(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリへ結合されている夫々のパワー制御回路の出力ポートから各々がパワーを受取る電気装置を分類する方法において、
ターンオン後の非定常状態である第一時間期間及び該第一時間期間の後の定常状態である第二時間期間における該電気装置の基準電流応答をメモリ内に格納し、
該第一時間期間及び該第二時間期間において特定の電気装置の実時間電流応答を測定し、
該特定の電気装置の該測定した実時間電流応答を該メモリ内に格納し、
該第一時間期間における該基準電流応答及び該測定した実時間電流応答が、該電気装置における突入電流を包含しており、
更に、
該第二時間期間における該測定した実時間電流応答から定常状態電流を計算し、
該第一時間期間において、該測定した突入電流が基準突入電流と類似しているか否かを決定し、
該測定した突入電流が該基準突入電流と類似している場合には、該特定の電気装置に対して潜在的な第一分類を割当て、該割当てた潜在的な第一分類は該特定の電気装置が検証を条件として潜在的に第一タイプの電気装置である場合があることを表わしており、
該第二時間期間において、該定常状態電流が基準定常状態電流と類似しているか否かを決定し、
該定常状態電流が該基準定常状態電流と類似している場合には、該特定の電気装置に対して潜在的な第二分類を割当て、該割当てた潜在的な第二分類は、該特定の電気装置が検証を条件として潜在的に第二タイプの電気装置である場合があることを表わしており、
該割当てた第一分類を該割当てた第二分類と比較し、
該割当てた第一及び第二分類が同一である場合には、該特定の電気装置に対して有効な分類を割当て、該有効な分類は該特定の電気装置のタイプを識別しており、
該有効な分類をプロセッサにより報告する、
ことを包含している方法。
【請求項２】
請求項１において、更に、該割当てた第一及び第二分類が異なる場合には無効な分類を報告することを包含している方法。
【請求項３】
バッテリへ結合されている夫々のパワー制御回路の出力ポートから各々がパワーを受取る電気装置を分類する方法において、
ターンオン後の非定常状態である第一時間期間及び該第一時間期間の後の定常状態である第二時間期間における該電気装置の基準電流応答をメモリ内に格納し、
該第一時間期間及び該第二時間期間において特定の電気装置の実時間電流応答を測定し、
該特定の電気装置の該測定した実時間電流応答を該メモリ内に格納し、
該第一時間期間及び該第二時間期間の夫々において、該特定の電気装置の該測定した実時間電流応答を該複数の電気装置の該基準電流応答に対してプロセッサにより比較し、
該比較に基づいて該電気装置を分類する、
ことを包含しており、
該パワー制御回路、該プロセッサ及び該メモリが、車両に取付けたトレーラー内に据え付けられている複数個の電気装置へパワーを送給する形態とされているトレーラー牽引コネクタ内に実装されており、
更に、
各々が該バッテリからパワーを受取る複数個の電気装置を分類し、
該複数個の電気装置の分類に基づいて該トレーラーのタイプを、少なくとも、軽量トレーラ、ユーティリティトレーラ、ＲＶトレーラ、又はユーロピアントレーラの内のいずれであるかを識別する、
ことを包含している方法。
【請求項４】
請求項３において、該トレーラー牽引コネクタが、車両通信ネットワークを介して該トレーラー内に実装されている電気装置の分類を報告する方法。
【請求項５】
請求項３において、該分類が該電気装置を白熱バルブ、ガスディスチャージバルブ、ＬＥＤ又はバッテリとして識別する方法。
【請求項６】
バッテリへ結合されている夫々のパワー制御回路の出力ポートから各々がパワーを受取る電気装置を分類する方法において、
ターンオン後の非定常状態である第一時間期間及び該第一時間期間の後の定常状態である第二時間期間における該電気装置の基準電流応答をメモリ内に格納し、
該第一時間期間及び該第二時間期間において特定の電気装置の実時間電流応答を測定し、
該特定の電気装置の該測定した実時間電流応答を該メモリ内に格納し、
該第一時間期間及び該第二時間期間の夫々において、該特定の電気装置の該測定した実時間電流応答を該複数の電気装置の該基準電流応答に対してプロセッサにより比較し、
該比較に基づいて該電気装置を分類し、
更に、
該電気装置が接続されている出力ポートに対する最大スレッシュホールド電流を決定し、該最大スレッシュホールド電流は該出力ポートにおける短絡回路電流限界であり且つ該出力ポートの特性に基づいており、
該最大スレッシュホールド電流を該メモリ内に格納し、
予め選択した回数該電気装置において流れる定常状態電流を測定し、
該定常状態電流を該メモリ内に格納し、
該定常状態電流から学習済短絡回路電流を該プロセッサにより計算し、該学習済短絡回路電流は該最大スレッシュホールド電流未満であり、
該学習済短絡回路電流を該メモリ内に格納し、
該電気装置内を流れる実時間定常状態電流を測定し、
該測定した実時間定常状態電流を該最大スレッシュホールド電流に対し及び該学習済短絡回路電流に対して比較し、
該測定した実時間定常状態電流が該最大スレッシュホールド電流より大きい場合には、該出力ポートにおける潜在的なハード短絡回路条件を報告し、
該測定した実時間定常状態電流が該学習済短絡回路電流より大きいが該最大スレッシュホールド電流未満である場合には、該出力ポートにおける蓋然性のあるソフト短絡回路条件を報告する、
ことを包含している方法。
【請求項７】
請求項６において、該学習済短絡回路電流の計算が、
平均定常状態電流を該プロセッサにより計算し、
該平均定常状態電流を該メモリ内に格納し、
該平均定常状態電流を予め選択した百分率で乗算することにより該学習済短絡回路電流を決定する、
