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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dieselmotor-Starthilfevorrichtung, die einen Dieselmotor startet, indem sie eine elektrische Last, die nachfolgend als „Last“ bezeichnet wird, mit Strom speist, um die Last zu erwärmen.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei der Dieselmotor-Starthilfevorrichtung gibt es herkömmlich zwei Arten von Vorrichtungen: Glühsystem und Einlasslufterhitzersystem. Allgemein gesprochen, wird das Glühsystem bei einem Dieselmotor des Vorbrennkammertyps verwendet, während das Einlasslufterhitzersystem bei einem Dieselmotor großen Hubraums mit Direkteinspritzung verwendet wird. Das Glühsystem hat eine Eigenschaft überlegener Schnellheizfähigkeit, und daher wird dieses System allgemein bei Personenkraftwagen usw. eingesetzt.
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Bei einem herkömmlichen Glühsystem gibt es zum Beispiel ein in 1 gezeigtes Relaissystem. Bei diesem Relaissystem erfasst, wie in der Figur gezeigt, eine Motorsteuerung (ECU) 107 eine Wassertemperatur in einem nicht gezeigten Motorsystem. Dann erlaubt die ECU 107 als Reaktion auf die erfasste Wassertemperatur einer Batterie 101, elektrischen Strom über eine Sicherung 102, einen Schalter 103 und ein Relais 104 in eine Glühkerze 105 zu schicken, um das Innere eines Zylinders 106 des Dieselmotors aufzuheizen und dadurch das Startverhalten des Motors zu verbessern, insbesondere im Winter.
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Bei dem Relaissystem ist es jedoch wegen des Vorhandenseins verschiedener Probleme mit der Haltbarkeit von Relaiskontakten, ihrem Betriebsgeräusch und dem Reaktionsvermögen unmöglich, eine Systemsteuerung durch Ein-/Ausschaltbetätigungen durchzuführen, und daher ist es schwierig, die Temperatur innerhalb des Zylinders des Dieselmotors angemessen einzustellen. Weiter hat das Relaissystem, da es mit mechanischen Kontakten ausgestattet ist, ein Problem mit Ausfallanfälligkeit wegen der Lebensdauer von Relais.
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Indessen ist ein Lasttreiber-Schaltkreis bekannt, der Halbleiter-Schaltelemente als elektrische Bauteile benutzt, um Einspritzventile als Kraftstoffeinspritzvorrichtungen anzutreiben (siehe
japanisches Patent Nr. 3596415 ). So ist es mit dem Einsatz dieses Lasttreiber-Schaltkreises im Glühsystem möglich, das oben erwähnte Problem zu lösen.
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Auf dem Gebiet der Lasttreiber-Schaltkreise gibt es einen Lasttreiber-Schaltkreis, der eine Funktion zum Erkennen eines Überstroms der Leistungszufuhr zur Last aufweist. Zum Beispiel wird eine Stromspiegelschaltung benutzt, die ein erstes Schaltelement umfasst, das aus einem Leistungs-MOSFET (MetallOxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) des n-Kanaltyps usw. besteht und die Leistungszufuhr zu einer Last ein- oder ausschaltet, sowie ein zweites Schaltelement, das aus einem Leistungs-MOSFET des n-Kanaltyps usw. besteht und das Durchlassen eines geringeren Stroms als desjenigen des ersten Schaltelements erlaubt, um einen Überstrom zu erkennen.
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Bei der Stromspiegelschaltung ist zu beachten, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement durch dasselbe Treiber-Steuersignal angesteuert werden. Weiter ist das zweite Schaltelement so konstruiert, dass es das Fließen von Strom proportional zum ersten Schaltelement erlaubt (z.B. erstes Schaltelement : zweites Schaltelement = 10000 : 1).
