DE102010050306A1

DE102010050306A1 - Stromsteuergerät für eine elektrische Last

Info

Publication number: DE102010050306A1
Application number: DE102010050306A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki TANIHARA; Shuichi Matsumoto; Masao Motonobu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2011-09-29
Also published as: US8890554B2; US20110234189A1; JP2011205337A; JP4908608B2

Abstract

Eine Anfangskalibrierung wird nur unter Normaltemperaturumgebung ausgeführt, und eine akkurate Stromsteuerung wird unter einer Temperaturumgebung einer praktischen Verwendung ausgeführt. Ein Temperatursensor 171 ist nahe an einem Stromdetektionswiderstand 126 mit vorbestimmten Temperaturcharakteristika angeordnet. Widerstandswerte werden in einer Kalibrierungsumgebung und einer Umgebung eines praktischen Verwendung geschätzt, ein tatsächlich gemessener Laststrom in der Kalibrierungsumgebung, was einem Ziellaststrom entspricht, wird gespeichert als Steuereigenschaftsdaten, ein korrigierter Zielstrom, was dem Ziellaststrom entspricht, wird berechnet, und ein umgewandelter Zielstrom wird auf Grundlage eines Änderungsverhältnisses des Stromdetektionswiderstands gesteuert als ein Zielstrom für eine Stromsteuerung. Ein Widerstandsänderungsbetrag durch Hitzeerzeugung des Stromdetektionswiderstands 126, der nicht vollständig detektiert werden kann durch den Temperatursensor 171, wird korrigiert in Steuereigenschaftsdaten, so dass eine Linearität der Steuereigenschaften verbessert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stromsteuergerät für eine induktive elektrische Last, die beispielsweise verwendet wird in einer Bordelektronik-Steuervorrichtung, und insbesondere betrifft sie ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last, die über eine negative Rückkopplung geregelt wird durch einen Ziellaststrom und einen detektierten Laststrom für eine verbesserte Stromsteuergenauigkeit.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Verschiedene Arten von Stromsteuergeräten für elektrische Lasten sind bekannt, die eine An-/Aus-Einschaltdauer eines Schaltelements steuern, das verbunden ist zwischen einer Antriebsleistungsversorgung und einer elektrischen Last, so dass ein Ziellaststrom übereinstimmt mit einem Strom, der detektiert wird durch einen Stromdetektionswiderstand. Beispielsweise beinhalten solche Steuergeräte Stromsteuergeräte für lineare Elektromagneten (Solenoid), die einen Strom benötigen, der konstant in einem weiten Bereich variiert, und Stromsteuergeräte für Kraftstoffeinspritzungs-Elektromagnetventile, die offengehalten werden durch einen konstanten niedrigen Strom, nachdem sie rasch geöffnet wurden.
Als Beispiel der Stromsteuergeräte ist ein Interne-Rückkopplungs-Regeltyp bekannt, in dem ein Mikroprozessor einen Ziellaststrom erzeugt, sowie einen Schalt-Antriebsbefehl gemäß einer Abweichung zwischen einem Ziellaststrom und einem detektierten Laststrom (siehe JP 2006-238668 A (1 und Zusammenfassung)). Als anderes Beispiel der Stromsteuergeräte ist ein Externe-Rückkopplungs-Regeltyp bekannt, in dem ein Mikroprozessor nur einen Ziellaststrom erzeugt, und ein Schalt-Antriebsbefehl wird erzeugt durch eine Abweichungsintegrationsschaltung, die außerhalb des Mikroprozessors bereitgestellt wird gemäß einer Abweichung zwischen einem Ziellaststrom und einem detektierten Laststrom (siehe JP 2006-100509 A (1 und Zusammenfassung)).
Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last, das in JP 2006-238668 A oder JP 2006-100509 A beschrieben ist, enthält einen Stromdetektionswiderstand, der in Reihe verbunden ist zwischen einem Schaltelement und einer elektrischen Last, und ein Verstärkerschaltungsteil, das eine Spannung über dem Stromdetektionswiderstand verstärkt durch einen Differentialverstärker zum Erhalten einer überwachten Spannung proportional zu einem Laststrom. JP 2006-238668 A oder JP 2006-100509 A beschreibt ein Gerät, in dem sequentiell Kalibrierungskonstanten bezüglich der Gründe des Fehlerauftretens erhalten werden, so dass Steuerfehler in der Stromsteuerschaltung als Ganzes unterdrückt werden.
