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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Halbleiterbauelement,
die dafür vorgesehen
ist, ein als Stromversorgungsbefehl von Außerhalb eingegebenes Impulssignal
zur Erzeugung eines Steuersignals auf der Grundlage einer Schaltzeitkonstanten
zu verarbeiten und einen Strom in Übereinstimmung mit dem so erzeugten
Steuersignal in eine Last einzuspeisen.
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Häufig wird
die Qualität
einer Vorrichtung, die dafür
vorgesehen ist, ein Halbleiterbauelement zur Einspeisung eines Stroms
in einen Motor in Übereinstimmung
mit einem von Außerhalb
eingegebenen Befehlssignal zu regeln und den Motor anzusteuern, verbessert,
indem die Vorrichtung mit einer Schutzfunktion versehen wird, bei
der ein bei einem Sperrzustand des Motors fließender Überstrom (deutlich größerer Strom
als der stationäre
Strom) erfasst und ein Leistungsbetrieb des Motors eingeschränkt oder gestoppt
wird. In einer so aufgebauten Vorrichtung passiert es, dass die
Motordrehzahländerung
(elektromotorische Kraft des Motors) der Änderung der angelegten Spannung
nicht folgen kann und vorübergehend
ein Einschaltstrom fließt,
wenn die an den Motor angelegte Spannung durch das Schalten des von
Außerhalb
eingegebenen Befehlssignals deutlich verändert wird. Folglich kann angenommen
werden, dass der Einschaltstrom irrtümlicherweise als der obige Überstrom
bestimmt wird.
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Es
ist ein Verfahren bekannt, mit dem die fehlerhafte Bestimmung des Überstroms,
wie vorstehend beschrieben, verhindert werden kann. Bei diesem Verfahren
wird der Einschaltstrom verringert, indem das Ansprechen der an
den Motor gelegten Spannung auf die Änderung eines Ein gangssignals verzögert, d.h.
die an den Motor gelegte Spannung graduell erhöht wird (auch als "Slow-Start-System" bzw. "Langsamstartsystem" bekannt). Mit Hilfe
dieses Systems kann zwar die fehlerhafte Beurteilung der Schutzfunktion
des Überstroms
wirksam verhindern werden, es ist jedoch schwer auf ein System anzuwenden,
für das
ein relativ schnelles Ansprechen erforderlich ist. Wird das obige
System beispielsweise auf ein System zur Ansteuerung eines Gebläsemotors
einer in einem Fahrzeug eingebauten Klimaanlage angewandt, so tritt
zwischen den Zeitpunkten der Bedienung eines Benutzers zur Änderung
einer Luftgebläsemenge
und der tatsächlichen Änderung der
Luftgebläsemenge
der Klimaanlage eine Verzögerungszeit
auf, wodurch die Funktion bzw. Qualität des Produkts herabgesetzt
wird.
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Die
JP-A-2001-45790 beispielsweise offenbart ein Verfahren, das es ermöglicht,
den Anstieg des Slow-Starts in zwei Stufen einzustellen und das Ansprechen
derart zu schalten, dass es vom Startzeitpunkt des Motors für eine festgelegte
Zeitspanne herabgesetzt und anschließend erhöht wird.
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Bei
dem in der obigen Veröffentlichung
offenbarten Verfahren wird jedoch lediglich angenommen, dass die
Schaltoperation des Ansprechens nur während der Startzeit des Motors
und die anschließende Schaltoperation
des Eingangssignals stets mit einem schnellen Ansprechen ausgeführt wird.
Folglich kann das Problem der fehlerhaften Beurteilung der Überstromschutzfunktion
bezüglich
des Einschaltstroms, wie vorstehend beschrieben, nicht gelöst werden.
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Ferner
wird die Leichtigkeit des Einschaltstromflusses ebenso durch die
Auslegung oder die Bauart des Motors, den Lastzustand des Motors,
die Umgebungstemperatur des Motors oder dergleichen verändert. Bei
dem in der obigen Veröffentlichung
offenbarten Verfahren wird das Ansprechen jedoch stets beim Start
des Motors herabgesetzt, und folglich wird der Start des Motors
ungeachtet der Tatsache, ob der Einschaltstrom beim Start des Motors
tatsächlich
mit einem zu der fehlerhaften Beurteilung führenden Pegel fließt, stets
verlangsamt.
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Es
ist von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ausgehend
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung
für ein Halbleiterbauelement
bereitzustellen, welche das Ansprechen auf eine Änderung eines Eingangssignals
auf der Grundlage der Stärke
des tatsächlich
in der Last fließenden
Stroms korrekt schalten kann.
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Dementsprechend
weist eine Steuereinrichtung für
ein Halbleiterbauelement eine Strompegelbeurteilungseinheit, die
einen oder mehrere Schaltbeurteilungswerte, der/die in einem unterhalb
eines Überstrombeurteilungswerts
liegenden Bereich festgelegt ist/sind, mit einem von einer Stromerfassungseinheit
erfassten Strom vergleicht, und eine Zeitkonstantenänderungseinheit
auf, die eine Schaltzeitkonstante einer Eingangssignalverarbeitungsschaltung in Übereinstimmung
mit einem Beurteilungsergebnis von der Strompegelbeurteilungseinheit ändert.
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D.h.,
wenn sich ein von Außerhalb
eingegebenes Impulssignal deutlich verändert und eine in eine Last
einzuspeisende Strommenge im Begriff ist, deutlich anzusteigen,
würde das
Signalverarbeitungsansprechen bzw. die Signalverarbeitungsantwort
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung verzögert werden, wenn die Schaltzeitkonstante
in Übereinstimmung
mit der Änderung
des betreffenden Stroms erhöht
wird. Folglich wird der Anstieg der in die Last einzuspeisenden
Strommenge gemäßigter und
kann das Auftreten des Einschaltstroms unterdrückt werden. Der Schaltbeurteilungswert
wird in einem unter dem Überstrom-
beurteilungswert liegenden Bereich eingestellt. Folglich wird verhindert,
dass die Überstrombeurteilungseinheit
fehlerhaft arbeitet. Ferner wird die Schaltzeitkonstante auf der
Grundlage der in die Last einzuspeisenden Strommenge geändert. Folglich
kann die gleiche Operation nicht einzig bei der Anfangsstufe, bei
welcher die Stromversorgung der Last gestartet wird, sondern ebenso
in dem anschließenden
stationären
Betriebszustand ausgeführt
werden.
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Eine
Beurteilungsergebnishalteeinheit hält ein Beurteilungsergebnis
der Strompegelbeurteilungseinheit nur für eine vorbestimmte Zeit, so
dass verhindert werden kann, dass das Beurteilungsergebnis innerhalb
kurzer Zeit als Reaktion auf die Änderung der Schaltzeitkonstanten
gewechselt wird, wodurch der Betriebszustand stabilisiert werden kann.