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Wenn bei dem oben konstruierten Lasttreiberschaltkreis, der die Funktion des Erkennens von Überstrom aufweist, zum Beispiel eine Anomalie, wie etwa ein Masse-Kurzschluss, in einer Last auftritt und dadurch das Fließen von Überstrom durch das erste Schaltelement verursacht, dann fließt ein zu dem Überstrom proportionaler Strom durch das zweite Schaltelement. Daher ist der Lasttreiberschaltkreis mit einer Überstromschutzeinheit versehen, die einen durch das erste Schaltelement fließenden Überstrom erkennt, wenn der durch das zweite Schaltelement fließende Strom einen Stromwert überschreitet, der dem Überstrom des ersten Schaltelements entspricht, und die das erste Schaltelement hinsichtlich darauf deaktiviert, es zu schützen.
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Im Allgemeinen enthält die herkömmliche Dieselmotor-Starthilfevorrichtung eine Vielzahl von Lasten, eine Vielzahl von ersten Schaltelementen und eine Vielzahl von zweiten Schaltelementen, die beide der Vielzahl von Lasten entsprechen, und eine Vielzahl von Schutzvorrichtungen, welche die Vielzahl von ersten Schaltelementen schützen. Bei dieser Anordnung ist die Dieselmotor-Starthilfevorrichtung so konstruiert, dass, wenn mindestens einer der vielfachen Lasten Energie zugeführt wird, die Wärmeerzeugung der mindestens einen mit Energie versorgten Last das Starten eines Dieselmotors erlaubt.
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Es wird hier angenommen, dass eine Kombination des ersten Schaltelements mit dem zweiten Schaltelement als ein Leistungselement definiert ist. Falls eine Vielzahl von Leistungselementen, die eine Vielzahl von ersten Schaltelementen und eine Vielzahl von zweiten Schaltelementen in Kombination umfassen, in einem IC-Gehäuse (integrierte Schaltung) untergebracht sind, erzeugen in den Leistungselementen eingebaute integrierte Schaltungen (ICs) durch die Leistungsaufnahme Wärme. Da es schwierig ist, eine aus Halbleitern bestehende integrierte Schaltung (IC) in einer Hochtemperaturumgebung normal zu betreiben, ist eine zulässige Leistungsaufnahme (Leistungsmenge) in Anbetracht der Wärmeerzeugung des ICs vorgegeben, um eine durch die Wärmeerzeugung aufgrund der Leistungsaufnahme verursachten falsche Funktion des ICs zu verhindern. Im Allgemeinen wird die zulässige Leistungsaufnahme (Leistungsmenge) auf Grundlage des Wärmewiderstands einer integrierten Schaltung (IC) bestimmt. Es ist festzuhalten, dass „Wärmewiderstand“ das Verhältnis einer Temperaturerhöhung zur Leistungsaufnahme darstellt.
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Bei einer solchen integrierten Schaltung, deren Wärmewiderstand klein ist, gab es Ansätze, Rahmen zur Montage vielfacher Paare darauf eingebauter Leistungselemente zu vereinen, mit dem Zweck, die zulässige Leistungsaufnahme (Leistungsmenge) zu erhöhen. Mit dieser Rahmenvereinigung wird erwartet, die Wärmeabstrahlfläche zu vergrößern und den Wärmewiderstand so weit wie möglich zu reduzieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es sollte jedoch beachtet werden, dass beim Temperaturgradienten des Inneren eines Chips einer integrierten Schaltung (IC) ein Phänomen der Homogenisierung existiert. Das heißt, trotz eines Unterschieds beim Verhältnis der Temperaturerhöhung zur Leistungsaufnahme zwischen einer Vielzahl von in die integrierte Schaltung eingebauten Leistungselementen ist die Temperaturdifferenz zwischen den Leistungselementen reduziert, da die Wärmeerzeugung eines Rahmens zur dortigen Montage des Leistungselements ausgeglichen wird, sodass ein bestimmtes Leistungselement einer Wärmebeeinflussung vom angrenzenden Leistungselement unterliegt.