ことを包含している方法。
【請求項８】
請求項７において、該予め選択した百分率が１００％未満である方法。
【請求項９】
請求項６において、更に、
該電気装置内を流れる実時間定常状態電流の測定を繰り返し、
該測定した実時間定常状態電流を該最大スレッシュホールド電流に対し且つ該学習済短絡回路電流に対して比較する、
ことを包含している方法。
【請求項１０】
請求項９において、更に、
該測定した実時間定常状態電流が該最大スレッシュホールド電流より大きい場合には第一カウンタをインクリメントさせ、
該第一カウンタのカウントが第一カウントを超える場合に有効なハード短絡回路条件を報告する、
ことを包含している方法。
【請求項１１】
請求項９において、更に、
該測定した実時間定常状態電流が該学習済短絡回路電流より大きいが該最大スレッシュホールド電流未満である場合には第二カウンタをインクリメントさせ、
該第二カウンタのカウントが第二カウントを超える場合には有効なソフト短絡回路条件を報告する、
ことを包含している方法。
【請求項１２】
請求項１０において、更に、該有効なハード短絡回路条件に応答して該パワー制御回路のデューティサイクルを減少させることにより該出力ポートからパワーを取除くことを包含している方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子回路に関するものであって、更に詳細には、本発明はバッテリへ接続されている電気装置の分類及び短絡回路保護のための集積回路及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両、航空機、テレコミュニケーション及びその他のシステムにおいて、電気装置（電気的負荷とも呼称される）へＤＣパワーを供給するためにバッテリがしばしば使用される。しばしば、スイッチモードＤＣ−ＤＣコンバータを具備するパワー変換回路が、バッテリから電気的負荷へ制御されたパワーを送給するために使用される。自動車の電気システムにおいては、１個又はそれ以上のバッテリが、パワートレイン、即ちエンジンが稼動中である場合にはいつでもアクティブである場合がある充電システムへ接続されている。更に、ハイブリッド又はその他のパワートレインシステムは、特定の車両条件、例えばブレーキングの下においてパワーを再生し且つバッテリ又はその他の蓄積装置を充電する場合がある。パワーの供給源とは独立的に、電気的パワーは、典型的に、直接的又はスイッチ動作されるバッテリパワー供給のいずれかとして全ての車両エレクトロニクスへ分配される。
【０００３】
多くの適用例において、バッテリへ接続されている電気的負荷のタイプを自動的に識別（即ち、分類）することが望ましい。電気的負荷を自動的に分類することが可能である場合には、短絡回路限界を決定することが可能である。短絡回路条件が検知されると、バッテリが完全に放電されることを阻止するために１個又はそれ以上の電気的負荷を選択的に除去することにより負荷遮断を開始することが可能である。
【０００４】
トレーラーを牽引するためにデザインされたビークル（ｖｅｈｉｃｌｅ）即ち車両においては、トレーラー牽引コネクタ及びトレーラー負荷を制御するために車両内に据え付けられた電気的コンポーネントが、トレーラーへ電気的パワーを送給するため、及びトレーラー内に据え付けられた種々の装置即ち負荷をモニタし且つ制御するために、典型的に使用される。トレーラー牽引コネクタは、通常、トレーラー装置即ち負荷へ電気的パワーを送給するために適合された１個又はそれ以上の出力ポート又はピンを包含している。該装置は走行ライト、ブレーキライト、パーキングライト、電気的ブレーキ、補助的バッテリ、バックアップライト、フォグランプ及びウインカーを包含することが可能である。トレーラー牽引コネクタにおける選択された出力ポート又はピンは、通常、特定の目的を達成する装置へ接続されている。例えば、トレーラー上のブレーキランプを動作するための出力ポート及び右側ウインカーを動作するための別の出力ポート、及び更に左側ウインカーを動作するための別の出力ポートが存在している場合がある。トレーラー装置の各々はその電気的特性に依存して異なる動作電流及び最大電流制限を有している場合がある。又、大型トレーラーにおける電気的装置は、小型のトレーラーにおけるものよりもより多くの電流を引出す場合がある。従って、大型のトレーラーにおける電気的装置を保護するためにデザインされたトレーラー牽引コネクタは小型のトレーラーに対しては適切なものでない場合がある。
【０００５】
既存のプロダクショントレーラーシステムにおいては、トレーラー牽引制御回路が幾つかの電気的モジュールにわたって分散されているか、又は単一ボディ又はトレーラーの特定のモジュール内にカプセル化されている場合がある。これらの適用例においては、短絡又は過剰電流保護は、組立時に車両内に据え付けられる固定値ヒューズ又はサーキットブレーカーに制限されている。又、多くの場合において、トレーラー回路スイッチング装置は高電流点火スイッチにより制御されるヒューズ型リレーである。更に、多くの車両が異なる寸法及び特徴の幾つかのトレーラーを牽引している。一群のＳＵＶ又はトラックが小型のジェットスキートレーラー（３トレーラー回路）、ランドスケープフラットベットトレーラー（４トレーラー回路）又はＲＶトレーラー（５トレーラー回路）を牽引する場合がある。更に、トレーラーが牽引車両に取付けられていない場合には、その所有者が化粧的又は車両パーソナル化のためにヒッチライト装置（１−３トレーラー回路）を取付ける場合がある。これらのトレーラー及びヒッチライト装置の全ては、異なる動作電流負荷を有している。より小型のトレーラーの場合には、設計短絡回路保護は、典型的に、その車両に対して許容されている可及的に最大の牽引可能なトレーラーに基づいている最悪の事例に対するものであるから、据え付けられているヒューズはトレーラーにおける配線を保護することが可能でない場合がある。従って、通常使用されているヒューズ型又はその他の固定回路保護装置はハード短絡（接地への直接的短絡）を検知するものであって、ソフト短絡（接地への低抵抗短絡）又はトレーラー装置におけるその他の高電流に関連する機能障害に対して保護するものではない。更に、今日のトレーラー牽引デザインは短絡回路条件又はその他の機能障害の検知又はドライバに対する報知無しでの保護を提供している。
