專利名稱：檢測電流強度的裝置和車輛電氣系統(tǒng)的結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種允許對電流強度進行檢測和估計的裝置和方法。
背景技術：
有許多系統(tǒng)需要了解電流的值。例如，防夾系統(tǒng)可以檢測機動車門 的窗子夾住了一個物體。值得注意的是這些系統(tǒng)通過檢測提供給電動窗 電機的電源電流的變化來檢測被夾物品。因此，必須知道電流的強度。 為此目的，可使用設置在電動機的電源提供電路中的一個分流器。該分 流器是一個精確校準的電阻器，它允許通過測量跨分流器終端的電壓來 導出電機電源的電流值。優(yōu)選以其電阻是精確已知且不作為溫度的函數 而改變的方式構成該分流器，因此，該分流器是一個昂貴的部件。
現在，例如在一臺車輛中可能必須檢測幾個強度，車輛可以包括幾 個防夾系統(tǒng)、后視鏡調整系統(tǒng)等，與這些系統(tǒng)中的每一個的操作相關的 強度都可能被關注。
然而，如果這些系統(tǒng)中的每一個的電流強度都通過一個分流器來檢 測，則檢測這些系統(tǒng)中的每一個的電流強度將非常昂貴。
因此，需要一種允許檢測多個電流強度的低成本裝置。
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種檢測電流強度的裝置，該裝置成本 低，并允許在僅采用 一 臺單一裝置的情況下就能對多個電流強度進行檢 測。本實用新型涉及允許對一個多通道電路的每條支路中流動的電流進
行估計的一種裝置，該裝置包括
-多個平行的次支路，它們每個接受一個電阻部件；
-具有一個電阻部件的主支路，該主支路與這些次支路串聯(lián)連接； 以及 - 一個控制單元，用于分析跨每個電阻部件測量的電壓并從中導出 流過它們的電流值。
根據一個變更例，該主支路的部件具有一個預定的電阻值。
根據一個變更例，該主支路的部件為一個分流器。
根據一個變更例，這些次支路的電阻部件具有作為溫度的函數而改 變的一種特性。
根據一個變更例，這些次支路的電阻部件具有作為溫度的函數而改 變的一個電阻值。
根據一個變更例，這些次支路的電阻部件是針對每個次支路中作為 應當從其中流過的額定電流的 一個函數來進行定制，所有這些電阻部件 都根據相同的規(guī)律作為一個溫度的函數而變化。
根據一個變更例，該控制單元還判斷該裝置的整體溫度。
本發(fā)明還涉及包括如上所述的裝置的一種車輛電氣系統(tǒng)的結構。
根據一個變更例，至少一個次支路是選自以下的組，其中包括一個 電動窗電機的供電電路、 一個后視鏡調節(jié)電機的供電電路、 一個鎖致動 電機的供電電路、 一個太陽窗致動電機的供電電路、以及一個座位致動 電才幾的供電電路。
本發(fā)明還涉及在如上所述裝置的每個支路中或在如上所述結構中
確定電流強度的一種方法，包括以下步驟
匪檢測在每一主和次支路中跨該電阻部件兩端的電壓；以及
-作為該主支路部件特性的一個函數來確定這些支路中的電流強度。
根據一個變更例，還確定該裝置的溫度。
本實用新型不要求在所有支路上都裝配昂貴的已知特性的部件，而 僅是在主支路上如此配備，這降低了裝置的成本。而且，本實用新型設 置了與主支路相配合的幾個次支路以檢測各個不同的電流強度，并因而
允許以低成本的方式檢測不同系統(tǒng)的電流強度。該裝置也能用于測定裝 置的整體溫度。


通過閱讀以下本發(fā)明各個實施例的詳細描述，本發(fā)明的其他特征和 優(yōu)點將變得很清楚，這些實施例僅通過舉例并參照附圖來表述，在附圖
中
圖l是根據本發(fā)明一個實例的結構。
具體實施方式

本發(fā)明涉及允許對 一 個多通道電路的每個支路中流動的電流進行 估計的一種裝置。該裝置包括多個并聯(lián)的次支路并且每條次支路中都接 受一個電阻部件；該裝置還包括具有一個電阻部件的主支路，該主支路 與這些次支路串聯(lián)連接。該裝置還包括一個控制單元，用于分析跨每個 電阻部件兩端測量的電壓，并從這些電壓導出流過它們的電流值。因此， 該裝置允許以低成本的方式確定幾個支路中的電流。確實，只有主支路 包括一個已知特性的部件，因此較昂貴；而次支路包括具有例如隨著溫 度改變的特性的部件，因此較便宜。這樣，不是全部支路都配備一個昂 貴部件，而只有主支路是如此配備。
