A - 导线保护方法和导线保护装置 - Google Patents

导线保护方法和导线保护装置 Download PDF

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Abstract

利用根据本发明的导线保护方法，该方法用于从电源向负载提供电力，每隔预定时间Δt检测到负载的施加电流I(n)。使用检测到的施加电流I(n)并且通过与导线的热辐射和热生成相关的关系表达式来计算导线上升温度ΔTw(n)。所计算的温度上升ΔTw(n)被添加到参考温度上，从而估计导线温度。当所估计的导线温度低于预定上限温度时，重复温度上升ΔTw(n)的计算。当所估计的导线温度已变为等于或高于预定上限温度时，停止从电源向负载提供电力，从而保护导线。

Description

导线保护方法和导线保护装置
技术领域
本发明涉及导线保护方法和导线保护装置，或者具体地，涉及一种导线保护方法和一种导线保护装置，导线用于从电源向负载提供电力。
背景技术
车辆线束可能会劣化或磨损，并且允许其芯线具有与车体等的电接触，并且使其被短路。因此，为了防止由于该短路而引起导线涂层和电流控制元件(开关元件)冒烟，传统上使用了温度保险丝(thermalfuse)。温度保险丝检测过热状态并断开。然而，随着电气零件的增加，该温度保险丝的使用引出了维持用于安装温度保险丝的空间的问题。此外，在断开之后的恢复需要更换新的温度保险丝，并且因此维护是麻烦的。此外，在将电流重复施加到具有大的突入电流的负载(诸如头灯)的情况中，温度保险丝趋于被劣化，并且其断开时间变得更短。此外，尽管断开时间因初始变化和温度依赖性质而变化，但是在正常操作期间不应出现断开。因此，必须使用具有大到某种程度的电流容量的温度保险丝。与之伴随地出现了必须使用具有更大的冒烟电流并且可以由温度保险丝保护的更粗的导线的问题。
此外，近年来，专利文献日本未经审查的专利申请H11-139223已报道了一种将温度传感器直接附到导线的技术，用以测量导线的温度，并且当导线达到异常温度时，断开施加的电流。
发明内容
(本发明要解决的问题)
顺便提及，如上述专利文献中公开的，将温度测量元件(诸如线性热敏电阻)附到线束自身并且直接测量线束的温度的方法，引起了结构复杂性的不便以及成本的增加。此外，在位于中心附近的单个导线中温度上升的情况中，准确地跟踪温度是不可能的。
因此，基于如上文解释的情况实现了本发明，并且其目的在于提供一种导线保护方法和保护装置，该方法和装置能够通过简单的结构可靠地保护导线，防止因各种短路电流引起的温度上升。
(解决问题的手段)
作为用于实现上文解释的目的的手段，根据本发明的一方面的导线保护方法是一种保护用于从电源向负载提供电力的导线的导线保护方法。该方法包括步骤：每隔预定时间检测到负载的施加电流；使用检测到的施加电流来计算每预定时间的导线中的温度改变；以及估计导线的温度。该估计包括使用每预定时间的导线温度改变来计算导线的温度上升，以及将导线上升温度添加到参考温度上。该方法还包括步骤：确定所估计的导线温度是否低于预定上限温度；在确定步骤中确定所估计的导线温度低于预定上限温度时，重新估计导线温度。该重新估计包括计算每下一预定时间的导线温度改变，使用所计算的每预定时间的导线温度改变来重新计算导线上升温度，以及将新的导线上升温度添加到参考温度上。该方法还包括步骤：在确定步骤中确定所估计的导线温度等于或高于预定上限温度时，停止从电源向负载提供电力。
在该配置中，每隔预定时间检测施加电流，使用施加电流估计当前的导线温度，并且比较当前导线温度和导线允许的上限温度。这使得即使在因如图11中所示重复接通/断开短路电流而引起导线温度上升的情况中，仍可以可靠地检测温度上升，在导线达到冒烟温度之前断开施加电流，由此防止导线冒烟。此外，尽管传统的温度保险丝因突入电流而劣化，但是在本配置中不包括该劣化因素。此外，本配置提供了准确的温度估计。因此，在导线冒烟之前都可以使电流流动并使用电流。
进一步地，由于仅通过检测施加电流来估计导线温度，因此可以容易地配置导线保护结构。
进一步地，作为用于实现上文解释的目的的另一手段，根据本发明的一方面的导线保护装置是一种保护在电源和负载之间提供的并且用于从电源向负载提供电力的导线的导线保护装置。该装置包括：半导体开关元件，其被提供在从电源到负载的电流施加路径中，以及切换到负载的电源；电流检测电路，其每隔预定时间检测到负载的施加电流，施加电流流经半导体开关元件；运算电路，其使用检测到的施加电流来计算每预定时间的导线中的温度改变，使用每预定时间的导线温度改变来计算导线温度上升，并且将导线上升温度添加到参考温度上，由此估计导线的温度；以及保护电路，其确定所估计的导线温度是否低于预定上限温度。在确定所估计的导线温度低于预定上限温度时，保护电路使运算电路计算每下一预定时间的导线温度改变，使用所计算的每预定时间的导线温度改变来重新计算导线上升温度，以及重新估计导线温度。重新估计包括将新的导线上升温度添加到参考温度上。在确定所估计的导线温度等于或高于预定上限温度时，保护电路使半导体开关元件断开，并且停止从电源向负载提供电力。
附图说明
图1是解释根据本发明的电流保护方法的解释视图；
图2是示出根据本发明的电流保护装置的配置的示意性框图；
图3是解释根据本发明的导线温度估计模型的解释视图；
图4是解释根据本发明的导线温度估计运算的解释视图；
图5是解释根据本发明的导线温度估计运算表达式的解释视图；
图6是示出用于导线温度估计的测试条件的解释视图；
图7是在导线估计测试中使用的测试阶跃电流的波形图；
图8是示出相对于图7的测试电流的导线温度改变的曲线图；
图9是示出对应于具有不同电流值的测试阶跃电流的运算导线温度的时间改变的曲线图；
