DE10120190A1

DE10120190A1 - Stromerkennungsschalter und ein Gerät, das diesen umfaßt

Info

Publication number: DE10120190A1
Application number: DE10120190A
Authority: DE
Inventors: Mitsuaki Morimoto; Takashi Gohara; Yoshinori Ikuta; Yasuhiro Tamai
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: US6525533B2; DE10120190C2; JP3720238B2; US20010033471A1; JP2001305161A

Abstract

Ein Stromerkennungsschalter 1 umfaßt einen gemessenen Leiter 10, in dem ein gemessener Strom I fließt, mehrere magnetoelektrische Einheiten 11, 12, die den gemessenen Leiter 10 derart zwischen sich einschließen, daß sie magneto-sensible Flächen 11a, 12a an den Seiten aufweisen, an die ein Magnetfluß PHI, der durch den gemessenen Strom I erzeugt wird, abgegeben wird, wobei jede magnetoelektrische Einheit 11, 12 ein magnetoelektrisches Signal abgibt, wenn der Magnetfluß PHI einen vorbestimmten Wert PHIth überschreitet, und umfaßt einen Verarbeitungsabschnitt 13 zur Ausgabe einer logischen Multiplikation der magnetoelektrischen Signale mehrerer magnetoelektrischer Einheiten 11, 12 als Erkennungssignal.

Description

Hintergrund zur Erfindung 1. Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Stromerkennungsschalter, der zur Erkennung eines Stroms, der in einem elektrischen Schaltkreis fließt, der in einem Fahrzeug, einem Schiff, einem Flugzeug oder dergleichen installiert ist, und der zur Ausgabe des Er kennungsergebnisses dient. Sie betrifft ferner ein Gerät, in dem der Stromerkennungsschalter verwendet wird.

2. Stand der Technik

In den letzten Jahren sind Fahrzeuge, die eine Batterie als Leistungsquelle aufweisen, zum Beispiel elektrische Fahrzeuge und Hybridfahrzeuge bekannt geworden. Es ist auch wichtig ge worden, das Laden und Entladen der Batterie zu regeln. Als Stromdetektor, der zur Regelung des Ladens und des Entladens der Batterie verwendet wird, ist zum Beispiel ein Detektor be kannt, der eine magnetoelektrische Einheit aufweist, um einen Strom, der in einem elektrischen Schaltkreis fließt, zu erken nen. Bei dieser Art Stromdetektor reagiert jedoch die magneto elektrische Einheit mit einem Störmagnetfluß und erschwert da her eine genaue Stromerkennung. Dies stellt ein Problem dar. Um dieses Problem zu lösen, offenbart zum Beispiel die JP-A- 63-253264 (JP-B-8-3499) einen Stromdetektor, der gemäß Fig. 9 einen Leiter 51, der ermöglicht, daß ein gemessener Strom 52 fließt, magnetoelektrische Einheiten 54 und 55 zum Konvertie ren eines magnetischen Feldes, in Elektrizität in Bereichen die der Umgebung des Leiters 51 gegenübersteht, welches ent steht, wenn der gemessene Strom 52 in den Leiter 51 fließt und einen Kombinationsabschnitt 56 zum Kombinieren von Konvertie rungsausgabesignalen der magnetoelektrischen Einheiten 54 und 55, umfaßt.

Bei diesem Stromdetektor weisen die magnetoelektrischen Ein heiten 54 und 55 gleiche Eigenschaften auf und erhalten magne tischen Felder gleicher Magnitude, die sich jedoch hinsicht lich der Richtung einer magnetische Schleife 53 unterscheiden, die auftreten, wenn der gemessene Strom 52 in dem Leiter 51 fließt. Die Leistungsausgabe der magnetoelektrischen Einheiten 54 und 55 erfolgt daher zu entgegensetzten Phasen und wenn die in dem Kombinationsabschnitt 56 differentialkombiniert werden, wird die Ausgabeleistung des Kombinationsabschnitts 56 unge fähr zweimal so groß wie die Leistungsausgabe einer einzelnen magnetoelektrischen Einheit. Die Sensibilität des Stromdetek tors kann folglich ungefähr verdoppelt werden.

Wenn jedoch ein externes magnetisches Feld 57 den gesamten Stromdetektor beeinflußt, erfolgt die Leistungsausgabe der ma gnetoelektrischen Einheiten 54 und 55 hinsichtlich des exter nen magnetischen Feldes 57 in Phase. Wenn die Leistungsausgabe in dem Kombinationsabschnitt 56 differentialkombiniert werden, heben sich die Ausgabesignale, die auf dem externen magneti schen Feld 57 basieren, auf. Die Wirkung des magnetischen Störfeldes wird folglich aufgehoben.

