JP2015504816A - 自動車および方法 - Google Patents

Abstract

この発明の一の側面では機器を提供し、この機器は、該機器を、自動車の電気回路過負荷防止装置に解除可能に接続するべく構成された電気コネクタ手段を備え、前記機器は、そこを通って流れる電流の量を測定するための手段と、そこを通って流れる電流の量に対応する信号を、前記機器から出力するための手段とを備える。

Description

本発明は、自動車電気システムの監視、および、自動車電気システムを監視する方法に関するものである。この発明の側面は、機器、装置、自動車、パーツのキットおよび方法に関するものである。

自動車は通常、重要な、および重要でない自動車機能を実行するべく構成された多数の電気システムを備える。電気システムは、（パワートレイン制御モジュール、ＰＣＭによって制御される）パワートレインシステム、（安全システム制御モジュール、ＳＣＭによって制御される）安全システム、および、（ボディ制御モジュール、ＢＣＭによって制御される）ボディ電気システムを含む。それらのモジュールは、たとえば、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス等の共通のエリアネットワークにより、互いに通信することができる。

パッケージ制約および、自動車と連携する補助装着ワイヤに起因して、電気システムは、自動車内の共通の経路に従って、異なるコンポーネント、たとえば、コントローラ、アクチュエータ、スイッチパックおよび照明モジュール等を接続するよう構成することができる。比較的多くのケーブルまたはワイヤは、任意の所定の経路に従う。それらのケーブルは通常ともに結合されて、ケーブルまたはワイヤアセンブリまたはハーネスを形成する。当該アセンブリはまた、ケーブルまたはワイヤルーム（a cable or wiring loom）と称されることもある。ケーブルをともに結合することは、ケーブルの柔軟性を低減させるという利点がある。このことは、ケーブルおよび、ケーブルの補助装着への損傷のリスクを軽減させることができる。

自動車の開発時には、試験場を設け、そこで自動車ハーネスが試験台上に構成されることが知られている。このハーネスは、実際のコンポーネントに接続され、これらは、自動車内のハーネス、または、そのようなコンポーネントをシミュレーションするモジュールに接続される。

ハーネスは、試験場コントローラに接続される。このコントローラは、たとえば、ＣＡＮバス信号のようなネットワーク信号を運ぶネットワークケーブル等の、ハーネスの一以上のケーブルによって伝達される信号を監視することができる。当該コントローラはまた、ネットワークケーブル上に、ＣＡＮバス信号を伝達することができる。当該コントローラは、試験場では再現できない特定の条件下で、制御モジュールによって伝達される任意の欠損制御モジュールもしくは信号（any absent control modules or signals）、たとえば、エンジンが稼働している際に、パワートレイン制御モジュールによって伝達される信号等をシミュレーションするべく作動することができる。

既知のコントローラには、ＣＡＮバスに接続された制御モジュールにより、所定の制御動作を要求し、また、ＣＡＮバス上のモジュールによって伝達される監視信号により、制御モジュールの応答を監視するよう構成されるソフトウェア・コードを実行するよう作動されるものがある。制御動作の所定のシーケンスを実行するソフトウェア・コードの一部は、スクリプトと称され得る。

この発明の実施形態の目的は、自動車電気システムを監視するための改良された装置を提供することにある。

この発明の側面は、添付の特許請求の範囲で請求するような、自動車、過負荷防止要素、電気回路過負荷防止装置および方法を提供する。

この発明の保護を求める一の側面では、機器であって、当該機器を、自動車の電気回路過負荷防止装置に解除可能に接続するべく構成された電気コネクタ手段を備え、
前記機器が、それを通って流れる電流の量を測定するための手段、および、それを通る電流の量に対応する信号を、該機器から出力するための手段を備えるものを提供する。

上記の機器は、電気コネクタ手段を介して、該機器を通って流れる電流の量を測定するべく作動することができる。

上記の機器は、そこを通って流れ得る電流の量を制限するべく作動することができる。

選択的に、機器のコネクタ手段は、一対の電気端子を備え、該機器は、当該一対の端子を互いに電気的に絶縁して、その間の電流の流れを阻止することにより、そこを通る電流フロー（current flow）の量を制限するべく作動することができる。