图10是示出根据导线温度估计的测试结果的断开特性和传统的温度保险丝的熔断特性之间的关系的曲线图；以及
图11是示出阶跃电流和导线温度之间的传统关系的曲线图。
(附图标记的解释)
10...微计算机(运算电路、保护电路)
30...输出电路
33...CR低通滤波器
34...电流电压转换电路
35...N沟道MOSFET(半导体开关元件)
38...感测MOSFET(电流检测电路)
40...参考温度设定电路
100...导线保护装置
具体实施方式
<说明性方面>
将参照图1～5解释根据本发明的说明性方面。尽管在该说明性方面中将车辆线束当作待保护的导线，但是待保护的导线不限于此。
图1是示出根据本发明的导线(线束)的概念的解释视图。如图1中所示，在本发明中，直接从因施加电流I而引起的线束的损耗，即线束中的热生成，以及线束的热辐射时间常数τw，来直接计算线束中的温度上升ΔTw。下面，从线束上升温度ΔTw来估计线束的温度。比较所估计的线束温度和预定的阈值(上限值)，并且随后，当线束温度等于或高于预定阈值时，断开施加电流I，从而保护线束。
更具体地，每隔预定时间执行经由导线(线束)提供给负载的施加电流I的检测，并且使用检测到的施加电流来执行每预定时间的导线中的温度改变的计算。下面，执行导线温度的估计。该估计包括：使用每预定时间的导线温度改变来计算导线上升温度；以及将导线上升温度添加到参考温度上。下面，执行所估计的导线温度是否低于预定上限温度的确定。在确定所估计的导线温度低于预定上限温度时，执行导线上升温度的新的估计。该新的估计包括：计算每下一预定时间的导线温度改变，使用所计算的每预定时间的导线温度改变来重新计算导线上升温度，以及将新的导线上升温度添加到参考温度上。在确定所估计的导线温度等于或高于预定上限温度时，停止从电源向负载提供电力，从而保护导线。
下面，将参照图2解释根据本发明的导线保护装置。图2是根据本发明的导线保护装置100的示意性框图。导线保护装置100包括微计算机10、多个(在该说明性方面为8个)输入电路20、多个(在该说明性方面为8个)输出电路30、参考温度设定电路40、和调节器IC50等。应当注意，根据待保护的导线的数量适当地修改输入电路20和输出电路30的数量。
微计算机10对应于本发明的“运算电路”和“保护电路”。微计算机10在估计线束的温度Tp的同时计算线束的温度上升ΔTw，下文将对其进行描述。微计算机10包括WDT(看门狗端子)11、振荡器端子12、多个I/O端子13、和多个A/D转换输入端子14等。应当注意，微计算机10根据微计算机10中的存储器(图中未示出)中包含的程序指令来执行本发明的用于保护导线的动作(诸如运算、确定、保护等)(即，导线保护方法的动作)。
每个输入电路20包括输入I/F(接口)电路。朝向微计算机10的各种输入信号被输入到输入电路20，并且被转换为适合微计算机10的信号。
每个输出电路30包括输出I/F电路31、IPS(智能功率开关)32、CR低通滤波器33、和电流-电压转换电路(转换电路)34等。
IPS 32包括半导体开关元件(这里是n沟道MOSFET)35、电荷泵36、自保护电路37和感测MOSFET(对应于本发明的“电流检测电路”)38。半导体开关元件35接通/断开从电源Vdc到负载的施加电流I。电荷泵36将朝向半导体开关元件35的控制电压增加(step up)。自保护电路37保护半导体开关元件35，以防止过流。感测MOSFET 38生成具有与负载电流I成预定比例关系的感测电流。
感测电流由电流-电压转换电路34转换为具有与感测电流成比例关系的感测电压信号(转换信号)Vsens。电流-电压转换电路34由例如感测电流检测电阻器来配置。感测电压信号Vsens被提供给CR低通滤波器33。CR低通滤波器33从感测电压信号Vsens中消除预定的高频分量，并且在消除高频分量之后将感测电压信号Vsens提供给微计算机10的A/D转换输入端子14。这里应当注意，CR低通滤波器33的时间常数应大于(或者应足够大于)采样间隔(预定时间)，同时应小于(或者应足够小于)线束的热辐射系数。在该说明性方面，CR低通滤波器33的时间常数被假设为20ms。在该情况中，电流转换信号的速度被减小，从而使微计算机可以执行运算。
微计算机1将感测电压信号Vsens转换为施加电流I。例如，微计算机1从感测电压信号Vsens和施加电流I之间的对应映射获得施加电流I的实际值。该对应映射包含在例如微计算机10中的存储器(未示出)中。
参考温度设定电路40在通过微计算机10进行的导线温度估计的开始时间处设置参考温度。参考温度设定电路40包括例如温度传感器(图中未示出)和放大器电路(图中未示出)。例如，在车辆的发动机舱中提供温度传感器。放大器电路放大来自温度传感器的传感器信号，由此生成指示发动机舱的温度的温度信号。参考温度设定电路40将指示发动机舱的温度的温度信号作为参考温度提供给微计算机10的A/D转换输入端子14。应当注意，依赖于待检测的环境温度的数量，参考温度设定电路40包括多个温度传感器和多个放大器电路。此外，参考温度设定电路40还可以包括例如用于将检测到的多个环境温度中的一个环境温度选择作为参考温度的比较电路。
调节器IC 50将预定的DC电压，例如12V，转换为用于微计算机10的电源电压，例如5V，并且将5V的DC电压提供给微计算机10。
<导线温度估计方法>
下面，将参照图3～5解释微计算机10的导线温度估计方法。图3是解释导线温度估计模型的视图。在该图中，导线上升温度ΔT被示出为导线导体的热生成T1和导线的热辐射T2之间的差。图3的等效电路是关于热的等效电路的说明。