【０００６】
既存のトレーラー牽引コネクタは、典型的に、電気的負荷をインテリジェントに検知し且つ分類する能力を欠如している。従って、既存のトレーラー牽引コネクタは取り付けられている電気的装置に基づいてインテリジェントに短絡回路電流限界を決定する能力を欠如している。又、既存のトレーラー牽引コネクタは、短絡回路条件に応答してインテリジェントに負荷遮断を開始させ且つリセット可能な短絡回路保護デザインを与えることの能力を欠如している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電気的装置を分類するための集積回路装置及び方法が開示される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
電気的装置の各々はバッテリに結合されている夫々のパワー制御回路の出力ポートからパワー即ち電力を受取る。本方法は、複数個の電気装置の基準電流応答を決定することを包含している。該基準電流応答は、基準突入電流及び時間の関数としての基準定常状態電流を包含している。該基準電流応答は電気的装置の特性に基づいている。本方法は、電気装置の基準電流応答をメモリ内に格納することを包含している。本方法は特定の電気装置の実時間電流応答を測定することを包含している。該実時間電流応答は実時間突入電流及び時間の関数としての実時間定常状態電流を包含している。本方法は特定の電気的装置の測定した実時間電流応答をメモリ内に格納することを包含している。本方法は、プロセッサによって、特定の電気的装置の測定した実時間電流応答を該複数個の電気的装置の基準電流応答に対して比較し且つその比較に基づいて該電気的装置を分類することを包含している。学習済短絡回路保護方法も提供され、それは検知された負荷及び計算された平均負荷電流に基づいて連続的短絡回路限界値を計算する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願は、２００４年１０月１８日付で出願された車両トレーラー牽引コネクタを駆動する方法及びシステム（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  ａ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｔｒａｉｌｅｒ  Ｔｏｗ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）という名称の米国特許出願番号第１０／９６７，３８９号（公開番号２００６／００８５０９９Ａ１）を全ての目的のために引用により取込む。本願は、又、２００８年２月２８日付で出願された米国特許出願（代理人ドケット０６−Ｌ−０９４、「パワーをモニタし且つ制御し且つ開負荷状態を検知するための集積回路及び方法（ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＰＯＷＥＲ  ＡＮＤ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ  ＯＰＥＮ  ＬＯＡＤ  ＳＴＡＴＥ）」という名称）及び（代理人ドケット０７−Ｌ−０３８、「車両のバッテリチャージを保存し且つトレーラー負荷を保護する集積回路及び方法（ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＰＲＥＳＥＲＶＩＮＧ  ＶＥＨＩＣＬＥ’Ｓ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＣＨＡＲＧＥ  ＡＮＤ  ＰＲＯＴＥＣＴＩＮＧ  ＴＲＡＩＬＥＲ  ＬＯＡＤ）」という名称）の両方を全ての目的のために引用により取込んでいる。
【００１０】
図１Ａはトレーラーを牽引するためにデザインされた車両内に据え付けることが可能なトレーラー牽引コネクタ１０４を示している。トレーラー牽引コネクタ１０４は図１Ｂに示した電子回路１０８を包含している。電子回路１０８は別個に示してあるが、電子回路１０８は、典型的に、トレーラー牽引コネクタ１０４内部に存在していること（例えば、カプセル化又はその中に収納されている）が理解される。電子回路１０８はトレーラー内の装置へパワーを送給するために動作可能な１個又はそれ以上の電子装置１１２を包含している。電子回路１０８は、トレーラー牽引コネクタ１０４内部にしっかりと据え付けられているＰＣボード１１６上に据え付けることが可能である。電子回路１０８は１個又はそれ以上の出力ポート又はピン１２０を包含しており、その各々はトレーラーにおける特定の装置へ接続されている。
【００１１】
図２は、各々がバッテリ２０２へ結合されている夫々のパワー制御回路２１２の出力ポート２４２からパワーを受取る電気的装置２４０を分類するための回路２００の例示的実現例を示している。回路２００は電気的装置２４０に対する短絡回路電流限界をインテリジェントに決定する形態とされている。該回路は、例えば、回路２００とコネクタ１０４とが据え付けられている車両のバッテリ２０２を有することが可能な電源からパワーが供給される。