Wenn bei dem Stromdetektor, der in JP-A-63-253264 (JP-B-8- 3499) offenbart ist, die Störmagnetflüsse an die zwei magneto elektrischen Einheiten 54 und 55 nicht die gleiche Größe auf weisen, heben sich die Störmagnetflüsse nicht auf. Eine Situa tion, bei der die Störmagnetflüsse an die zwei magnetoelektri schen Einheiten 54 und 55 sich in der Größe unterscheiden, kann aus der relativen Positionierung des Stromdetektors zur Erzeugungsquelle des Magnetflusses entstehen. Wenn diese Si tuation entsteht, kann der Stromdetektor normalerweise keinen Strom erkennen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Stromerkennungs schalter vorzusehen, der einen Strom erkennen kann, der in ei nen gemessenen Leiter fließt und ein Erkennungssignal abgibt, ohne durch einen Störmagnetfluß beeinflußt zu werden, und ein Gerät vorzusehen, das diesen Stromerkennungsschalter nutzt.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein Stromerkennungsschalter vorgesehen, umfassend einen gemessenen Leiter, in dem ein gemessener Strom fließt, mehrere magnetoelektrische Einheiten, die derart angeordnet sind, daß sie den gemessenen Leiter derart zwischen sich ein schließen, daß sie magneto-sensible Flächen an den Seiten auf weisen, an denen ein Magnetfluß, der durch den gemessenen Strom erzeugt wird, eintritt, wobei jede magnetoelektrische Einheit ein magnetoelektrisches Signal abgibt, wenn der Ma gnetfluß einen vorbestimmten Wert überschreitet, und einen Verarbeitungsabschnitt zur Ausgabe einer logischen Mul tiplikation der magnetoelektrischen Signale mehrerer magneto elektrischer Einheiten als Erkennungssignal.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gibt, wenn kein Störma gnetfluß existiert; jede magnetoelektrische Einheit ein magne toelektrisches Signal ab, wenn ein Magnetfluß, der durch den gemessenen Strom, der in dem gemessenen Leiter fließt, erzeugt wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei der Verar beitungsabschnitt ein Erkennungssignal abgibt. Im Gegensatz dazu gibt, wenn ein Störmagnetfluß existiert, jede magneto elektrische Einheit ein magnetoelektrisches Signal ab, wenn die arithmetische Summe des Magnetflusses, der durch den ge messenen Strom, der in dem gemessenen Leiter fließt, erzeugt wird, und des Störmagnetflusses (die Summe unter Berücksichti gung der Richtung des Störmagnetflusses) den vorbestimmten Wert überschreitet.

D. h., die magnetoelektrische Einheit, bei der der Störmagnet fluß und der Magnetfluß, der durch den gemessenen Strom, der in dem gemessenen Leiter fließt, erzeugt wird, addiert werden, gibt ein magnetoelektrisches Signal ab, wenn der Strom kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist. Die magnetoelektrische Einheit, bei der der Magnetfluß durch den Störmagnetfluß auf gehoben ist, gibt kein magnetoelektrisches Signal ab, außer wenn der Strom größer als der vorbestimmte Schwellwert ist. Der Verarbeitungsabschnitt gibt folglich ein Erkennungssignal ab, wenn ein höherer Strom als der vorbestimmte Schwellwert fließt. Wenn der gemessene Strom gleich oder geringer als ein bestimmter Wert ist, reagiert der Stromerkennungsschalter nicht auf den Störmagnetfluß und kann daher den Strom, der in dem gemessenen Leiter fließt, ohne von dem Störmagnetfluß be einflußt zu werden, erkennen.

In Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist des weiteren vorgesehen, daß der Verarbeitungsabschnitt die logische Multiplikation der ma gnetoelektrischen Signale mehrerer magnetoelektrischen Einhei ten und eines anormalen Signals der Außenumgebung, wenn ein Fahrzeug sich in einem anormalen Zustand befindet, als Erken nungssignal abgibt.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt der Verarbeitungsabschnitt die logische Multiplikation der magne toelektrischen Signale mehrerer magnetoelektrischer Einheiten und eines anormalen Signals der Außenumgebung, wenn sich ein Fahrzeug in einem anormalen Zustand befindet, als Erkennungs signal ab, so daß ein Detektor, zum Beispiel ein Stromerken nungsschalter, zum Beispiel dann, wenn ein Schaltkreis auf grund eines Stoßes während eines Unfalls kurzgeschlossen wird und ein anormaler Strom hervorgerufen wird, dies erkennen kann.

Entsprechend einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Stromunterbrechungseinheit vorgesehen, umfassend
einen Stromerkennungsschalter, umfassend
einen gemessenen Leiter, in dem ein gemessener Strom fließt,
mehrere magnetoelektrische Einheiten, die derart angeord net sind, daß sie den gemessenen Leiter derart zwischen sich einschließen, daß sie magneto-sensible Flächen an den Seiten aufweisen, in die ein Magnetfluß, der durch den ge messenen Strom, der in dem gemessenen Leiter fließt, er zeugt wird, eintritt, wobei jede magnetoelektrische Ein heit ein magnetoelektrisches Signal abgibt, wenn der Ma gnetfluß einen vorbestimmten Wert überschreitet, und
einen Verarbeitungsabschnitt zur Ausgabe einer logischen Multiplikation der magnetoelektrischen Signale mehrerer magnetoelektrischer Einheiten als Erkennungssignal,
einen Stromunterbrecher zum Abschalten des Stroms, der durch den gemessenen Leiter fließt, und
einen Unterbrecherantriebsabschnitt zur Erregung des Stromunterbrechers, der den Strom, der in dem gemessenen Leiter als Reaktion auf das Erkennungssignal des Stromer kennungsschalters fließt, abschaltet.

Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Stromunterbrechungseinheit unter Verwendung eines Stromerken nungsschalters zur Erkennung eines Stroms, der in einem gemes senen Leiter fließt, und ein Erkennungssignal abgibt, ohne von dem Störmagnetfluß beeinflußt zu werden, gebildet und kann da her einen Schaltkreis ungeachtet der Anwesenheit oder Abwesen heit eines Störmagnetflusses zuverlässig abschalten.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lastausfallmeßgerät vorgesehen, umfassend
einen Stromerkennungsschalter, umfassend
einen gemessenen Leiter, in dem ein gemessener Strom fließt, wobei der gemessene Leiter eine Stromversorgung mit einer Last verbindet,
mehrere magnetoelektrische Einheiten, die den gemessenen Leiter derart zwischen sich einschließen, daß sie magneto- sensible Flächen aufweisen, an die ein Magnetfluß, der durch den gemessenen Strom, der in dem gemessenen Leiter fließt, erzeugt wird, abgegeben wird, wobei jede magneto elektrische Einheit ein magnetoelektrisches Signal abgibt, wenn der Magnetfluß einen vorbestimmten Wert überschrei tet, und
einen Verarbeitungsabschnitt zur Abgabe einer logischen Multiplikation der magnetoelektrischen Signale mehrerer magnetoelektrischen Einheiten als Erkennungssignal,
einen Lastschalter, um einen Strom der Stromversorgung an die Last weiterzuleiten, und
eine Warneinheit zur Erzeugung eines Warnsignals, wenn das Erkennungssignal nicht von dem Stromerkennungsschalter ab gegeben wird, wenn der Lastschalter geschlossen ist.

Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Lastausfallmeßgerät unter Verwendung eines Stromerkennungs schalters zur Erkennung eines Stroms, der in einem gemessenen Leiter fließt, und ein Erkennungssignal abgibt, ohne durch ei nen Störmagnetfluß beeinträchtigt zu werden, gebildet. Es kann daher ein Lastausfall oder ein gebrochener Leiter ungeachtet der Anwesenheit oder Abwesenheit des Störmagnetflusses ange zeigt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1A und 1B zeigen den Aufbau eines Stromerkennungs schalters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 stellt die Ausgabeeigenschaften einer jeden magneto elektrischen Einheit, die bei dem Stromerkennungsschalter ge mäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, dar.

Fig. 3 ist ein spezifisches Schaltdiagramm eines Verarbei tungsschaltkreises, der bei dem Stromerkennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.

Fig. 4 ist ein Schaltdiagramm eines abgeänderten Ausführungs beispiels des Verarbeitungsschaltkreises, der bei dem Stromer kennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfin dung verwendet wird.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Stromunterbrechereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau eines Lastausfallanzeigegerätes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 7 ist eine Zeichnung, mit der ein erstes Anwendungsbei spiel für den Stromerkennungsschalter gemäß der ersten Ausfüh rungsform der Erfindung erläutert wird.

Fig. 8 ist eine Zeichnung, mit der ein zweites Anwendungsbei spiel des Stromerkennungsschalters gemäß der ersten Ausfüh rungsform der Erfindung erläutert wird.

Fig. 9 zeigt einen Stromdetektor gemäß dem Stand der Technik.

Spezifische Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen werden nach folgend ein Stromerkennungsschalter und ein Gerät, bei dem der Stromerkennungsschalter gemäß den Ausführungsformen der Erfin dung verwendet wird, im Detail beschrieben. Bei der nachfol genden Beschreibung ist aus Gründen der Vereinfachung ein Stromerkennungsschalter mit nur zwei magnetoelektrischen Ein heiten erläutert, obwohl die Anzahl der magnetoelektrischen Einheiten, die bei dem Stromerkennungsschalter gemäß der Er findung verwendet werden können, nicht auf zwei begrenzt ist, sondern mehr als 2 betragen kann.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines Stromerkennungsschalters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Der Stromerkennungsschalter umfaßt einen gemessenen Leiter 10, eine erste magnetoelektrische Einheit 11, eine zweite magnetoelektrische Einheit 12 und einen Verar beitungsschaltkreis 13. Die Bestandteile sind normalerweise in einem elektrischen Anschlußkasten (nicht dargestellt) aufge nommen.

Der gemessene Leiter 10 ist ein Leiter, durch den ein gemesse ner Strom I fließt. Die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magnetoelektrische Einheit 12 sind derart ange ordnet, daß sie den gemessenen Leiter 10 zwischen sich ein schließen. Die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magnetoelektrische Einheit 12 sind insbesondere auf ei nem Kreis, um die Seele des gemessenen Leiters 10 angeordnet, welche den Mittelpunkt des Kreises darstellt.