微计算机10通过将检测到的施加电流I的值代入与导线的热辐射和热生成有关的关系表达式中来计算导线上升温度(导线温度的上升)ΔTw。该关系表达式在图4中示出，并且如下式1表示。如图4中所示，式1具有与导线的热辐射有关的项和与导线的热生成有关的项：
ΔTw(n)＝ΔTw(n-1)*exp(-Δt/τw)+Rthw
*Rw(n-1)*I(n-1)2*(1-exp(-Δt/τw))...(式1)
其中：
I(n)是第n次采样(检测)中的电流值(A)，n是等于或大于1的整数；
ΔTw(n)是第n次采样中的导线上升温度(导线的温度上升)(℃)；
Rw(n)是第n次采样中的导线的电阻(Ω)；
Rw(0)是温度To下的线束(导线)的电阻(Ω)；
Rthw是线束(导线)的热阻(℃/W)；
τw是线束(导线)的热辐射时间常数(s)；
κw是线束(导线)的电阻温度系数(/℃)；以及
Δt是采样间隔(预定时间)(s)。
微计算机10通过将所计算的导线上升温度ΔTw添加到参考温度上来计算当前的导线温度Tp。在估计中，微计算机10计算每采样间隔(预定时间)Δt的导线温度改变ΔTs，并且使用每采样间隔Δt的温度改变ΔTs来计算导线上升温度ΔTw。
下面，微计算机10通过将当前导线温度Tp与导线的预定上限温度Tmax比较，确定当前导线温度Tp是否低于导线的预定上限温度Tmax。在确定导线温度Tp低于上限温度Tmax时，微计算机10通过计算每下一采样间隔Δt的温度改变ΔTs并且将每采样间隔Δt的温度改变ΔTs添加到上次已经计算的导线上升温度ΔTw(n-1)上，重新计算从参考温度直到当前的导线上升温度ΔTw(n)。微计算机10将所计算的温度上升ΔTw(n)添加到参考温度，由此定义当前导线温度Tp。微计算机10重复温度上升ΔTw的计算，导线温度Tp的估计，以及导线温度Tp与上限温度Tmax的比较，直至导线温度Tp变得等于或高于上限温度Tmax。
应当注意，每采样间隔Δt的温度改变ΔTs由式1A(式1的变换式)表示如下：
ΔTs＝ΔTw(n)-ΔTw(n-1)
＝(Rthw*Rw(n-1)*I(n-1)2-ΔTw(n-1))*(1-exp(-Δt/τw))...(式1A)
随后，在确定导线温度Tp不低于上限温度Tmax时，即在确定导线温度Tp等于或高于上限温度Tmax时，微计算机10生成保护信号并且将保护信号提供给IPS 32。保护信号用于断开半导体开关元件35并且由此保护导线。通过保护信号使半导体开关元件35断开，并且断开到导线的施加电流。因此，避免了导线温度进一步上升。
图5是更加详细地解释式1的视图。这里应当注意，如图5中所示和由式2表示的，第n次采样中的导线电阻Rw(n)是取决于导线上升温度ΔTw(n)(即(Tw-To))的变量。
Rw(n)＝Rw(0)×(1+κw×(Tw-To))...(式2)
其中：
Tw是第n次检测中的导线温度(℃)；以及
To是预定温度(例如20℃)。
进一步地，与导线上升温度ΔTw(n)有关的公式，即图5中示出的公式，说明了针对式1的处理，并且具有与式1相同的内容。这里应当注意，采样间隔Δt、线束热辐射时间常数τw、线束热阻Rthw和线束电阻(初始值，例如20℃下的值)Rw(0)是根据经受温度估计的导线而设定的常数。
<测试示例>
下面，将参照图6～10解释根据本发明的导线温度估计的测试示例。图6是示出根据本发明的导线温度估计的测试条件的解释视图。在该测试中，具有0.85平方毫米的横截面和3m的长度的铜导线(AVSS0.85sq)被用作测试导线，并且使用具有3.5mΩ的导通电阻的半导体开关元件。在导线的中点处测量实际导线温度。测试导线和导线温度估计测试装置被安放在恒温腔室中，该腔室被放置到具有25℃的温度的无风环境(calm environment)中。
图7是示出测试中使用的阶跃电流的波形的曲线图。图8是示出相对于阶跃电流的运算导线温度改变和实际测量的导线温度改变的曲线图。如图8中所示，观察到运算导线温度改变几乎等于实际测量的导线温度改变。
图9是示出相对于具有不同的电流值的测试阶跃电流的每时间的运算导线温度改变的曲线图。图10是示出利用测试阶跃电流的传统的温度保险丝的断开特性和限流特性的测试结果之间的关系的曲线图。上限(断开)温度被设定在150℃。如图9中所示，具有5个电流值(25.0A、29.0A、30.0A、40.0A和50.0A)的阶跃电流被用作测试阶跃电流，并且观察到在测试开始之后电流分别在194.3秒、65.6秒、59.3秒、24.5秒和14.0秒处断开。进一步地，从测试的到断开时的电流施加时间和电流值之间的关系的图线中，观察到绘图点沿铜导线的冒烟曲线(限流特性)定位。因此，较之使用传统的温度保险丝的情况(图10中示出)，根据本发明的导线温度估计方法不包括因突入电流引起的劣化因素，并且此外，还提供了准确的温度估计。此外，其可以提供紧邻在导线冒烟之前的电流。
<效果>
如上文解释的，在该说明性方面，每隔预定的采样间隔Δt检测施加电流I，使用施加电流I来估计当前的导线温度Tp，并且比较导线温度Tp和导线所允许的上限温度Tmax。因此，即使在因如图11中所示重复接通/断开短路电流而引起导线温度Tp上升的情况中，仍可以可靠地检测导线温度Tp上升，从而在导线达到冒烟温度之前断开施加电流。结果，可以防止导线冒烟。
此外，由于仅通过检测施加电流I来估计导线温度Tp，因此可以容易地配置与导线保护相关的结构。
此外，可以使用现有元件来配置根据本发明的导线保护电路100的配置。因此，制造成本可以变小。此外，对现有保护电路的修改是较容易的。
此外，根据本发明的导线保护电路100可以适于在单个微计算机10的控制下保护多个输出电路10，即多个导线。因此，可以减少整体导线保护电路100的零件数量和成本。
<其他说明性方面>
