DE102015108009B4

DE102015108009B4 - Elektrodraht-Schutzeinrichtung

Info

Publication number: DE102015108009B4
Application number: DE102015108009.5A
Authority: DE
Inventors: Takahiro NAGAHAMA
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2019-11-28
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: JP2015223029A; US20150340855A1; CN105098708A; DE102015108009A1; JP6128055B2; CN105098708B; US9948085B2

Abstract

Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10), die dazu eingerichtet ist, mindestens einen Elektrodraht (51) von mehreren zu einem Elektrodrahtbündel (52) gebündelten Elektrodrähten (51, 51A bis 51D) zum Versorgen mehrerer Lasten (50, 50A bis 50D) mit Strom aus einer Stromquelle (Ba) zu schützen, und Folgendes aufweist:- einen Schalterabschnitt (31), der auf einem dem mindestens einen Elektrodraht (51) entsprechenden Stromflussweg von der Stromquelle bis zu einer Last (50) von den mehreren Lasten (50, 50A bis 50D) angeordnet ist, wobei der Schalterabschnitt (31) dazu eingerichtet ist, eine Stromversorgung dieser einen Last (50) ein- und auszuschalten;einen Stromerfassungsabschnitt (32), der zum Erfassen eines durch den Schalterabschnitt (31) fließenden Laststroms zu der einen Last (50) eingerichtet ist;- eine Berechnungsschaltung (22), die dazu eingerichtet ist, eine Temperaturzunahme des einen Elektrodrahts (51) gegenüber einer Anfangstemperatur zu einer Zeit, zu der eine Schätzung beginnt, auf Basis des erfassten Laststroms und einer thermischen Charakteristik des Elektrodrahts (51) zu berechnen und durch Addieren der Temperaturzunahme zu der Anfangstemperatur eine Temperatur des Elektrodrahts (51) abzuschätzen;- eine Schutzschaltung (21), die dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob die geschätzte Temperatur des einen Elektrodrahts (51) gleich oder höher als eine vorbestimmte obere Grenztemperatur ist, und den Schalterabschnitt (31) auszuschalten und eine Versorgung der einen Last (50) mit Strom aus der Stromquelle (Ba) auszusetzen, wenn bestimmt wird, dass die geschätzte Temperatur des einen Elektrodrahts (51) gleich oder höher als die vorbestimmte obere Grenztemperatur ist;- einen Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt (23, 40, 42), der dazu eingerichtet ist, der Berechnungsschaltung (22) Stromflussinformationen zuzuführen, die sich auf den Stromfluss zu einer anderen Last als der einen Last (50) beziehen,wobei die Berechnungsschaltung (22) dazu eingerichtet ist, die Anfangstemperatur um einen Korrekturwert zu korrigieren, der den Stromflussinformationen zu der Zeit entspricht, zu der die Schätzung beginnt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrodraht-Schutzeinrichtung und insbesondere eine Technik, die eine Temperatur eines Elektrodrahts auf Basis eines in einem Elektrodraht fließenden Stroms schätzt.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Herkömmlich ist es bekannt, eine Elektrodrahttemperatur auf Basis eines durch einen Elektrodraht fließenden Stroms zu schätzen; zum Beispiel wird in der japanischen Patentanmeldung JP 2007-295776A eine solche Technik gezeigt. Auf Basis eines in dem Elektrodraht fließenden Stroms ist es möglich, eine Zunahme oder Abnahme der Temperatur zu bestimmen und eine geschätzte Temperatur eines Leiters (Elektrodrahts) zu berechnen.
Das Dokument US 2013/0163138 A1 beschreibt ein Kabelschutzverfahren zum Schützen eines Kabels, das zur Zufuhr von elektrischer Leistung von einer Leistungsquelle an eine Last verwendet wird. Bei dem beschriebenen Kabelschutzverfahren wird die Temperatur mehrerer Kabel des Kabelbaums aus den in diesen Kabeln fließenden Strömen durch ein thermisches Modell berechnet, wobei eine Referenztemperatur am Anfang an Hand einer Messung festgelegt wird. Ferner wird bei Überschreiten einer Grenztemperatur der Stromfluss unterbrochen.
VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE
JP 2007-295776A ist ein Beispiel für verwandte Technik.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Im Falle eines einzelnen Elektrodrahts eignet sich die genannte offenbarte Technik zur Berechnung einer geschätzten Temperatur. Werden jedoch Elektrodrähte gebündelt und in einem Fahrzeug eingebaut, ist es möglich, dass eine Elektrodrahttemperatur nicht exakt bestimmt wird. Wenn nämlich Elektrodrähte gebündelt und eingebaut sind, kann die tatsächliche Temperatur eines Elektrodrahts aufgrund der Wärme der anderen Elektrodrähte höher als die geschätzte Temperatur sein. Infolgedessen kann die geschätzte Temperatur eine obere Grenze mit zeitlicher Verzögerung gegenüber der tatsächlichen Temperatur des Drahts erreichen. Eine solche Verzögerung kann zu unbeabsichtigtem Rauch oder Schäden an der Verkabelung führen.