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Die Überstrombeurteilungseinheit
und die Strompegelbeurteilungseinheit legen den Strombeurteilungswert
auf der Grundlage der an die Last gelegten Spannung fest. D.h.,
der bei einem Durchlasszustand des Halbleiterbauelements in der
Last fließende
Strom wird durch eine Änderung
einer Versorgungsspannung, eines Ein-Widerstands des Halbleiterbauelement
oder dergleichen geändert.
Wird der Strombeurteilungswert auf der Grundlage der an der Last
anliegenden Spannung eingestellt, so kann die Strombeurteilung folglich
korrekt in Übereinstimmung mit
der tatsächlich
an der Last anliegenden Spannung eingestellt werden.
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Wenn
eine Stromversorgungssteuereinheit eine PWM-Steuerung für das Halbleiterbauelement ausführt, erklärt eine
Beurteilungsergebnisinvalidierungseinheit das auf der Überstrombeurteilungseinheit
und der Strompegelbeurteilungseinheit basierende Beurteilungsergebnis
während
einer Sperrzeitspanne des Halbleiterbauelements für ungültig. D.h., es
fließt
dann, wenn das Halbleiterbauelement gesperrt ist, kein Strom in
der Last, und folglich ist diese Zeitspanne nicht dazu geeignet,
die Überstrombeurteilung
und die Strompegelbeurteilung auszuführen. Folglich kann verhindert
werden, dass das während dieser
ungeeigneter Zeitspanne erzielte Beurteilungsergebnis einen Einfluss
ausübt.
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Die
Stromerfassungseinheit führt
eine Stromerfassung aus, indem sie den Ein-Widerstand des Halbleiterbauelements
nutzt. Folglich ist es nicht erforderlich, ein Widerstandelement
zur Stromerfassung separat vorzusehen, so dass der Aufbau vereinfacht
werden kann.
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Die
Zeitkonstantenänderungseinheit
ist aus einem in Reihe in einer Signalleitung geschaltetem Widerstandselement
und einem parallel zu dem Widerstandselement geschalteten Halbleiterbauelement
aufgebaut, so dass das Halbleiterbauelement in Übereinstimmung mit dem Beurteilungsergebnis
der Strompegelbeurteilungseinheit gesperrt werden kann, um die Schaltzeitkonstante
durch einzig den dem Widerstandswert des Widerstandselements entsprechenden
Betrag zu erhöhen/verringern.
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Die
Zeitkonstantenänderungseinheit
kann ferner aus der Reihenschaltung des Widerstandselements und
des Halbleiterbauelements aufgebaut sein, die parallel zur Signalleitung
geschaltet sind. Ist das Halbleiterbauelement leitend, ist das Widerstandselement
dann, wenn das Halbleiterbauelement in Übereinstimmung mit dem Beurteilungsergebnis
der Strompegelbeurteilungseinheit gesperrt wird, parallel zur Signalleitung
geschaltet, wodurch die Schaltzeitkonstante verringert werden kann.
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Eine
Signalausgabeeinheit startet eine Zeitzähloperation, wenn die Strompegelbeurteilungseinheit
beurteilt, dass der von der Stromerfassungseinheit erfasste Strom
den Schaltbeurteilungswert überschreitet,
und gibt jedes Mal, wenn eine festgelegte Zeitspanne verstreicht,
ein Zeitkonstantenänderungssignal
aus. Die Zeitkonstantenänderungseinheit ändert die
Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung schrittweise
jedes Mal, wenn das Zeitkonstantenänderungssignal ausgegeben wird.
D.h., wenn die in die Last einzuspeisende Strommenge im Begriff
ist, deutlich anzusteigen, würde
das Signalverarbeitungsansprechen der Signalverarbeitungsschaltung
schrittweise herabgesetzt werden, wenn die Schaltzeitkonstante in
einem Mehrfachschrittmodus erhöht
wird. Folglich kann das Signalverarbeitungsansprechen noch weicher
geschaltet und verhindert werden, dass sich der Ansteuerzustand
der Last deutlich ändert.
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Eine
Befehlsänderungsbetrag-Überwachungseinheit überwacht
den Änderungsbetrag
eines von Außerhalb
eingegebenen Stromversorgungsbefehls, und die Zeitkonstantenänderungseinheit ändert die
Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung in Übereinstimmung
mit einem Überwachungsergebnis.
D.h., wenn sich der von Außerhalb
eingegebene Stromversorgungsbefehl deutlich ändert und die in die Last einzuspeisende
Strommenge im Begriff ist, deutlich anzusteigen, würde das
Signalverarbeitungsansprechen der Eingangssignalverarbeitungsschaltung
herabgesetzt werden, wenn die Schaltzeitkonstante in Übereinstimmung
mit dem Änderungsbetrag
des Stromversorgungsbefehls erhöht
wird.
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Folglich
wird der Anstieg der in die Last einzuspeisenden Strommenge gemildert
und kann das Auftreten des Einschaltstroms unterdrückt werden. Die Überwachung
des Änderungsbetrags
des Stromversorgungsbefehls wird unab hängig von der Überstrombeurteilung
ausgeführt,
und es wird kein Einfluss auf den Betrieb der Überstrombeurteilungseinheit
ausgeübt.
Folglich kann die gleiche Operation nicht einzig in der Anfangsstufe,
bei welcher die Stromversorgung der Last gestartet wird, sondern ebenso
im anschließenden
stationären
Betrieb ausgeführt
werden.
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Die
Befehlsänderungsbetrag-Überwachungseinheit
differenziert die Steuersignalausgabe von der Eingangssignalverarbeitungsschaltung
mit Hilfe einer Differenzierschaltung. Eine Ausgangsspannung der
Differenzierschaltung wird in Verbindung mit dem Anstieg des Änderungsbetrags
des Stromversorgungsbefehls erhöht.
Folglich gibt eine Vergleichsschaltung dann, wenn die Ausgangsspannung
einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, einen Zeitkonstantenänderungsbefehl
an die Zeitkonstantenänderungseinheit
aus. Entsprechend kann die Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung
geändert
werden, wenn die in die Last einzuspeisende Strommenge im Begriff
ist, deutlich anzusteigen.