本发明不限于上文参照附图解释的说明性方面。例如，如下说明性方面也包括在本发明的范围内。
(1)在上文的说明性方面中，说明性地，第n次采样中的导线电阻Rw(n)是取决于导线上升温度ΔTw(n)并且使用式2得到的变量。导线电阻Rw(n)并非特定地局限于此。可以利用作为与温度无关的恒定值的导线电阻Rw来计算导线上升温度ΔTw。在该情况中，适当地选择该恒定值使得可以根据保护导线的需要来适当地修改导线温度Tp达到上限温度Tmax之前的时间。即，可以采用对应于导线保护程度的导线保护度量。
可以利用例如固定在对应于导线上限温度Tmax的值的导线电阻Rw来计算温度上升ΔTw。在该情况中，在如下条件下计算温度上升ΔTw：其中与导线上升温度相关的条件比实际条件更严厉，即其中导线上升温度大于实际导线上升温度的条件。因此，将导线电阻Rw固定在对应于导线上限温度Tmax的值适用于其中期望更迅速的导线保护的情况。
(2)在上文解释的说明性方面中，发动机舱的温度说明性地被取为参考温度。参考温度不限于此。例如，在将待保护的导线安置在车辆轿厢中的情况中，车辆轿厢温度可被取为参考温度；或者，在待保护的导线的大部分被安置在车辆外部的情况中，车辆外部温度可被取为参考温度。重要的是，根据待保护的导线所安置的位置的环境温度来设定参考温度。
此外，在待保护的导线在具有不同的温度的环境(诸如发动机舱和车辆轿厢的内部)中延伸的情况中，参考温度可被设定为导线所安置的位置的环境温度中的最高环境温度(在该情况中，是发动机舱的温度)。在该情况中，在如下条件下计算温度上升ΔTw：其中与导线上升温度相关的条件是最严厉的，即，其中导线上升温度是最大的条件。因此，在较早的阶段可靠地保护导线。
(3)在上文解释的说明性方面中，参考温度设定电路40分立于微计算机10。可以将其配置为使得参考温度设定电路40的功能由微计算机10执行。随后，微计算机10从分立配置的温度传感器接收关于环境温度的信息，并且使用温度信息设定参考温度。
(4)在上文解释的说明性方面中，n沟道MOSFET说明性地被用作半导体开关元件35。本发明不限于此。例如，p沟道MOSFET或双极性晶体管可以用作半导体开关元件35。
(5)在上文解释的说明性方面中，说明性地通过感测MOSFET 38检测施加电流I。本发明不限于此。例如，可以使用分流电阻器检测施加电流I。
(6)在上文解释的说明性方面中，运算电路和保护电路说明性地由微计算机配置，并且说明性地由微计算机执行根据本发明的导线保护方法的动作。本发明不限于此。运算电路和保护电路可以分立地通过例如，逻辑电路来配置。

Claims (17)

1.一种保护用于从电源向负载提供电力的导线的导线保护方法，所述方法包括步骤：
每隔预定时间检测到所述负载的施加电流；
使用所检测到的施加电流来计算每预定时间的所述导线中的温度改变；
估计所述导线的温度，其中，所述估计包括使用每预定时间的所述导线温度改变来计算所述导线的温度上升，以及将所述导线上升温度添加到参考温度上；
确定所估计的导线温度是否低于预定上限温度；
在所述确定步骤中确定所估计的导线温度低于所述预定上限温度时重新估计所述导线温度，其中，所述重新估计包括计算每下一预定时间的导线温度改变，使用所计算的每预定时间的导线温度改变来重新计算导线上升温度，以及将新的导线上升温度添加到所述参考温度上；以及
在所述确定步骤中确定所估计的导线温度等于或高于所述预定上限温度时停止从所述电源向所述负载提供电力。
2.如权利要求1所述的导线保护方法，其中：
所述的估计所述导线温度包括：在关系表达式中使用所检测到的施加电流以及从所述关系表达式计算所述导线上升温度，所述关系表达式与所述导线的热生成和热辐射相关。
3.如权利要求2所述的导线保护方法，其中：
所述的估计所述导线温度包括：使用下式作为所述关系表达式来计算所述导线上升温度：
ΔTw(n)＝ΔTw(n-1)*exp(-Δt/τw)+Rthw
*Rw(n-1)*I(n-1)2*(1-exp(-Δt/τw))，
其中：
I(n)是第n次检测中的检测到的施加电流值(A)，n是等于或大于1的整数；
ΔTw(n)是所述第n次检测中的所述导线上升温度(℃)；
Rw(n)是所述第n次检测中的所述导线的电阻(Ω)，其中Rw(n)＝Rw(0)*(1+κw*(Tw-To))；
Rw(0)是温度To下的所述导线的电阻(Ω)；
Rthw是所述导线的热阻(℃/W)；
τw是所述导线的热辐射时间常数(s)；
κw是所述导线的电阻温度系数(/℃)；
Δt是所述预定时间(s)；以及
Tw＝[参考温度]+ΔTw(n)，其中Tw是所述第n次检测中的所述导线温度(℃)。
4.如权利要求3所述的导线保护方法，其中：
所述的估计所述导线温度包括：在所述关系表达式中利用Rw(n)来计算所述导线上升温度，所述Rw(n)被视为独立于温度的恒定值。
5.如权利要求4所述的导线保护方法，其中：
对应于所述预定上限温度的Rw(n)的值被用作所述恒定值。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的导线保护方法，其中：
所述的估计所述导线温度包括：根据所述导线所安置的位置的环境温度来设定所述参考温度。
7.如权利要求6所述的导线保护方法，包括：将所述参考温度设定为所述导线所安置的位置的环境温度中的最高环境温度。
8.一种保护在电源和负载之间提供的并且用于从所述电源向所述负载提供电力的导线的导线保护装置，所述装置包括：
半导体开关元件，所述半导体开关元件被提供在从所述电源到所述负载的电流施加路径中，并且切换到所述负载的所述电源；
电流检测电路，所述电流检测电路每隔预定时间检测到所述负载的施加电流，所述施加电流流经所述半导体开关元件；