Der Erfindung und ihren bevorzugten Ausführungsformen liegt als Aufgabe zu Grunde, eine Technik zu schaffen, bei der bei der Schätzung einer Temperatur eines vorbestimmten Elektrodrahts auch in einer Elektrodraht-Anordnungsstruktur, die ein Elektrodrahtbündel aufweist, die Zuverlässigkeit des Schutzes des Elektrodrahts beibehalten werden kann.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Die Aufgabe wird durch eine offenbarte Elektrodraht-Schutzeinrichtung gelöst, die mindestens einen Elektrodraht (Elektrokabel) in einem Elektrodrahtbündel (bzw. Kabelbündel) schützt, welches mehrere Elektrodrähte bündelt, die benutzt werden, um mehrere Lasten mit Strom aus einer Stromquelle zu versorgen. Sie ist versehen mit: einem Schalterabschnitt, der auf einem dem Elektrodraht entsprechenden Stromflussweg von der Stromquelle bis zu einer von den mehreren Lasten angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Stromversorgung der einen Last ein- und auszuschalten; einem Stromerfassungsabschnitt, der einen durch den Schalterabschnitt fließenden Laststrom zu der einen Last erfasst; einer Berechnungsschaltung, die eine Temperaturzunahme des Elektrodrahts gegenüber einer Anfangstemperatur zu einer Zeit, zu der eine Schätzung beginnt, auf Basis des erfassten Laststroms und einer thermischen Charakteristik (z.B. thermischen Kennlinie) des Elektrodrahts berechnet und durch Addieren der Temperaturzunahme zu der Anfangstemperatur eine Temperatur des Elektrodrahts schätzt (vorliegend kann „Schätzen einer Temperatur“ bedeuten, dass eine angenommene Temperatur bestimmt wird); einer Schutzschaltung, die bestimmt, ob eine geschätzte Temperatur des Elektrodrahts gleich oder höher als eine vorbestimmte obere Grenztemperatur ist, und den Schalterabschnitt ausschaltet und eine Versorgung der einen Last mit Strom aus der Stromquelle aussetzt, wenn bestimmt wird, dass die geschätzte Temperatur des Elektrodrahts gleich oder höher als die vorbestimmte obere Grenztemperatur ist; einem Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt, der der Berechnungsschaltung Stromflussinformationen zuführt, die sich auf den Stromfluss zu einer anderen Last als der einen Last beziehen (z. B. den Stromfluss angeben), wobei die Berechnungsschaltung die Anfangstemperatur um einen Korrekturwert korrigiert, der den Stromflussinformationen zu der Zeit entspricht, zu der die Schätzung beginnt.
Gemäß dieser Struktur erfolgt bei der Schätzung der Elektrodrahttemperatur eines Elektrodrahts, der der einen Last unter mehreren Lasten entspricht, eine Korrektur der Anfangstemperatur unter Berücksichtigung der Wärmeerzeugung aufgrund eines Stroms, der zu anderen Elektrodrähten als dem Elektrodraht, dessen Temperatur geschätzt wird, fließt. Dadurch werden bei der Elektrodraht-Anordnungsstruktur, die das Elektrodrahtbündel aufweist, selbst bei der Schätzung der Temperatur eines vorbestimmten Elektrodrahts Effekte aufgrund der anderen Elektrodrähte reduziert, und die Zuverlässigkeit des Schutzes des Elektrodrahts kann beibehalten werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Elektrodraht-Schutzeinrichtung kann der Stromerfassungsabschnitt für jede der Lasten angeordnet sein; der Stromerfassungsabschnitt, der einen Laststrom zu den anderen Lasten als der einen Last erfasst, kann den Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt bilden und der Berechnungsschaltung als Stromflussinformationen einen erfassten Laststrom zuführen; und die Berechnungsschaltung kann die Anfangstemperatur anhand einer Temperatur als Korrekturwert korrigieren, die einem von dem Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, erfassten Laststrom der anderen Lasten als der einen Last entspricht.
Gemäß dieser Struktur wird der Korrekturwert anhand des Laststroms bestimmt, der von dem Stromerfassungsabschnitt tatsächlich erfasst worden ist. Somit ist die Genauigkeit des Korrekturwerts hoch.
Bei der vorstehend beschriebenen Elektrodraht-Schutzeinrichtung kann der Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt der Berechnungsschaltung als Stromflussinformationen Informationen über das Vorhandensein von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last zuführen; und die Berechnungsschaltung kann die Anfangstemperatur entsprechend dem Vorhandensein von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last korrigieren.
Gemäß dieser Struktur kann der Korrekturwert bestimmt werden, ohne dass ein Laststromwert der anderen Lasten als der einen Last erfasst werden muss.
Außerdem können bei der vorstehend beschriebenen Elektrodraht-Schutzeinrichtung mehrere Schaltereingangs-Erfassungsschaltungen vorgesehen sein, die für die jeweiligen Lasten angeordnet sind und in Antwort auf eine Eingabe eines Ein-Signals eines externen Schalters ein Anweisungssignal an die Berechnungsschaltung ausgeben, das eine Anweisung gibt, den Stromfluss an die jeweiligen Lasten zu beginnen, sowie ein Speicherabschnitt, der als Stromflussinformationen über das Vorhandensein von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last einen konstanten Stromverbrauchswert der mehreren Lasten speichert. Die Berechnungsschaltung kann einen Laststrom der anderen Lasten als der einen Last, der zu der Zeit fließt, zu der die Schätzung beginnt, basierend auf dem Anweisungssignal und dem in dem Speicherabschnitt gespeicherten Stromverbrauchswert berechnen und die Anfangstemperatur anhand der dem berechneten Laststrom entsprechenden Temperatur als Korrekturwert korrigieren.
Gemäß dieser Struktur kann der Korrekturwert anhand des in dem Speicherabschnitt gespeicherten Stromverbrauchswerts jeder Last bestimmt werden, ohne dass Laststromwerte der anderen Lasten als der einen Last erfasst werden müssen.
Ferner kann bei der beschriebenen Elektrodraht-Schutzeinrichtung die Anfangstemperatur ausgehend von der Annahme gesetzt werden, dass es Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last gibt, und die Berechnungsschaltung kann den Korrekturwert von der Anfangstemperatur subtrahieren, um die Anfangstemperatur zu korrigieren.
Auch bei dieser Struktur, bei der der Korrekturwert von der Anfangstemperatur subtrahiert wird, werden bei der Schätzung der Temperatur eines Elektrodrahts für eine Last aus mehreren Lasten Effekte aufgrund anderer Elektrodrähte reduziert, und die Zuverlässigkeit des Schutzes des Elektrodrahts kann beibehalten werden.
Zusätzlich dazu kann bei der vorstehend beschriebenen Elektrodraht-Schutzeinrichtung ein Temperaturerfassungsabschnitt vorgesehen sein, der eine Umgebungstemperatur in der Umgebung der Elektrodraht-Schutzeinrichtung erfasst, wobei die Berechnungsschaltung die Temperatur des Elektrodrahts anhand der Umgebungstemperatur als Anfangstemperatur schätzt und den Korrekturwert zu der Umgebungstemperatur addieren kann, um die Anfangstemperatur zu korrigieren.