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Der
Ausgangszustand einer Ausgangszustandhalteschaltung hält den Ausgangszustand
des Zeitkonstantenänderungsbefehls
für eine
festgelegte Zeitspanne, so dass verhindert werden kann, dass die
Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung selbst
dann, wenn sich die Ausgangsspannung einer Differenzierschaltung
deutlich ändert,
entsprechend schnell geändert
wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
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1 ein
Funktionsblockschaltbild mit dem elektrischen Aufbau einer Motoransteuervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 ein
Diagramm einer Ausgangsspannungsänderung
einer Motorspannungsmessschaltung in Verbindung mit einer Änderung
eines DUTY-Signals Sa;
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3 ein
Diagramm mit der Beziehung zwischen einem Überstrombeurteilungswert und
einem Slow-Start-Beurteilungswert;
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4 ein
Ablaufdiagramm des Schaltungsbetriebs einer FET-Steuereinrichtung;
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5 ein
Funktionsblockschaltbild einer zweiten Ausführungsform;
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6 ein
Funktionsblockschaltbild einer dritten Ausführungsform;
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7 ein
Funktionsblockschaltbild einer vierten Ausführungsform;
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8 ein
Funktionsblockschaltbild einer fünften
Ausführungsform;
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9 ein
Ablaufdiagramm des Schaltungsbetriebs der fünften Ausführungsform; und
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10 ein
Funktionsblockschaltbild einer sechsten Ausführungsform.
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(Erste Ausführungsform)
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Nachstehend
wird eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Steuereinrichtung auf
eine Vorrichtung zum Ansteuern eines einem Wärmeaustausch dienenden Gebläsemotors
in einem Kühlsystem
eines Fahrzeug angewandt wird, unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. 1 zeigt
den elektrischen Aufbau einer Motoransteuervorrichtung. Die Motoransteuervorrichtung 1 steuert
einen Gebläsemotor 2 (nachstehend
als Motor 2 bezeichnet) an und arbeitet mit einer von einer
Batterie 3 als Energieversorgungsspannung +B an einen Anschluss 1a gelegten Batteriespannung.
Ferner wird ein Befehlssignal Sa von einer Motor-ECU 4 (elektronische
Steuereinheit) an einen Anschluss 1c gegeben. Das Befehlssignal Sa
ist ein PWM-Signal, dessen Tastverhältnis in Übereinstimmung mit einer an
den Motor (Last) 2 anzulegenden Spannung geändert wird.
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Die
ECU 4 steuert zentral eine Mehrzahl von Motor-Steuereinrichtungen,
wie beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündzeitpunktsteuerung,
eine Leerlaufdrehzahlsteuerung oder dergleichen. Die ECU 4 empfängt verschiedene
Signale (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Kühlwassertemperatursignal,
ein Ein/Aus-Signal
einer Magnetkupplung zur Übertragung
einer Motorantriebskraft auf einen Kompressor einer Klimaanlage,
ein einen Druckanstieg der Klimaanlage anzeigendes Kältemittelhochdrucksignal
oder dergleichen, und führt
die Motorsteuerung und die Drehsteuerung des Motors 2 mit
Hilfe dieser Signale aus.
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In
der Motoransteuervorrichtung 1 sind ein Rauschfilter 5,
eine FET-Steuereinrichtung (Steuereinrichtung für ein Halbleiterbauelement) 6,
ein n-Kanal-MOSFET 7 (Halbleiterbauelement) und eine Diode 8 für einen
Rückfluss
vorgesehen. Anschlüsse 1d und 1e der
Motoransteuervorrichtung sind Motorverbindungsanschlüsse, wobei
der Anschluss 1d in der Motoransteuervorrichtung 1 mit
dem Anschluss 1a verbunden ist. Anschluss 1f ist
ein Masseanschluss des Energiesystems. Der Drain des MOSFET 7 ist mit
dem Anschluss 1e verbunden und die Source des FET 7 ist über ein
Stromerfassungswiderstandselement (Stromerfassungseinheit) 9 mit
dem Anschluss 1f verbunden.
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In
der Motoransteuervorrichtung 1 sind die Diode 8,
deren Polarität
in der 1 gezeigt ist, und ein Rauschfilter 5 in
Reihe geschaltet. Der Rauschfilter 5 ist aus einem Pi-Filter
mit einer Drosselspule und zwei Elektrolytkondensatoren (nicht gezeigt)
aufgebaut und dafür
vorgesehen, das an den Schaltzeitpunkten des MOSFET 7 auftretende
Rauschen zu absorbieren.
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Die
FET-Steuereinrichtung 6 weist eine Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13,
eine PWM-Signalerzeugungsschaltung 14, eine Dreieckwellenerzeugungsschaltung 15,
eine Ansteuerschaltung 16, eine Motorspannungsmessschaltung 17, eine
Strombeurteilungsschaltung 18, eine Überstromschutzschaltung (Strombegrenzungseinheit) 19,
eine Maskenschaltung 20, eine Spitzenwerthalteschaltung
(Beurteilungsergebnishalteschaltung) 21, usw. auf. Nachstehend
wird der Aufbau jeder dieser Schaltungen beschrieben.
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Die
Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 empfängt und
integriert ein von der ECU 4 ausgesendetes, eine Trägerfrequenz
von ungefähr
einigen zehn Hz bis einigen kHz aufweisendes PWM-Signal Sa (nachstehend
zur Unterscheidung als DUTY-Signal bezeichnet), um eine Be-fehlsmotorspannung (Steuersignal)
Vr zu erzeugen. Die PWM-Signalerzeugungsschaltung 14 ist
dafür vorgesehen,
das PWM-Tastverhältnis
des PWM-Signals Sc auf der Grundlage der Befehlsmotorspannung Vr
zu steuern. D.h., in der PWM-Signalerzeugungsschaltung 14 werden
die Befehlsmotorspannung Vr und das von der Dreieckwellenerzeugungsschaltung 15 ausgegebene
Dreieckwellensignal als Träger
(Frequenz ist beispielsweise auf ungefähr 19 kHz eingestellt) in dem
Komparator miteinander verglichen, um ein PWM-Signal Sc zu erzeugen
und auszugeben. Die Ansteuerschaltung 16 emp fängt das
PWM-Signal Sc und legt eine Gate-Spannung Vg an den MOSFET 7.
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Die
Motorspannungsmessschaltung 17 (entspricht der Motorspannungserfassungseinheit)
erfasst den Mittelwert der Spannung Ve zwischen dem Anschluss 1d (Anschluss 1a)
und dem Anschluss 1e und gibt die durch eine Verringerung
der Spannung Ve von der Batteriespannung +B an dem Anschluss 1e erzielte
Spannung, d.h. eine Motorspannung (d.h. eine an dem Motor anliegende
Spannung) aus. Befindet sich der MOSFET 7 in einem Sperrzustand,
so ist die Motorspannung gleich der Batteriespannung +B. Befindet
sich der MOSFET 7 jedoch in einem leitenden Zustand, so
wird die Motorspannung auf eine Spannung um 0V herum gesetzt, die
dem Ein-Widerstand des MOSFET 7 oder dergleichen entspricht. 2 zeigt
eine Änderung
der Ausgangsspannung der Motorspannungsmessschaltung 17,
welche der Änderung
des DUTY-Signals Sa entspricht.