运算电路，所述运算电路使用所检测到的施加电流来计算每预定时间的所述导线中的温度改变，使用每预定时间的所述导线温度改变来计算所述导线的温度上升，以及将所述导线上升温度添加到参考温度上，由此估计所述导线的温度；以及
保护电路，所述保护电路确定所估计的导线温度是否低于预定上限温度，其中：
在确定所估计的导线温度低于所述预定上限温度时，所述保护电路使所述运算电路计算每下一预定时间的所述导线温度改变，使用所计算的每预定时间的导线温度改变来重新计算所述导线上升温度，以及重新估计所述导线温度，其中，所述重新估计包括将新的导线上升温度添加到所述参考温度上；以及
在确定所估计的导线温度等于或高于所述预定上限温度时，所述保护电路使所述半导体开关元件断开，并且停止从所述电源向所述负载提供电力。
9.如权利要求8所述的导线保护装置，其中；
所述运算电路在关系表达式中使用所检测到的施加电流以及从所述关系表达式计算所述导线上升温度，所述关系表达式与所述导线的热生成和热辐射相关。
10.如权利要求9所述的导线保护装置，其中：
所述运算电路使用下式作为所述关系表达式来计算所述导线上升温度：
ΔTw(n)＝ΔTw(n-1)*exp(-Δt/τw)+Rthw
*Rw(n-1)*I(n-1)2*(1-exp(-Δt/τw))，
其中：
I(n)是第n次检测中的检测到的施加电流值(A)，n是等于或大于1的整数；
ΔTw(n)是所述第n次检测中的所述导线上升温度(℃)；
Rw(n)是所述第n次检测中的所述导线的电阻(Ω)，其中Rw(n)＝Rw(0)*(1+κw*(Tw-To))；
Rw(0)是温度To下的所述导线的电阻(Ω)；
Rthw是所述导线的热阻(℃/W)；
τw是所述导线的热辐射时间常数(s)；
κw是所述导线的电阻温度系数(/℃)；
Δt是所述预定时间(s)；以及
Tw＝[参考温度]+ΔTw(n)，其中Tw是所述第n次检测中的所述导线温度(℃)。
11.如权利要求10所述的导线保护装置，其中：
所述运算电路利用所述关系表达式中的Rw(n)来计算所述导线上升温度，所述Rw(n)被视为独立于温度的恒定值。
12.如权利要求11所述的导线保护装置，其中：
对应于所述预定上限温度的Rw(n)的值被用作所述恒定值。
13.如权利要求8至12中任一权利要求所述的导线保护装置，进一步包括：
参考温度设定电路，所述参考温度设定电路根据所述导线所安置的位置的环境温度来设定所述参考温度。
14.如权利要求13所述的导线保护装置，其中：
所述参考温度设定电路将所述参考温度设定为所述导线所安置的位置的环境温度中的最高环境温度。
15.如权利要求8至14中任一权利要求所述的导线保护装置，所述导线保护装置进一步包括转换电路和低通滤波器，所述转换电路将所述施加电流转换为电压，由此生成转换信号，所述低通滤波器对所述转换信号进行滤波，
其中：
所述低通滤波器具有大于所述预定时间以及小于所述导线热辐射时间常数的时间常数。
16.如权利要求8至15中任一权利要求所述的导线保护装置，其中：
所述导线是安置在所述半导体开关元件和所述负载之间的车辆线束；以及
所述运算电路和所述保护电路被配置为微计算机。
17.如权利要求8至15中任一权利要求所述的导线保护装置，其中：
所述运算电路和所述保护电路由硬件逻辑配置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103250317A (zh) * 2010-12-06 2013-08-14 矢崎总业株式会社 用于负载电路的保护装置
CN103260958A (zh) * 2010-12-09 2013-08-21 矢崎总业株式会社 车辆电力分配装置
CN104247190A (zh) * 2012-04-24 2014-12-24 矢崎总业株式会社 切换电路保护器
CN105098708A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 住友电装株式会社 电线保护装置
CN105529676A (zh) * 2014-10-20 2016-04-27 英飞凌科技股份有限公司 电子熔断器
CN108695819A (zh) * 2017-03-30 2018-10-23 英飞凌科技股份有限公司 电子保险丝电路和用于操作电子开关的方法
CN109842094A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 安电株式会社 过流保护装置
CN113179070A (zh) * 2021-04-28 2021-07-27 联合汽车电子有限公司 一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统
CN115642567A (zh) * 2022-11-07 2023-01-24 黑龙江科技大学 一种电路电器保护方法、装置、设备及存储介质

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4624400B2 (ja) * 2007-11-19 2011-02-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用の電線保護方法および電線保護装置
JP2009261088A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Yazaki Corp 負荷回路の保護装置
JP2009303394A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Yazaki Corp 負荷回路の保護装置