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Man nehme zum Beispiel an, dass eine Anomalität wie etwa ein Kurzschluss in einer bestimmten Last auftritt. Wenn dann das Leistungselement, das dieser eine solche Anomalität aufweisenden Last entspricht, abnorme Wärme erzeugt, unterliegt ein weiteres Leistungselement, das dem abnorm erwärmten Leistungselement benachbart ist, derselben Temperaturumgebung wie das abnorm erwärmte Leistungselement, obwohl es normal arbeitet. Selbst wenn die Anomalität in einer Last erkannt und darauf folgend ein abnormes, der Last entsprechendes Leistungselement in Unterbrechung gebracht wird, könnte demgemäß ein normales, dem abnormen Leistungselement benachbartes Leistungselement abgeschaltet werden, da dem normalen Leistungselement eine falsche Erkennung einer Wärmeerzeugung zugeordnet wird, sodass die Systemleistung verschlechtert wird.
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In der oben erwähnten Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dieselmotor-Starthilfevorrichtung zu schaffen, welche die Auswirkung von Temperaturbeeinflussung zwischen Leistungselementen in einer integrierten Schaltung einschränken kann, in der die Leistungselemente eingebaut sind, wenn elektrischer Strom erfasst wird, der durch die Leistungselemente fließt, und die den Betrieb der Leistungselemente mit Ausnahme eines Leistungselements aufrecht erhalten kann, dessen Betrieb wegen seiner Wärmeerzeugung unterbrochen wird.
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Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Dieselmotor-Starthilfevorrichtung geschaffen, die das Starten eines Dieselmotors ermöglicht, wenn mindestens einer von vielfachen elektrischen Lasten Leistung zugeführt wird, umfassend: eine Vielzahl von Dieselmotor-Starthilfeeinheiten, von denen jede enthält: ein erstes Schaltelement, das in einem ersten Leistungszufuhrpfad angeordnet ist, der sich von einer Gleichstrom-Energiequelle zu jeder der elektrischen Lasten erstreckt, um den ersten Leistungszufuhrpfad auf Grundlage eines Treiber-Steuerungssignals ein- oder auszuschalten, das an einen Steueranschluss des ersten Schaltelements angelegt wird; eine Treibereinheit, die ein Treiber-Steuerungssignal zum Treiben des ersten Schaltelements als Reaktion auf ein Steuerbefehlssignal ausgibt, das von einer externen Steuereinheit her eingegeben wird, um die Leistungszufuhr zur elektrischen Last zu steuern; ein zweites Schaltelement, das in einem zweiten Leistungszufuhrpfad angeordnet ist, um eine vorgegebene Last mit einem Strom von der Gleichstrom-Energiequelle her zu versorgen, wobei der Steueranschluss des zweiten Schaltelements mit dem ersten Schaltelement verbunden ist, wodurch es einen elektrischen Strom durchlässt, der proportional zu dem des ersten Schaltelements ist; ein Strom erfassendes Element zum Erfassen eines elektrischen Stroms, der durch den zweiten Leistungszufuhrpfad fließt; eine Stromausgangseinheit, die einen elektrischen Strom ausgibt, der in einem Verhältnis zu dem Strom reduziert ist, der durch den zweiten Leistungszufuhrpfad fließt; eine Überstrom-Schutzeinheit, die auf ein Auftreten eines Überstroms entscheidet, wenn ein durch die Stromerfassungseinheit erkanntes Stromerfassungssignal einen vorgegebenen Wert überschreitet, und weiter ein Leistungszufuhr-Unterbrechungssignal an die Treibereinheit ausgibt und dadurch die Leistungszufuhr durch den ersten Leistungszufuhrpfad in eine Unterbrechung bringt, um das erste Schaltelement zu schützen; und eine Eingangs- und Ausgangseinheit, die der Vielzahl von Starthilfeeinheiten das Steuerbefehlssignal zuführt und eine Vielzahl von