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Die
Strombeurteilungsschaltung 18 weist zwei Komparatoren 22 (CP1)
und 23 (CP2) auf. Die nicht invertierenden Eingangsanschlüsse dieser Komparatoren 22 und 23 sind
gemeinsam mit der Source des MOSFET 7 verbunden. Die invertierenden
Eingangsanschlüsse
dieser Komparatoren 22 und 23 sind mit dem gemeinsamen
Knotenpunkt der Spannungsteilerwiderstände 24 und 25 bzw.
dem gemeinsamen Knotenpunkt der Spannungsteilerwiderstände 26 und 27 verbunden.
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Der
Komparator 23 führt
eine Überstrombeurteilung
und der Komparator 22 eine Slow-Start-Beurteilung aus.
D.h., das mit Hilfe der Spannungsteilerwiderstände 26 und 27 erzielte
spannungsgeteilte Potential entspricht dem Überstrombeurteilungswert, und
das mit Hilfe der Spannungsteilerwiderstände 24 und 25 erzielte
spannungsgeteilte Potential wird auf einen unter dem Überstrombeurteilungs wert
liegenden Slow-Start-Wert (Schaltbeurteilungswert) gesetzt (siehe 3).
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Der
Ausgangsanschluss des Komparators 23 ist mit dem Eingangsanschluss
der Überstromschutzschaltung 19 und
der Ausgangsanschluss des Komparators 22 mit dem Eingangsanschluss
der Spitzenwerthalteschaltung 21 verbunden. Ferner sind
die Kollektoren und Emitter der NPN-Transistoren 28, 29 zwischen
die Ausgangsanschlüsse
der Komparatoren 22, 23 und die Masse geschaltet
und die Basis der Transistoren 28, 29 mit dem
Ausgangsanschluss einer Maskenschaltung 20 verbunden. Die Maskenschaltung 20 ist
beispielsweise aus einem Nicht-Gatter aufgebaut. Die Transistoren 28, 29 werden
während
einer Zeitspanne eingeschaltet, während der das PWM-Signal auf
einen Low-Pegel gesetzt und der MOSFET 7 gesperrt ist,
wodurch die Ausgangssignale der Komparatoren 22, 23 gezwungenermaßen auf
einen Low-Pegel gesetzt und ungültig
gemacht werden.
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Der
Komparator 23 gibt ein High-Pegel-Signal aus, wenn der
in dem MOSFET 7 fließende
Strom größer oder
gleich dem Überstrombeurteilungswert ist,
und die Überstromschutzschaltung 19 empfängt das
eine Beschränkung
des durch den MOSFET 7 fließenden Stroms (oder das Stoppen
der Ansteuerung des MOSFET 7) oder dergleichen betreffende Signal,
um dadurch die Überstromschutzoperation auszuführen. Wenn
der in dem MOSFET 7 fließende Strom demgegenüber größer oder
gleich dem Slow-Start-Beurteilungswert ist, gibt der Komparator 22 ein
High-Pegel-Signal aus.
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Die
Spitzenwerthalteschaltung 21 empfängt das Ausgangssignal des
Komparators 22 zum Halten des Spitzenwerts und ist dafür vorgesehen,
eine Destabilisierung der Schaltzeitkonstantenschaltverarbeitung
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13, wie nachstehend
beschrie ben, zu unterdrücken, da
das Ausgangssignal des Komparators 22 schwingt.
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Eine
Reihenschaltung mit einem Puffer 30 und Widerstandselementen 31 und 32 ist
zwischen den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 und
ein Kondensator 33 zwischen den Ausgangsanschluss und die
Masse geschaltet. Diese Elemente bilden folglich eine Integrierschaltung.
Der Kollektor und der Emitter des NPN-Transistors 34 sind
mit den Enden des Widerstandselements 31 und die Basis
des Transistors 34 über
ein Nicht-Gatter 35 mit dem Ausgangsanschluss der Spitzenwerthalteschaltung 21 verbunden.
Folglich wird die Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 dann,
wenn der Transistor 34 gesperrt wird, um den dem Widerstandswert
R1 des Widerstandselements 31 (τ1 = (R1 + R2) × Cl) entsprechenden
Betrag verringert, und dann, wenn der Transistor 34 leitend
geschaltet wird, derart (um-)geschaltet, dass sie verringert wird
(τ1 = R1 × C1).
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In
dem obigen Aufbau bilden die PWM-Signalerzeugungsschaltung 14,
die Dreieckwellenerzeugungsschaltung 15 und die Ansteuerschaltung 16 die Stromversorgungssteuereinheit 36,
der Komparator 22 und die Spannungsteilerwiderstände 24 und 25 die
Strompegelbeurteilungseinheit 37, der Komparator 23 und
die Spannungsteilerwiderstände 26 und 27 die Überstrombeurteilungseinheit 38,
die Maskenschaltung 20 und die Transistoren 28 und 29 die Beurteilungsergebnisinvalidierungseinheit 39 und das
Widerstandselement 31 und der Transistor 34 die
Zeitkonstantenänderungseinheit 40.
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Nachstehend
wird der Betrieb dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. 4 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Schaltungsbetriebs der FET-Steu ereinrichtung 6 in der
Motoransteuervorrichtung 1. Das Ausgangssignal des Komparators 22 ist
bis zu dem Zeitpunkt, an dem das PWM-Signal Sc von der ECU 4 eingegeben und
folglich der Transistor 34 leitend geschaltet wird, auf
einen Low-Pegel gesetzt. Die Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 ist folglich
auf τ2 gesetzt
(Schritt S1).
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Unmittelbar,
nachdem das PWM-Signal Sc eingegeben wurde (Schritt S2 = JA) und
der Motor 2 zu drehen beginnt, fließt ein Einschaltstrom in den MOSFET 7 (Schritt
S3). Folglich gibt der Komparator 22 ein High-Pegel-Signal
aus, wird der Transistor 34 ausgeschaltet und die Schaltzeitkonstante
auf τ1 gesetzt.
Das Schalten der Schaltzeitkonstanten erfolgt innerhalb einer sehr
kurzen Zeitspanne, und folglich kann die Schaltzeitkonstante während der
Startzeit des Motors 2 als im Wesentlichen gleich τ1 angesehen
werden (Schritte S4, S5, S7, S8).