【００１２】
該負荷は抵抗性、誘導性、容量性、バッテリ又は車両により牽引されるトレーラー内に据え付けられている任意のその他のタイプの負荷とすることが可能である。例えば、該負荷はトレーラーライティング負荷（ＬＥＤ、白熱灯、キセノン等）又はトレーラーに据え付けた負荷を具備するトレーラーバッテリとすることが可能である。トレーラーバッテリは車両バッテリとは別のものであり、トレーラーに据え付けた負荷にパワーを供給するためにトレーラー内に据え付けたバッテリのことである。
【００１３】
当業者に明らかなように、回路２００は航空機パワーシステム、テレコミュニケーション、ネットワーキング、無線及びその他の適用例において利用することが可能である。
【００１４】
回路２００は半導体基板上に製造した集積回路装置として実現することが可能である。代替的に、回路２００はディスクリートのスタンドアローンコンポーネントで実現することが可能である。
【００１５】
回路２００はメモリ２０８へ結合されているプロセッサ２０４を包含している。プロセッサ２０４はデータ処理タスクを実行するためにプログラムされている幾つかの市販のマイクロコントローラのうちの１つとすることが可能である。特に、プロセッサ２０４はメモリ２０８からデータを受取り且つその中にデータを格納する形態とされている。プロセッサ２０４はメモリ２０８及び回路２００のその他のコンポーネントの両方から受取ったデータに関して複数個の命令コードを実行することにより複数の数学的及び／又は論理的演算を実施する。
【００１６】
回路２００はバッテリ２０２及びプロセッサ２０４へ電気的に結合されているスイッチ動作されるパワー制御回路２１２を包含している。スイッチ動作されるパワー制御回路２１２はプロセッサ２０４からのパワー制御信号２０６に応答して１個又はそれ以上の負荷２４０へ送給されるパワーを制御する。負荷２４０は関連する出力ポート２４２を介してスイッチ動作されるパワー制御回路２１２へ電気的に結合させることが可能である。図２においては単に１個のパワー制御回路が示されているに過ぎないが、各々が特定の電気的装置におけるパワーを規制する形態とされている複数個のパワー制御回路を設けることが可能であることが理解される。一方、複数個のパワー制御回路はパワー制御回路２１２に示したように単一の装置として実現することが可能である。
【００１７】
スイッチ動作されるパワー制御回路２１２は、オプションとして、プロセッサ２０４へフィードバック信号２１０を供給することが可能である。１つの例示的実現例においては、スイッチ動作されるパワー制御回路２１２は負荷２４０へ制御されたパワーを送給することが可能なパワーＭＯＳＦＥＴ又はパワー集積化ベーストランジスタ等のパワー半導体装置である。プロセッサ２０４からのパワー制御信号２０６に応答して、パワー制御回路２１２のデューティサイクルが変化されて負荷２４０へ送給されるパワーの量を規制する。１つの例示的実現例においては、パワー制御信号２０６はスイッチ動作されるパワー制御回路２１２のオン及びオフ時間を制御するために変化されたデューティサイクルを有するパルス幅変調信号である。
【００１８】
回路２００はパワー制御回路２１２内を流れており且つ負荷２４０の各々へ送給される電流を測定する形態とされている電流検知回路２１６を包含している。電流検知回路２１６はスイッチ動作されるパワー制御回路２１２内に組込むことが可能である。代替的に、電流検知回路２１６は負荷２４０へ流れる電流を測定する形態とされている別個のスタンドアローン回路とすることが可能である。電流検知回路２１６は与えられた負荷２４０へ流れる電流を測定し且つ測定された電流に応答して電流検知信号２１８を供給する。後述するように、測定された電流が最大電流スレッシュホールドより大きい場合には、電流検知信号２１８は短絡回路条件を表示し、負荷２４０からパワーを取除くことをプロセッサ２０４へ告知することが可能である。
【００１９】
１つの例示的実現例においては、電流検知回路２１６は基準電流を発生する基準電流発生器２２４を包含している。電流検知回路２１６は、又、負荷２４０へ流れる測定された電流を該基準電流と比較し、且つその比較に応答して電流検知信号２１８を発生する比較器回路２２８を包含している。該基準電流は最大電流スレッシュホールド又は任意のその他の選択された電流値とすることが可能である。電流検知信号２１８は任意の蓋然性のある機能障害を含む出力ポート２４２における動作条件を表わす。より詳細には、電流検知信号２１８は短絡回路状態を表わすことが可能であり、又は正常な動作条件を表わすことが可能である。
【００２０】
１つの例示的実現例においては、短絡回路条件をバリデート（ｖａｌｉｄａｔｅ）即ち検証するためにカウンタ回路２４８を使用することが可能である。この回路２４８は、オプションとして包含されているか、又はオプションとして考えられる。信号２１８は、代替的に、プロセッサ２０４へ直接的に供給することが可能である。電流の複数のサンプルが採取される。カウンタ回路２４８は、サンプリング期間中における各相次ぐ検知された短絡回路条件に対し信号２１８によりインクメントさせることが可能である。そのカウントが最大スレッシュホールドを超えると、カウンタ回路２４８はプロセッサ２０４に対して有効な短絡回路状態信号２５０を供給することが可能である。カウンタ回路２４８は相次ぐ短絡回路条件の検知が存在しない場合に（例えば、サンプリング期間内において）リセットされる。カウンタ回路２４８からの有効な短絡回路状態信号２５０に応答して、該プロセッサは有効な短絡回路状態条件を検知し且つ報告することが可能である。
【００２１】