Stromausgangssignalen, die durch die Vielzahl von Stromausgangseinheiten erfasst wurden, an die externe Steuereinheit ausgibt, um dadurch der externen Steuereinheit zu erlauben, das Steuerbefehlssignal zu erzeugen, wobei die Vielzahl von Starthilfeeinheiten und die Eingangs- und Ausgangseinheit in ein Gehäuse integriert sind, das einen Leitungsrahmen aufweist, der das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als Paar von Schaltelementen definiert, wobei die Vielzahl von ersten Schaltelementen und die Vielzahl von zweiten Schaltelementen parallel zueinander auf dem Leitungsrahmen angeordnet sind, und wobei der Leitungsrahmen einen zwischen zwei Paaren einander benachbarter Schaltelemente ausgebildeten Aussparungsteil aufweist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Aufbauansicht einer Dieselmotor-Starthilfevorrichtung, die ein herkömmliches „Relais“-Glühsystem benutzt;
- 2 ist eine Aufbauansicht einer Dieselmotor-Starthilfevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist ein Schaltbild jeder Starthilfeeinheit der Dieselmotor-Starthilfevorrichtung von 2; und
- 4 ist eine Ansicht, die eine Umsetzungsform zeigt, bei der die Dieselmotor-Starthilfevorrichtung von 2 in ein Gehäuse integriert ist.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer beschrieben.
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2 ist eine Aufbauansicht einer Dieselmotor-Starthilfevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Dieselmotor-Starthilfevorrichtung umfasst eine DC- (Gleichstrom-) Energiequelle 2, vier erste plus zweite Schaltelemente 11a bis 11d, vier Lasten 3a bis 3d, die jeweils aus Glühkerzen bestehen, vier Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d und eine Ein-/Ausgangseinheit (I/O) 7. Im Betrieb ist die Dieselmotor-Starthilfevorrichtung in der Lage, einen Dieselmotor zu starten, wenn eine Leistungszufuhr zu mindestens einer der Lasten 3a bis 3d durchgeführt wird.
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Die vier ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d umfassen Leistungs-MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) des n-Kanaltyps usw., die jeweilige Leistungszufuhrpfade für die vier Lasten 3a bis 3d ein- oder ausschalten. Bei jedem ersten plus zweiten Schaltelement ist sein Drain mit einem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 2 verbunden, während die Source mit jeder der Lasten 3a bis 3d verbunden ist.
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Die vier Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d und die vier ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d bilden vier Starthilfeeinheiten 1. 3 ist ein Schaltbild jeder Starthilfeeinheit 1, die Bestandteil der in 2 gezeigten Dieselmotor-Starthilfevorrichtung ist.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die dargestellte Starthilfeeinheit 1 ein erstes Schaltelement Q1, ein zweites Schaltelement Q2, einen Treiber-Schaltkreis 12, einen Operationsverstärker (Op-Amp) 13, einen Transistor Q3, einen Stromerfassungsschaltkreis 14, einen Überstromschutzschaltkreis 15, einen Stromausgangsschaltkreis 16 und einen Überhitzungsschutzschaltkreis 17. Im Betrieb wird das erste Schaltelement Q1 mit einem Treibersignal vom Treiberschaltkreis 12 eingeschaltet, um die Last mit elektrischem Strom zu versorgen, sodass die Last erwärmt wird, um den Dieselmotor zu starten. Wie in 3 gezeigt, enthält jeder der vier Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d den Treiberschaltkreis 12, den Stromerfassungsschaltkreis 14, den Überstromschutzschaltkreis 15, den Stromausgangsschaltkreis 16 und den Überhitzungsschutzschaltkreis 17.