圖1示出的結構包括一個裝置10。該裝置10包括一個主電路支路 12和多個次電路支路14。這些次支路14彼此并聯(lián)，每個次支路14都 與主支路12串聯(lián)連接。該主支路包括一個具有預定特性的部件，這些 次支路包括具有可變特性的部件，該可變特性根據相同的變化規(guī)律而改 變。該裝置還包括在這些支路中用于檢測電壓的一個輔助設備和用于確 定這些支路中電流強度的一個控制單元24，該電流強度作為每條支路的 電壓和該主支路部件的預定特性的一個函數。次支路14的數量n大于
等于二。 n條支路被表示為141、 142.....14n。這些支路12、 14都包
括電阻部件16、 18。
該主支路12的部件16具有一個預定且已知的特性。具體地+兌，該 部件是具有一個預定電阻值的電阻部件。該特性是在它作為外部參數的 一個函數而改變的意義上被預定，例如，該特性不作為溫度的函數而改 變。該部件可以是一個分流器(校準的電阻器)。分流器的電阻被預先
確定并以精確的方式已知。優(yōu)選地，將為分流器選擇材料，使得分流器 的電阻不會明顯地作為溫度的函數而改變。
每一次支路14的部件181、 182..... 18n具有一種可變的特性。
具體地說，該部件是一個電阻部件，具有阻值可變的一個電阻器。該特 性是在它能夠作為外部參數的一個函數而改變的意義上是可變的，例 如，該特性可作為溫度的函數而改變。相對于主支路12的部件16，每
一次支路14的部件181、 182..... 18n都具有精確性更低的特性。例
如，該部件是一個低成本電阻器，在其使用期間期其性能可隨(部件的， 或者更全面地，裝置的)溫度而改變。雖然不期望這些部件181、 182、…、 18n的特性的改變，但這種改變使這些部件便宜。
盡管如此，部件181、 182..... 18n具有按一種已知方式改變的特
性，所根據的一種變化規(guī)律對于部件181、 182.....18n來說是相同的。
例如，作為溫度的一個函數而改變的電阻值可根據下列關系而改變R =
RO(l + aT + PT2 +…)，其中，R0是n條次支路的每個部件181、 182.....
18n的額定電阻Rl、 R2.....Rn, T是工作溫度，并且cc、 P、…是
取決于所用材料的已知溫度因數(例如，對于銅，a =0.4%/。C)。為 了簡單起見，將這些部件的可變電阻值寫成KRl,KR2，…，KRn，其中， K為對應于變化條件或規(guī)則(l + aT +卩T2 + ...)的溫度系數，而Rl， R2，…，Rn為每個部件181， 182,…，18n的額定電阻。假設在該裝置 的操作過程中這些部件18處于相同的溫度。如下所述，每個部件181， 182,…，18n的額定電阻可以相同或可以不相同。優(yōu)選地，這些部件181， 182，…，18n的特性根據相同的變化規(guī)則而改變；具體地說，對于所有 的部件181, 182,…，18n來說，溫度系數K是相同的、并且以相同的 方式進行變化。該溫度系數的變化使得這些部件181， 182，…，18n的 電阻值根據相同的規(guī)則變化。因此，這些部件181， 182,…，18n的特 性與這些特性的一個額定值的比率對于所有的分支都是以一個類似的 方式來變化。
該裝置還包括一個控制單元24,用于分析跨每個電阻部件的端子測 量到的電壓，并從中導出流經它們的電流值。換言之，該控制單元24 將2這些次分支14中的電流強度確定為每個分支12， 14中的電壓以及 該主分支的部件16的預定特性的一個函數。這就允許對這些次分支14 中電流強度的變化進行監(jiān)視。以下文中描述的方式來進行電流強度的確
定。
根據圖1，電流11，12，…，In流經這些次分支14中的每一個；由于 這些次分支14各自與該主分支12串聯(lián)，因此流經主分支12的電流I 對應于流經這些次分支14的電流之和1 = 11 + 12+…+In。在每個 次分支14的參考號為201,202，…，20n的點上，電位為V1，V2，…，Vn。 在主分支12的參考號為22的點上，電位為V。在每個點201， 202，…， 20n，22處通過該裝置的一個適合的附件(例如， 一個電壓計型的附件) 來測量這些電位?？缑恳粋€部件18的端子的電壓對應于電位差Vl-V， V2-V，…，Vn-V?？绮考?6的端子的電壓對應于點22處的電位與連接 至主分支12的接地電位23之間的差；因為接地電位23為零，因此跨 部件16的端子的電壓為V。
跨每個部件181， 182，…，18n的端子的電壓是通過關系式U = RI得 到的，其中，U為跨部件端子的電壓，R為相關分支的部件的電阻值， 而I為流經該部件的電流。對于每個次分支14，將關系U-RI寫成
VI - V = KR1.I1;
V2 - V = KR2.I2;
Vn - V = KRn.In.