回路２００は負荷２４０を横断してパワー制御回路２１２により印加された電圧を測定する形態とされている電圧検知回路２２０を包含している。電圧検知回路２２０は、スイッチ動作されるパワー制御回路２１２内に組込むことが可能である。代替的に、電圧検知回路２２０は負荷２４０を横断して印加される電圧を測定する形態とされた別個のスタンドアローン回路とすることが可能である。電圧検知回路２２０は負荷２４０を横断しての電圧を測定し且つ測定された電圧に応答して電圧検知信号２２２を供給する。測定された電圧が所定の電圧値より大きい場合には、電圧検知信号２２２は過剰電圧条件を表わすことが可能である。又、測定された電圧が所定電圧値未満である場合には、電圧検知信号２２２は低バッテリ電圧条件を表わすことが可能である。更に、電圧検知信号２２２は、又、パワー制御回路２１２がオフ状態にある場合にその電圧がスレッシュホールドより低い場合（例えば、印加されたバッテリ電圧より低い）には、短絡条件を表わすことが可能である。１つの例示的実現例においては、電圧検知回路２２０は基準電圧信号を発生する基準電圧発生器２３２を包含している。電圧検知回路２２０は、又、負荷２４０を横断して測定された電圧を基準電圧と比較し、且つその比較に応答して電圧検知信号２２２を発生する電圧比較器回路２３６を包含している。
【００２２】
１つの例示的実現例においては、過剰電圧条件又は低バッテリ電圧条件を検証するためにカウンタ回路２５２を使用することが可能である。この回路２５２は、オプションとして、包含されるか、又はオプションとして考えられる。信号２２２は、代替的に、プロセッサ２０４へ直接的に供給することが可能である。対応する複数の信号２２２が発生されて、複数の電圧のサンプルが回路２２０により採取される。カウンタ回路２５２は、各相次ぐ検知された過剰電圧条件に対して信号２２２によりインクリメントさせることが可能である。そのカウントが最大スレッシュホールドを超えると、カウンタ回路２５２はプロセッサ２０４に対して有効な過剰電圧状態信号２５６を供給することが可能である。カウンタ回路２５２は、相次ぐ過剰電圧条件の検知が存在しない場合に（例えば、サンプリング期間内において）リセットされる。有効な過剰電圧信号に応答して、プロセッサ２０４は過剰電圧条件を検知し且つ報告することが可能である。
【００２３】
１つの例示的実現例においては、回路２００はプロセッサ２０４と外部装置（図２には示していない）との間の通信を容易化するためにネットワークインターフェース回路２４４を包含している。例えば、ネットワークインターフェース回路２４４は、車両（図２には示していない）と回路２００を組込んでいるトレーラー牽引コネクタとの間の通信を容易化させることが可能である。このインターフェースは、プロセッサ２０４がポート２４２及び負荷２４０における開負荷、短絡回路又は過剰電圧条件の検知等の通信をその他の装置及びシステムへ出力することを可能とさせる。該インターフェースは、更に、プロセッサ２０４がその他の装置及びシステムからプログラミング、コマンド及び制御情報等の情報を受取ることを可能とさせる。
【００２４】
図３は各々がバッテリ２０２へ結合されているパワー制御回路２１２の出力ポートからパワーを受取る電気的装置（負荷）２４０を分類する例示的な方法のフローチャート３００である。図３の方法は図２に示した回路２００により実行することが可能である。
【００２５】
前述したように、回路２００は、車両に取付けられているトレーラー内に据え付けられている電気的装置２４０をインテリジェントに分類するためにトレーラー牽引コネクタ内に組込むことが可能である。電気的装置２４０の分類に基づいて、回路２００は各装置の電流応答特性に基づいて該電気的装置に対する短絡回路電流限界をインテリジェントに推定する。
【００２６】
当業者に明らかなように、フローチャート３００に例示した方法は、航空機パワーシステム、テレコミュニケーション、無線、ネットワーク及びその他の電気的適用例において利用することが可能である。
【００２７】
ステップ３０４において、複数個の電気的装置の基準電流応答が第一動作モードにおいて決定される。１つの例示的実現例においては、該基準電流応答は、パワー制御回路２１２へ取付けられている負荷が以前に分類されておらず且つ取付けられている負荷２４０又はトレーラーが検知された場合に負荷分類のために使用される。取付けられている負荷が検知されない場合には、全ての負荷分類情報及び学習済短絡回路値はクリアされるか又はリセットされる。
【００２８】
各電気的装置は個別的な基準電流応答を有することが可能である。該電気的装置は白熱ランプ、ガスディスチャージランプ、ＬＥＤ、バッテリ又はトレーラー内に据え付けられている何等かのその他のタイプの電気的負荷とすることが可能である。当業者によって理解されるように、該基準電流応答は各装置の電気的特性に基づいている。１つの実現例においては、該基準電流応答は、パワー制御回路２１２が最初にターンオンされた場合に測定される。該基準電流応答は、該装置の電流対時間応答を供給し且つ出力ターンオン前の初期電流、突入電流応答、セトリング電流応答、及び平均電流応答を包含している。
【００２９】
ステップ３０８において、該複数個の基準電流応答値がメモリ２０８内に格納される。１つの実現例においては、突入特性は取付けられている負荷の温度に依存するので、取付けられている負荷が「コールド（ｃｏｌｄ）」であるとして条件付けさせるために出力オフタイマーを利用することが可能である。注意すべきことであるが、コールド対ウォーム（ｗａｒｍ）（最近オンされていた）負荷が評価される場合に、ある負荷は突入電流の１０倍を有している場合がある。出力オフタイマーの実装に基づいて、コールド負荷のみが分類処理の対象とされる。
【００３０】