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Das erste Schaltelement Q1 ist in einem ersten Leistungszufuhrpfad angeordnet, der sich von der Gleichspannungsquelle 2 zu der Last 3 erstreckt, um den ersten Leistungszufuhrpfad auf Grundlage des Treiber-Steuerungssignals ein- oder auszuschalten, das vom Treiber-Schaltkreis 12 ausgegeben und an ein Gate des ersten Schaltelements Q1 angelegt wird. Andererseits ist das zweite Schaltelement Q2 in einem zweiten Leistungszufuhrpfad angeordnet, um elektrischen Strom aus der Gleichspannungsquelle 2 zu liefern. Weiter ist das Gate des zweiten Schaltelements Q2 mit dem Gate des ersten Schaltelements Q1 verbunden und wird durch dasselbe Treiber-Steuerungssignal angesteuert wie das erste Schaltelement Q1. So ist das zweite Schaltelement Q2 so konstruiert, dass es elektrischen Strom proportional zu dem des ersten Schaltelements Q1 durchlässt (z.B. erstes Schaltelement : zweites Schaltelement = 10000 : 1). Der Transistor Q3 umfasst einen Leistungs-MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) des n-Kanaltyps oder dergleichen und ist mit dem zweiten Schaltelement Q2 in Reihe geschaltet.
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Der Operationsverstärker 13 weist einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss auf, der mit der Source des zweiten Schaltelements Q2 verbunden ist, und einen invertierenden Eingangsanschluss, der mit der Source des ersten Schaltelements Q1 verbunden ist. Im Betrieb wird der Transistor Q3 eingeschaltet, sodass das Sourcepotential des ersten Schaltelements Q1 gleich dem Sourcepotential des zweiten Schaltelements Q2 wird, wodurch elektrischer Strom durch den zweiten Leistungszufuhrpfad durchgelassen wird.
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Der Stromerfassungsschaltkreis 14 erfasst elektrischen Strom, der durch den Transistor Q3 fließt, der mit dem zweiten Schaltelement Q2 im zweiten Leistungszufuhrpfad in Reihe geschaltet ist. Der Überstromschutzschaltkreis 15 umfasst einen Komparator und enthält auch einen mit einer Referenzspannung Vref verbundenen nichtinvertierenden Eingangsanschluss und einen mit dem Stromerfassungsschaltkreis 14 verbundenen invertierenden Eingangsanschluss. Wenn im Betrieb eine dem elektrischen Strom proportionale, durch den Stromerfassungsschaltkreis 14 erfasste Erfassungsspannung die obige Referenzspannung Vref übersteigt, entscheidet der Überstromschutzschaltkreis 15 auf ein Auftreten von Überstrom und gibt weiter ein L-Pegel-Signal (Low-Pegel) als Leistungszufuhr-Unterbrechungssignal an den Treiberschaltkreis 12 aus und bringt dadurch die Leistungszufuhr durch den ersten Leistungszufuhrpfad in eine Unterbrechung, um das erste Schaltelement Q1 zu schützen.
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Wenn zum Beispiel eine Anomalität, wie etwa ein Massekurzschluss, in der Last 3 auftritt, fließt ein Überstrom durch das erste Schaltelement Q1, sodass das Sourcepotential desselben Elements Q1 im Wesentlichen zu 0 V wird und eine Potentialdifferenz zwischen dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss und dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 13 erhöht. Daher erhöht sich der durch den Transistor Q3 fließende elektrische Strom und bewirkt, dass die dem durch den Stromerfassungsschaltkreis 14 erfassten Strom proportionale Spannung die Referenzspannung Vref übersteigt. Als Ergebnis gibt der Überstromschutzschaltkreis 15 das L-Pegel-Signal (Low-Pegel) an den Treiberschaltkreis 12 aus.
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Wieder mit Bezug auf 2 enthalten die ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d Wärmeerfassungselemente 111a bis 111d zum Erfassen von Wärmeerzeugung der jeweiligen ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d.