Wie in Fig. 1B gezeigt, sind die Anordnungsrichtungen der er sten magnetoelektrischen Einheit 11 und der zweiten magneto elektrischen Einheit 12 derart festgelegt, daß eine magneto- sensible Fläche 11a der ersten magnetoelektrischen Einheit 11 und eine magneto-sensible Fläche 12a der zweiten magnetoelek trischen Einheit 12 an den Seiten angeordnet sind, in die ein Magnetfluß Φ, der durch den gemessenen Strom I, der durch den gemessenen Leiter 10 fließt, hervorgerufen wird, einfällt. Sie sind derart ausgerichtet, daß der Magnetfluß Φ rechtwinklig auf jede magneto-sensible Fläche trifft.

Hallsensoren, magnetische Widerstandseinheiten oder derglei chen können für die erste magnetoelektrische Einheit 11 und für die zweite magnetoelektrische Einheit 12 verwendet werden. Wie aus den Ausgabeeigenschaften gemäß Fig. 2 ersichtlich, gibt die erste magnetoelektrische Einheit 11 ein "Niedrig"- Signal ab, wenn der Eingangsmagnetfluß Φ gleich einem oder ge ringer als ein Schwellwert Φth ist bzw. beträgt. Wenn der Ein gangsmagnetfluß Φ größer als der Schwellwert Φth ist, gibt die erste magnetoelektrische Einheit 11 ein "Hoch"-Signal ab. Die zweite magnetoelektrische Einheit 12 weist die gleichen Ausga beeigenschaften wie die erste magnetoelektrische Einheit 11 auf.

Die erste magnetoelektrische Einheit 11 kann aus einer norma len magnetoelektrischen Einheit zur Ausgabe eines Signals, das größenmäßig proportional der Größe des Eingangsmagnetflusses Φ ist, und aus einem Vergleicher bestehen. D. h., ein Signal der magnetoelektrischen Einheit wird an einen Eingang des Verglei chers abgegeben und ein Signal mit einem vorbestimmten Wert wird an den anderen Eingang des Vergleichers abgegeben. Wenn das Signal der magnetoelektrischen Einheit gleich oder gerin ger als der vorbestimmte Wert ist, gibt dementsprechend der Vergleicher ein "Niedrig"-Signal ab. Wenn das Signal größer als der vorbestimmte Wert ist, gibt der Vergleicher ein "Hoch"-Signal ab.

Der Verarbeitungsschaltkreis 13 entspricht einem Verarbei tungsabschnitt der Erfindung. Der Verarbeitungsschaltkreis 13 wird durch ein UND-Gatter 20 mit zwei Eingängen gebildet, de nen ein Signal der ersten magnetoelektrischen Einheit 11 und ein Signal der zweiten magnetoelektrischen Einheit 12, wie in Fig. 3 gezeigt, zugeführt wird. Das UND-Gatter 20 gibt eine logische Multiplikation der Signale der ersten magnetoelektri schen Einheit 11 und der zweiten magnetoelektrischen Einheit 12 als Erkennungssignal des Stromerkennungsschalters nach au ßen ab.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Stromerkennungsschalters gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist wie folgt:
Wenn der gemessene Strom I in den gemessenen Leiter 10 fließt, wird, wie in Fig. 1B gezeigt, ein Magnetfluß Φ durch das ma gnetische Feld in einer Größe, die der Größe des gemessenen Stroms I gemäß der Rechten-Hand-Regel (Korkenzieherregel) von Ampere entspricht, hervorgerufen. Der Magnetfluß Φ tritt rechtwinklig in die magneto-sensible Fläche 11a der ersten ma gnetoelektrischen Einheit 11 und rechtwinklig in die magneto- sensible Fläche 12a der zweiten magnetoelektrischen Einheit 12 ein. Die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magnetoelektrische Einheit 12 erzeugen Spannungssignale ent sprechend der Dichte des Magnetflusses Φ.

Wenn kein Störmagnetfluß existiert, geben bei dem beschriebe nen Zustand die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magnetoelektrische Einheit 12 jeweils ein "Niedrig"- Signal ab, wenn der Magnetfluß Φ, der durch den gemessenen Strom I, der in dem gemessenen Leiter 10 fließt, hervorgerufen wird, gleich oder geringer als der Schwellwert Φth ist. Sie geben ein "Hoch"-Signal (magnetoelektrisches Signal) ab, wenn der Magnetfluß Φ den Schwellwert Φth überschreitet. Das UND- Gatter 20 gibt die logische Multiplikation der Signale der er sten magnetoelektrischen Einheit 11 und der zweiten magneto elektrischen Einheit 12 als Erkennungssignal des Stromerken nungsschalters nach außen ab.

Wenn der gemessene Strom I, der in dem gemessenen Leiter 10 fließt, gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, gibt daher das UND-Gatter 10 ein "Niedrig"-Signal ab. Wenn der gemessene Strom I größer als der vorbestimmte Wert ist, gibt das UND-Gatter 10 ein "Hoch"-Signal (Erkennungssignal) ab.