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Wenn
die Drehzahl des Motors 2 dann, wenn die Schaltzeitkonstante
gleich τ1
ist (Slow-Start), sehr langsam erhöht wird, wird der in dem Motor 2 fließende Strom
auf den Slow-Start-Beurteilungswert des Komparators 22 oder
einen darunter liegenden Wert verringert (Schritt S4 = NEIN), und
verstreicht die in der Spitzenwerthalteschaltung 21 eingestellte Haltezeit
(Schritt S10 = JA), wird der Transistor 34 eingeschaltet
und die Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 zu τ1 geschaltet
(Schritt 11).
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Folglich
wird die Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 nach
der Slow-Start-Operation während
der Startzeit des Motors 2 verringert und das Ansprechen
auf die Änderung
des PWM-Signals Sc folglich verbessert. Auch im stationären Betriebszustand überschreitet
der durch den MOSFET 7 fließende Strom dann, wenn ein
Einschaltstrom im Begriff ist, aufgrund einer deutlichen Änderung
des PWM-Signals Sc aufzutreten, den Slow-Start-Beurteilungswert
(Überstrombeurteilungswert:
Schritt S4 = JA; Schritt S5 = NEIN) und wird die Schaltzeitkonstante
auf τ1 geschaltet
(Schritt S8), so dass ein Auftreten des Einschaltstroms unterdrückt wird.
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Wenn
die Überstromschutzfunktion
von Schritt S6 an dem Zeitpunkt, an dem in Schritt S4 oder S5 NEIN
bestimmt wird, arbeitet, wie nachstehend beschrieben, wird die betreffende
Schutzfunktion in den Schritten S7 und S9 freigegeben bzw. zurückgesetzt.
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Ferner
wird das Ausgangssignal des Komparators 23 auf einen High-Pegel
gesetzt, wenn der durch den MOSFET 7 fließende Strom
den Überstrombeurteilungswert überschreitet
(Schritt S5 = JA), und arbeitet die Überstromschutzschaltung 19 derart,
dass das Ein-Tastverhältnis
des MOSFET 7 derart begrenzt wird, dass es deutlich verringert
wird (Schritt S6).
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform
wird der unter dem Überstrombeurteilungswert
liegende Slow-Start-Beurteilungswert mit Hilfe des Komparator 22 mit
dem durch den MOSFET 7 fließenden Strom verglichen und
das Leitvermögen des
Transistors 34 in Übereinstimmung
mit dem Beurteilungsergebnis des Komparators geregelt, um die Schaltzeitkonstante
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 zu ändern.
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Folglich
wird die Schaltzeitkonstante dann, wenn sich das von der ECU 4 eingegebene
DUTY-Signal Sa deutlich ändert
und die in den Motor 2 einzuspeisende Strommenge im Begriff
ist, deutlich anzusteigen, derart geschaltet, dass das Signalverarbeitungsansprechen
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 herabgesetzt
wird. Folglich kann ein Auftreten des Einschaltstroms unterdrückt werden. Da
die Schaltzeitkonstante auf der Grundlage der in den Motor 2 einzuspeisenden
Strommenge geändert wird,
arbeitet der Komparator 23 zum Ausführen der Überstrombeurteilung nicht fehlerhaft
und kann der Slow-Start-Betrieb nicht nur bei der Anfangsstufe,
bei welcher mit der Stromversorgung des Motors 3 begonnen
wird, sondern ebenso im anschließenden stationären Betriebszustand
ausgeführt
werden.
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Ferner
wird der Ausgangssignalpegel des Komparators 22 für einzig
eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten, indem die Spitzenwerthalteschaltung 21 vorgesehen
wird. Folglich wird verhindert, dass das Beurteilungsergebnis des
Komparators 22 innerhalb kurzer Zeit in Übereinstimmung
mit der Änderung
der Schaltzeitkonstanten in der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 geschaltet
wird, wodurch der Betriebszustand stabilisiert werden kann. Die
Strombeurteilungswerte in den Komparatoren 22, 23 werden
auf der Grundlage des durch eine Teilung der Motorspannung erzielten
Potentials eingestellt, und die Strombeurteilung kann in Übereinstimmung
mit dem Ist-Antriebszustand des Motors 2 korrekt ausgeführt werden.
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Die
PWM-Signalerzeugungsschaltung 14 ist dafür vorgesehen,
die PWM-Steuerung des MOSFETs 7 auszuführen, und die Beurteilungsergebnisse der
Komparatoren 22 und 23 werden während der Zeitspanne,
in welcher der MOSFET 7 ausgeschaltet ist, durch die Maskenschaltung 22 und
die Transistoren 28 und 29 für ungültig erklärt. Folglich kann verhindert
werden, dass die Beurteilung während
einer zum Ausführen
der Überstrombeurteilung
und der Strompegelbeurteilung ungeeigneten Zeitspanne ausgeführt wird.
Ferner ist die Zeitkonstantenänderungseinheit 40 aus
dem in Reihe mit der Signalleitung geschalteten Widerstandselement 31 und
dem parallel zu dem Widerstandelement 31 geschalteten Transistor 34 aufgebaut.
Durch ein Sperren des Transistors 34 in Übereinstimmung
mit dem Beurteilungsergebnis des Komparators 22 kann die
Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 folglich
durch einzig den dem Widerstandswert des Widerstandselements 31 entsprechenden Betrag
erhöht/verringert
werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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5 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der 5 werden
die den Teilen der ersten Ausführungsform
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren
Beschreibung ausgelassen. Nachstehend werden einzig die von den
Teilen der ersten Ausführungsform
verschiedenen Teile beschrieben. Eine FET-Steuereinrichtung 41 der
zweiten Ausführungsform,
mit welcher die FET-Steuereinrichtung 6 ersetzt wird, wird
erzielt, indem die Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 durch
die Eingangssignalverarbeitungsschaltung 42 ausgetauscht
wird.
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Genauer
gesagt, in der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 sind
die Widerstandselemente 31 und 32 in der Signalleitung
in Reihe geschaltet. In der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 42 ist
die den Transistor 34 und das Widerstandselement 32 aufweisende
Reiheschaltung jedoch parallel zu dem Widerstandselement 31 geschaltet.
Diese Elemente bilden die Zeitkonstantenschalteinheit 40a.
Der übrige
Aufbau entspricht der ersten Ausführungsform.