DE102008039334B4 (de) * 2008-08-22 2016-01-14 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren und Vorrichtung zum optimierten Energiemanagement
JP2010283977A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Yazaki Corp 負荷回路の保護装置
US8504213B2 (en) * 2009-06-26 2013-08-06 General Electric Company Regulation of generating plant
CN102549867B (zh) * 2009-09-25 2014-08-06 株式会社自动网络技术研究所 电力供应控制装置
JP5482055B2 (ja) * 2009-09-25 2014-04-23 株式会社オートネットワーク技術研究所 電力供給制御装置
JP5660358B2 (ja) * 2009-09-25 2015-01-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 電力供給制御装置
JP2013252053A (ja) * 2010-02-26 2013-12-12 Yazaki Corp 負荷回路の保護装置
JP5786452B2 (ja) * 2011-05-20 2015-09-30 トヨタ自動車株式会社 高圧ケーブル保護システム
JP5583155B2 (ja) * 2012-02-16 2014-09-03 古河電気工業株式会社 車両用電線保護装置
JP5876367B2 (ja) 2012-04-24 2016-03-02 矢崎総業株式会社 通電回路の保護装置
US9787083B2 (en) 2012-12-06 2017-10-10 Twin-Star International, Inc. Overheat-resistant power cord and method
JP2014204575A (ja) * 2013-04-05 2014-10-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 遮断装置
JP6176003B2 (ja) * 2013-09-05 2017-08-09 株式会社オートネットワーク技術研究所 制御装置
JP6136900B2 (ja) * 2013-12-02 2017-05-31 株式会社オートネットワーク技術研究所 温度算出装置及び保護装置
JP6124942B2 (ja) * 2015-04-27 2017-05-10 矢崎総業株式会社 車両用電源制御装置
WO2016068194A1 (ja) 2014-10-30 2016-05-06 矢崎総業株式会社 車両用電源制御装置
JP6511819B2 (ja) * 2015-01-15 2019-05-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 給電制御装置
JP6304072B2 (ja) * 2015-02-27 2018-04-04 株式会社オートネットワーク技術研究所 遮断装置、遮断方法及びコンピュータプログラム
US9532632B2 (en) 2015-05-08 2017-01-03 Better Vision Solutions LLC Pressure-venting container for disinfection and storage of contact lenses
CN105552859B (zh) * 2015-12-23 2018-02-13 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 一种考虑线路短时过载的断面输电能力提高方法
WO2017122781A1 (ja) 2016-01-15 2017-07-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 給電制御装置
US10478518B2 (en) 2016-03-02 2019-11-19 Better Vision Solutions LLC Method for disinfecting contact lenses
US10756720B2 (en) 2016-10-17 2020-08-25 Infineon Technologies Ag Driver circuit for electronic switch
JP6875143B2 (ja) * 2017-02-10 2021-05-19 矢崎総業株式会社 ワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラム
JP6846244B2 (ja) * 2017-03-13 2021-03-24 矢崎総業株式会社 電線保護装置
JP6882023B2 (ja) * 2017-03-13 2021-06-02 矢崎総業株式会社 電線保護装置
US10459023B2 (en) 2017-04-20 2019-10-29 Deere & Company System and method to determine stress levels in harvesting machine circuits
JP2019041198A (ja) * 2017-08-24 2019-03-14 矢崎総業株式会社 負荷制御装置及び負荷制御方法