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Wenn im Betrieb ein von dem Wärmeerfassungselement 111 (111a oder 111b oder 111c oder 111d) ausgegebenes Wärmeerfassungssignal einen Schwellwert übersteigt, dann entscheidet der Überhitzungsschutzschaltkreis 17 auf ein Auftreten von Überhitzung und gibt weiter ein Leistungszufuhr-Unterbrechungssignal an den Treiberschaltkreis 12 aus und bringt dadurch die Leistungszufuhr durch den ersten Leistungszufuhrpfad in eine Unterbrechung, um das entsprechende erste plus zweite Schaltelement 11 (11a oder 11b oder 11c oder 11d) einzeln zu schützen.
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Der Stromausgangsschaltkreis 16 gibt elektrischen Strom, der im Verhältnis zu dem durch den Transistor Q3 fließenden Strom reduziert wurde, an das externe Motorsteuergerät (externe ECU) 20 durch die Ein-/Ausgangseinheit (I/O) 7 in Form eines Stromausgangssignals Iso aus.
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In 2 liefert die Ein-/Ausgangseinheit (I/O) 7 den vier Starthilfe-Hauptteilen 10a bis 10d ein Steuerbefehlssignal Dri, das von der externen ECU 20 her übertragen wird, und liefert der ECU 20 auch jeweilige, durch die jeweiligen Stromausgangsschaltkreise 16 erfasste Stromausgangssignale Iso und erlaubt dadurch der externen ECU 20, das obige Steuerbefehlssignal zu erzeugen.
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Als Reaktion auf das von der externen ECU 20 her über die Ein-/Ausgangseinheit (I/O) 7 zum Steuern der Leistungszufuhr zu jeder Last 3 (3a, 3b, 3c oder 3d) eingegebene Steuerbefehlssignal Dri gibt der Treiberschaltkreis 12 ein Treiber-Steuerungssignal zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 an dieses Schaltelement Q1 aus. Beim Empfangen des Leistungszufuhr-Unterbrechungssignals vom Überstromschutzschaltkreis 15 deaktiviert der Treiberschaltkreis 12 zusätzlich das erste Schaltelement Q1 (oder schaltet es ab), um die Leistungszufuhr durch den ersten Leistungszufuhrpfad zu unterbrechen.
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Auf einem zweiten, in 2 gezeigten Die-Unterbau 22 befinden sich die vier nebeneinander gestellten Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d und die I/O-Einheit 7. Als Anordnung sind die vier ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d auch parallel zueinander angeordnet, entsprechend den vier Starthilfe-Hauptteilen 10a bis 10d. Die oben erwähnten vier ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d und die vier Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d sind in einem Gehäuse integriert und bilden eine Glühkerzensteuerung (GCU) 5.
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4 ist eine Ansicht, bei der die Dieselmotor-Starthilfevorrichtung von 2 zur Umsetzung in ein Gehäuse integriert ist.
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Die GCU 5 enthält einen ersten Die-Unterbau 21 (einem Leitungsrahmen entsprechend), die auf der Oberfläche des ersten Die-Unterbaus 21 angeordneten ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d, den zweiten Die-Unterbau 22, der eine erste Seitenfläche 22C1 aufweist, die von einer ersten Seitenfläche 21C1 des ersten Die-Unterbaus einen Abstand hat, die auf der Oberfläche des zweiten Die-Unterbaus 22 angeordneten Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d, eine Vielzahl von entlang einer zweiten Seitenfläche 21C2 des ersten Die-Unterbaus 21 angeordneten Anschlüssen 23, eine Vielzahl von entlang einer zweiten Seitenfläche 22C2 des zweiten Die-Unterbaus 22 angeordneten Anschlüssen 24 und ein Kunststoff-Vergussgehäuse 5a.
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Der erste Die-Unterbau 21 weist einen ersten Aussparungsteil 211 zwischen dem ersten plus zweiten Schaltelement 11a und dem ersten plus zweiten Schaltelement 11b, einen zweiten Aussparungsteil 212 zwischen dem ersten plus zweiten Schaltelement 11c und dem ersten plus zweiten Schaltelement 11d sowie einen dritten Aussparungsteil 213 zwischen dem ersten plus zweiten Schaltelement 11b und dem ersten plus zweiten Schaltelement 11c auf.
