CN102236043B - 用于在机动车中测量电流和温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在机动车中测量电流（I_B）和温度（T）的方法，其中，用于测量电流（I_B）的测量电阻（110）和用于测量温度（T）的与温度相关的电阻（120）串联连接，所述与温度相关的电阻（120）与可切换的电流源（130）连接，其中，为了测量蓄电池电流（I_B），关断所述可切换的电流源并且测量在所述测量电阻（110）上下降的第一测量电压，为了测量温度（T），接通所述可切换的电流源（130）并且测量在所述测量电阻（110）和所述与温度相关的电阻（120）上下降的第二测量电压（U_S2）。

Description

用于在机动车中测量电流和温度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在机动车中测量电流和温度的方法以及相应的测量电路。

背景技术

为了识别机动车中的蓄电池的状态，通常对温度、电流和/或电压进行检测并且借助于合适的算法进行处理。在此，典型地使用微控制器或相应的计算单元。通常，为了检测电流，使用分流电阻，为了检测温度，使用与温度相关的电阻（例如NTC电阻）。

为了测量电流，DE 10 2006 029 547 A1中公开了一种相应构造的蓄电池测量端子（Batteriemessklemme），该蓄电池测量端子在其内部具有测量电阻（分流），该测量电阻通过两个测量导线与测量和信号处理单元连接。

如果除了测量电阻之外也将一个与温度相关的电阻安置在蓄电池上并且通过两个测量导线与测量和信号处理单元连接，则可用类似方式实施温度测量。

因此，为了在机动车中测量尤其是蓄电池的温度和电流，需要相对多的构件，例如电阻、测量导线和信号处理单元。

因此，值得期望的是，简化机动车中的电流和温度测量，其中，尤其是应降低构件投入。

发明内容

根据本发明，推荐了具有独立权利要求的特征的测量方法以及测量电路。有利的构型是从属权利要求以及下述说明的主题。

本发明基本上基于这样的认识：如果为测量电流而设置的分流电阻和为测量温度而设置的与温度相关的电阻（后面也被称为温度探测器）与测量装置或测量仪串联连接，则机动车中的（蓄电池）电流和温度测量可得到简化。两个电阻通常呈星形连接在车辆蓄电池上。因此不仅可节省测量导线而且可节省信号处理单元。尤其是可将同一个信号处理单元用于测量电流和测量温度。通过设置可切换的电流源用于测量温度，温度探测器不必安置在蓄电池的主分支中，由此，温度探测器不必为整个蓄电池电流而设计。与温度相关的电阻必须为其而设计的功率由此有利地明显较小。可切换的电流源优选构造成恒流源。

为了测量电流，测量通过测量电流尤其是蓄电池电流在测量电阻上产生的电压降。由于电流有时非常高（1000A左右），测量电阻符合目的地被设计成低欧姆的，其中，100μΩ左右的值是有利的。

在温度测量工作中，从可切换的电流源出发，一个附加的测量电流经过温度探测器和测量电阻。由于温度探测器的电阻值比测量电阻高多个数量级，在相应选择测量电流的情况下可产生足够高的电压降。从当前的测量电压中减去在电流测量工作中最后测量的测量电压使得温度测量精度提高。如果要在车辆中测量蓄电池的温度，则温度探测器符合目的地定位在蓄电池电极附近。

用于测量温度的转换的电流源视期望的精度而定可构造有晶体管和/或运算放大器或仅构造成简单的电阻。

限流电阻有利地与所述与温度相关的电阻并联连接。由此，最大的电阻在极限温度下可得到限制并且由测量所述测量电压的测量仪的内阻引起的附加测量误差可得到降低。限流电阻的值符合目的地被选择得在室温下远大于与温度相关的电阻的值并且远小于所述内阻。

从说明书和附图中得到本发明的其它优点和构型。

不言而喻，前面提及以及后面还要描述的特征不仅可分别用所给出的组合而且可用其它组合或单独地来使用，而不会脱离本发明的范围。

借助于实施例在附图中示意性地示出了本发明，下面参照附图对其进行详细描述。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的一个优选实施形式的用于在机动车中测量电流和温度的测量电路，

图2a示出了在测量电流时根据图1的测量电路中的电流和电压关系，

图2b示出了在测量温度时根据图1的测量电路中的电流和电压关系。

具体实施形式

图1中示意性地并且以电路图的形式示出了根据本发明的测量电路的一个优选实施形式，总体上用100标记。测量电路100在所示例子中与汽车蓄电池200的正电极210连接并且被设置用于测量蓄电池电流I_B以及蓄电池温度T。测量电路具有值为R的用于测量蓄电池电流的测量电阻110以及用于测量温度的与温度相关的电阻120。