Indessen verwendet ein Halbleiterleistungsmodul, beschrieben in JP 2005-033965 A (4 und Zusammenfassung), einen Verbindungsdraht als Stromdetektionselement zum Messen eines Hauptschaltungsstroms, der in einem Leistungshalbleiterelement fließt, durch einen Spannungsabfall in dem Verbindungsdraht. Das Halbleiterleistungsmodul wird auch mit einem Temperatursensor bereitgestellt, in dem die Temperatur eines vorbestimmten Teils eines Gehäuses detektiert wird, das das Aussehen des Halbleiterleistungsmoduls bildet. JP 2005-033965 A beschreibt ein Gerät, das eine Stromdetektion durch eine Temperaturkorrekturschaltung akkurat ausführt, die eine Datentabelle aufweist, die die Beziehung repräsentiert zwischen Temperatur und Widerstandswert des Verbindungsdrahts, selbst wenn sich die Temperatur ändert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
(1) Beschreibung der technischen Probleme im Stand der Technik
Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last, das in JP 2006-238668 A oder JP 2006-100509 A beschrieben ist, zeigt eine akkurate Kalibrierungseinheit, die sich auf die Gründe des Auftretens von Steuerfehlern fokussiert, die sich auf eine Verstärkerschaltung für eine Stromdetektion konzentrieren. In diesem Fall gibt es ein Problem, dass, falls der Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands sich mit einer Änderung in der Umgebungstemperatur ändert, ein Zielsteuerstrom nicht akkurat erhalten werden kann.
Demgemäß verschlechtert sich die Stromsteuergenauigkeit, falls der Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands aufgrund von der Außentemperatur und eines Selbsterhitzens schwankt. Aus diesem Grund ist es notwendig, einen akkuraten Stromdetektionswiderstand zu verwenden, der keine Änderung in einem Widerstandswert bezüglich einer Änderung in der Temperatur aufweist. Folglich werden Produkte teuer.
Indessen wird gemäß JP 2005-033965 A die Änderung in dem Widerstandswert des Verbindungsdrahts entsprechend einem Stromdetektionswiderstand geschätzt durch einen Temperatursensor, der in einem Formgehäuse bereitgestellt wird. Jedoch steigt, falls ein großer Strom in dem Verbindungsdraht, entsprechend einem Stromdetektionswiderstand, fließt, die Temperatur des Stromdetektionswiderstands selbst signifikant an, und wird höher als eine Temperatur, die durch den Temperatursensor detektiert wird, so dass es unmöglich ist, den Widerstandswert des Verbindungsdrahts, der einem Stromdetektionswiderstand entspricht, akkurat zu schätzen. Demgemäß ist es schwierig, einen akkurat detektierten Laststrom zu schätzen.
(2) Beschreibung der Aufgabe der Erfindung
Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stromsteuergerät eines Internen-Rückkopplungstyps oder Externen-Rückkopplungstyps für eine elektrische Last bereitzustellen, das in der Lage ist, einen detektierten Laststrom akkurat zu schätzen mit Bezug auf Schwankungen und verschiedene Umgebungstemperaturänderungen von Komponenten einer Gesamtsteuerschaltung nur durch eine Anfangskalibrierung in der normalen Temperaturumgebung, sowie einen detektierten Laststrom akkurat zu schätzen, selbst wenn der Widerstandswert eines Stromdetektionswiderstands sich ändert aufgrund einer Selbsterhitzung, und die Temperatur des Stromdetektionswiderstands sich selbst unterscheidet von einer Temperatur, die detektiert wird durch einen Temperatursensor, angeordnet neben dem Stromdetektionswiderstand, und eine Verschlechterung einer Stromsteuergenauigkeit zu unterdrücken.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, ein günstiges Stromsteuergerät für eine elektrische Last bereitzustellen, das in der Lage ist, eine akkurate Stromsteuerung auszuführen durch Verwenden eines Stromdetektionswiderstands, der eine vergleichsweise Genauigkeit nicht benötigt ohne ein Verwenden eines akkuraten Stromdetektionswiderstands, der keine Änderung in einem Widerstandswert mit Bezug auf eine Änderung in der Temperatur aufweist.