US10916396B2 (en) 2017-08-24 2021-02-09 Yazaki Corporation Load controller and load control method
DE102018102676A1 (de) * 2018-02-07 2019-08-08 Kromberg & Schubert Gmbh & Co. Kg Elektronisch gesteuerte Stromschaltvorrichtung
DE102018120599A1 (de) * 2018-08-23 2020-02-27 Yazaki Systems Technologies Gmbh Sicherungseinrichtung, Fahrzeug und Verfahren
US11717591B2 (en) 2018-11-29 2023-08-08 Better Vision Solutions LLC Methods for disinfecting contact lenses with a manganese-coated disc, and related contact lens treatment systems
JP7132197B2 (ja) * 2019-09-19 2022-09-06 株式会社東芝 保護回路、半導体装置及び方法
DE102019131533A1 (de) * 2019-11-21 2021-05-27 Lisa Dräxlmaier GmbH Elektronische Sicherung zur Absicherung einer elektrischen Leitung gegen thermische Überlast
CN111797461A (zh) * 2020-06-02 2020-10-20 一汽奔腾轿车有限公司 一种汽车线束用导线与熔断器的匹配设计方法
DE102020116339A1 (de) 2020-06-22 2021-12-23 Kiekert Aktiengesellschaft Verfahren zur Temperatur-Überwachung und -Steuerung bei elektrischen Kraftfahrzeug-Antriebs- und/oder -Bremseinheiten
CN112069747B (zh) * 2020-07-15 2022-10-18 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种可靠性线束系统电气性能建立方法及装置
WO2022038718A1 (ja) 2020-08-19 2022-02-24 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置
JP7533149B2 (ja) 2020-11-17 2024-08-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 給電制御装置
DE102021113107A1 (de) 2021-05-20 2022-11-24 Lisa Dräxlmaier GmbH Elektronischer Sicherungsschaltkreis
JP7425020B2 (ja) * 2021-06-11 2024-01-30 矢崎総業株式会社 電流検出装置及び電源装置
JP2023154472A (ja) 2022-04-07 2023-10-20 日立Astemo株式会社 車両制御装置及び過熱保護装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07222345A (ja) * 1994-02-02 1995-08-18 Tokyo Electric Power Co Inc:The 過電流継電器
JP2002238147A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Nissin Electric Co Ltd 温度演算形過負荷保護リレー
CN2788143Y (zh) * 2005-03-10 2006-06-14 西安兴汇电力科技有限公司 电力线路导线温度及负荷测量装置
US20070253132A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Yazaki Corporation Protection device for load circuits

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6192119A (ja) * 1984-10-11 1986-05-10 株式会社東芝 保護継電装置
JPS63204307A (ja) 1987-02-19 1988-08-24 Fanuc Ltd 過電流検出装置
JP3127768B2 (ja) * 1995-02-28 2001-01-29 日新電機株式会社 電線路の温度監視方法
JP3132378B2 (ja) * 1996-01-22 2001-02-05 日新電機株式会社 電線路の温度推定方法
JP3129182B2 (ja) * 1996-02-05 2001-01-29 日新電機株式会社 電線路監視制御方法
JP4142124B2 (ja) * 1996-06-20 2008-08-27 矢崎総業株式会社 車両用電源供給装置及び該装置における異常検出装置