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Gemäß der so
aufgebauten zweiten Ausführungsform
trägt einzig
der Widerstandswert R1 des Widerstandselements 31 zur Schaltzeitkonstanten bei,
wenn der Transistor 34 gesperrt wird. Ist der Transistor 34 leitend
ge schaltet, so ist das Widerstandselement 32 parallel zu
dem Widerstandselement 31 geschaltet, und folglich trägt der Parallelwiderstandswert
beider Widerstandselement 31 und 32 zur Schaltzeitkonstanten
bei, so dass die Schaltzeitkonstante verringert wird. Folglich kann
der gleiche Effekt wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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6 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der 6 werden
die den Teilen der ersten Ausführungsform
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren
Beschreibung ausgelassen. Nachstehend werden einzig die von den
Teilen der ersten Ausführungsform
verschiedenen Teile beschrieben. In einer FET-Steuereinrichtung 43 der
dritten Ausführungsform
wird das der Stromerfassung dienende Widerstandselement 9 weggelassen
und die nicht invertierenden Eingangsanschlüsse der Komparatoren 22 und 23 mit
dem Drain des MOSFET 7 verbunden. Gemäß der so aufgebauten dritten
Ausführungsform kann
der in dem Motor 2 fließende Strom erfasst werden,
indem der Ein-Widerstand anstelle des Widerstandselements 9 genutzt
wird, wenn der FET (Stromerfassungseinheit) 7 leitend geschaltet
ist. Folglich kann der Schaltungsaufbau vereinfacht werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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7 zeigt
eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der 7 werden
die den Teilen der ersten Ausführungsform
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren
Beschreibung ausgelassen. Nachstehend werden einzig die von den
Teilen der ersten Ausführungsform
verschiedenen Teile beschrieben. In einer FET-Steuereinrichtung 44 der
vierten Ausführungsform
sind die PWM-Signalerzeugungsschaltung 14 und die Dreieckwellenerzeugungsschaltung 15 weggelassen,
und der MOSFET 7 wird linear über die Ansteuerschaltung (Stromversorgungssteuereinheit) 16 angesteuert.
Folglich werden der Rauschfilter 5, die Diode 8,
die Maskenschaltung 20 und die Transistoren 28 und 29,
welche die Beurteilungsergebnisinvalidierungseinheit 39 bilden,
weggelassen. Der weitere Aufbau entspricht der ersten Ausführungsform. Gemäß der so
aufgebauten vierten Ausführungsform können die
der ersten Ausführungsform
entsprechenden Effekte ebenso erzielt werden, indem der Motor 2 linear
angesteuert wird.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Die 8 und 9 zeigen
eine fünfte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In den 8 und 9 werden
die den Teilen der ersten und zweiten Ausführungsform entsprechenden Teile mit
den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Beschreibung ausgelassen.
Nachstehend werden einzig die von den Teilen der ersten und zweiten
Ausführungsform
verschiedenen Teile beschrieben. In einer FET-Steuereinrichtung
(Ansteuereinrichtung für ein
Halbleiterbauelement) 45 der fünften Ausführungsform wurden die Spitzenwerthalteschaltung 21 und
das Nicht-Gatter 34 aus der FET-Steuereinrichtung 41 der
zweiten Ausführungsform
entfernt. In einer anstelle der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 42 verwendeten
Eingangssignalverarbeitungsschaltung 46 ist eine aus fünf aus NPN-Transistoren (a
bis e, Tr1 bis Tr 5) und Widerstandselementen 48 (a bis
e) bestehenden Paaren bestehende Reihenschaltung parallel zu dem
Widerstandselement 31 geschaltet.
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Der
Ausgangsanschluss des Komparators 22 ist mit dem Eingangsanschluss
einer Zeitgeberschaltung (Signalausgabeschaltung) 49 und
fünf Ausgangsanschlüsse V (1
bis 5) der Zeitgeberschaltung 49 sind über fünf Nicht-Gatter 50 (a
bis e) mit den Basen der Transistoren 47 (a bis e) verbunden. Die
Transistoren 47a bis 47e und die Widerstandselemente 48a bis 48e entsprechen
der Zeitkonstantenänderungseinheit 51.
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Nachstehend
wird die innere Logik der Zeitgeberschaltung 49 beschrieben.
D.h., die Zeitgeberschaltung 49 wird in dem Zustand, in
dem der Ausgangspegel des Komparators 22 an dem Reset-Zeitpunkt
in den Low-Zustand gesetzt ist, initialisiert, und alle fünf Ausgangsanschlüsse V1 bis
V5 werden auf den Low-Pegel gesetzt. Wenn der Ausgangspegel des
Komparators 22 von dem obigen Zustand in den High-Zustand
gesetzt wird, werden alle Ausgangsanschlüsse V1 bis V5 auf den High-Pegel
gesetzt, und wenn der Ausgangspegel des Komparators 22 von dem
obigen Zustand ferner in den Low-Zustand gesetzt wird, wird die
Zeitzähloperation
mit der obigen Änderung
als Auslöseimpuls
gestartet. Gleichzeitig mit der Eingabe des Auslöseimpulses wird der Pegel des
Ausgangsanschlusses V1 von High (Anfangszustand) auf Low gesetzt.
Anschließend ändern sich nacheinander
die Pegel der Ausgangsanschlüsse
V2 bis V5 von High auf Low, und zwar jedes Mal, wenn eine festgelegte
Zeit gezählt
wird (entspricht dem Zeitkonstantenänderungssignal).
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Nachstehend
wird der Betrieb der fünften Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 9 beschieden. 9 entspricht
der die erste Ausführungsform
zeigenden 4. In der 9 sind
die Schritte S1' und
S8' für die Schritte
S1 und S8 der 4 und die Schritte S20 bis S26
für die
Schritte S10 und S11 vorgesehen. Ferner kehrt die Verarbeitung nach
der Ausführung
des Schritts S8 zu Schritt S4 zurück.
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In
Schritt S1' ist
der Ausgangspegel des Komparators 22 im Anfangszustand auf Low gesetzt, befindet
sich die Zeitgeberschaltung 49 jedoch in einem Reset-Zustand
und weisen alle fünf
Ausgangsanschlüsse
V1 bis V5 einen Low-Pegel
auf. In diesem Fall sind alle Transistoren 47a bis 47e in
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 46 leitend geschaltet.
Folglich wird die auf das schnellste τ1 eingestellte Schaltzeitkonstante
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 46 durch den Widerstandswert, der
erzielt wird, wenn alle Widerstandselemente 48a bis 48e parallel
zu dem Widerstandselement 31 geschaltet werden, und die
Kapazität
des Kondensators 33 bestimmt. Es wird angenommen, dass
die Zeitkonstanten τ1, τ2 in der
fünften
Ausführungsform Zeitkonstanten
darstellen, die sich der Einfachheit der Beschreibung halber von
den Zeitkonstanten τ1, τ2 der ersten
Ausführungsform
unterscheiden.
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Gleich
der ersten Ausführungsform
beginnt der Motor 2, zu drehen, fließt der Einschaltstrom in dem
MOSFET 7 (Schritt S3), und wird der Ausgangspegel des Komparators 22 auf
High gesetzt, wenn der Strom den Slow-Start-Beurteilungswert überschreitet
(Schritt S4 = JA; Schritt S5 = NEIN). Während dieser Zeit sind alle
fünf Ausgangsanschlüsse V1 bis
V5 der Zeitgeberschaltung 49 auf einen High-Pegel gesetzt.