Ein Aspekt der Erfindung stellt ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last bereit. Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last enthält ein Leistungsversorgungs-Schaltungsteil, in dem ein Schaltelement, ein Stromdetektionswiderstand und eine elektrische Last, an die Energie bzw. Leistung zugeführt wird von einer Antriebsleistungsversorgung, in Reihe zueinander verbunden sind, sowie ein Steuerschaltungsteil, das ein An-/Aus-Verhältnis des Schaltelements steuert auf Grundlage eines Ziellaststroms Is0 für die elektrische Last und eines Laststroms Im, der in dem Stromdetektionswiderstand fließt. Das Steuerschaltungsteil enthält einen Mikroprozessor mit einem nicht-flüchtigen Programmspeicher, einem RAM-Speicher für eine arithmetische Verarbeitung und einem Multikanal-AD-Wandler, einem Verstärkerschaltungsteil für eine Stromdetektion, eine Temperaturdetektionsschaltung und eine Antriebssignalschaltung. Der nicht-flüchtige Programmspeicher enthält Temperatureigenschaftsdaten, was eines darstellt von einer Näherungsformel und einer Datentabelle hinsichtlich einem Temperatur-Zu-Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands. Das Verstärkerschaltungsteil für eine Stromdetektion verstärkt eine Spannung über den Stromdetektionswiderstand und erzeugt eine überwachte Spannung Ef, die hauptsächlich auf einer Stromproportionalkomponente basiert, die proportional ist zu dem Laststrom Im für die elektrische Last, und eine Fehlerkomponente enthält. Wenn die Temperatur, die nahe an dem Stromdetektionswiderstand ist, eine Normaltemperatur-Außentemperatur Ta ist, werden Steuereigenschaftsdaten, die die Entsprechungsbeziehung darstellen zwischen einem tatsächlich gemessenen Laststrom Im, gemessen durch einen externen Strommesser für eine Kalibrierung, und dem Ziellaststrom Is0, gespeichert in einem von einem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers und einem nicht-flüchtigen Datenspeicher, der verbunden ist anstatt des Datenspeicherbereichs. Die Temperaturdetektionsschaltung enthält einen Temperatursensor und erzeugt gemessene Spannungen Sa und Sb, entsprechend der Normaltemperatur-Umgebungstemperatur Ta, des Stromdetektionswiderstands bzw. einer Tatsächliche-Betrieb-Umgebungstemperatur Tb im Betrieb, und die gemessenen Spannungen Sa und Sb werden eingegeben in den Mikroprozessor durch den Multikanal-AD-Wandler. Das Steuerschaltungsteil erzeugt eine korrigierte Signalspannung Es proportional zu einem korrigierten Zielstrom IS, erhalten durch Korrigieren des Ziellaststroms Is0, und steuert das An-/Aus-Verhältnis des Schaltelements, so dass mindestens eine ausgewählte aus einer ersten Beziehung, in der die korrigierte Signalsspannung Es mit einer umgewandelten überwachten Spannung Efb der überwachten Spannung Ef übereinstimmt, und einer zweiten Beziehung, in der eine umgewandelte Signalspannung Esb proportional zu einem umgewandelten Zielstrom Isb mit der überwachten Spannung Ef übereinstimmt, erfüllt wird. Der korrigierte Zielstrom Is entspricht dem Ziellaststrom Is0, erzeugt durch das Steuerschaltungsteil, wenn der tatsächlich gemessene Laststrom Im, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht, ersetzt wird durch den Ziellaststrom Is0 in den Steuereigenschaftsdaten. Eines von der umgewandelten überwachten Spannung Efb und dem umgewandelten Zielstrom Isb wird berechnet auf Grundlage eines Vergleichswerts eines Normaltemperaturwiderstands Ra und Tatsächliche-Betrieb-Wiederstands Rb des Stromdetektionswiderstands, erhalten von den Temperatureigenschaftsdaten in Ansprechen auf die Normaltemperatur-Umgebungstemperatur Ta, wenn die Steuereigenschaftsdaten erhalten werden, und die Tatsächliche-Betrieb-Umgebungstemperatur Tb im Betrieb.
Wie oben beschrieben enthält das Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß dem Aspekt der Erfindung Temperatureigenschaftsdaten des Stromdetektionswiderstands, die Temperaturdetektionsschaltung, die die Umgebungstemperatur des Stromdetektionswiderstands misst, und Steuereigenschaftsdaten zum Berechnen eines korrigierten Zielstroms, der notwendig ist zum Erhalten eines Ziellaststroms. Der korrigierte Zielstrom Is, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht, der benötigt wird im Betrieb, wird berechnet, und eine Umwandlungsverarbeitung, die der Tatsächliche-Betrieb-Umgebungstemperatur Tb entspricht, wird ausgeführt für mindestens eines von der korrigierten Signalspannung Es, proportional zu dem korrigierten Zielstrom Is, und der überwachten Spannung Ef, proportional zu dem Laststrom Im. Dann wird eine Schaltsteuerung des Schaltelements für die Laststromsteuerung ausgeführt, so dass mindestens eine ausgewählt von einer Beziehung, in der die korrigierte Signalspannung Es übereinstimmt mit der umgewandelten überwachten Spannung Efb und einer Beziehung, in der die umgewandelte Signalsspannung Esb übereinstimmt mit der überwachten Spannung Ef, erfüllt wird.
