具体实施方式

在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

下文参考根据本发明实施例的方法和系统的流程图说明、框图和/或流程图来描述本发明。将理解这些流程图说明和/或框图的每个框、以及流程图说明和/或框图的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以构成机器，以便由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实施这些流程图和/或框和/或一个或多个流程框图中指定的功能/操作的部件。

可以将这些计算机程序指令加载到计算机或其它可编程数据处理器上以使一系列的操作步骤在计算机或其它可编程处理器上执行，以便构成计算机实现的进程，以使计算机或其它可编程数据处理器上执行的这些指令提供用于实施此流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能或操作的步骤。还应该注意在一些备选实现中，框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行，具体取决于所涉及的功能/操作。

在可适用的情况下，可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现由本公开提供的各种实施例。另外，在可适用的情况下，在不脱离本公开的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以组合成包括软件、硬件和/或两者的复合部件。在可适用的情况下，在不脱离本公开的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被分离成包括软件、硬件或两者的子部件。另外，在可适用的情况下，设想的是软件部件可以被实现为硬件部件，以及反之亦然。

现在参考图1，图1为根据本发明一实施例的汽车电路保护装置100的示意性框图。汽车电路保护装置100可以包括保护型金属氧化物半导体场效应晶体管PROFET 101；以及控制器102，其连接到PROFET 101。在一个实施例中，汽车电路保护装置100还可以包括：电源105，并且所需数量的PROFET 101和控制器102可以置于保险丝盒104中，该保险丝盒104可以由电源105供电。PROFET 101可以由控制器102进行输出控制，以控制PROFET 101中的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的导通与断开，从而进一步控制其所处电路的导通与断开。在一个实施例中，PROFET 101和汽车电路的负载103串联连接在电源105与接地之间。通常，PROFET 101可以作为高边开关，以总体上电源105、PROFET 101、负载103、接地的顺序连接在电路中。但是可以理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，PROFET 101可以以任何方式连接在电路中，只要其能够起到控制电路中电流的作用。为了清楚性和简明性，后文以PROFET 101作为高边开关（连接在电源与负载之间而不是负载与接地之间）的连接方式作为示例来说明本公开的装置和方法。

一方面，控制器102可以配置成：从PROFET 101接收反馈信号；以及基于反馈信号来生成控制信号并向PROFET 101发送控制信号，所述控制信号使得PROFET 101控制汽车电路的负载的电流。以上通过控制器来控制PROFET对汽车电路的电流进行控制和保护的操作可以称为软件保护。在一个实施例中，来自PROFET 101的反馈信号可以是反馈电流值，其可以与流过负载103或PROFET 101的实际电流成比例或具有一定函数关系，因此控制器102可以配置成基于从反馈信号导出的第二实际电流来生成控制信号并向PROFET 101发送控制信号。例如，正常运行情况下，控制器102根据用户操作或其它汽车控制器指令导通PROFET101中的MOSFET，进而使电流流过负载103来实现对负载103的供电。当导线106发生，例如，阻性短路或者负载103发生，例如，过载运行时，控制器102可以通过反馈信号（例如，电流感应反馈电流）计算出第二实际电流，并且在所述第二实际电流超过预设的软件保护过流阈值达预设的软件保护启动时间后，触发PROFET 101实施软件保护，从而断开MOSFET，切断输出，保护下游电路。

另一方面，PROFET 101可以配置成基于流过PROFET的第一实际电流来控制汽车电路的负载的电流，该操作可以称为硬件保护。PROFET 101一般可以具有负载诊断和保护能力，在一些情况下，可以使用专为严苛汽车环境下控制所有负载类型包括阻性负载、感性负载及容性负载而设计的PROFET 101。这些PROFET的保护范围极广，如过载，过温，所有类型的汽车和工业应用中的短路情况。在操作中，正常运行情况下，控制器102根据用户操作或其它汽车控制器指令导通PROFET 101中的MOSFET，进而使电流流过负载103来实现对负载103的供电。当导线106发生，例如，对地短路或者负载103发生，例如，内部短路时，若流过负载103以及PROFET 101的第一实际电流超过PROFET 101自身的硬件保护电流，则在极短时间内PROFET 101被触发实施短路硬件保护，从而断开MOSFET，切断输出，保护下游电路。PROFET 101的示意性结果图可以在图2中看到。其中，除了右侧的MOSFET电路1011之外，还存在PROFET 101的内部电路1012。内部电路1012可以将MOSFET电路1011中的实际电流转换为向控制器102发送的反馈信号，以及还可以基于来自控制器102的控制信号来控制MOSFET电路1011的导通与断开。