In diesem Fall sind alle Transistoren 47a bis 47e in
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 46 ausgeschaltet
(Schritt S8'). Folglich
wird die Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 31 durch
den Widerstandswert des Widerstandselements 31 und die
Kapazität des
Kondensators 33 bestimmt und auf das langsamste τ6 eingestellt.
Entsprechend kann ein Auftreten des Einschaltstroms unterdrückt werden.
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Anschließend wird
die Drehzahl des Motors 2 gemäß dem Zustand der Schaltzeitkonstanten τ6 sehr langsam
erhöht
(Slow-Start). Wenn der in dem Motor 2 fließende Strom
auf den Slow-Start-Beurteilungswert des Komparator 22 oder
auf einen darunter liegenden Wert verringert wird (Schritt S4 =
NEIN), ändert
sich der Ausgangspegel des Komparators 22 von High auf
Low (Schritt S20). Wenn an diesem Zeitpunkt nicht alle Ausgangsanschlüsse V1 bis
V5 der Zeitgeberschaltung 49 auf einen Low-Pegel gesetzt sind
(Schritt S21 = NEIN), ändert
die Zeitgeberschaltung 49 unmittelbar den Pegel des Ausgangsanschlusses
V1 von High auf Low und beginnt mit ihrer Zeitzähloperation einer festgelegten
Zeit t (Schritt S22). An diesem Zeitpunkt ist einzig der Transistor 47a eingeschaltet,
wird der Widerstandswert zur Bestimmung der Schaltzeitkonstanten
folglich ein Parallelwiderstandswert der Widerstandselemente 31 und 48a und
wird die Schaltzeitkonstante auf τ5
(<τ6) gesetzt.
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In
den anschließenden
Schritten S23 bis S25 ändert
die Zeitgeberschaltung 49 nacheinander die Pegel der Ausgangsanschlüsse V2 bis
V4 von High auf Low und zählt
ebenso die festgelegte Zeit t. Folglich wird die Schaltzeitkonstante
sukzessiv auf einen kleineren Wert geändert, wenn die Widerstandselemente 48b bis 48d nacheinander
parallel geschaltet werden (τ2 < τ3 < τ4 < τ5). In Schritt
S26 wird der Pegel des Ausgangsanschlusses V5 von High auf Low geändert und
der letzte Transistor 47e eingeschaltet, so dass die Schaltzeitkonstante
gleich dem Minimum τ1
(<τ2) ist.
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Gemäß der fünften Ausführungsform ändert die
Zeitgeberschaltung 49, wie vorstehend beschrieben, den
Pegel des Ausgangsanschlusses V1 von High auf Low und beginnt ebenso
mit der Zeitzähloperation,
wenn die Strompegelbeurteilungseinheit beurteilt, dass der von der
Stromerfassungseinheit erfasste Strom den Schaltbeurteilungswert überschreitet.
Ferner ändert
die Zeitgeberschaltung 49 nacheinander die Pegel der Ausgangsanschlüsse V2 bis
V4 von High auf Low, und zwar jedes Mal, wenn sie die festgelegte
Zeit t gezählt
hat, und schaltet nacheinander die die Zeitkonstantenänderungseinheit 51 bildenden
Transis toren 47a bis 47e ein, um die Schaltzeitkonstante
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 46 schrittweise
zu ändern.
Folglich kann das Signalverarbeitungsansprechen gleichmäßiger bzw.
weicher geschaltet und verhindert werden, dass sich der Ansteuerzustand
der Last deutlich ändert.
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(Sechste Ausführungsform)
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10 zeigt
eine sechste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. In der 10 werden
die den Teilen der ersten Ausführungsform
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und
deren Beschreibung ausgelassen. Nachstehend werden einzig die von
den Teilen der ersten Ausführungsform
verschiedenen Teile beschrieben. In der sechsten Ausführungsform
sind der Transistor 28 und die Strompegelbeurteilungseinheit 37 aus
der FET-Steuereinrichtung 6 der
ersten Ausführungsform
weggelassen. Der Ausgangsanschluss der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 ist
mit dem Eingangsanschluss einer aus einem Puffer 52, einem
Kondensator und einem Widerstandselement aufgebauten Differenzierschaltung 53 verbunden.
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Der
Ausgangsanschluss der Differenzierschaltung 53 ist mit
dem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Komparators (Vergleichschaltung) 54 verbunden.
An den nicht invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 54 wird
ein Schwellenwert Vth angelegt. Der Ausgangsanschluss des Komparators 54 ist
mit dem Eingangsanschluss der Spitzenwerthalteschaltung (Ausgangszustandhalteschaltung) 21 verbunden.
Diese Elemente bilden eine Befehlsänderungsbetrag-Überwachungseinheit 55.
Der weitere Aufbau entspricht der ersten Ausführungsform. Die obigen Elemente
bilden die FET-Steuereinrichtung (Steuereinrichtung für ein Halbleiterbauelement) 56.
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Nachstehend
wird der Betrieb der sechsten Ausführungsform beschrieben. Eine
von der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 ausgegebene
Befehlsmotorspannung Vr wird mit Hilfe der Differenzierschaltung 53 der
Befehlsänderungsbetrag-Überwachungseinheit 55 differenziert
und der Ausgangsspannungspegel der Differenzierschaltung 53 in Übereinstimmung
mit einem Anstieg des Änderungsbetrags
der Befehlsmotorspannung Vr erhöht (d.h.,
eine deutliche Änderung).
Wenn die Ausgangsspannung die Schwellenwertspannung Vth überschreitet,
wird der Ausgangsanschluss des Komparators 54 auf einen
High-Pegel gesetzt.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird der Zeitkonstantenänderungsbefehl über die
Spitzenwerthalteschaltung 21 und den Inverter 35 an
die Zeitkonstantenänderungseinheit 40 ausgegeben
und der Transistor 34 ausgeschaltet, so dass die Schaltzeitkonstante
der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 auf τ1 gesetzt
wird. Die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 53 ändert sich
deutlich, und folglich wird die Ausgangsspannung des Komparators 54 nur
augenblicklich auf einen High-Pegel gesetzt. Der Zeitkonstantenänderungsbefehl
hält den
Ausgangszustand jedoch für
einzig eine vorbestimmte Zeitspanne, und zwar durch den Betrieb
der Spitzenwerthalteschaltung 21. Ansonsten gleicht der
Betrieb der Überstrombeurteilungseinheit 38 dem
der ersten Ausführungsform.