Deshalb können, selbst wenn eine Anfangskalibrierung ausgeführt wird nur unter der Normaltemperaturumgebung, da Steuereigenschaftsdaten und akkurate Temperatureigenschaften des Stromdetektionswiderstands im Voraus gespeichert werden, Fluktuationen bzw. Schwankungen von Komponenten und ein akkurat detektierter Laststrom unter der Tatsächliche-Betrieb-Hochtemperaturumgebung oder der Tatsächliche-Betrieb-Niedrigtemperaturumgebung, geschätzt werden. Bezüglich Änderungen in dem Widerstandswert aufgrund einer Selbsterhitzung des Stromdetektionswiderstands, hervorgerufen durch den Laststrom und eines Einflusses durch den Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Stromdetektionswiderstands selbst und der Umgebungstemperatur, gemessen durch die Temperaturdetektionsschaltung, wird die umgewandelte überwachte Spannung oder der umgewandelte Zielstrom berechnet auf Grundlage eines Vergleichs des Normaltemperaturwiderstands, erhalten zu der Zeit einer Erfassung von Steuereigenschaftsdaten mit einem Tatsächliche-Betrieb-Widerstand, erhalten in dem Tatsächlich-Betriebszustand, so dass ein akkurat detektierter Laststrom geschätzt werden kann, und Stromsteuerfehler unterdrückt werden können.
Eine akkurate Stromsteuerung kann ausgeführt werden unter Verwendung eines Stromdetektionswiderstands, der vergleichsweise keine Genauigkeit benötigt ohne ein Verwenden eines akkuraten Stromdetektionswiderstands, der keine Änderung in einem Widerstandswert mit Bezug auf eine Änderung in der Temperatur aufweist. Folglich werden Produkte günstig.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden offensichtlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, wenn diese im Zusammenhang gesehen wird mit den begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Gesamtschaltungs-Blockdiagramm, das ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Kalibrierungsverarbeitung in der ersten Ausführungsform darstellt.
3 zeigt einen Graphen, der Steuereigenschaftsdaten bzw. Steuercharakteristikdaten in der ersten Ausführungsform darstellt.
4 zeigt einen Graphen, der Temperatureigenschaftsdaten der ersten Ausführungsform darstellt.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen ersten Umwandlungsabschnitt in der ersten Ausführungsform zeigt.
6 zeigt ein Diagramm, das ein Berechnungsverfahren eines Stromdetektionswiderstands in der ersten Ausführungsform darstellt.
7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen zweiten Umwandlungsabschnitt in der ersten Ausführungsform zeigt.
8 zeigt ein Diagramm, das ein Berechnungsverfahren eines korrigierten Zielstroms in der ersten Ausführungsform darstellt.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das einen zweiten Umwandlungsabschnitt in einer Modifizierung der ersten Ausführungsform zeigt.
10 zeigt ein Gesamtschaltungs-Blockdiagramm, das ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
11 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Pulsbreiten-Modulationssteuerung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
12 zeigt ein Gesamtschaltungs-Blockdiagramm, das ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
13 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Abnormalitätsüberwachung bzw. Ungewöhnlichkeitsüberwachung in der dritten Ausführungsform darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
(1) Detaillierte Beschreibung der Konfigurierung
1 zeigt ein Gesamtschaltungs-Blockdiagramm das ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hier im Folgenden wird 1 beschrieben werden. 1 zeigt ein Stromsteuergerät 100A für eine elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform und in Zusammengang stehende externe Geräte. Das Stromsteuergerät 100A ist beispielsweise an einem Fahrzeug angebracht und steuert einen Laststrom, der in eine elektrische Last des Fahrzeugs fließt.
Das Stromsteuergerät 100A enthält einen Mikroprozessor 111A als Zentralkomponente, an die Leistung zugeführt wird von einer Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110, sowie Schaltungsteile, wie zum Beispiel ein Umschaltschaltungsteil 120, einen Stromdetektionswiderstand 126, ein Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion, eine Glättungsschaltung 160, eine Temperaturdetektionsschaltung 170, eine Antriebssignalschaltung 180A und ähnliches. Das Stromsteuergerät 100A ist enthalten in einem abgedichteten Gehäuse (nicht gezeigt). Das Stromsteuergerät 100A weist einen Leistungsversorgungsanschluss bzw. Energieversorgungsanschluss 104P auf, einen Erdungsanschluss 104N und einen Ausgabeanschluss 108.
Zuerst werden, als die externen Geräte, die verbunden sind mit dem Stromsteuergerät 100A, eine Antriebsleistungs-Versorgungsschaltung enthaltend eine Antriebsleistungsversorgung 101, eine Sicherung 102 und einen Leistungsversorgungsschalter 103 verbunden zwischen dem Leistungsversorgungsanschluss 104P und dem Erdungsanschluss 104N. Die Antriebsleistungsversorgung bzw. Antriebsenergieversorgung 101 ist beispielsweise eine Bordbatterie und der Leistungsversorgungsschalter 103 ist beispielsweise ein Schlüsselschalter des Fahrzeugs.