１つの例示的実現例においては、該複数個の装置の基準電流応答はメモリ内に予め格納されている。従って、第一モードのステップ３０４及び３０８は実施されることはない。
【００３１】
第二動作モードも提供される。ステップ３１２において、特定の電気的装置の実時間電流応答が測定される。この特定の電気的装置を分類し且つその短絡回路電流限界を推定することがこの方法３００の目的である。測定された実時間電流応答は電流検知回路２１６によって測定される電流対時間応答を与え且つ実時間突入電流応答、実時間セトリング電流応答及び実時間平均電流応答を包含している。平均電流応答は複数の測定した電流値からプロセッサ２０４により計算することが可能である。ステップ３１６において、測定された実時間電流応答がメモリ２０８内に格納される。
【００３２】
ステップ３２０において、測定された実時間電流応答は複数個の基準電流応答値と比較される。１つの実現例においては、プロセッサ２０４は測定された実時間電流応答を基準電流応答値と比較する。その比較に基づいて、その特定の電気的装置がステップ３２４において分類される。
【００３３】
分類例
以下の表Ｉは幾つかの選択された電気的装置の例示的な基準電流応答を包含している（多分、第一モード動作を介して得られている）。表Ｉにおけるデータは典型的なものであり且つ負荷変動及び製造業者の制限されているが代表的なサンプリングに基づいている。
【００３４】
【表１】
0005485513.tif 000002
【００３５】
以下の表ＩＩは電気的装置の測定された実時間電流応答の例、即ち出力１及び出力２（第二モード動作から）を包含している。
【００３６】
【表２】
0005485513.tif 000003
【００３７】
表Ｉ及びＩＩにおいて、電流は時間間隔ｔ＝１０ｍｓにおいて５回サンプリングされている。所望により、これらの表は、又、最大短絡回路電流値及びランダム値等のその他の値を包含することが可能である。最大短絡回路電流は電気的装置の最大電流限界を表わしており、それはその装置の特性及びＰＣＢレイアウトを含む回路設計に基づいている。ランダム値は予測される電流対時間プロットからの逸れである一貫性のない電流の読みであり、従ってこの分析においては無視される。
【００３８】
分類目的のための表Ｉ及びＩＩ内に包含されている例示的な電流応答はコールドランプ条件下におけるものである（即ち、支配的な雰囲気温度においてのコールド（ｃｏｌｄ）の負荷）。当業者に明らかなように、ウォーム（ｗａｒｍ）負荷条件下における電流応答を包含する同様の表を、必要に応じて分析のために作成することが可能である。又、コールド・ウォーム条件下における電流応答は、分類目的のために電気的装置を逐次的にパルス動作させることによって得ることが可能である。
【００３９】
表Ｉ及びＩＩ内のデータは出力Ｉ及びＩＩの分類のために分析される。１つの例示的実現例においては、基準電流応答時間のデルタ即ち差分値が測定された電流応答時間の対応する値と比較される。以下の表ＩＩＩはデルタ値を包含している。
【００４０】
【表３】
0005485513.tif 000004
【００４１】
基準装置、即ち白熱ランプ、ガスディスチャージランプ及びＬＥＤのデルタ値に対する出力Ｉのデルタ値の比較は、出力Ｉがその他の基準装置よりも白熱ランプにより類似しているものであることを表わす。従って、出力Ｉが白熱ランプであるとの決定を行うことが可能である。逆に、出力ＩＩはＬＥＤのように見える。
【００４２】
１つの例示的実現例においては、該デルタ値は２つの比較期間、初期的ターンオン時間期間（ｔ−１，ｔ，ｔ＋１）及びセトリング時間期間（ｔ＋３、平均電流、定常状態期間）に分割される。次に、初期的ターンオン時間期間に対して、出力Ｉのデルタ値が基準電流のデルタ値と比較され、爾後的な検証を条件として分類が行われる。従って、例えば、初期的ターンオン時間期間におけるデルタ値の比較に基づいて、出力Ｉは爾後的な検証まで白熱ランプとして分類することが可能である。次に、セトリング時間期間におけるデルタ値の比較に基づいて、出力Ｉは、再度、白熱ランプとして分類することが可能である。両方の比較が同一の結果を与えるものであるから、出力Ｉは有効的に白熱ランプとして分類することが可能である。両方の比較が同一の結果を与えるものでない場合には、失敗した分類状態を表わす報告を発生することが可能である。
【００４３】
同様に、出力ＩＩは、前の方法を使用してＬＥＤとして有効に分類させることが可能である。明らかなように、表Ｉ−ＩＩＩにおける種々の値は分析の前に正規化させることが可能である。
【００４４】
１つの例示的実現例においては、トレーラー内に据え付けてある全ての電気的装置即ち負荷を前述した方法に従って分類することが可能である。トレーラー内に据え付けられている全ての電気的装置の分類に基づいて、トレーラーのタイプを決定することが可能である。例えば、電気的装置の数及びタイプ（例えば、白熱ランプ、ＬＥＤ、ガスディスチャージランプ）に基づいて、トレーラーのタイプ（例えば、軽量トレーラー、ユーティリティトレーラー、ＲＶトレーラー、ユーロピアントレーラー）を決定することが可能である。更に、１つの車両により複数のトレーラーが牽引されている場合には、前述した方法をそのトレーラーのタイプを決定するために有益的に使用することが可能である。更に、この分類プロセスはトレーラーとしてではなく取付けられている負荷のタイプとしてヒッチライティング装置を検知する。
【００４５】