在一个实施例中，PROFET 101可以是基于汽车电路的负载的冲击电流来选择的。例如，根据负载电流需求选择合适容量的PROFET 101进行驱动时，PROFET 101硬件保护电流（即，其自身的电流门限）必须大于负载103的冲击电流或浪涌电流，以防止误切断负载103的供电。具体地，PROFET 101可以选择为能承载负载103的额定稳态电流I_steady的例如150%或以上。当发生短路故障时，触发PROFET 101硬件保护条件而导致PROFET 101执行硬件保护，切断电路。其中，相应的PROFET 101的电流时间曲线由PROFET 101的供应商提供。

在一个实施例中，控制器还可以配置成：基于PROFET参数和汽车电路的负载电流中的一个或多个来确定软件保护参数中的一个或多个。其中：PROFET参数包括PROFET电流感应系数偏离范围；负载电流包括负载的冲击电流和负载的额定稳态电流；以及软件保护参数包括软件保护过流阈值系数、软件保护过流阈值以及软件保护启动时间。

具体地，在一种实施方式中，控制器可以配置成：基于PROFET电流感应系数偏离范围来确定软件保护过流阈值系数；以及基于软件保护过流阈值系数和负载的额定稳态电流来确定软件保护过流阈值。例如，可以根据所选的PROFET 101的电流感应系数偏离范围Δk_ILIS来确定软件保护过流阈值系数k_pro。作为示例，若Δk_ILIS小于20%但大于等于14%，则k_pro可以取1.5；若Δk_ILIS小于14%，则k_pro可以取1.35。接下来，再根据负载103的额定稳态电流I_steady，结合以上确定的软件保护过流阈值系数k_pro，可以按下式确定软件保护过流阈值I_pro：

I_pro=k_pro×I_steady。

在另一个实施例中，控制器还可以配置成：基于负载的冲击电流来确定软件保护启动时间t₁。例如，软件保护启动时间t₁可以根据软件的采样能力选取适当值，并且应大于负载冲击电流或浪涌电流的持续时间，以避免误切断。优选地，软件保护启动时间可以为380ms。由此可确定软件保护电流时间曲线，具体参见图3中所示出的电流曲线图200。

由此，在确定软件保护过流阈值I_pro以及软件保护启动时间t₁之后，当控制器102根据来自PROFET 101的电流感应反馈电流计算出的第二实际电流超过软件保护过流阈值I_pro并持续超过软件保护启动时间t₁后，触发软件保护，断开MOSFET，切断输出，从而保护下游电路。

进一步地，除了上述简单地进行电路的单次导通与断开控制之外，控制器还可以配置成执行以下汽车电路保护方法：当汽车电路被控制断开时，对预设时间内的所述断开进行计数；在预设时间内的计数未达到预设次数的情况下，导通汽车电路；以及在预设时间内的计数达到预设次数的情况下，保持汽车电路断开。

在一种具体实施方式中，当无故障发生时，控制器102可以根据用户操作或其他汽车控制器指令控制MOSFET管的导通输出，使负载103能正常运行工作。当故障发生时，控制器102可以配置成：在发生故障而触发了硬件或软件保护的情况下，切断电路，设置过流标志位，对MOSFET管的过流计数或电路断开计数加一，并启动计时器。注意的是，在设置了过流标志位时，控制器102可以配置成控制MOSFET无法导通输出。