Eine Schalteingabegruppe 105d, die Sensorschalter und Betriebsschalter enthält, ist verbunden mit einem digitalen Eingangsport DIN des Mikroprozessors 111A durch einen Verbinder und eine Schnittstellenschaltung (nicht gezeigt).
Eine analoge Eingabegruppe 105a, die verschiedene analoge Sensoren enthält, ist verbunden mit einem analogen Eingangsport AIN des Mikroprozessors 111A durch einen Verbinder und eine Schnittstellenschaltung (nicht gezeigt).
Eine Elektrische-Last-Gruppe 106, die Aktoren und Anzeigen des Fahrzeugs enthält, ist verbunden mit einem Ausgangsport OUT des Mikroprozessors 111A durch einen Verbinder und eine Schnittstellenschaltung (nicht gezeigt).
Von der Elektrische-Last-Gruppe 106 wird eine elektrische Last 107, wie zum Beispiel ein Elektromagnet, der eine induktive Last ist, und eine Stromsteuerung benötigt, mit Leistung von dem Ausgabeanschluss 108 des Stromsteuergeräts 100A versorgt.
Von der Elektrische-Last-Gruppe 106 wird ein Warnindikator 109, der ein Abnormalitätswarnmittel ist, angetrieben durch eine Abnormalitätswarnausgabe DSP des Mikroprozessors 111A.
In einem Kalibrierungsbetrieb vor einem Versand eines Produkts, das bedeutet, das Stromsteuergerät 100A, ein externes Gerät 1000 verbunden mit dem Mikroprozessor 111A durch eine Reihenschnittstellenschaltung 116. Dann werden ein Ausgabesignal eines Strommessers 1001 für eine Kalibrierung, verbunden in Reihe mit der elektrischen Last 107, und ein Ausgabesignal eines Thermometers 1002 zur Kalibrierung zum Schätzen der Umgebungstemperatur des Temperatursensors 171 der Temperaturdetektionsschaltung 170, bereitgestellt innerhalb des Stromsteuergeräts 100A, zugeführt an den Mikroprozessor 111A durch das externe Gerät 1000 und transferiert an einen RAM-Speicher 112 des Mikroprozessors 111A.
Der Temperatursensor zur Verwendung in dem Thermometer 1002 zur Kalibrierung wird idealer Weise bereitgestellt in der Nähe der Temperaturdetektionsschaltung 170, die bereitgestellt wird innerhalb des Stromsteuergeräts 100A. Jedoch kann, selbst wenn der Temperatursensor zur Verwendung in dem Thermometer 1002 zur Kalibrierung bereitgestellt wird in der Nähe der Außenseite des Stromsteuergeräts 100A, falls die Temperatur des Stromsteuergeräts 100A nicht schon sofort angestiegen ist, nachdem Leistung zugeführt ist an das Stromsteuergerät 100A, eine tatsächliche gemessene externe Umgebungstemperatur geschätzt werden, um mit einer internen Umgebungstemperatur überein zu stimmen, und die geschätzte interne Umgebungstemperatur kann umgewandelt werden und geschrieben werden in dem RAM-Speicher 112.
Wenn die Temperaturdetektionsschaltung 170 innerhalb des Stromsteuergeräts 100A kalibriert wird auf der Komponentenebene im Voraus, ist es nicht notwendig, das Thermometer 1002 für eine Kalibrierung zu verbinden. In diesem Fall kann die Umgebungstemperatur in der Nähe des Stromdetektionswiderstands 126 innerhalb des Stromsteuergeräts 100A erhalten werden auf Grundlage einer vorbestimmten gemessenen Spannung-Zu-Temperatur-Charakteristik auf Grundlage des Stromdetektionswiderstands 126 innerhalb des Stromsteuergeräts 100A.
Innerhalb des Stromsteuergeräts 100A erzeugt die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110 eine stabilisierte Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc von Beispielsweise DC 5 (V) von einer Antriebsleistungs-Versorgungsspannung Vb von DC 10 bis 16 (V) des Leistungsversorgungsanschlusses 104P, und liefert die Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc an die entsprechenden Teile innerhalb des Stromsteuergeräts 100A.