對于主分支12,得到V-R.I(其中，在該情況下，通過舉例，K=l, 這是由于該部件對溫度是穩(wěn)定的)。
對應于n個次分支14得到了 n個方程加上用于主分支12的一個方 程(eql，eq2，…，eqn加上eq(n+l))。通過考慮主分支12的電流I等于 多個次分支14的電流之和eq(n+l),得到以下矩陣
<formula>formula see original document page 8</formula>由于主分支12包括具有預定特性的一個部件，并且具有等于流經
多個次分支14的電流之和的一個電流，因此得到了 n + l個方程和同樣 多的未知量(電流Il至In以及K)的一個系統(tǒng)?？梢院唵螆?zhí)行方程 系統(tǒng)的解；相應地為控制單元24進行了編程。
該方程系統(tǒng)的解不僅允許準確地獲得流經這些次分支的電流的強 度值，而且還獲得K-(l + aT + pT2+...)。 K的確定允許確定出這些部 件18的溫度，而無需利用專用的傳感器，這降低了成本。所獲得的溫 度的精度取決于由單元24所使用的溫度系數ct ， p，...的數量。
圖1示出了一種更通用的電氣構造29，包括如前所述的裝置10。 例如，該構造用于一臺才幾動車。該才幾動車可以包括一個或多個允許檢測 車窗移動路徑中存在的物體的防夾型系統(tǒng)；該車輛還可以包括可調節(jié)系 統(tǒng)，例如，用于調節(jié)后視鏡、太陽窗、或者座位或鎖的致動系統(tǒng)，其中，
電流的測量值被用于控制操作。這些系統(tǒng)301、 302..... 30n包括有由
電流供電的多個電機或制動裝置。該裝置10的這些次支路14各自連接 到這些系統(tǒng)的相應電源電路上；因此通過相應系統(tǒng)的電源電流為這些次 支路供電。因此，為每條次支路14定制次該支路14的電阻部件181、
182.....18n，作為應當流過它的額定電流的一個函數，而所有的電阻
部件181、 182..... 18n均作為溫度的函數而根據相同的規(guī)律來改變。
該裝置10允許確定系統(tǒng)的電源電流，并從其中得出結論。因此，如果 裝置10檢測到這些次支路14的電流之一變化異常，則該裝置10檢測 到相應系統(tǒng)的操作異常；例如，如果裝置10檢測到由一個電動窗系統(tǒng) 的驅動電機消耗的電流增加，這可以解釋為由該電動窗系統(tǒng)驅動的車窗 路徑中存在一個障礙物。該裝置10提供了能夠以較低成本檢測這種操 作異常的優(yōu)點，條件是這些次支路具有低成本部件且只有主支路包括一 個較昂貴的部件。
優(yōu)選地，根據系統(tǒng)301、 302..... 30n的電機來選擇額定電阻Rl、
R2.....Rn,其方式為獲得跨部件181、 182..... 18n兩端的的電壓
具有接近的值。這允許在這些次支路中獲得具有接近值的電壓，以便于
確定裝置10的大小。這樣，這些額定電阻R1、 R2..... Rn將與系統(tǒng)
301、 302..... 30n的電機功率成反比。流過這些次支路的電機供電電
流越高，額定電阻的值就越低，反之亦然。
本發(fā)明還涉及一種在前面描述的裝置的每條支路中或者前面描述 的結構中用于檢測電流強度的方法。在該方法中，對每個主和次支路的
電阻部件兩端的電壓進行測量，并將支路中的電流強度確定為主支路部