上記の機器は、可溶リンクにより、該機器を通って流れる電流の量を制限するべく作動可能なものとすることができ、この可溶リンクは、そこを通って流れる電流が第一値を超える場合に壊れるべく動作可能なものである。

上記の機器は、機械的な停止スイッチにより、そこを通って流れる電流の量を制限するべく作動可能なものとすることができ、この停止スイッチは、そこを通って流れる電流の量が第一値を超えた場合に、開回路状態とみなすべく作動可能なものである。

上記の機器は、該機器を通って流れる電流の量を、外部計算装置に伝えるための通信手段を備えることができる。

上記の機器は、前記通信手段により、該機器を通って流れる電流の量を外部計算装置に、実質的に連続して伝えるべく作動可能なものとすることができる。

上記の機器は、外部計算装置が、前記通信手段によって該機器に問合せを行い、それにより、そこを通って流れる電流の量を決定することを可能にするべく作動可能なものとすることができる。

上記の機器は、たとえば、計算装置が、該機器を通って流れる電流の量を知る必要がある場合に、計算装置が、そのメモリ内に蓄えられたデータを読み取ることを可能にするものとすることができる。

上記の通信手段は、ワイヤレス通信モジュールおよびケーブルの中から選択される少なくとも一つを備えることができる。

上記の機器は、該機器を、自動車の電気回路に接続するため、電気回路過負荷防止装置と組み合わせて設けることができ、この電気回路過負荷防止装置は、少なくとも一の機器が、それに解除可能に接続されることを可能にするべく構成される。

上記の電気回路過負荷防止装置は、複数の機器が、自動車の各電気回路に接続されることを可能にするべく構成することができる。

この発明の保護を求める更なる側面では、先述の側面に従う機器を備える自動車を提供する。

この発明の保護を求める側面では、自動車を試験する方法であって、
機器を、自動車の電気回路過負荷防止装置に解除可能に接続すること、および、
前記機器により、そこを通って流れる電流の量を測定するとともに、測定された電流の量に対応する信号を、前記機器から出力すること
を備える方法を提供する。

この方法は、前記機器により、自動車の電気回路を通って流れる電流の量を制限することをさらに備えることができる。

この発明の保護を求める他の側面によれば、自動車の電気回路過負荷防止装置に解除可能に接続するべく構成されるとともに、自動車の電気回路を通って流れる電流の量を制限するべく作動可能な電気コネクタ手段を備える機器であって、
前記機器が、そこを通る電流の流れを検出するための手段、および、そこを通る電流の流れの量に応じて、計算装置に信号を出力するための手段を備える機器を提供する。

この発明の保護を求める他の側面では、自動車の電気回路過負荷防止装置に接続可能な自動車電気回路過負荷防止要素であって、当該防止要素が、電気回路過負荷防止装置に接続するべく構成された電気コネクタ手段を備え、取外し可能な過負荷防止要素が、自動車の電気回路を通って流れる電流の量を制限するべく作動可能なものである自動車電気回路過負荷防止要素を提供し、
ここでは、過負荷防止要素が、そこを通る電流の流れを検出するための手段、および、そこを通る電流の流れの量に応じて、計算手段に信号を出力するための手段を備える。

この発明の実施形態は、自動車のハーネスまたは他のケーブル配置を阻害する要件なしに、自動車の所定の電気回路によって引き込まれる電流の量を監視することができるという利点がある。それどころか、一般に、ヒューズボックス、回路ブレーカーボックス等の電気回路過負荷防止装置内に取り付けられる回路ブレーカーまたはヒューズのような過負荷防止要素は、回路検出機能を有するこの発明の実施形態に従う過負荷防止要素により、単に置き換えられる。過負荷防止要素それ自体は、そこを通る電流の流れに対応する出力をもたらし、電流の完全な非侵襲的監視（entirely non-invasive monitoring）を可能にする。