Gemäß dieser Struktur kann die der Umgebungstemperatur entsprechende Elektrodrahttemperatur anhand der Umgebungstemperatur als Anfangstemperatur geschätzt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Elektrodraht-Schutzeinrichtung kann der Stromerfassungsabschnitt den Laststrom zu der einen Last, der durch den Schalterabschnitt fließt, jede vorbestimmte Zeit (also in regelmäßgen Zeitabständen) erfassen; die Berechnungsschaltung kann eine Zunahme der Temperatur gegenüber der Anfangstemperatur auf Basis einer Wärmeerzeugungscharakteristik (z.B. Wärmeerzeugungskennlinie) und einer Wärmeabstrahlungscharakteristik (z.B. Wärmeabstrahlungskennlinie) des Elektrodrahts innerhalb der vorbestimmten Zeit aufgrund des erfassten Laststroms berechnen und durch Addieren der Temperaturzunahme des Elektrodrahts zu der Anfangstemperatur eine Temperatur des Elektrodrahts schätzen. Wenn die Schutzschaltung bestimmt, dass die Temperatur des Elektrodrahts, die geschätzt wurde, nicht gleich oder höher als die vorbestimmte obere Grenztemperatur ist, kann die Berechnungsschaltung eine Zunahme der Temperatur gegenüber der Anfangstemperatur unter Verwendung dieser Temperaturzunahme auf Basis einer Wärmeerzeugungscharakteristik und einer Wärmeabstrahlungscharakteristik des einen Elektrodrahts zu der bestimmten Zeit aufgrund des Laststroms berechnen, der neu erfasst worden ist, und die Temperatur des einen Elektrodrahts durch Addieren der neuen Temperaturzunahme zu der Anfangstemperatur erneut schätzen. Die Berechnungsschaltung kann die Temperaturzunahme des Elektrodrahts auf Basis der Wärmeerzeugungscharakteristik und der Wärmeabstrahlungscharakteristik des Elektrodrahts innerhalb der vorbestimmten Zeit nach folgender Beziehungsgleichung berechnen: $\begin{matrix} Δ Tw (n) = Δ Tw (n - 1) \times exp (- Δ t / τ w) + \\ Rthw \times Rw (n - 1) \times I {(n - 1)}^{2} \times (1 - exp (- Δ t / τ w)) \end{matrix}$
Hierbei ist eine Referenztemperatur (bzw. Standardtemperatur) die Anfangstemperatur und ein Wert von ΔTw (0) der Korrekturwert und:

I (n):: erfasster Laststromwert (A) zur Zeit der n-ten Erfassung, wobei n eine Ganzzahl von 1 oder höher ist;
ΔTw (n):: Temperaturzunahme (°C) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung;
Rw (n) = Rw (0) × (1 + _KW × (Tw - To)):: Widerstand (Ω) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung;
Rw (0):: Widerstand (Ω) des Elektrodrahts bei der Referenztemperatur To;
Rthw:: Wärmewiderstand (°C/W) des Elektrodrahts;
τw:: Zeitkonstante (s) der Wärmeabstrahlung des Elektrodrahts;
κw:: Temperaturkoeffizient (/°C) des elektrischen Widerstands des Elektrodrahts;
Δt:: vorbestimmte Zeit (s) und
Tw = Referenztemperatur + ΔTw (n):: Temperatur (°C) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung.

Gemäß dieser Struktur kann bei einer Elektrodraht-Anordnungsstruktur, die ein Elektrodrahtbündel aufweist, bei der Schätzung der Temperatur eines vorbestimmten Elektrodrahts unter Anwendung der vorstehenden Beziehungsgleichung die Temperatur des vorbestimmten Elektrodrahts auf geeignete Weise geschätzt werden, indem die Anfangstemperatur in der vorstehenden Beziehungsgleichung um ΔTw (0) korrigiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann bei einer Elektrodraht-Anordnungsstruktur, die ein Elektrodrahtbündel aufweist, auch bei Schätzung der Temperatur eines vorbestimmten Elektrodrahts die Zuverlässigkeit des Schutzes des Elektrodrahts beibehalten werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Stromversorgungssystems, welches eine Elektrodraht-Schutzeinrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst.
2 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Elektrodrahtbündel zeigt.
3 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Elektrodraht-Schutzeinrichtung gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine Tabelle, die die Beziehung zwischen einer Last, einem Laststrom und einer addierten Temperatur zeigt.
5 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen einem gesamten Laststrom und einer Korrekturtemperatur (ΔTw(0)) zeigt.
6 ist ein Schaubild, das die Änderungen verschiedener Elektrodrahttemperaturen zeigt.
7 ist eine Tabelle, die die Beziehung zwischen einer Last, dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Stromfluss und einer addierten Temperatur zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
<Ausführungsform>
Anhand der 1 bis 6 wird eine Ausführungsform erläutert, die einen Aspekt dieser Erfindung betrifft.
Schaltungsstruktur
Wie in 1 gezeigt ist, ist zwischen einer Stromquelle Ba und mehreren Lasten (50, 50A bis 50D) eine Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 angeordnet. Die Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 schützt einen Elektrodraht 51, der einer Last 50 aus den mehreren Lasten entspricht und zur Versorgung der Last 50 mit Strom aus der Stromquelle Ba benutzt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 im Allgemeinen einen Elektrodraht-Schutzabschnitt 20, mehrere Halbleiterschalterschaltungen (Schalterabschnitte) 30, mehrere Schaltereingangs-Erfassungsschaltungen 40, einen Umgebungstemperaturfühler (Temperaturerfassungsabschnitt) 41 und einen ROM 42. Die Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 ist auf einer Leiterplatte 11 ausgebildet.