Wenn andererseits ein Störmagnetfluß Φ' bei dem beschriebenen Zustand existiert, geben die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magnetoelektrische Einheit 12 ein magneto elektrisches Signal ab, wenn die arithmetische Summe des Ma gnetflusses Φ, der durch den gemessenen Strom I, der durch den gemessenen Leiter 10 fließt, hervorgerufen wird, und wenn der Störmagnetfluß Φ' (die Summe unter Berücksichtigung der Rich tung des Störmagnetflusses Φ') den Schwellwert Φth überschrei tet.

Wenn ein Störmagnetfluß Φ', wie in Fig. 1B gezeigt, existiert, gibt die erste magnetoelektrische Einheit 11 ein "Niedrig"- Signal ab, wenn der Magnetfluß Φ, der durch den gemessenen Strom I, der durch den gemessenen Leiter 10 fließt, hervorge rufen wird, zuzüglich dem Störmagnetfluß Φ', d. h. der Magnet fluß Φ+Φ', gleich oder geringer als der Schwellwert Φth ist. Die erste magnetoelektrische Einheit 11 gibt ein "Hoch"-Signal (magnetoelektrisches Signal) ab, wenn der Magnetfluß Φ+Φ' den Schwellwert Φth überschreitet.

Die zweite magnetoelektrische Einheit 12 gibt ein "Niedrig"- Signal ab, wenn der Magnetfluß Φ, der durch den gemessenen Strom I, der durch den gemessenen Leiter 10 fließt, hervorge rufen wird, verringert um den Störmagnetfluß Φ', d. h. Magnet fluß Φ-Φ', gleich oder geringer als der Schwellwert Φ' ist. Die zweite magnetoelektrische Einheit 12 gibt ein "Hoch"- Signal (magnetoelektrisches Signal) ab, wenn der Magnetfluß Φ-Φ' den Schwellwert Φth überschreitet.

Das UND-Gatter 20 gibt die logische Multiplikation der Signale der ersten magnetoelektrischen Einheit 11 und der zweiten ma gnetoelektrischen Einheit 12 als Erkennungssignal des Stromer kennungsschalters nach außen ab. Wenn der gemessene Strom I fließt, und der Störmagnetfluß Φ' existiert, geben daher die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magneto elektrische Einheit 12 dann jeweils ein "Niedrig"-Signal ab, wenn der gemessene Strom I gleich oder geringer als ein erster Wert V1 ist. Das UND-Gatter 20 gibt daher ein "Niedrig"-Signal ab.

Wenn der gemessene Strom T größer als der erste Wert V1 ist und gleich oder geringer als ein zweiter Wert V2 (V2<V1) ist, gibt die erste magnetoelektrische Einheit 11 ein "Hoch"-Signal ab. Die zweite magnetoelektrische Einheit 12 gibt ein "Nied rig"-Signal ab. Das UND-Gatter 20 gibt daher ein "Niedrig"- Signal ab.

Wenn der gemessene Strom I größer als der zweite Wert V2 ist, geben die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magnetoelektrische Einheit 12 jeweils ein "Hoch"-Signal ab. Das UND-Gatter 20 gibt daher ein "Hoch"-Signal ab.

Damit gibt das UND-Gatter ein "Hoch"-Signal, d. h. ein Erken nungssignal, ab, wenn der gemessene Strom I größer als der zweite Wert V2 ist. Wenn der gemessene Strom I gleich oder ge ringer als der zweite Wert V2 ist, reagiert also der Stromer kennungsschalter nicht auf den Störmagnetfluß Φ' und kann da her den gemessenen Strom I, der durch den gemessenen Leiter 10 fließt, erkennen, ohne durch den Störmagnetfluß Φ' beeinflußt zu werden.

Da der Stromerkennungsschalter keine magnetische Fokussie rungsseele verwendet, können, im Vergleich zu einem litzenar tigen Stromdetektor, die Größe und das Gewicht des Stromerken nungsschalters sowie die Kosten verringert werden.

Bei dem oben beschriebenen Stromerkennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Verarbeitungs schaltkreis 13 als ein UND-Gatter 20 mit zwei Eingängen ausge führt. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann er auch als ein UND-Gatter 21 mit drei Eingängen ausgeführt werden, denen Signale eines Kombinationsschaltkreises 14 der ersten magnetoelektrischen Einheit 11 und der zweiten magnetoelektrischen Einheit 12 zu geführt werden.

Wenn zum Beispiel ein Betätigungsschaltkreis eines Airbags als Kombinationsschaltkreis 14 verwendet wird, kann ein Strom, der auftritt, wenn der Airbag ausgelöst wird, erkannt werden, ohne durch den Störmagnetfluß beeinflußt zu werden.

Ein Stromerkennungsschalter kann daher zur Erkennung eines Stroms ausgebildet werden, der fließt, wenn ein elektrischer Schaltkreis kurzgeschlossen wird und dabei ein anormaler Strom auftritt, durch den zum Beispiel der Airbag ausgelöst wird. Zusätzlich zu dem Auslöseerkennungsschaltkreis eines Airbags können verschiedene Schaltkreise, die unter irgendeinem ge wünschten Zustand aktiviert werden, als Kombinationsschalt kreis 14 verwendet werden.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Strom unterbrechungseinheit, bei der der oben beschriebene Stromer kennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfin dung verwendet wird.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Stromunter brechungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfin dung darstellt. Die Stromunterbrechungseinheit umfaßt einen Stromerkennungsschalter 1, einen Unterbrecherantriebsabschnitt 2, einen Stromunterbrecher 3 und einen gemessenen Leiter 10. Der beschriebene Stromerkennungsschalter gemäß der ersten Aus führungsform der Erfindung wird als Stromerkennungsschalter 1 verwendet.