Der Mikroprozessor 111A enthält einen RAM-Speicher 112 für eine arithmetische Verarbeitung, einen Programmspeicher 113A, dargestellt durch einen nicht-flüchtigen Flash-Speicher, der elektrisch auf einmal gelöscht werden kann, um ein Schreiben zu ermöglichen, und der ausgelesen werden kann, sowie einen Datenspeicher 114A, dargestellt durch einen nicht-flüchtigen EEPROM-Speicher, der elektrisch beschrieben und gelesen werden kann Byte für Byte, sowie einen Multikanal-AD-Wandler 115 und eine Schnittstellenschaltung 116 für eine serielle Kommunikation, die miteinander arbeiten.
Wenn ein Teil eines Bereichs des Programmspeichers 113A als Datenspeicher verwendet wird, wird der Datenspeicher 114A nicht benötigt.
Das Umschaltschaltungsteil 120 enthält beispielsweise ein Schaltelement 121, das ein PNP-Junction-Typ-Transistor (PNP-Schicht-Transistor) ist, eine Reihenschaltung eines Antriebswiderstands 122 und einen NPN-Typ-Transistor, verbunden mit einer Basisschaltung des Schaltelements 121, einen Stabilisierungswiderstand 124, verbunden mit der Basis und Emitter des Schaltelements 121, und einen Stabilisierungswiderstand 125, verbunden zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 123. Ein Ende, das bedeutet ein Emitter, des Schaltelements 121, ist verbunden mit dem Leistungsversorgungsanschluss 104P, und das andere Ende, das bedeutet, ein Collector, ist verbunden mit dem Ausgabeanschluss 108 des Stromsteuergeräts 100A durch den Stromdetektionswiderstand 126 mit einem Widerstandswert von R1 zum Versorgen von Leistung an die elektrische Last 107. Während eine sehr kleine Menge eines Teils eines Laststroms Im, der in der elektrischen Last 107 fließt, in eine Eingabeschaltung eines Differentialverstärkers 151 fließt, fließt der übrigbleibende, im Wesentlichen gesamte Strom, in den Stromdetektionswiderstand 126, so dass der Laststrom Im detektiert wird durch den Stromdetektionswiderstand 126.
Als Schaltelement 121 kann ein P-Kanal-Feldeffekt-Transistor anstatt eines PNP-Junction-Typ-Transistors verwendet werden.
Eine Kommutierungsdiode 127 ist verbunden parallel zu einer Reihenschaltung des Stromdetektionswiderstands 126 und der elektrischen Last 107, welches eine induktive Last ist. Die Kommutierungdiode 127 ist verbunden in solch einer Polarität, so dass einem Abklingstrom der elektrischen Last 107 erlaubt wird, zurück zu kehren oder zurückgekoppelt zu werden, wenn das Schaltelement 121 offen ist.
Der Transistor 123 wird angetrieben durch einen Antriebswiderstand 128 durch eine Rückkopplungsregelausgabe PWMA von dem Mikroprozessor 111A. Wenn der logische Pegel der Rückkopplungsregelausgabe PWMA ”H” ist, werden der Transistor 123 und das Schaltelement 121 angeschaltet.
In dem Stromsteuergerät 100A der ersten Ausführungsform wird die Antriebssignalschaltung 180A einfach gebildet durch den Antriebswiderstand 128, der den Transistor 123 und die Rückkopplungsregelausgabe PWMA des Mikroprozessors 111A verbindet.
Das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion enthält einen Differentialverstärker 151, der betrieben wird durch die Antriebs-Leistungsversorgungs-Spannung Vb als eine Leistungsversorgungsspannung, einen Eingabewiderstand 152 mit einem Widerstandswert R2, einen Eingabewiderstand 153 mit einem Widerstandswert von R3 (als theoretische Entwurfswerte, R2 = R3), einen Spannungsteilungswiderstand 154 mit einem Widerstandswert von R4, einen Negative-Rückkopplungs-Widerstand 155 mit einem Widerstandswert von R5 (als theoretische Entwurfswerte, R4 = R5), einen Vorspannwiderstand 156 mit einem Widerstandswert von R6, einen Vorspannwiderstand 157 mit einem Widerstandswert von R7 (als theoretische Entwurfswerte, R6 = R7) und eine Vorspannleistungsversorgung 158, die eine Vorspannkorrekturschaltung bildet.