Zusätzlich zeigt diese Ausführungsform ein Beispiel, bei dem die Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 innerhalb eines Motorraums eines Fahrzeugs angeordnet ist. Ein Beispiel ist gezeigt, bei dem die Stromquelle Ba eine Batterie ist, und bei dem als Last 50 zum Beispiel ein Scheinwerfer für ein Fernlicht von der Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 über den Elektrodraht 51 angesteuert und geregelt wird. Weiterhin kann es sich bei der Last 50A um einen Scheinwerfer für ein Abblendlicht, bei der Last 50B um eine Heckscheibenheizung, bei der Last 50C um Audioausrüstung und bei der Last 50D um einen Nebelscheinwerfer handeln (siehe 4). Die jeweiligen Lasten (50, 50A bis 50D) sind über die entsprechenden Elektrodrähte 51, 51A bis 51D und die zugehörigen Halbleiterschalterschaltungen 30 mit dem Elektrodraht-Schutzabschnitt 20 verbunden. Außerdem sind die Lasten nicht auf die genannten beschränkt, und die Schalterabschnitte sind nicht auf Halbleiterschalterschaltungen beschränkt. Wie in 1 gezeigt ist, kann es sich bei ihnen auch um mechanische Schalter 35 wie etwa Relais mit mechanischem Kontaktpunkt handeln. Im Weiteren besteht keine Notwendigkeit, die Lasten näher zu unterscheiden, und es werden allgemein die Begriffe „Lasten 50“ und „Elektrodrähte 51“ verwendet.
Außerdem umfassen bei dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, die Elektrodrähte (51, 51A bis 51D) ein Elektrodrahtbündel (ein Beispiel für ein Elektrodrahtbündel) 52, in welchem die Elektrodrähte gebündelt sind, und das Elektrodrahtbündel 52 ist zum Beispiel mit einem Band 53 umhüllt. Die Elektrodrähte (51, 51A bis 51D) sind mit der Leiterplatte 11 bzw. der Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 zum Beispiel über mehrere Verbinder (K1 bis K3) verbunden.
Ferner liegt in 1 eine Batteriespannung Vb direkt an den Halbleiterschalterschaltungen 30 an. Jedoch wird die Batteriespannung Vb über einen Spannungswandler (nicht abgebildet) in eine vorbestimmte Spannung gewandelt und an den Elektrodraht-Schutzabschnitt 20 und die Schaltereingangs-Erfassungsschaltungen 40 angelegt.
Außerdem ist die erfindungsgemäße Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 nicht auf diese Ausführungsform eingeschränkt, sondern die Erfindung ist auf jede Einrichtung anwendbar, die eine oder mehrere Lasten mit Strom versorgt und mit mehreren Elektrodrähte versehen ist, welche ein Elektrodrahtbündel umfassen. Außerdem ist die Last bzw. sind die Lasten nicht auf einen Motor beschränkt.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 jeder einzelne Abschnitt der Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 näher beschrieben. Weiterhin zeigt 3 lediglich jeweils eine Komponente, wobei tatsächlich jeweils mehrere Komponenten in der Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 vorgesehen sind. Genauer gesagt sind eine Stromerfassungsschaltung (ein Beispiel für einen Stromerfassungsabschnitt und einen Stromflussinformations-Versorgungsabschnitt) 23, eine Halbleiterschalterschaltung 30 und eine Schaltereingangs-Erfassungsschaltung 40, die in 3 gezeigt sind, separat für jede Last 50 angeordnet. Bei Verwendung dieser Struktur schützt die Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 mindestens einen Elektrodraht eines Elektrodrahtbündels. Ferner ist dies nicht hierauf beschränkt, sondern die Stromerfassungsschaltung 23 und die Schaltereingangs-Erfassungsschaltung 40 kann als eine Einheit ausgebildet sein und den jeweiligen Lasten 50 entsprechen.
Die Schaltereingangs-Erfassungsschaltung 40 ist mit dem Eingangsschalter SW verbunden. Wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet wird, empfängt die Schaltereingangs-Erfassungsschaltung 40 ein Eingangssignal Sin, das eine Anweisung gibt, den Stromfluss zu der Last 50 zu beginnen, und erzeugt ein Stromfluss-Anweisungssignal (ein Beispiel für Stromflussinformationen) Stn. Das heißt, bei dieser Ausführungsform wird der Stromfluss zu der Last 50 dadurch angewiesen, dass der Eingangsschalter SW eingeschaltet wird.
Weiterhin empfängt die Schaltereingangs-Erfassungsschaltung 40 das Eingangssignal Sin, das eine Anweisung zum Beenden des Stromflusses zu der Last 50 gibt, wenn der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird.
Die Halbleiterschalterschaltung 30 ist zwischen der Batterie Ba und dem Stromflussweg 51 angeordnet und schaltet in Reaktion auf ein Stromfluss-Steuersignal Scn von dem Elektrodraht-Schutzabschnitt 20 zwischen Stromfluss und keinem Stromfluss von der Batterie Ba zu der Last 50 um. Hierbei ist die Halbleiterschalterschaltung 30 als Halbleiterschalter ausgebildet und weist 1. einen Hauptschalter 31 auf, der die Last 50 mit Strom versorgt, und 2. einen Fühlertransistor (Stromerfassungsabschnitt) 32, der einen Laststrom I erfasst. Zum Beispiel sind, wie in 3 gezeigt, der Hauptschalter 31 und der Fühlertransistor 32 jeweils durch einen n-Kanal-FET (Feldeffekttransistor) ausgebildet.
Der Elektrodraht-Schutzabschnitt 20 weist eine Stromflussregelschaltung 21, eine Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22, die Stromerfassungsschaltung 23 und einen Umgebungstemperaturfühler 24 auf. In Reaktion auf das Stromflussanweisungssignal Stn wird Stromfluss in der Schalterschaltung 30 zugelassen, und wenn die Temperatur (im Weiteren als „Elektrodrahttemperatur“ bezeichnet) Tw des Elektrodrahts 51 einen vorbestimmten oberen Grenzwert Tsm erreicht, wird der Stromfluss in der Schalterschaltung 30 unterbunden und somit der Stromflussweg 51 geschützt.
Der Stromerfassungsabschnitt umfasst die Stromerfassungsschaltung 23 und den Fühlertransistor 32 und erfasst den Laststrom I, der über die Schalterschaltung 30 zu dem Elektrodraht 51 fließt. Die Stromerfassungsschaltung 23 wandelt einen von dem Fühlertransistor 32 erfassten Messstrom anhand eines vorbestimmten Faktors in den Laststrom I um. Informationen über den Laststrom I werden der Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 bereitgestellt.
Der Umgebungstemperaturfühler (ein Beispiel für den Temperaturerfassungsabschnitt) 24 ist zum Beispiel in der Umgebung der Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 angeordnet und erfasst hier zum Beispiel eine Umgebungstemperatur Ta eines Motorraums eines Fahrzeugs. Informationen über die erfasste Umgebungstemperatur Ta werden der Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 bereitgestellt. Außerdem ist die Umgebungstemperatur Ta nicht auf die Temperatur des Motorraums beschränkt.