Der Stromerkennungsschalter 1 ist derart angeordnet, daß die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite magneto elektrische Einheit 12 den gemessenen Leiter 10 zwischen sich einschließen. Der Stromunterbrecher 3 ist mittig des gemesse nen Leiters 10 angeordnet und reagiert auf ein Treibersignal des Unterbrecherantriebsabschnitts 2 zum Abschalten des gemes senen Stroms I, der in den gemessenen Leiter 10 fließt. Der Unterbrecherantriebsabschnitt 2 erzeugt das Treibersignal, ba sierend auf einem Erkennungssignal des Stromerkennungsschal ters 1, und gibt dieses an den Stromunterbrecher 3 weiter.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Stromunterbrechungseinheit ist wie folgt: Wenn der gemessene Strom I, der durch den ge messenen Leiter 10 fließt, gleich oder geringer als ein vorbe stimmter Wert ist, erzeugt der Stromerkennungsschalter 1 ein Erkennungssignal und gibt das Erkennungssignal an den Unter brecherantriebsabschnitt 2 ab. Der Unterbrecherantriebsab schnitt 2 erzeugt ein Treibersignal, das auf dem Erkennungssi gnal basiert, und gibt das Treibersignal an den Stromunterbre cher 3 ab, der dann den Strom abschaltet, der in den gemesse nen Leiter 10 fließt.

Die Unterbrechungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet den Stromerkennungsschalter zur Erkennung des Stroms, der in den gemessenen Leiter 10 fließt, ohne durch ei nen Störmagnetfluß beeinflußt zu werden und gibt ein Erken nungssignal ab. Wenn zum Beispiel ein Überstrom in einem Schaltkreis fließt, kann daher dies zuverlässig erkannt werden und der Schaltkreis kann ungeachtet der Anwesenheit oder Abwe senheit eines Störmagnetflusses abgeschaltet werden.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Last ausfallmeßgerät, das den beschriebenen Stromerkennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Lastausfall meßgerätes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Lastausfallmeßgerät umfaßt eine Batterie B, eine Last L, einen Stromerkennungsschalter 1, einen Lastschalter 4, ein UND-Gatter 5 und eine Warnlampe 6. Der beschriebene Strom erkennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Er findung wird als Stromerkennungsschalter 1 verwendet. Der Stromerkennungsschalter 1 gibt ein Erkennungssignal ab, wenn der Magnetfluß Φ gleich oder geringer als der Schwellwert Φth ist. Um dies zu erreichen, kann ein NAND-Gatter anstelle des UND-Gatters 20 verwendet werden.

Die Last L ist mit der Batterie B verbunden. Der Leiter zum Verbinden der Last L mit der Batterie B ist der gemessene Lei ter 10. Der Stromerkennungsschalter 1 ist derart angeordnet, daß die erste magnetoelektrische Einheit 11 und die zweite ma gnetoelektrische Einheit 12 den gemessenen Leiter 10 zwischen sich einschließen. Ein Erkennungssignal, das von dem Stromer kennungsschalter 1 abgegeben wird, wird an das UND-Gatter 5 abgegeben.

Der Lastschalter 4 wird verwendet, um die Stromversorgung zu der Last L zu starten. Ein Steuersignal (nicht dargestellt) des Lastschalters 4 wird sowohl an das UND-Gatter 5 als auch an die Last L abgegeben. Das UND-Gatter 5 erzeugt die logische Multiplikation des Erkennungssignals des Stromerkennungsschal ters 1 und des Steuersignals, das von dem Lastschalter 4 als Ergebnissignal abgegeben wird. Das Ergebnissignal, das von dem UND-Gatter 5 abgegeben wird, wird an die Warnlampe 6 und den Lastschalter 4 abgegeben. Das Ein- und Ausschalten der Warn lampe 6 wird durch das Signal des UND-Gatters 5 geregelt.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Lastausfallmeßgerätes ist wie folgt: Wenn der Lastschalter 4 angeschaltet wird, wird ein "Hoch"-Steuersignal an das UND-Gatter 5 abgegeben. Ein Strom fließt nicht in den Leiter, wenn ein Modus, bei dem die Last L es nicht zuläßt, daß ein Strom fließt, ausfällt oder der Lei ter (gemessene Leiter 10) zwischen der Batterie B und der Last L gebrochen ist. Wenn kein Strom in dem gemessenen Leiter 10 fließt, wird der Magnetfluß Φ gleich oder geringer als der Schwellwert Φth. Der Stromerkennungsschalter 1 erzeugt daher ein "Hoch"-Erkennungssignal und gibt das Erkennungssignal an das UND-Gatter 5, das dann ein "Hoch"-Signal abgibt, ab.