Der Eingabewiderstand 152 ist verbunden zwischen einem positiven Anschluss mit einem V1-Potential zum Erden des Stromdetektionswiderstands 126 und einem nicht-invertierenden Eingabeanschluss mit E1-Potential zum Erden des Differentialverstärkers 151. Der Eingabewiderstand 153 ist verbunden zwischen einem negativen Anschluss mit V2-Potential zum Erden des Stromdetektionswiderstands 126 und einem invertierenden Eingabeanschluss mit E2-Potential zum Erden des Differentialverstärkers 151. Der Spannungsteilungswiderstand 154 ist verbunden mit dem nicht-invertierenden Eingabeanschluss des Differentialverstärkers 151 und dem Erdungsanschluss. Der Negative-Feedback-Widerstand bzw. Negative-Rückkopplungswiderstand 155 ist verbunden zwischen einem Ausgabeanschluss mit E0-Potential zum Erden und dem invertierenden Eingabeanschluss des Differentialverstärkers 151. Der Vorspannwiderstand 156 ist verbunden zwischen dem nicht-invertierenden Eingabeanschluss des Differentialverstärkers 151 und der Vorspannleistungsversorgung 158. Der Vorspannwiderstand bzw. Biaswiderstand 157 ist verbunden zwischen dem invertierenden Eingabeanschluss des Differentialverstärkers 151 und der Vorspannleistungsversorgung 158. Die Vorspannleistungsversorgung 158 wird gebildet durch eine Referenzspannungs-Erzeugungsschaltung, die betrieben wird durch eine Eingangsspannung des Leistungsversorgungsanschlusses 104P und erzeugt eine Vorspannspannung mit V0-Potential zur Erde.
Die Vorspannleistungsversorgung 158 verhindert, dass eingegebene Potential E1 und E2 des Differentialverstärkers 151 zu einem negativen Potential werden, wenn das Schaltelement 121 geöffnet ist und der Laststrom Im zurückgeführt wird oder zurückgekoppelt wird an die Kommutierungsdiode 127.
Die Glättungsschaltung 160 enthält einen Reihenwiderstand 161, einen Kondensator 162, einen parallelen Widerstand 163 und eine Spannungsbegrenzungsdiode 164. Der Reihenwiderstand 161 ist verbunden zwischen dem Ausgabeanschluss des Differentialverstärkers 151 und einem Eingabeanschluss der überwachten Spannung Ef des Mikroprozessors 111A. Der Kondensator 162 ist verbunden zwischen dem Eingabeanschluss der überwachten Spannung Ef und des Erdungsanschlusses. Der parallele Widerstand 163 ist verbunden parallel zu dem Kondensator 162. Die Spannungsbegrenzungsdiode 164 ist verbunden zwischen dem Eingabeanschluss der überwachten Spannung Ef und einer Leistungsversorgungsleitung der Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc durch die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110. Die Spannungsbegrenzungsdiode 164 begrenzt den Wert der überwachten Spannung Ef zugleich oder mehr als ein Wert, der erhalten wird durch Hinzufügen einer Vorwärtsspannung der Spannungsbegrenzungsdiode 164 zu der Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc.
In der Temperaturdetektionsschaltung 170 wird die Reihenschaltung des Temperatursensors 161 und des Reihenwiderstands 162 versorgt mit Leistung bzw. Energie von der Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc. Die Temperaturdetektionsschaltung 170 gibt eine geteilte Spannung ein durch den Temperatursensor und den Reihenwiderstand 162 an den Mikroprozessor 111A als eine gemessene Spannung St.
Die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Stromdetektionswiderstand 126 sind oberflächeneingebrachte Komponenten mit einer Anordnung, in der die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Stromdetektionswiderstand 126 angeordnet sind, um nebeneinander auf dem gleichen elektronischen Substrat zu sein, oder mit einer Anordnung, in der die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Stromdetektionswiderstand 126 angeordnet sind, um nahe beieinander zu sein, so dass sie ein einzelnes integriertes oberflächeneingebrachtes Teil auf dem elektronischen Substrat bilden. Die Temperaturdetektionsschaltung 170 ist angeordnet, um am Nächsten zu sein zu dem Stromdetektionswiderstand 126, so dass sie am Leichtesten beeinflusst wird durch einen Anstieg in der Temperatur aufgrund einer Hitzeerzeugung des Stromdetektionswiderstands 126 zusätzlich zu der Außenlufttemperatur und Umgebungstemperatur mit einem indirekten Temperaturanstieg aufgrund von Hitzeerzeugungskomponenten enthaltend das Schaltelement 121 und die Steuerleistungsversorgungseinheit 110.
Die Spannungsteilungswiderstände 191 und 192, die eine Leistungsversorgungsspannungs-Messschaltung bilden, sind verbunden in Reihe miteinander und verbunden mit dem Eingangsanschluss des Schaltelements 121. Eine Spannung über dem Spannungsteilungswiderstand 192 wird eingegeben in den Mikroprozessor 111A als Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf.
(2) Detaillierte Beschreibung der Aktionen und Betriebe
Als Nächstes werden Aktionen und Betriebe des Stromsteuergeräts 100A für eine elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform, konfiguriert wie in 1 gezeigt, im Einzelnen beschrieben.