この構成は、自動車電気回路の状態が、ネットワークトラフィック監視とは独立して監視されることが可能になるという点で有効である。それ故に、電気制御モジュールが、実際はアクティブであるときに非アクティブであるとの誤った指示を与えた場合、本発明の実施形態に従う過負荷防止要素によって、自動的にコントローラに結合される回路に引き込まれる電流の量の測定は、有効なツールとなり、モジュールが、該モジュールによって引き込まれる電流の量に基づき、非アクティブであるかどうかについて確認が得られることを可能にする。

電気制御モジュールは、その作動段階について誤った指示を与え得ると理解されるべきであり、たとえば、ＣＡＮバスについて沈黙し、またはＣＡＮメッセージ指示を出力する場合、実際はモジュールがアクティブであるときに停止モードにある。モジュールに引き込まれる電流の量を測定することにより、モジュールの作動段階のより正確な評価を行うことができる。それ故に、モジュールが、スタンバイ段階のモジュールに期待されるものを超える電流の量を引き込んだ場合、モジュールがスタンバイ段階にあることをＣＡＮ信号が示すとき、モジュールが実際はスタンバイ段階ではないことを決定する。

この発明の実施形態は、たとえば、量産車のような自動車の意図しない作動構成の原因を診断することに有用である。自動車は、本発明の実施形態に従う過負荷防止要素を取り付けられて、自動試験を受けることができ、ここでは、実質的に量産車に設置されるような自動車電気回路を通って流れる電流が測定される。

それにより、自動車のケーブルハーネスを変更し、または、（たとえば、卓上試験のための自動車からのハーネスの除去により）ハーネスが作動する環境を変化させる要求は、実質的に除去される。従って、実質的に量産車に設置されるように、ハーネスは、それがもとの位置に残っている間に試験することができる。このことは実質的に、試験前に十分に理解されていない自動車の作動に関連する任意の構成が、制御手段および、決定した原因の制御下で再現され得る可能性を増大させる。

電気コネクタ手段は、電気回路過負荷防止装置の対応する端子に接続可能な少なくとも一対の端子を備えることができ、要素は、端子間の要素を通って流れる電流の量を測定するべく作動可能なものであることが有利である。

要素は、第一および第二端子を互いに電気的に絶縁することにより、そこを通る電流の量を制限するべく作動可能なものとすることができ、それにより、それらの間の電流の流れを阻止することが好都合である。

要素が、可溶リンクにより、そこを通る電流の量を制限するべく作動可能なものとすることは任意であり、この可溶リンクは、そこを通る電流が所定の値を超えた場合に壊れるべく作動可能なものである。

これに代えて、または加えて、要素は、機械的な停止スイッチにより、そこを通る電流の量を制限するべく作動可能なものとすることができ、この停止スイッチは、そこを通る電流の量が所定の値を超える場合に開放するべく作動可能なものである。

要素は、該要素を通って流れる電流の量を外部計算機器に伝えるための通信手段を備えることが有利である。

上記の通信手段は、要素のワイヤレス通信モジュールにより、電流の量を伝えるべく作動可能なものとすることができる。これに代えて、または加えて、通信手段は、ネットワークケーブルにより、電流の量を伝えるべく作動可能なものである。

この発明の保護を求める他の側面では、電気回路過負荷防止装置と組み合わせた、この発明の先述した側面に従う要素を提供する。

この発明の更なる側面では、先述の側面に従う電気回路過負荷防止装置を備える自動車を提供する。

この発明の保護を求める他の側面では、自動車を試験する方法であって、
自動車電気回路過負荷防止装置内の、取外し可能な過負荷防止要素を電気的に接続すること、
前記要素を通る電流の流れを検出するとともに、そこを通る電流の流れの量に応じて、要素から信号を出力すること、および、
前記要素を通って流れる電流の量が所定の値を超えた場合に、前記要素を通って流れる電流の量を制限すること
を備える方法を提供する。

この出願の範囲内において、先述の段落、特許請求の範囲ならびに／または、後述の詳細な説明および図面で明記する様々な側面、実施形態、実施例および代替手段ならびに、特にその個々の構成は、独立して、または任意の組合せとして解釈され得ることが明確に意図されている。一の実施形態との組合せで説明した構成は、そのような構成が矛盾しない限り、全ての実施形態に適用可能である。