図４は図３に例示した方法に基づいて特定の電気的装置の有効な分類を決定するための例示的な方法のフローチャート４００である。ステップ４０４において、測定された突入電流が基準突入電流と類似しているか否かが決定される。測定された突入電流が基準突入電流と類似している場合には、ステップ４０８において、潜在的な第一分類がその特定の電気的装置に対して割当てられる。その割当てられた潜在的な第一分類は、その特定の電気的装置が、検証を条件として、潜在的に第一タイプの電気的装置（例えば、白熱ランプ、ＬＥＤ、ガスディスチャージ）である場合があることを表わす。
【００４６】
ステップ４１２において、測定された定常状態電流が基準定常状態電流と類似しているか否かが決定される。その測定された定常状態電流が基準定常状態電流に類似している場合には、ステップ４１６において、その特定の電気的装置に対して潜在的な第二分類が割当てられる。その割当てられた潜在的な第二分類は、その特定の電気的装置が、検証を条件として、潜在的に第二タイプの電気的装置（例えば、白熱ランプ、ＬＥＤ）である場合があることを表わす。ステップ４２０において、割当てられた第一及び第二分類が比較される。それらの割当てられた第一及び第二分類が同一である場合には、ステップ４２４において、有効な分類がその特定の電気的装置に対して割当てられる。その有効な分類は、その特定の電気的装置を識別する。ステップ４２８において、該プロセッサはその有効な分類を報告する。割当てられた第一及び第二分類が同一でない場合には、該プロセッサは無効な即ち失敗した分類を報告する。１つの例示的実現例においては、該プロセッサは通信ネットワークインターフェース回路２４４を介して分類を報告する。
【００４７】
図５Ａ−５Ｂは電気的装置２４０に対する短絡回路限界を推定する例示的方法のフローチャート５００を例示している。ステップ５０４において、出力ポート２４２に対する最大スレッシュホールド電流が決定される。この最大スレッシュホールド電流値は出力ポート２４２、トレーラー牽引コネクタ１０４又は全ての取付けられている配線に対して損傷を発生することなしに出力ポート２４２を介して流れることが可能な最大の許容可能な電流である。ステップ５０８において、最大スレッシュホールド電流値がメモリ２０８内に格納され且つ常に有効であり且つ評価される電流限界である。
【００４８】
ステップ５１２において、電気的装置２４０内を流れる定常状態電流が選択された時間間隔においてｎ回測定される。１つの実現例においては、ステップ５１２は、取付けられている負荷即ちトレーラーが検知される場合に開始される。負荷の検知は、又、学習プロセス（即ち学習モード）を開始させる。全ての負荷が取り外されると、短絡回路電流に対する学習プロセスが停止され、学習された値はクリアされ且つ最大スレッシュホールド電圧が短絡回路に対して評価される。ステップ５１６において、測定された定常状態電流値がメモリ２０８内に格納される。ステップ５２０において、出力ポート２４２に対する学習済短絡回路電流値が定常状態電流値から計算される。１つの実現例においては、学習済短絡回路電流値はプロセッサ２０４により計算される。この学習済短絡回路電流値は電気的装置２４０の特性に依存している。学習済短絡回路電流を計算する方法について次に説明する。ステップ５２４において、学習済短絡回路電流値がメモリ２０８内に格納される。
【００４９】
次いで、動作モードに入る。ステップ５２８において、電気的装置２４０内を流れる定常状態電流が測定される。１つの実現例においては、電流検知回路２１６が実時間において電気的装置２４０内を流れる定常状態電流を測定する。ステップ５３２において、測定された実時間定常状態電流値が最大スレッシュホールド電流値及び学習済短絡回路電流値と比較される。
【００５０】
１つの実現例においては、平均電流値が使用されて学習済短絡回路電流値が計算され、次いで、それが負荷電流値と比較される。設計条件に基づいて、負荷電流値は測定された負荷電流（生の値）、定常状態電流（フィルタされている）又は平均負荷電流とすることが可能である。測定された定常状態電流値はメモリ２０８内に格納される。１つの実現例においては、定常状態電流値の１つのサブセットがプロセッサ２０４によって選択される。１つの例示的実現例においては、該プロセッサは許容可能な範囲の値の外側の全ての電流値をフィルタ即ち拒否することによりそのサブセットを選択することが可能である。このフィルタリングは計算された平均電流値又は測定された負荷電流値からの固定された又は計算された逸れに基づくものとすることが可能である。プロセッサ２０４は静電放電、又は負荷ダンプ、電気的ノイズ、電磁的擾乱又は車両ジャンプスタートによって発生されるその他の電気的過渡的状態により発生される全ての過渡的電流値をフィルタ即ち除去することが可能である。代替的に、プロセッサ２０４は前に計算した平均電流値の標準偏差の外側の定常状態電流値をフィルタすることが可能である。
【００５１】
測定された定常状態電流が最大スレッシュホールド電流より大きい場合には、プロセッサ２０４はステップ５３６において出力ポート２４２における蓋然的なハード短絡回路条件を報告する。ハード短絡回路条件は、接地への直接短絡の条件を表わすことが可能である。測定された定常状態電流が学習済短絡回路電流より大きいが最大スレッシュホールド電流未満である場合には、プロセッサ２０４はステップ５４０においてソフト短絡回路条件を報告する。ソフト短絡回路条件は、接地への低抵抗短絡条件、又は負荷に関連する異常な条件、配線問題又はその他の車両問題を表示することが可能である。
【００５２】
学習済短絡回路限界を計算するための方法について説明する。１つの実現例においては、プロセッサ２４０が複数の測定した定常状態電流から平均定常状態電流値を計算する。この平均定常状態電流値はメモリ内に格納される。学習済短絡回路電流は、この平均定常状態電流値を選択した百分率又は小数（例えば、０．８５、０．７５）と乗算することにより計算される。学習済短絡回路電流はハード短絡回路電流より小さいがソフト短絡回路電流より大きい。