件的特性的一個函數；由于該主支路部件的預定特性，通過對系統(tǒng)的方 程式求解來確定這些支路中的電流強度。換句話說，在用于確定前面描 述的裝置中的電流強度的該方法中，對跨這些支路中各部件兩端的電壓 進行測量，并將支路中的電流強度確定為跨每條支路12、 14的部件兩 端的電壓的一個函數，并作為該主支路的部件16的預定特性的一個函 數。該方法還允許進一步確定部件18的溫度(假設所有部件18的溫度 均相同)。通過方法展現的優(yōu)點與前面描述的這些優(yōu)點相同。
本發(fā)明不限于所描述的示例性實施方案。這些部件181、 182.....
18n的可變特定可以根據除溫度之外的其他參數來改變。此外，通過舉 例方式在圖1中示出的電路10和結構29,但本發(fā)明不限于該實例；因 此，部件16的一端不是必須連接到地23，盡管這種結構比較簡單。
權利要求1.一種檢測電流強度的裝置(10)，其允許對一個多通道電路的每條支路中流動的電流進行估計，其特征在于所述裝置包括多條聯(lián)連的次支路(14)，它們各自接受一個電阻部件(18)；具有一個電阻部件(16)的一條主支路(12)，該主支路與這些次支路串聯(lián)連接；以及一個控制單元(24)，用于分析跨每個電阻部件的兩端所測量的電壓，并從這些電壓中導出流過它們的電流的值。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其特征在于，該主支路U2)的 部件(16)具有一個預定的電阻值。
3. 根據權利要求l或2所述的裝置，其特征在于，該主支路(12) 的部件(16)是一個分流器。
4. 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些次支路(14 ) 的電阻部件(18)具有作為溫度的一個函數而改變的一種特性。
5. 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些次支路(14 ) 的電阻部件(18)具有作為溫度的一個函數而改變的一個電阻值。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，這些次支路(14) 中的電阻部件(18)是針對每一次支路(14)作為應當流過該電阻部件 的額定電流的一個函數而定制，所有這些電阻部件(181、 182、…、18n) 根據作為溫度的一個函數的相同規(guī)律而改變。
7. —種車輛電氣系統(tǒng)的結構，其特征在于，所述結構包括根據權 利要求1至6中任一項所述的裝置。
8. 根據權利要求7所述的結構，其特征在于，這些次支路中的至 少一個是選自以下的組，其中包括一個電動窗電機的供電電路、 一個后 視鏡致動電機的供電電路、 一個鎖致動電機的供電電路、 一個太陽窗致 動電才幾的供電電路、和一個座位致動電動機的供電電路。
專利摘要本實用新型涉及一種檢測電流強度的裝置(10)，以及一種包括上述裝置的車輛電氣系統(tǒng)的結構。所述裝置(10)允許對一個多通道電路的每條支路中流動的電流進行估計，其包括多條聯(lián)連的次支路(14)，它們各自接受一個電阻部件(18)；具有一個電阻部件(16)的一條主支路(12)，該主支路與這些次支路串聯(lián)連接；以及一個控制單元(24)，用于分析跨每個電阻部件的兩端所測量的電壓，并從中導出流過它們的電流值。本實用新型允許以較低成本的方式在幾個支路中測量電流。該實用新型還允許確定裝置(10)的溫度。
文檔編號G01R19/00GK201184894SQ20072017448
公開日2009年1月21日 申請日期2007年9月28日 優(yōu)先權日2006年9月28日
發(fā)明者丹·米雷斯庫, 紀堯姆·普雷沃 申請人:法國阿文美馳輕型車系統(tǒng)有限公司