接下来，经过预设时间（例如，3s）后，若过流计数或电路断开计数未达到预设次数（例如，8次），则清除过流标志位。此时，由于过流标志位被清除，控制器102可以根据用户操作或其他汽车控制器指令尝试利用PROFET中的MOSFET进行导通。在此过程中，预设时间的存在是为了排除电路中可能的暂时故障。暂时故障的排除原理如下：例如，若车辆由于某些原因而发生暂时故障（例如，瞬时的电流过大），并导致过流断开电路之后，则在经过预设时间之后，该暂时故障（例如，瞬时的电流过大）应该已经不存在，此时如果控制器102尝试利用PROFET中的MOSFET进行导通，则可以成功恢复电路工作而不会再次因过流而断开。另一方面，如果发生的是持续几分钟的长期故障，并导致过流断开电路之后，则在经过预设时间之后，该暂时故障仍然存在，此时如果控制器102尝试利用PROFET中的MOSFET进行导通，则不能够成功恢复电路工作，因为电路会再次因过流而断开。

具体地，在电路中发生长期故障的情况下，当电路第一次因过流断开后，设置过流标志位，对MOSFET管的过流计数或电路断开计数加一，并启动计时器，计时器计数预设时间3秒（目的是为了排除可能的暂时故障）。当3秒预设时间期满，查看可知当前计数为1次，未达到8次。此时，控制器102可以清除标志位（但不清除过流计数），并可以根据用户操作或控制器指令尝试输出。由于发生的是长期故障，电路第二次因过流断开，此时设置过流标志位，对MOSFET管的过流计数或电路断开计数加一，并启动计时器，计时器计数预设时间3秒。当3秒预设时间期满，查看可知当前计数为2次，未达到8次。如此循环，直到计数达到8次，则保持过流标志位，并向用户提示相关信息。控制器102可以控制MOSFET无法导通输出，直到彻底排除故障，清除过流计数。则然后可以继续实现负载的工作运行，直到发生故障再次触发保护。也就是说，如果在计数达到8次（在此示例中为24秒）之前的任何时间，控制器102尝试重新输出成功，则电路就恢复工作，清除过流计数。

可选地，可以基于软件保护参数中的一个或多个来确定用于汽车电路的负载的导线106。例如，导线106的3000小时电流容量（长时间承载能力）可以大于负载103的额定稳态电流I_steady；导线106的1小时电流容量（短时间承载能力）可以大于软件保护过流阈值I_pro；所选规格导线106的电流时间曲线可以高于软件保护电流时间曲线和PROFET电流时间曲线两者中至少一者（具体参见图3的电流曲线图200）。

现在转到图4，图4为根据本发明一实施例的汽车电路保护方法300的示意性流程图。在步骤301中，从保护型金属氧化物半导体场效应晶体管PROFET接收反馈信号；在步骤302中，基于反馈信号生成控制信号并在步骤303中向PROFET发送控制信号。其中，步骤的顺序可以不同，某些步骤可以以倒序执行、同时执行、或循环执行。根据本发明一实施例的汽车电路保护方法300还执行与根据本发明第一方面的装置所执行操作对应的其他步骤，在此不再赘述。

在以上方法300中，还可以根据以下子步骤400来控制PROFET中的MOSFET的通断，也就是控制负载电流的有无。

参考图5，子步骤400开始于框401，并且在开始之后导通PROFET中的MOSFET（框402）。当所述汽车电路被控制断开（当在框403处判断为是）时，对预设时间内的所述断开进行计数（框404）。在预设时间内的计数未达到预设次数（在框405判断为否）的情况下，导通所述汽车电路（框406）；以及在预设时间内的计数达到预设次数（在框405判断为是）的情况下，保持所述汽车电路断开（框407）。根据本发明一实施例的汽车电路保护方法300的子步骤400还执行与根据本发明第一方面的装置在实施方式中所执行操作对应的其他步骤，在此不再赘述。

根据本公开的软件（诸如程序代码和/或数据）可以被存储在一个或多个计算机可读介质上。还设想的是可以使用联网的和/或以其他方式的一个或多个通用或专用计算机和/或计算机系统来实现本文中标识的软件。在可适用的情况下，本文中描述的各种步骤的顺序可以被改变、组合成复合步骤和/或分离成子步骤以提供本文中描述的特征。

前述公开不旨在将本公开限制为所公开的精确形式或特别使用领域。因此，设想的是，鉴于本公开，无论在本文中明确描述还是暗示，本公开的各种替代实施例和/或修改都是可能的。在已经像这样描述了本公开的实施例的情况下，本领域普通技术人员将认识到的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。因此，本公开仅由权利要求限制。