（ａ）は、本発明の実施形態に従う取外し可能な過負荷防止要素の斜視図であり、（ｂ）は、自動車のヒューズボックスの平面図である。 図１の取外し可能な過負荷防止要素の概略回路図である。

次に、添付図面を参照しつつ、単なる例示を目的として、この発明の実施形態を説明する。

図１（ａ）に、本発明の実施形態に従う過負荷防止要素１１０を示す。この要素１１０は、一対の端子ブレード１１２Ａ、１１２Ｂを有し、これらは、図１（ｂ）に示すような自動車のヒューズボックス１０５の対応するソケットに適合するべく構成される。要素１１０は、自動車の電気回路を保護するため、一般に自動車ヒューズボックス１０５内に取り付けられるブレードタイプのヒューズを交換するよう構成される。図１（ｂ）に、ヒューズボックス内に取り付けられた要素１１０、および、要素１１０の各ブレード１１２Ａ、１１２Ｂを受け入れるべく構成されたソケット１０６Ａ、１０６Ｂを示す。

要素１１０は、その中に可溶リンク１１４を有し、これは、図２の回路図に示すように、端子ブレード１１２Ａ、１１２Ｂの間に電気的に連結されるものである。要素１１０を通って流れる電流は、可溶リンク１１４を通って流される。可溶リンクは、リンク１１４を通って流れる電流の量が所定の値を超えた場合にリンクが壊れて、端子ブレード１１２Ａ、１１２Ｂの間で要素を通る更なる電流フローを防止するよう構成される。

可溶リンク１１４と直列に抵抗素子１１６が設けられる（図２）。コンパレーター１１８は、抵抗素子１１６と平行に接続されて抵抗素子１１６を横切って電位差を測定するべく構成される。コンパレーター１１８からの出力は、光アイソレータ・モジュール１２０の入力１２０ＩＮに接続される。モジュール１２０の出力１２０ＯＵＴは、要素１１０のメインコントローラ１２４に連結される。

光アイソレータ・モジュール１２０は、その入力および出力１２０ＩＮ、１２０ＯＵＴ（これらは互いに電気的に絶縁されている）の間で、端子ブレード１１２Ａ、１１２Ｂの間の要素１１０を通って流れる電流の大きさに対応する光信号を伝達するべく構成される。メインコントローラ１２４は、モジュール１２０ＯＵＴの出力（これは、要素１１０を通って流れる電流の量に対応する）を受信する。メインコントローラ１２４は、通信コントローラ１２６を介して、要素１１０を通って流れる電流の量を示す信号を、要素１１０が接続されるネットワークに伝達する。メインコントローラ１２４、通信コントローラ１２６および、光アイソレータ・モジュール１２０の出力側への電力は、要素１１０の電力供給ユニット１２８によって供給される。そして、電力供給ユニット１２８は、外部供給装置から電力を引き込む。

光アイソレータ・モジュール１２０の存在により、端子ブレード１１２Ａ、１１２Ｂの間で要素１１０を通って流れる電流が、メインコントローラ１２４を通って、その電気的な損傷を招くことのリスクが軽減される。

コンパレーター１１８および、光アイソレータ・モジュール１２０の入力側用の電力は、端子ブレード１１２Ａ、１１２Ｂの間で要素１１０を通って流れる電流から引き込まれる。それにより、コンパレーター１１８および、光アイソレータ・モジュール１２０の出力側は、ブレード１１２Ａ、１１２Ｂが要素１１０を接続する自動車の電気回路を、電流が通って流れているときにだけ電力供給される。それ故に、回路が既にアクティブである限り、要素１１０によって電流が引き込まれないので、一以上の過負荷防止要素１１０を取り付けたことに起因して、自動車のバッテリーが過度に放電されることになることのリスクは軽減される。要素１１０によって引き込まれる電流の量は、比較的小さく構成されると理解されるべきである。

他の構成もまた有効であると理解されるべきである。

本発明の実施形態は、間接監視方法と独立して、自動車電気負荷の直接監視を可能にすることに有効である。間接的なモニタリングは、たとえば、自動車制御または他の通信信号を監視することにより行われ得る。一以上の自動車通信信号が、一以上のコンポーネントの作動段階を誤って特定した場合、本発明の実施形態に従う過負荷防止要素による独立した検証は、調査員が、誤ったデータを誤ったものとして特定することを可能にすることができる。