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Der erste Aussparungsteil 211 weist eine Funktion auf, die gegenseitige Temperaturbeeinflussung zwischen dem ersten plus zweiten Schaltelement 11a und dem ersten plus zweiten Schaltelement 11b zu reduzieren und dadurch ihre Betriebseigenschaften zu stabilisieren. Der zweite Aussparungsteil 212 weist eine Funktion auf, die gegenseitige Temperaturbeeinflussung zwischen dem ersten plus zweiten Schaltelement 11c und dem ersten plus zweiten Schaltelement 11d zu reduzieren und dadurch ihre Betriebseigenschaften zu stabilisieren. Auch der dritte Aussparungsteil 213 weist eine Funktion auf, die gegenseitige Temperaturbeeinflussung zwischen dem ersten plus zweiten Schaltelement 11b und dem ersten plus zweiten Schaltelement 11c zu reduzieren und dadurch ihre Betriebseigenschaften zu stabilisieren.
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Der erste Die-Unterbau 21 ist mit jeweiligen Polen der rückseitigen Fläche der ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d elektrisch verbunden. Die ersten plus zweiten Schaltelemente 11a bis 11d werden durch den ersten Die-Unterbau 21 jeweils mit Grundstrom (d.h. Drain-Strom in diesem Fall) versorgt.
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Der Anschluss 23(D1), der Anschluss 23(D2) und der Anschluss 23(D3), alle entlang der zweiten Seitenfläche 21C2 des ersten Die-Unterbaus 21 angeordnet, sind alle als Bestandteil des ersten Die-Unterbaus 21 ausgebildet. Mit anderen Worten, diese Anschlüsse 23 (D1, D2, D3) sind mit demselben Unterbau 21 elektrisch verbunden. Die Anschlüsse 23(S1) bis 23(S4) sind alle von der zweiten Seitenfläche 21C2 des ersten Die-Unterbaus 21 getrennt. Das heißt, diese Anschlüsse 23(S1) bis 23 (S4) sind auch elektrisch vom ersten Die-Unterbau 21 getrennt. Der Anschluss 23(S1) ist über Drähte 41 elektrisch mit Elektrodenpads (d.h. Source-Elektrodenpads) des ersten plus zweiten Schaltelements 11a verbunden. Der Anschluss 23(S2) ist über Drähte 41 elektrisch mit Elektrodenpads (d.h. Source-Elektrodenpads) des ersten plus zweiten Schaltelements 11b verbunden. Der Anschluss 23(S3) ist über Drähte 41 elektrisch mit Elektrodenpads (d.h. Source-Elektrodenpads) des ersten plus zweiten Schaltelements 11c verbunden. Der Anschluss 23(S4) ist über Drähte 41 elektrisch mit Elektrodenpads (d.h. Source-Elektrodenpads) des ersten plus zweiten Schaltelements 11d verbunden.
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Beim ersten plus zweiten Schaltelement 11a sind seine Elektrodenpads (z.B. Gate-Elektrodenpads in diesem Fall) und verschiedene Sensor-Elektrodenpads auf der Oberfläche des zweiten Die-Unterbaus 22 mit den Starthilfe-Hauptteilen 10a bis 10d über ein Zwischenverbindungs-Substrat 36 auf der linken Seite der obigen Teile 10a bis 10d in 4 elektrisch verbunden.
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Beim ersten plus zweiten Schaltelement 11b sind seine Elektrodenpads und verschiedene Sensor-Elektrodenpads elektrisch mit Elektrodenpads der Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d über Drähte 42 direkt verbunden.
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Beim ersten plus zweiten Schaltelement 11c sind seine Elektrodenpads und verschiedene Sensor-Elektrodenpads elektrisch mit Elektrodenpads der Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d über Drähte 42 direkt verbunden.