Die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung (ein Beispiel für die Berechnungsschaltung) 22 berechnet eine Temperaturzunahme ΔTw des Elektrodrahts 51 gegenüber der Anfangstemperatur (Referenztemperatur) To zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, auf Basis einer thermischen Charakteristik des Elektrodrahts und des von der Stromerfassungsschaltung 23 erfassten Laststroms und schätzt die Elektrodrahttemperatur Tw durch Addieren der Temperaturzunahme ΔTw zu der Anfangstemperatur. Hierbei ist die Anfangstemperatur To zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, zum Beispiel die Umgebungstemperatur (ein Beispiel für die „Anfangstemperatur“) Ta, die von dem Umgebungstemperatursensor 41 zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, erfasst wurde.
Außerdem berechnet bei dieser Ausführungsform die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 eine Temperaturzunahme ΔTw des Elektrodrahts 51 von der Anfangstemperatur (Referenztemperatur) To zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, aufgrund des Laststroms I auf Basis einer Wärmeerzeugungscharakteristik und einer Wärmeabstrahlungscharakteristik des Elektrodrahts 51. Das heißt, die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 berechnet die Temperaturzunahme ΔTw des Elektrodrahts gegenüber der Umgebungstemperatur Ta auf Basis der Differenz zwischen der Wärmeerzeugung des Elektrodrahts 51 aufgrund des Laststroms I und der Wärmeabstrahlung des Elektrodrahts 51 und nutzt diese für die Schätzung. Außerdem addiert die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 die berechnete Temperaturzunahme ΔTw des Elektrodrahts zu der Umgebungstemperatur Ta und berechnet so die Temperatur Tw des Elektrodrahts. Die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 stellt der Stromflussregelschaltung 21 die Informationen über die berechnete Temperaturzunahme ΔTw des Elektrodrahts und die Elektrodrahttemperatur Tw bereit. Ferner ist die Anfangstemperatur nicht auf die Umgebungstemperatur zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, beschränkt.
Hier tastet zum Beispiel die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 den Laststrom I jede vorbestimmte Zeit Δt ab und setzt den Wert des jeweiligen Laststroms I in die folgende Gleichung (1) ein und berechnet die Temperaturzunahme ΔTw des Elektrodrahts. $\begin{matrix} Δ Tw (n) = Δ Tw (n - 1) \times exp (- Δ t / τ w) + \\ Rthw \times Rw (n - 1) \times I {(n - 1)}^{2} \times (1 - exp (- Δ t / τ w)) \end{matrix}$
Hierbei ist:

I (n):: erfasster Laststromwert (A) zur Zeit der n-ten Erfassung, wobei n eine Ganzzahl von 1 oder höher ist;
ΔTw (n):: Temperaturzunahme (°C) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung;
Rw (n) = Rw (0) × (1 + _KW × (Tw - To)):: Widerstand (Ω) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung;
Rw (0):: Widerstand (Ω) des Elektrodrahts bei der Referenztemperatur (Anfangstemperatur) To;
Rthw:: Wärmewiderstand (°C/W) des Elektrodrahts;
τw:: Zeitkonstante (s) der Wärmeabstrahlung des Elektrodrahts;
κw:: Temperaturkoeffizient (/°C) des elektrischen Widerstands des Elektrodrahts;
Δt:: vorbestimmte Zeit (s) und
Tw = Referenztemperatur (Anfangstemperatur) + ΔTw (n):: Temperatur (°C) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung.

Dabei zeigt in Gleichung (1) der erste Term ohne den Laststrom I die Wärmeabstrahlung des Elektrodrahts 51 und der zweite Term mit dem Laststrom I die Wärmeerzeugung des Elektrodrahts 51 durch den Laststrom I an. Das heißt: Wenn der Stromfluss zu der Last 50 abgeschaltet ist und kein Laststrom I vorliegt, wird die Elektrodrahttemperatur Tw durch die Wärmeabstrahlung des Elektrodrahts 51 bestimmt.
Ferner korrigiert, wie später erwähnt wird, bei der Schätzung der Elektrodrahttemperatur Tw die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 die Umgebungstemperatur Ta (die Anfangstemperatur) anhand eines Korrekturwerts, bei dem es sich um die Temperatur handelt, die zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, dem Laststrom der anderen als der einen Last, zu der Strom fließt, entspricht. Bei dieser Ausführungsform wird der Korrekturwert als Wert von ΔTw (0) angenommen, d. h. ein Anfangswert der Temperaturzunahme des Elektrodrahts. Somit ist bei dieser Ausführungsform die Anfangstemperatur To beschrieben als: $Anfangstemperatur To = Umgebungstemperatur Ta + Δ Tw (0)$
Zu dieser Zeit wird der Wert von ΔTw (0), der normalerweise null ist, auf einen vorbestimmten Temperaturwert geändert.
Die Stromflussregelschaltung (ein Beispiel für die „Schutzschaltung“) 21 regelt den Stromfluss bzw. das Nichtvorhandensein von Stromfluss der Halbleiterschalterschaltung 30 in Reaktion auf das Stromflussanweisungssignal Stn von der Schaltereingangs-Erfassungsschaltung 40 und unterbindet den Stromfluss in der Schalterschaltung 30, wenn die Elektrodrahttemperatur Tw des einen vorbestimmten oberen Grenzwert Tsm erreicht. Hierbei ist der obere Grenzwert Tsm für die Elektrodrahttemperatur Tw eine Rauchtemperatur des Elektrodrahts. Das heißt, wenn die Elektrodrahttemperatur Tw die Rauchtemperatur Tsm des Elektrodrahts erreicht, schaltet die Stromflussregelschaltung 21 den Hauptschalter 31 der Schalterschaltung 30 aus und unterbindet den Stromfluss zu der Last 50, um den Elektrodraht 51 zu schützen.