Da das UND-Gatter 5 das "Hoch"-Signal abgibt, wird die Warn lampe 6 eingeschaltet. Der Anwender kann daher ein Ausfallen der Last L oder einen gebrochenen Leiter zwischen der Batterie B und der Last L erkennen. Das "Hoch"-Signal des UND-Gatters 5 wird an den Lastschalter 4 abgegeben, wodurch der Kontakt des Lastschalters 4 geöffnet wird. Es ist daher leicht zu erken nen, daß die ausgefallene Last L zu ersetzen ist.

Der Stromerkennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung kann zusätzlich zu den Einheiten, die bei der ersten und zweiten Ausführungsform gezeigt sind, angewendet werden:

Ein erstes Anwendungsbeispiel betrifft eine Motorblockierer kennungseinheit, die den beschriebenen Stromerkennungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet.

Ein Motor wird bei einem Scheibenwischer oder einem elektri schen Fensterheber eines Fahrzeugs verwendet. Wenn der elek trische Fensterheber gewaltsam in irgendeiner Position, anders als der normalen Stoppposition, angehalten wird und der Motor daher blockiert, fließt, wie in Fig. 7 gezeigt, ein hoher Strom.

Wenn der beschriebene Schwellwert des Stromerkennungsschalters bei der ersten Ausführungsform nur wenig geringer als die Grö ße des Stroms, der fließt, wenn der Motor blockiert, festge legt ist, gibt der Stromerkennungsschalter ein Erkennungssi gnal ab, wenn der Motor blockiert. Die Stromversorgung zu dem Motor kann daher als Reaktion auf das Erkennungssignal abge schaltet (unterbrochen) werden.

Hierbei kann für einen kurzen Zeitraum ein Strom, der den Schwellwert übersteigt, aufgrund eines Stromstoßes, der durch Einschalten eines Lastschalters, wie in Fig. 7 gezeigt, er zeugt wird, fließen. In solch einem Fall kann die Dauer des Erkennungssignals des Stromerkennungsschalters durch einen Zähler gezählt werden, und wenn die Dauer gleich oder größer als ein gegebener Wert ist, kann die Stromversorgung zu dem Motor unterbrochen werden. Entsprechend dieser Ausbildung kann der Motor nur gestoppt werden, wenn der Motor tatsächlich blockiert ist.

Entsprechend dem ersten Anwendungsbeispiel kann, wenn ein Fremdkörper in dem elektrischen Fensterheber eingeklemmt ist und der Motor daher in irgendeiner anderen Position als der normalen Stoppposition blockiert ist, dieser Zustand derart erkannt werden, so daß der Motor sofort reversiert werden kann, um den Fremdkörper aus dem elektrischen Fensterheber freizugeben.

Ein Motor kann beispielsweise beim Versuch ihn zu starten durch Frost blockiert sein. Auch hierbei kann mit einem ähnli chen Verfahren zu dem oben genannten früh genug erkannt wer den, wenn der Motor blockieren wird und der Motor kann derart angehalten werden, daß verhindert wird, daß er durchbrennt.

Nachfolgend wird ein zweites Anwendungsbeispiel beschrieben. Das zweite Anwendungsbeispiel betrifft ein Motordrehzahlerken nungsgerät, bei dem der oben beschriebene Stromerkennungs schalter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ver wendet wird.

Bei einem Strom, der an einem Motor abgegeben wird, der eine Bürste umfaßt, entsteht eine Spitze, wie in Fig. 8 gezeigt, wenn der Kontakt zwischen der Bürste und einem Kommutator (Kollektor) erfolgt. Wenn der beschriebene Schwellwert des Stromerkennungsschalters bei der ersten Ausführungsform auf einen geringfügig kleineren Wert als dem Spitzenwert festge legt wird, gibt der Stromerkennungsschalter ein Erkennungssi gnal ab, wenn ein Strom, der den Schwellwert überschreitet, in dem Strom, der an den Motor abgegeben wird, auftritt. Wenn die Anzahl der Erkennungssignale durch einen Zähler gezählt wird, kann die Anzahl der Umdrehungen des Motor angegeben werden.

Wie oben im Detail beschrieben, reagiert gemäß der Erfindung, wenn der gemessene Strom gleich oder geringer als ein bestimm ter Wert ist, der Stromerkennungsschalter nicht auf den Stör magnetfluß und der Strom, der in dem gemessenem Leiter fließt, kann erkannt werden, ohne durch den Störmagnetfluß beeinflußt zu werden.

Gemäß der Erfindung gibt der Verarbeitungsabschnitt eine logi sche Multiplikation der magnetoelektrischen Signale der magne toelektrischen Einheiten und eines anormalen Signals der Au ßenumgebung, wenn ein Fahrzeug sich in einem anormalen Zu stand, der als Erkennungssignal dient, befindet, wenn ein De tektor, zum Beispiel ein Stromerkennungsschalter erkennt, daß ein Schaltkreis aufgrund eines Stoßes während eines Unfalls kurzgeschlossen wurde und ein anormaler Strom entsteht.