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Gemäß der sechsten
Ausführungsform überwacht
die Befehlsänderungsbetrag-Überwachungseinheit 55,
wie vorstehend beschrieben, den Änderungsbetrag
des von der ECU 4 gelieferten Stromversorgungsbefehls und ändert die
Zeitkonstantenänderungseinheit 40,
wie vorstehend beschrieben, die Schaltzeitkonstante der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 in Übereinstimmung
mit dem Überwachungsergebnis.
Insbesondere wird die von der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 13 ausgegebene
Befehlsmotor spannung Vr von der Differenzierschaltung 53 differenziert,
und wenn deren Ausgangsspannung die Schwellenwert- spannung Vth überschreitet,
gibt der Komparator 54 den Zeitkonstantenänderungsbefehl
aus. Folglich wird die Schaltzeitkonstante dann, wenn die in den
Motor 2 einzuspeisende Strommenge im Begriff ist, aufgrund des
Stromversorgungsbefehls deutlich anzusteigen, mehr erhöht und das
Signalverarbeitungsansprechen folglich herabgesetzt.
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Demgemäß wird der
Anstieg der Stromversorgungsmenge weiter gemildert und kann folglich ein
Auftreten des Einschaltstrom, gleich der ersten Ausführungsform,
unterdrückt
werden. Ferner wird die Überwachung
des Stromversorgungsbefehlsänderungsbetrags
unabhängig
von dem Überstrombeurteilungswert
ausgeführt
und kein Einfluss auf den Betrieb der Überstrombeurteilungseinheit 38 ausgeübt. Folglich
kann die gleiche Operation nicht einzig bei der Anfangsstufe, bei
welcher mit der Stromversorgung begonnen wird, sondern ebenso im
anschließenden
stationären
Betrieb ausgeführt
werden. Wenn der Zeitkonstantenänderungsbefehl
ausgegeben wird, hält
ferner die Spitzenwerthalteschaltung 21 den betreffenden
Ausgangszustand für
eine festgelegte Zeitspanne, und folglich kann verhindert werden,
dass sich die Schaltzeitkonstante selbst dann, wenn sich die Ausgangsspannung
der Differenzierschaltung 53 deutlich ändert, deutlich ändert.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend unter Bezugnahme auf die
beigefügte
Zeichnung beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Die Erfindung kann beispielsweise gemäß der nachstehenden Beschreibung
modifiziert werden.
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Die
Spitzenwerthalteschaltung 21 kann je nach Bedarf vorgesehen
werden.
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Anstelle
des N-Kanal-MOSFET 7 kann ein P-Kanal-MOSFET oder IGBT
verwendet werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf ein Low-Side-Ansteuersystem beschränkt, sondern
kann auch auf ein High-Side-Ansteuersystem angewandt werden.
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Das
widerstandelement 9 kann an einer beliebigen Position angeordnet
werden, an welcher der Strom erfasst werden kann, wie beispielsweise
zwischen der Energieversorgungsspannung und der Last, zwischen der
Last und dem MOSFET 7 oder dergleichen.
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Es
können
zwei oder mehr als zwei Slow-Start-Beurteilungswerte eingestellt
werden. Bei diesem Aufbau können,
in dem unter dem Überstrombeurteilungswert
liegenden Strombereich, der Anstiegsgrad des Stroms an dem Slow-Start-Zeitpunkt oder
die Ansprechgeschwindigkeit auf das Duty-Signal Sa in einem Mehrschrittmodus
in Übereinstimmung
mit dem in dem Motor 2 fließenden Strom geschaltet werden.
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Das
Eingangssignal ist nicht auf das PWM-Signal beschränkt. Es
kann ein Signal sein, dass einen Befehl über eine Änderung des Ausgangsintervalls
oder der Amplitude eines Impulssignals liefert.
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In
dem Steuerabschnitt des MOSFET 7 kann eine Rückkopplungsregelung
vorgesehen sein, indem auf die von der Motorspannungsmessschaltung 17 erfasste
Motorspannung Bezug genommen wird.
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In
der fünften
Ausführungsform
kann nach Bedarf die gleiche Beurteilung wie in Schritt S4 ausgeführt werden,
obgleich die Schritte S22 und S26 ausgeführt werden. In diesem Fall
schreitet die Verarbeitung zu Schritt S5 voran, wenn JA bestimmt wird.
Ferner kann die Anzahl paralleler Verbindungen des Transistors 47 und
des Widerstandselements 48 in der fünften Ausführungsform in geeigneter Weise variiert
werden.
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Der
Aufbau, bei dem die Schaltzeitkonstante in einem Mehrschrittmodus
von drei oder mehr Schritten geändert
wird, indem die Signalausgabeeinrichtung gleich der fünften Ausführungsform
verwendet wird, kann auf den Aufbau der ersten Ausführungsform
angewandt werden.
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Die
Zeitkonstantenänderungseinheit 40a der zweiten
Ausführungsform
kann auf die sechste Ausführungsform
angewandt werden. Ferner kann die Befehlsänderungsbetrag-Überwachungseinheit 55 anstelle
der Strompegelbeurteilungseinheit 37 in der dritten und
vierten Ausführungsform
vorgesehen werden.
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Die
Last ist nicht auf den Gebläsemotor 2 oder
andere Motoren beschränkt.
Es kann eine beliebige Last angelegt werden, sofern sie mit dem
für eine
Ansteuerung in Reihe vorgesehenen Halbleiterbauelement verbunden
und von einer DC-Energiequelle betrieben wird.
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Vorstehend
wurde eine Steuereinrichtung für ein
Halbleiterbauelement offenbart.
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Eine
Steuereinrichtung (6, 41, 43, 44, 46)
für ein
Halbleiterbauelement (7) umfasst eine Stromversorgungssteuereinheit
(16, 36) zur Steuerung eines Durchlasszustands
eines mit einer Last (2) verbundenen Halbleiterbauelements
(7) als Reaktion auf ein Steuersignal, um einen Strom in
die Last (2) einzuspeisen, eine Strompegelbeurteilungseinheit
(37) zum Vergleichen eines oder mehrerer Schaltbeurteilungswerte,
der/die in einem unterhalb eines Überstrombeurteilungswerts liegenden
Bereich fest gelegt ist/sind, mit einem von einer Stromerfassungseinheit (7, 9)
erfassten Strom, um eine Strompegelbeurteilung auszuführen, und
eine Zeitkonstantenänderungseinheit
(40, 40a, 51) zum Ändern einer Schaltzeitkonstanten
einer Eingangssignalverarbeitungsschaltung (13, 42)
in Übereinstimmung
mit einem Beurteilungsergebnis der Strompegelbeurteilungseinheit.