Korrektur der Anfangstemperatur (Umgebungstemperatur)
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 die Korrektur der Anfangstemperatur To (Umgebungstemperatur Ta) erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird beim Schätzen der Temperatur Tw eines Elektrodrahts aus mehreren Elektrodrähten (51, 51A bis 51D), d. h. hier beim Schätzen der Elektrodrahttemperatur Tw des Elektrodrahts 51 für den Fernlicht-Scheinwerfer, die Wärmeerzeugung aufgrund eines Stroms berücksichtigt, der zu den anderen Elektrodrähten (51A bis 51D) fließt. Genauer gesagt wird gemäß Gleichung (2) die Anfangstemperatur To anhand des Stroms korrigiert, der zu den anderen Elektrodrähten (51A bis 51D) fließt.
Zu dieser Zeit korrigiert die Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung 22 die Anfangstemperatur To anhand einer Temperatur (addierten Temperatur) (ΔTw (0)) als Korrekturwert, die dem Laststrom I (einem Beispiel für Stromflussinformationen) entspricht, welcher von jeder Stromerfassungsschaltung 23 zu der Zeit erfasst wird, zu der die Schätzung beginnt. Wenn zum Beispiel zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, der Abblendlicht-Scheinwerfer als Last 50A und die Heckscheibenheizung als Last 50B eingeschaltet werden, wird, wie in 4 gezeigt, der erfasste Stromwert des Abblendlicht-Scheinwerfers zu 5 A, und der erfasste Stromwert der Heckscheibenheizung wird zu 20 A. Die Temperaturen (addierten Temperaturen), die den jeweiligen erfassten Stromwerten entsprechen, sind zum Beispiel 5 °C bzw. 20 °C. Somit ist in diesem Fall ΔTw (0) = 25 °C. Außerdem werden die jeweiligen addierten Temperaturen, die den jeweiligen erfassten Stromwerten aus 4 entsprechen, durch Temperaturmessungen oder dergleichen an den jeweiligen Elektrodrähten des Elektrodrahtbündels 52 experimentell im Voraus bestimmt und im ROM 42 gespeichert.
Wenn die Umgebungstemperatur Ta zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, 40 °C ist, werden gemäß Gleichung (2) 25 °C zu der Anfangstemperatur To von 40 °C addiert, was 65 °C ergibt (siehe 5). Ferner kann die durch die gerade Linie in 5 angegebene Zuordnung, die die Beziehung zwischen einem Gesamtstromwert ΣI der anderen Lasten und dem Korrekturwert (ΔTw (0)) der Anfangstemperatur To beschreibt, beispielsweise als Daten in dem ROM 43 gespeichert sein, und die Berechnungsschaltung kann die Anfangstemperatur To unter Bezugnahme auf die Zuordnung korrigieren. In diesem Fall kann die Zeit zum Korrigieren der Anfangstemperatur To reduziert werden.
Das heißt, dass, wie in 6 gezeigt, zur Zeit t0 die Schätzung der Elektrodrahttemperatur Tw des Elektrodrahts 51 für den Fernlicht-Scheinwerfer beginnt und die Anfangstemperatur To korrigiert wird. Wenn daraufhin, wie durch die durchgezogene Linie in 6 gezeigt, die geschätzte Elektrodrahttemperatur Tw zur Zeit t1 die Rauchtemperatur des Elektrodrahts (ein Beispiel für eine „vorgegebene obere Grenztemperatur“) Tsm erreicht, schaltet die Stromflussregelschaltung 21 den Hauptschalter 31 der Halbleiterschalterschaltung 30 aus und unterbindet den Stromfluss zum Fernlicht-Scheinwerfer, der die Last 50 ist, um den Elektrodraht 51 zu schützen. Somit kann die geschätzte Elektrodrahttemperatur Tw, wenn die Anfangstemperatur To korrigiert ist, die Rauchtemperatur Tsm des Elektrodrahts früher als zur Zeit t2 erreichen, zu der die tatsächliche Temperatur des Elektrodrahts 51, die durch die Strich-Punkt-Punkt-Linie in 6 gezeigt ist, die Rauchtemperatur Tsm des Elektrodrahts erreicht.
Falls unterdessen die Anfangstemperatur To nicht korrigiert wird, wie durch die Strich-Punkt-Linie in 6 gezeigt ist, erreicht die geschätzte Elektrodrahttemperatur Tw die Rauchtemperatur Tsm des Elektrodrahts zur Zeit t3. Diese Zeit ist später als die Zeit t2, zu welcher die tatsächliche Temperatur des Elektrodrahts 51 die Rauchtemperatur Tsm des Elektrodrahts erreicht.
Effekte dieser Ausführungsform
Bei dieser Ausführungsform wird bei der Schätzung der Temperatur Tw des Elektrodrahts 51 für den Fernlicht-Scheinwerfer die Anfangstemperatur To unter Berücksichtigung der Wärmeerzeugung aufgrund eines Stroms korrigiert, der zu anderen Elektrodrähten (51A bis 51D) fließt. Dadurch werden bei der Elektrodraht-Anordnungsstruktur, die das Elektrodrahtbündel 52 aufweist, selbst bei der Schätzung der Temperatur eines vorbestimmten Elektrodrahts Effekte aufgrund der anderen Elektrodrähte reduziert, und die Zuverlässigkeit des Schutzes des Elektrodrahts kann beibehalten werden.
<Weitere Ausführungsform>
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend anhand der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen erläuterte Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel sind auch die folgenden Ausführungsformen und dergleichen in den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung aufgenommen.
(1) Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde ein Beispiel gezeigt, bei welchem zum Korrigieren der Anfangstemperator To um eine Korrektur von (ΔTw (0)) ein Laststrom von anderen Lasten als der einen Last benutzt wurde, der von der Stromerfassungsschaltung 23 erfasst wurde, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Ein Korrekturwert für die Anfangstemperatur To kann auch auf Basis des Vorhandenseins von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last bestimmt werden. Zum Beispiel wird, wie in 7 gezeigt ist, eine Zuordnung, die die Beziehung zwischen dem Vorhandensein von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last und einem Korrekturwert beschreibt, in dem ROM 42 gespeichert. Dann erfasst jede Schaltereingangs-Erfassungsschaltung (ein Beispiel für einen Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt) 40 das Vorhandensein von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last anhand des Eingangssignals Sin von den einzelnen Schaltern und führt der Berechnungseinheit 22 mittels des Stromfluss-Anweisungssignals (ein Beispiel für Stromflussinformationen) Stn Informationen über das Vorhandensein von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last zu. Des Weiteren ist es auch akzeptabel, wenn die Berechnungsschaltung 22 eine addierte Temperatur (Korrekturwert) unter Bezugnahme auf die in 7 gezeigte Zuordnung bestimmt und die Anfangstemperatur To entsprechend korrigiert. In diesem Fall kann der Korrekturwert anhand des Vorhandenseins von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last bestimmt werden, ohne dass der Laststrom der anderen Lasten als der einen Last erfasst werden muss.