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Beim ersten plus zweiten Schaltelement 11d sind seine Elektrodenpads und verschiedene Sensor-Elektrodenpads auf der Oberfläche des zweiten Die-Unterbaus 22 mit den Starthilfe-Hauptteilen 10a bis 10d über ein Zwischenverbindungs-Substrat 36 auf der rechten Seite der obigen Teile 10a bis 10d in 4 elektrisch verbunden.
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Weiter sind jeweilige Elektrodenpads der Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d mit Anschlüssen 24, die entlang der zweiten Seitenfläche 22C2 des zweiten Die-Unterbaus 22 angeordnet sind, entweder über Drähte 42 oder eine Kombination von Drähten 42 und dem Zwischenverbindungs-Substrat 36 auf beiden Seiten der Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d elektrisch verbunden.
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Das Kunststoffgussgehäuse 5a bedeckt die Gesamtheit von erstem Die-Unterbau 21, ersten plus zweiten Schaltelementen 11a bis 11d, zweitem Die-Unterbau 22, Starthilfe-Hauptteilen 10a bis 10d und jeweiligen inneren Teilbereichen der Anschlüsse 23, 24, um sie luftdicht zu versiegeln. Zum Beispiel kann das Kunststoffgussgehäuse 5a durch Verwendung des Spritzpressverfahrens ausgebildet sein.
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Gemäß der oben erwähnten Dieselmotor-Starthilfevorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich, da der erste Die-Unterbau 21 mit den Aussparungen 211, 212 und 213 zwischen den angrenzenden ersten plus zweiten Schaltelementen 11a und 11b; 11c und 11d; sowie 11b und 11c ausgebildet ist, die Auswirkung von Temperaturbeeinflussungen zwischen aus zwei Paaren von ersten plus zweiten Schaltelementen 11a bis 11d bestehenden Leistungselementen zu beschränken.
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Da die Aussparungen 212 bis 213 auf der Seite der Starthilfe-Hauptteile 10a bis 10d der GCU 5 angeordnet sind, sind außerdem diese Teile 10a bis 10d in der Lage, Wärme durch Vermittlung der Aussparungen 212 bis 213 abzustrahlen, und ermöglichen es, die Auswirkung von Temperaturbeeinflussung einzuschränken.
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Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Leitungsrahmen mit einem Aussparungsteil zwischen zwei Paaren einander benachbarter Schaltelemente ausgebildet ist, ist es möglich, die Auswirkung von Temperaturbeeinflussung zwischen den Leistungselementen einzuschränken, welche die beiden Paare von Schaltelementen bilden. So ist es möglich, selbst wenn die Anomalität bei der Wärmeerzeugung in einem beliebigen der Leistungselemente auftritt, den Betrieb des Bauteils mit den verbliebenen normalen Leistungselementen aufrecht zu erhalten, während nur das betroffene (anomale) Leistungselement deaktiviert wird.
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Zusätzlich ist es möglich, da die Treibereinheit, die Stromerfassungseinheit, die Stromausgangseinheit und die Überstromschutzeinheit so angepasst sind, dass sie Wärme über den Aussparungsteil abstrahlen, die Auswirkung von Temperaturbeeinflussung zwischen diesen Einheiten einzuschränken.
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Weiterhin ist es dank des Vorsehens der Überhitzungsschutzeinheit möglich, wenn entschieden wird, dass eine Überhitzung aufgetreten ist, ein Paar von Schaltelementen zu schützen, indem die Leistungszufuhr zu ihnen unterbrochen wird.
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Aus den oben angegebenen Gründen kann die Dieselmotor-Starthilfevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung für Fahrzeuge verwendet werden, die jeweils einen Dieselmotor einsetzen. Schließlich werden Fachleute verstehen, dass die vorstehenden Beschreibungen nichts als ein einzelnes Ausführungsbeispiel der offenbarten Dieselmotor-Starthilfevorrichtung sind und deshalb vielfältige Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche vorgenommen werden können.