Gemäß der Erfindung ist die Stromunterbrechungseinheit derart aufgebaut, daß sie einen Stromerkennungsschalter zur Erkennung eines Stromes, der in einem gemessenen Leiter fließt und ein Erkennungssignal ohne Beeinflussung durch einen Störmagnetfluß abgibt, verwendet. Sie kann daher einen Schaltkreis ungeachtet der Anwesenheit oder der Abwesenheit eines Störmagnetflusses zuverlässig abschalten.

Gemäß der Erfindung ist das Lastausfallmeßgerät des weiteren derart aufgebaut, daß es einen Stromerkennungsschalter zur Er kennung eines Stroms verwendet, der durch einen gemessenen Leiter fließt und ein Erkennungssignal ohne Beeinflussung durch einen Störmagnetfluß abgibt und daher einen Lastausfall und einen gebrochenen Leiter ungeachtet der Anwesenheit oder der Abwesenheit eines Störmagnetflusses erkennen lassen kann.

Claims

1. Stromerkennungsschalter, umfassend
einen gemessenen Leiter (10), in dem ein gemessener Strom (I) fließt,
mehrere magnetoelektrische Einheiten (11, 12), die derart angeordnet sind, daß sie den gemessenen Leiter (10) derart zwischen sich einschließen, daß sie magneto-sensible Flä chen (11a, 12a) an den Seiten aufweisen, an denen ein Ma gnetfluß (Φ), der durch den gemessenen Strom (I) erzeugt wird, eintritt, wobei jede magnetoelektrische Einheit (11, 12) ein magnetoelektrisches Signal abgibt, wenn der Magnet fluß (Φ) einen vorbestimmten Wert (Φth) überschreitet, und einen Verarbeitungsabschnitt (13) zur Ausgabe einer logi schen Multiplikation der magnetoelektrischen Signale mehre rer magnetoelektrischer Einheiten (11, 12) als Erkennungs signal.

2. Stromerkennungsschalter gemäß Anspruch 1, wobei der Verar beitungsabschnitt (13) die logische Multiplikation der ma gnetoelektrischen Signale mehrerer magnetoelektrischer Ein heiten (11, 12) und eines anormalen Signals der Außenumge bung, wenn ein Fahrzeug sich in einem anormalen Zustand be findet, als Erkennungssignal abgibt.

3. Stromunterbrechungseinheit, umfassend
einen Stromerkennungsschalter (1), umfassend
einen gemessenen Leiter (10), in dem ein gemessener Strom (I) fließt,
mehrere magnetoelektrische Einheiten (11, 12), die derart angeordnet sind, daß sie den gemessenen Leiter (10) derart zwischen sich einschließen, daß sie magneto-sensible Flä chen (11a, 12a) an den Seiten aufweisen, in die ein Magnet fluß (Φ), der durch den gemessenen Strom (I), der in dem gemessenen Leiter (10) fließt, erzeugt wird, eintritt, wo bei jede magnetoelektrische Einheit (11, 12) ein magneto elektrisches Signal abgibt, wenn der Magnetfluß (Φ) einen vorbestimmten Wert (Φth) überschreitet, und
einen Verarbeitungsabschnitt (13) zur Ausgabe einer logi schen Multiplikation der magnetoelektrischen Signale mehre rer magnetoelektrischer Einheiten (11, 12) als Erkennungs signal,
einen Stromunterbrecher (3) zum Abschalten des Stroms (I), der durch den gemessenen Leiter (10) fließt, und
einen Unterbrecherantriebsabschnitt (2) zur Erregung des Stromunterbrechers (3), der den Strom (I), der in dem ge messenen Leiter (10) als Reaktion auf das Erkennungssignal des Stromerkennungsschalters (1) fließt, abschaltet.

4. Lastausfallmeßgerät, umfassend
einen Stromerkennungsschalter (I), umfassend
einen gemessenen Leiter (10), in dem ein gemessener Strom (I) fließt, wobei der gemessene Leiter (10) eine Stromver sorgung (B) mit einer Last (L) verbindet,
mehrere magnetoelektrische Einheiten (11, 12), die den ge messenen Leiter (10) derart zwischen sich einschließen, daß sie magneto-sensible Flächen (11a, 12a) aufweisen, an die ein Magnetfluß (Φ), der durch den gemessenen Strom (I), der in dem gemessenen Leiter (10) fließt, erzeugt wird, abge geben wird, wobei jede magnetoelektrische Einheit (11, 12) ein magnetoelektrisches Signal abgibt, wenn der Magnetfluß einen vorbestimmten Wert (Φth) überschreitet, und
einen Verarbeitungsabschnitt (13) zur Abgabe einer logi schen Multiplikation der magnetoelektrischen Signale mehre rer magnetoelektrischer Einheiten (11, 12) als Erkennungs signal,
einen Lastschalter (4), um einen Strom (I) der Stromversor gung (B) an die Last (L) weiterzuleiten, und
eine Warneinheit (6) zur Erzeugung eines Warnsignals, wenn das Erkennungssignal nicht von dem Stromerkennungsschalter (1) abgegeben wird, wenn der Lastschalter (4) geschlossen ist.