【００５３】
１つの例示的実現例においては、電流検知カウンタ２４８を、ハード短絡回路条件及び／又はソフト短絡回路条件を検証するために使用することが可能である。例えば、電流検知カウンタ２４８は、潜在的なハード短絡回路条件の各報告に対してインクリメントさせることが可能である。該カウンタにおけるカウント値が予め選択した最大限界を超える場合には、有効なハード短絡回路条件をプロセッサ２０４により報告することが可能である。同様に、有効なソフト短絡回路条件も決定し且つ報告することが可能である。１つの例示的実現例においては、検証用の最大カウント値を２５に設定した状態で３００ｍｓ間隔で潜在的なソフト短絡回路条件に対してチェックを行うために測定値をとることが可能である。１つの例示的実現例においては、１００ｍｓ間隔で潜在的なハード短絡回路条件に対する測定値をとることが可能であり且つ検証用の最大カウントを１０に設定することが可能である。
【００５４】
有効なハード短絡回路条件に応答して、回路２００は電気的装置２４０を保護するためにインテリジェントな負荷遮断を開始させることが可能である。１つの例示的実現例においては、有効なハード短絡回路条件に応答して、プロセッサ２０４は１つ又はそれ以上の出力ポート２４２からパワーを取除くためにパワー制御回路２１２のデューティサイクルを調節するためにパワー制御信号２０６を送ることが可能である。又、有効なソフト短絡回路条件に応答して、プロセッサ２０４は、１つ又はそれ以上の出力ポート２４２における電圧を減少させるためにパワー制御回路２１２のデューティサイクルを調節するためにパワー制御信号２０６を送ることが可能である。１つの実現例においては、プロセッサ２０４はネットワークインターフェース回路２４４を介して種々の条件（例えば、ハード短絡回路条件、ソフト短絡回路条件）を報告する。
【００５５】
１つの例示的実現例においては、負荷を分類した後に、各負荷は予め設定した短絡回路限界が割当てられ、従って学習済短絡回路計算に対する必要性を解消する。各負荷はその電気的特性に基づいて短絡回路限界を割当てることが可能である。予め設定された短絡回路限界値はプロセッサ２０４によりアクセスすべくメモリ２０８内に格納することが可能である。
【００５６】
理解されるように、図面に示した要素の１つ又はそれ以上を更に分離され又は集積化した態様で実現することも可能であり、又は特定の適用例に従って有用であるように取除いたり又はある場合においては動作不能とさせることも可能である。又、コンピュータが上述した方法のいずれかを実施することを可能とするためにマシン読取可能な媒体に格納することが可能なプログラム又はコードを実現することも本発明の精神及び範囲内のものである。
【００５７】
ここでの説明及び特許請求の範囲全体にわたり使用されているように、「１つ」及び「該」は文脈が明らかにそうでないことを支配するものでない限り複数個を参照することを包含している。又、ここでの説明及び特許請求の範囲において使用されているように、「内」の意味はその文脈が明らかにそうでないことを支配するものでない限り「内」及び「上」を包含している。
【００５８】
要約に記載されているものを含んで本発明の例示した実施例の前述した説明は、網羅的なものであること、又は本発明をここに開示されている精密な形態に制限することを意図したものではない。本発明の特定の実施例及びその例についてここにおいては例示的目的のためにのみ記載しているが、種々の均等な修正は当業者が認識し且つ理解するように本発明の精神及び範囲内において可能なものである。表示したように、これらの修正は本発明の例示した実施例の前述した説明に鑑み本発明に対して行うことが可能なものであり且つ本発明の精神及び範囲内に包含されるべきものである。
【００５９】
従って、本発明をその特定の実施例を参照してここにおいて説明したが、ある範囲の修正、種々の変更及び置換は前述した開示において意図されており、且つ幾つかの例においては、本発明の実施例の幾つかの特徴を説明したような本発明の範囲及び精神から逸脱することなしにその他の特徴の対応する使用なしで使用されることが理解される。従って、多くの修正例は本発明の基本的な範囲及び精神に対して特定の状態及び物質を適用させるために行うことが可能である。本発明が特許請求の範囲において使用されている特定の用語及び／又は本発明を実施するために意図されているベストモードとして開示されている特定の実施例に制限されるものではなく、本発明は特許請求の範囲内に入る全ての実施例及び均等物を包含するものであることが意図されている。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ決定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（Ａ）はトレーラー牽引コネクタの概略図、（Ｂ）は（Ａ）のトレーラー牽引コネクタ内に据え付けられている電子回路の概略図。
【図２】電気的装置を分類するための回路の例示的具体例を示した概略図。
【図３】電気的装置を分類するための例示的方法を示したフローチャート。
【図４】電気的装置の有効な分類を決定するための例示的方法を示したフローチャート。
【図５Ａ】電気的装置に対する短絡回路限界を決定するための例示的方法を示したフローチャートの一部。
【図５Ｂ】図５Ａに一部を示したフローチャートの残部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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