Weiterhin sind bei der Bestimmung des Korrekturwerts anhand des Vorhandenseins von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last die Stromwerte (Stromverbrauchswerte) der mehreren anderen Lasten als der einen Last, wie in 4 gezeigt, als Konstanten definiert und in dem ROM (einem Beispiel für den Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt) 42 gespeichert. Außerdem kann die Berechnungsschaltung 22 einen Laststrom (Gesamtstromwert ΣI) der anderen Lasten als der einen Last zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, auf Basis 1. eines Anweisungssignals (ein Beispiel für Stromflussinformationen) Stn von jeder Schaltereingangs-Erfassungsschaltung (ein Beispiel für den Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt) und 2. eines in dem ROM 42 gespeicherten Stromverbrauchswerts (ein Beispiel für die Stromflussinformationen) berechnen und die Temperatur, die dem berechneten Laststrom ΣI entspricht, als Korrekturwert (ΔTw (0)) benutzen. Auch in diesem Fall, wo der Laststrom der anderen Lasten als der einen Last nicht erfasst wird, kann auf Basis des Anweisungssignals Stn und des Stromverbrauchswerts, oder anders ausgedrückt, auf Basis des Vorhandenseins von Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last, ein Korrekturwert bestimmt werden.
(2) Bei der vorstehend beschrieben Ausführungsform wurde ein Beispiel gezeigt, bei welchem die Anfangstemperatur To die Umgebungstemperatur Ta war und ein Korrekturwert zu der Umgebungstemperatur Ta addiert wurde, die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Anfangstemperatur To kann ausgehend von der Annahme gewählt werden, dass es Stromfluss zu den anderen Lasten als der einen Last gibt, und die Berechnungsschaltung 22 kann den Korrekturwert von der Anfangstemperatur To subtrahieren, wenn die Anfangstemperatur To korrigiert wird. Auch in diesem Fall werden, wenn eine Elektrodrahttemperatur eines Elektrodrahts, der einer Last aus mehreren Lasten entspricht, geschätzt wird, Effekte aufgrund anderer Elektrodrähte reduziert, und die Zuverlässigkeit des Schutzes des Elektrodrahts kann beibehalten werden.
(3) Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde ein Beispiel gezeigt, bei dem der Stromerfassungsabschnitt durch die Stromerfassungsschaltung 23 und den Fühlertransistor 32 gebildet wurde, doch die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Ein Laststrom kann zum Beispiel mittels eines Nebenschlusswiderstands erfasst werden. Alternativ dazu kann sie anhand einer Drain-Source-Spannung Vds eines Hauptschalters (n-Kanal-FET) erfasst werden.
(4) Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde ein Beispiel gezeigt, bei dem jede Schaltung der Elektrodraht-Schutzeinrichtung 10 durch eine einzelne Schaltung gebildet ist, doch die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel können der Elektrodraht-Schutzabschnitt 20 und die Schaltereingangs-Erfassungsschaltung 40 durch einen ASIC (anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) gebildet werden.
Bezugszeichenliste

10: Elektrodraht-Schutzeinrichtung
11: Leiterplatte
21: Stromflussregelschaltung (Schutzschaltung)
22: Elektrodrahttemperatur-Berechnungsschaltung (Berechnungsschaltung)
23: Elektrische Erfassungsschaltung (Stromerfassungsabschnitt)
30: Halbleiterschalterschaltung (Schalterabschnitt)
31: Hauptschalter (Schalterabschnitt)
32: Fühlertransistor (Stromerfassungsabschnitt)
41: Umgebungstemperaturfühler (Temperaturerfassungsabschnitt)
42: ROM (Speicherabschnitt)
50: Scheinwerfer Hl (Last)
51: Elektrodrähte
52: Elektrodrahtbündel
I: Laststrom
Ta: Umgebungstemperatur
To: Anfangstemperatur
Tsm: Rauchtemperatur (obere Grenztemperatur) des Elektrodrahts
Tw: Elektrodrahttemperatur
ΔTw: Temperaturzunahme des Elektrodrahts
ΔTw (0): Anfangswert der Temperaturzunahme des Elektrodrahts

Claims

Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10), die dazu eingerichtet ist, mindestens einen Elektrodraht (51) von mehreren zu einem Elektrodrahtbündel (52) gebündelten Elektrodrähten (51, 51A bis 51D) zum Versorgen mehrerer Lasten (50, 50A bis 50D) mit Strom aus einer Stromquelle (Ba) zu schützen, und Folgendes aufweist: - einen Schalterabschnitt (31), der auf einem dem mindestens einen Elektrodraht (51) entsprechenden Stromflussweg von der Stromquelle bis zu einer Last (50) von den mehreren Lasten (50, 50A bis 50D) angeordnet ist, wobei der Schalterabschnitt (31) dazu eingerichtet ist, eine Stromversorgung dieser einen Last (50) ein- und auszuschalten; einen Stromerfassungsabschnitt (32), der zum Erfassen eines durch den Schalterabschnitt (31) fließenden Laststroms zu der einen Last (50) eingerichtet ist; - eine Berechnungsschaltung (22), die dazu eingerichtet ist, eine Temperaturzunahme des einen Elektrodrahts (51) gegenüber einer Anfangstemperatur zu einer Zeit, zu der eine Schätzung beginnt, auf Basis des erfassten Laststroms und einer thermischen Charakteristik des Elektrodrahts (51) zu berechnen und durch Addieren der Temperaturzunahme zu der Anfangstemperatur eine Temperatur des Elektrodrahts (51) abzuschätzen; - eine Schutzschaltung (21), die dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, ob die geschätzte Temperatur des einen Elektrodrahts (51) gleich oder höher als eine vorbestimmte obere Grenztemperatur ist, und den Schalterabschnitt (31) auszuschalten und eine Versorgung der einen Last (50) mit Strom aus der Stromquelle (Ba) auszusetzen, wenn bestimmt wird, dass die geschätzte Temperatur des einen Elektrodrahts (51) gleich oder höher als die vorbestimmte obere Grenztemperatur ist; - einen Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt (23, 40, 42), der dazu eingerichtet ist, der Berechnungsschaltung (22) Stromflussinformationen zuzuführen, die sich auf den Stromfluss zu einer anderen Last als der einen Last (50) beziehen, wobei die Berechnungsschaltung (22) dazu eingerichtet ist, die Anfangstemperatur um einen Korrekturwert zu korrigieren, der den Stromflussinformationen zu der Zeit entspricht, zu der die Schätzung beginnt.
Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei: der Stromerfassungsabschnitt (32) für jede Last (50, 50A bis 50D) vorgesehen ist; einer der Stromerfassungsabschnitte (32), der einen Laststrom zu einer anderen Last als der einen Last (50) erfasst, den Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt (23, 40, 42) bildet und der Berechnungsschaltung (22) als Stromflussinformationen einen erfassten Laststrom zuführt; und die Berechnungsschaltung (22) die Anfangstemperatur unter Verwendung einer addierten Temperatur als Korrekturwert korrigiert, die einem von dem Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt (23, 40, 42) zu der Zeit, zu der die Schätzung beginnt, erfassten Laststrom einer anderen Last als der einen Last (50) entspricht.
Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: der Stromflussinformations-Zufuhrabschnitt (23, 40, 42) der Berechnungsschaltung (22) als Stromflussinformationen Informationen über das Vorhandensein von Stromfluss zu der anderen Last als der einen Last (50) zuführt; und die Berechnungsschaltung (22) die Anfangstemperatur entsprechend dem Vorhandensein von Stromfluss zu der anderen Last als der einen Last (50) korrigiert.
Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10) nach Anspruch 3, die ferner aufweist: - mehrere Schaltereingangs-Erfassungsschaltungen (40), die für die mehreren anderen Lasten (50, 50A bis 50D) als die eine Last (50) angeordnet sind und in Antwort auf eine Eingabe eines Ein-Signals eines externen Schalters ein Anweisungssignal (Stn) an die Berechnungsschaltung (22) ausgeben, das eine Anweisung gibt, den Stromfluss an die mehreren anderen Lasten (50, 50A bis 50D) als der einen Last (50) zu beginnen, und - einen Speicherabschnitt (42), der als Stromflussinformationen einen konstanten Stromverbrauchswert für die mehreren anderen Lasten (50, 50A bis 50D) als der einen Last (50) speichert, wobei die Berechnungsschaltung (22) einen Laststrom einer anderen Last als der einen Last (50), der zu der Zeit fließt, zu der die Schätzung beginnt, basierend auf dem Anweisungssignal und dem in dem Speicherabschnitt (42) gespeicherten Stromverbrauchswert berechnet und die Anfangstemperatur anhand der dem berechneten Laststrom entsprechenden Temperatur als Korrekturwert korrigiert.
Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei: - die Anfangstemperatur ausgehend von der Annahme gesetzt wird, dass es Stromfluss zu der anderen Last als der einen Last (50) gibt; und - die Berechnungsschaltung (22) den Korrekturwert von der Anfangstemperatur subtrahiert, um die Anfangstemperatur zu korrigieren.
Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner aufweist: - einen Temperaturerfassungsabschnitt (41), der eine Umgebungstemperatur in einer Umgebung der Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10) erfasst, wobei die Berechnungsschaltung (22) die Temperatur des einen Elektrodrahts (51) anhand der Umgebungstemperatur als Anfangstemperatur schätzt und den Korrekturwert zu der Umgebungstemperatur addiert, um die Anfangstemperatur zu korrigieren.
Elektrodraht-Schutzeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: - der Stromerfassungsabschnitt (32) den Laststrom zu der einen Last (50), der durch den Schalterabschnitt (31) fließt, zu jeder vorbestimmten Zeit erfasst; - die Berechnungsschaltung (22) eine Zunahme der Temperatur gegenüber der Anfangstemperatur auf Basis einer Wärmeerzeugungscharakteristik und einer Wärmeabstrahlungscharakteristik des einen Elektrodrahts (51) innerhalb der vorbestimmten Zeit aufgrund des erfassten Laststroms berechnet und durch Addieren der Temperaturzunahme des Elektrodrahts (51) zu der Anfangstemperatur eine Temperatur des Elektrodrahts (51) schätzt; - die Berechnungsschaltung (22) die Temperaturzunahme des Elektrodrahts (51) auf Basis der Wärmeerzeugungscharakteristik und der Wärmeabstrahlungscharakteristik des Elektrodrahts (51) innerhalb der vorbestimmten Zeit nach folgender Gleichung berechnet: $\begin{matrix} Δ Tw (n) = Δ Tw (n - 1) \times exp (- Δ t / τ w) + Rthw \times Rw (n - 1) \times I {(n - 1)}^{2} \times \\ (1 - exp (- Δ t / τ w)); \end{matrix}$
wobei eine Referenztemperatur als Anfangstemperatur und ein Wert von ΔTw (0) als Korrekturwert angenommen wird; und wobei gilt: - I (n): erfasster Laststromwert (A) zur Zeit der n-ten Erfassung, wobei n eine Ganzzahl von 1 oder höher ist; - ΔTw (n): Temperaturzunahme (°C) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung; - Rw (n) = Rw (0) × (1 + _KW × (Tw - To)): Widerstand (Ω) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung; - Rw (0): Widerstand (Ω) des Elektrodrahts bei der Referenztemperatur To; - Rthw: Wärmewiderstand (°C/W) des Elektrodrahts; - _τw: Zeitkonstante (s) der Wärmeabstrahlung des Elektrodrahts; - _KW: Temperaturkoeffizient (/°C) des elektrischen Widerstands des Elektrodrahts; - Δt: vorbestimmte Zeit (s); und - Tw = Referenztemperatur + ΔTw (n): Temperatur (°C) des Elektrodrahts zur Zeit der n-ten Erfassung.