また、電流フローの測定が、ヒューズボックスによって行われるので、電流フローの測定を行うために、ハーネスまたは自動車の他のコンポーネントに手を加えることは必要ではない。このことは、自動車試験に関する経済的および時間的コストを低減させる。また、このことは、ハーネスまたは他のコンポーネントに手を加えることが、自動車の作動の更なる構成を導入し、または既存の構成を変化させ、それにより、既存の構成を特徴付けるとともに理解することを難しくするというリスクを軽減させる。

いくつかの実施形態では、過負荷防止要素１１０は、要素１１０を通って流れる電流の量に対応するデータを伝達するべく作動可能な無線送信機モジュールに設けることができる。伝達されたデータは、試験もしくは監視装置によって受信されて、そのメモリ内に記録され得る。他の構成もまた有効である。

この発明の実施形態は、以下の番号付きの段落を参照することにより理解することができる。

（１）機器であって、該機器を自動車の電気回路負荷防止装置に解除可能に接続するべく構成された電気コネクタを備え、
前記機器が、そこを通って流れる電流の量を測定するべく作動可能なものであり、前記機器がさらに、そこを通って流れる電流の量に対応する信号を、該機器から出力するべく作動可能なものである機器。

上記の機器は、たとえば、該機器を通って流れる電流の量を測定するべく構成された電流測定回路を備えることができる。

（２）段落（１）に記載された機器であって、前記電気コネクタを介して、該機器を通って流れる電流の量を測定するべく作動可能な機器。

（３）段落（１）に記載された機器であって、そこを通って流れ得る電流の量を制限するべく作動可能な機器。

（４）段落（３）に記載された機器であって、前記コネクタが、一対の電気端子を備え、前記機器が、一対の端子を互いに電気的に絶縁して、それらの間の電流の流れを防止することにより、そこを通る電流フローの量を制限するべく作動可能な機器。

（５）段落（３）に記載の機器であって、可溶リンクにより、前記機器を通って流れる電流の量を制限するべく作動可能なものであり、そこを通って流れる電流の量が第一値を超えた場合、前記可溶リンクが壊れるべく作動可能なものである機器。

（６）段落（３）に記載された機器であって、機械的な停止スイッチにより、そこを流れる電流の量を制限するべく作動可能なものであり、そこを通って流れる電流の量が第一値を超えた場合、前記停止スイッチが、開回路状態をみなすべく作動可能なものである機器。

（７）段落（１）に記載された機器であって、該機器を通って流れる電流の量を、外部計算装置に伝えるべく作動可能な機器。

（８）段落（７）に記載された機器であって、該機器を通って流れる電流の量を、実質的に連続して、前記外部計算装置に伝えるべく作動可能な機器。

（９）段落（７）に記載された機器であって、前記外部計算装置が、該機器に問合せを行い、それにより、そこを通って流れる電流の量を決定するべく作動可能な機器。

上記の機器は、たとえば、計算装置が、該機器を通って流れる電流の量を知る必要がある場合、計算装置が、そのメモリ内に蓄えられたデータを読み取ることを許容することができる。

（１０）段落（７）に記載された機器であって、ワイヤレス通信モジュールおよび、該機器を通って流れる電流の量を外部計算装置に伝えるためのケーブルから選択される少なくとも一つを備える機器。

（１１）段落（１）に記載された機器であって、該機器を自動車の電気回路に接続するための電気回路過負荷防止装置と協働し、当該電気回路過負荷防止装置が、少なくとも一の機器を取外し可能に接続することを可能にするべく構成されるものである機器。

（１２）段落（１１）に記載された機器であって、前記電気回路過負荷防止装置が、複数の機器を、自動車の各電気回路内に接続することを可能にするべく構成されたものである機器。

（１３）段落（１）に記載された機器を備える自動車。

（１４）自動車を試験する方法であって、
機器を、自動車の電気回路過負荷防止装置に解除可能に接続すること、および、
前記機器により、そこを通って流れる電流の量を測定するとともに、測定された電流の量に対応する信号を、前記機器から出力すること
を備える方法。