另外，测量电路与可切换的电流源130以及用于测量下降的电压U_S的测量仪300连接。测量仪300的内阻通过电阻R_I来表示。根据在此所示的实施形式，可切换的电流源130也是测量电路100的组成部分。

为了在极限温度下限制最大电阻，与所述与温度相关的电阻120并联连接一个值为R_P的限流电阻140。电阻值R_P被符合目的地选择得远小于R_I。

为了测量蓄电池电流I_B，可切换的电流源130如所示的那样不被接通或者不与测量电路连接，由此，由测量仪300测量的电压U_S1仅由流过测量电阻110的蓄电池电流I_B引起。这借助于图2a来解释。

为了测量温度，将可切换的电流源130接通或接上，由此，固定的电流I_T流过与温度相关的电阻120（接着也流过测量电阻110）。这借助于图2b来解释。虽然电流I_T远小于电流I_B。但反之因为与温度相关的电阻120的电阻值远大于测量电阻110的电阻值，所以在测量温度期间引起的电压降U_S2基本上由与温度相关的电阻120引起。但为了改善测量结果，在测量电阻110上下降的电压R(I_B +I_T )可从U_S2中减去。

测量电路的一个优选实施形式构造成蓄电池端子，该蓄电池端子基本上包括电阻110、120和140。该蓄电池端子通过相应的导线如所示的那样与可切换的电流源130和测量仪300连接。以此方式可提供特别紧凑的用于测量电流和温度的蓄电池端子。可切换的电流源130优选构造成恒流源。视构型而定，该恒流源也可安置在蓄电池端子中并且由蓄电池馈电。

Claims (10)

1.用于在机动车中测量电流（I_B）和温度（T）的方法，其中，用于测量电流（I_B）的测量电阻（110）和用于测量温度（T）的与温度相关的电阻（120）串联连接，并且所述与温度相关的电阻（120）与可切换的电流源（130）连接，其中，为了测量蓄电池电流（I_B），关断所述可切换的电流源并且测量在所述测量电阻（110）上下降的第一测量电压（U_S1），以及为了测量温度（T），接通所述可切换的电流源（130）并且测量在所述测量电阻（110）和所述与温度相关的电阻（120）上下降的第二测量电压（U_S2），其中测量电阻（110）和与温度相关的电阻（120）的连接点与蓄电池相连接。

2.根据权利要求1的方法，其中，为了测量温度，将在测量蓄电池电流（I_B）期间测量的所述第一测量电压（U_S1）从所述第二测量电压（U_S2）中减去。

3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述与温度相关的电阻（120）的值在室温下远大于所述测量电阻（110）的值（R）。

4.根据权利要求1或2的方法，其中，与所述与温度相关的电阻（120）并联连接有限流电阻（140）。

5.根据权利要求4的方法，其中，所述限流电阻（140）的值（R_P）在室温下远大于所述与温度相关的电阻（120）的值并且远小于测量所述测量电压（U_S；U_S1，U_S2）的测量仪（300）的内阻（R_I）。

6.测量电路（100），用于在机动车中测量电流（I_B）和温度（T），所述测量电路具有用于测量电流（I_B）的测量电阻（110）和用于测量温度（T）的与温度相关的电阻（120），所述测量电阻和所述与温度相关的电阻串联连接，

其中，所述与温度相关的电阻（120）被设置用于与可切换的电流源（130）连接，以及

所述测量电阻（110）被设置用于与产生待测量的电流（I_B）的电流源（200，210）连接，其中测量电阻（110）和与温度相关的电阻（120）的连接点与蓄电池相连接。

7.根据权利要求6的测量电路（100），所述测量电路包括可切换的电流源（130），所述可切换的电流源与所述与温度相关的电阻（120）连接。

8.根据权利要求6或7的测量电路（100），所述测量电路包括机动车中的控制仪，所述控制仪被设置用于控制所述可切换的电流源（130）以及用于执行根据权利要求1至5之一的方法。

9.根据权利要求6或7的测量电路（100），所述测量电路包括用于测量在所述测量电阻（110）和所述与温度相关的电阻（120）上下降的测量电压（U_S1，U_S2）的测量仪（300）。

10.根据权利要求8的测量电路（100），其中，所述测量仪（300）构造成所述控制仪中的模拟/数字转换电路。