JP3384522B2 (ja) 1996-07-30 2003-03-10 矢崎総業株式会社 スイッチング装置
JP3440785B2 (ja) 1997-11-05 2003-08-25 矢崎総業株式会社 車両用ワイヤハーネスの異常検出装置及び車両用警報装置
DE10257425A1 (de) 2002-12-09 2004-06-24 Delphi Technologies, Inc., Troy Einrichtung und Verfahren zum Schutz eines elektrischen Spannungsversorgungssystems
JP4624400B2 (ja) * 2007-11-19 2011-02-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用の電線保護方法および電線保護装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07222345A (ja) * 1994-02-02 1995-08-18 Tokyo Electric Power Co Inc:The 過電流継電器
JP2002238147A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Nissin Electric Co Ltd 温度演算形過負荷保護リレー
CN2788143Y (zh) * 2005-03-10 2006-06-14 西安兴汇电力科技有限公司 电力线路导线温度及负荷测量装置
US20070253132A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Yazaki Corporation Protection device for load circuits

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103250317A (zh) * 2010-12-06 2013-08-14 矢崎总业株式会社 用于负载电路的保护装置
US9293907B2 (en) 2010-12-06 2016-03-22 Yazaki Corporation Protective device for load circuit
US9377831B2 (en) 2010-12-09 2016-06-28 Yazaki Corporation Vehicle electric power distribution device
CN103260958A (zh) * 2010-12-09 2013-08-21 矢崎总业株式会社 车辆电力分配装置
CN103260958B (zh) * 2010-12-09 2015-11-25 矢崎总业株式会社 车辆电力分配装置
CN104247190A (zh) * 2012-04-24 2014-12-24 矢崎总业株式会社 切换电路保护器
CN105098708B (zh) * 2014-05-22 2018-04-17 住友电装株式会社 电线保护装置
CN105098708A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 住友电装株式会社 电线保护装置
CN105529676A (zh) * 2014-10-20 2016-04-27 英飞凌科技股份有限公司 电子熔断器
US9979180B2 (en) 2014-10-20 2018-05-22 Infineon Technologies Ag Electronic fuse
CN105529676B (zh) * 2014-10-20 2019-06-21 英飞凌科技股份有限公司 电子熔断器
CN108695819A (zh) * 2017-03-30 2018-10-23 英飞凌科技股份有限公司 电子保险丝电路和用于操作电子开关的方法
CN108695819B (zh) * 2017-03-30 2020-06-16 英飞凌科技股份有限公司 电子保险丝电路和用于操作电子开关的方法
US10868418B2 (en) 2017-03-30 2020-12-15 Infineon Technologies Ag Electronic switch for electronic fuse
CN109842094A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 安电株式会社 过流保护装置
CN109842094B (zh) * 2017-11-27 2021-11-02 株式会社电装电子 过流保护装置
CN113179070A (zh) * 2021-04-28 2021-07-27 联合汽车电子有限公司 一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统
CN115642567A (zh) * 2022-11-07 2023-01-24 黑龙江科技大学 一种电路电器保护方法、装置、设备及存储介质
CN115642567B (zh) * 2022-11-07 2024-04-05 黑龙江科技大学 一种电路电器保护方法、装置、设备及存储介质

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CN101861689B (zh) 2013-12-11

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