（１５）段落（１４）に記載された方法であって、前記機器により、自動車の電気回路を通って流れる電流の量を制限することを備える方法。

この明細書の発明の詳細な説明および特許請求の範囲において、「を備える」および「を含む」との語句並びに、当該語句の、「を備えている」、「を備える」等のバリエーションは、「を含むが、これに限定されるものではない」ことを意味するものであって、他の部分、付加されるもの、コンポーネント、数値ないし工程等を除外することを意図するものではない（また除外するものではない）。

この明細書の発明の詳細な説明および特許請求の範囲において、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、単数は複数を包含するものとする。特に、不定冠詞が用いられる場合、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、明細書は、単数性のみならず複数性をも考慮しているとして理解されるべきである。

この発明の特定の側面、実施形態もしくは実施例とともに記載された構成、数値、特性、化合物、化学的部分ないし群は、矛盾のない限り、ここに記載された他のどのような側面、実施形態もしくは実施例に適用可能であると理解されるべきである。

Claims (15)

1. 機器であって、前記機器が、当該機器を、自動車の電気回路過負荷防止装置に解除可能に接続するべく構成された電気コネクタ手段を備え、
   前記機器が、そこを通って流れる電流の量を測定するための手段と、そこを通って流れる電流の量に対応する信号を、前記機器から出力するための手段とを備える機器。
2. 前記電気コネクタ手段により、該機器を通って流れる電流の量を測定するべく作動可能なものとした請求項１に記載の機器。
3. そこを通って流れ得る電流の量を制限するべく作動可能なものとした請求項１または２に記載の機器。
4. 前記機器の当該コネクタ手段が、一対の電気端子を備え、該機器が、当該一対の端子を互いに電気的に絶縁して、その間の電流の流れを阻止することにより、そこを通る電流フローの量を制限するべく作動可能なものである請求項３に記載の機器。
5. 前記機器が、可溶リンクにより、前記機器を通って流れる電流の量を制限するべく作動可能なものであり、そこを通って流れる電流の量が第一値を超えた場合、前記可溶リンクが壊れるべく作動可能なものである請求項３または４に記載の機器。
6. 前記機器が、機械的な停止スイッチにより、前記そこを通って流れる電流の量を制限するべく作動可能なものであり、そこを通って流れる電流の量が第一値を超えた場合、前記停止スイッチが、開回路状態とみなすべく作動可能なものである請求項３〜５のいずれか一項に記載の機器。
7. 前記機器を通って流れる電流の量を、外部計算装置に伝えるための通信手段を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の機器。
8. 前記機器を通って流れる電流の量を、前記通信手段により、前記外部計算装置に、実質的に連続して伝えるべく作動可能なものとした請求項７に記載の機器。
9. 前記外部計算装置が、前記通信手段により、前記機器に問合せを行うことを可能にし、それにより、そこを通って流れる電流の量を決定するべく作動可能なものとした請求項７または８に記載の機器。
10. 前記通信手段が、ワイヤレス通信モジュールおよびケーブルから選択される少なくとも一つを備える請求項７〜９のいずれか一項に記載の機器。
11. 前記機器が、自動車の電気回路に接続するための電気回路過負荷防止装置と協働するものとし、前記電気回路過負荷防止装置が、少なくとも一の機器を、それに取外し可能に接続することを可能にするべく構成されたものである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の機器。
12. 前記電気回路過負荷防止装置が、複数の機器のそれぞれを、自動車の電気回路のそれぞれに接続することを可能にするべく構成されたものである請求項１１に記載の機器。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の機器を備える自動車。
14. 自動車を試験する方法であって、
    機器を、自動車の電気回路過負荷防止装置に解除可能に接続すること、および、
    前記機器により、そこを通って流れる電流の量を測定するとともに、測定された電流の量に対応する信号を、当該機器から出力すること
    を備える方法。
15. 前記機器により、前記自動車の電気回路を通って流れる電流の量を制限することをさらに備える請求項１４に記載の方法。

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