Zuerst erzeugt, in 1, falls der Leistungsversorgungsschalter 103 geschlossen ist, und die Antriebsleistungsversorgungsspannung Vb angewandt wird von der Antriebsleistungsversorgung 101 an die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110, die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110, die stabilisierte Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc und liefert die stabilisierte Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc an die entsprechenden Teile einschließlich des Mikroprozessors 111A, so dass der Mikroprozessor 111A anfängt zu arbeiten.
In dem letzten Schritt der Herstellung und Auslieferung eines Produkts, das bedeutet, das Stromsteuergerät 110A, werden ein Steuerprogramm und Steuerkonstanten eingeschrieben von dem externen Gerät 1000 in den Programmspeicher 113A. Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126, gezeigt in 4 und 6, und Temperaturdetektions-Eigenschaftsdaten 401 des Temperatursensors, gezeigt in 4, werden in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113A gespeichert. Ein Kalibrierungsbetrieb, der beschrieben wird unten mit Bezug auf 2, wird ausgeführt für alle Produkte, die hintereinanderfolgend hergestellt werden. In dem Kalibrierungsbetrieb werden Steuereigenschaftsdaten 300 für den Stromdetektionswiderstand 126, gezeigt in 3, und Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, gezeigt in 8, gespeichert in dem nicht-flüchtigen EEPROM-Datenspeicher 114A.
Während einem tatsächlichen Betrieb, in dem das Stromsteuergerät 100A an dem Fahrzeug angebracht ist, erzeugt der Mikroprozessor 111A Antriebssteuersignale für die Elektrische-Last-Gruppe 106, die elektrische Last 107 und den Warnindikator 109 in Ansprechen auf Eingangssignalinformation, erhalten von der analogen Eingabegruppe 105a, und der Schalteingabegruppe 105d, und die Inhalte eines Eingabe-/Ausgabe-Steuerprogramms, gespeichert in dem Programmspeicher 113A.
Insbesondere wird ein Ziellaststrom Is0 für die elektrische Last 107 erzeugt, und ein erster und zweiter Umwandlungsabschnitt, die unten mit Bezug auf 5 und 7 beschrieben werden, werden ausgeführt, während die Werte der temperaturgemessenen Spannung St überwacht werden, die erhalten werden von dem Temperatursensor 171, sowie die überwachte Spannung Ef, die erhalten wird von dem Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion und der Leistungsversorgungsüberwachungsspannung Vf. Daher wird eine Rückkopplungs-Regelausgabe PWMA, welche ein Pulsbreiten-Modulationssignal ist, erzeugt. Eine Schaltsteuerung des Schaltelements 121 wird ausgeführt, und daher wird eine negative Rückkopplungsregelung ausgeführt, so dass der Laststrom Im für die elektrische Last 107 übereinstimmt mit dem Ziellaststrom Is0.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Kalibrierungsprozess des Stromsteuergeräts 100A gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. 2 wird beschrieben.
In 2, in Schritt 200, startet ein Kalibrierungsbetrieb, der ausgeführt wird beim Herstellen und Ausliefern eines Produkts, das heißt, dem Stromsteuergerät 100A. Als Nächstes in Schritt 201a wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Kalibrierungsbefehl empfangen wird durch den Mikroprozessor 111A durch das externe Gerät 1000, in Reihe verbunden mit dem Mikroprozessor 111A. Falls kein Kalibrierungsbefehl empfangen wird, wird eine ”NEIN”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess schreitet vor zu einem Betriebsendeschritt 209. Falls der Kalibrierungsbefehl empfangen wird, wird eine ”JA”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess schreitet fort zu Schritt 201b. Bis der Kalibrierungsbefehl erzeugt ist, werden Schritte 200, 201a und 209 kreisförmig passiert. In Schritt 201b wird der Wert der Umgebungstemperatur, gemessen durch das externe Thermometer 2002 zur Kalibrierung, gelesen als eine Kalibrierungsanfangstemperatur Ta0, in dem RAM-Speicher 112 durch das externe Gerät 1000, und eine durch den Temperatursensor 121 gemessene Spannung wird ausgelesen als eine Kalibrierungsanfangs-Gemessene-Spannung Sa0 in dem RAM-Speicher 112 durch den Multikanal-AD-Wandler 115. Schritt 201b stellt einen Temperaturkalibrierungsabschnitt dar.
In Schritt 201b wird ein Temperaturkalibrierungsfaktor (Sa0/Ta0) berechnet von der Kalibrierungsanfangstemperatur Ta0 und der Kalibrierungsanfangs-Gemessene-Spannung Sa0. In Schritt 208, der unten beschrieben wird, wird der Wert des Temperaturkalibrierungsfaktors (Sa0/Ta0) transferiert und gespeichert in einem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A oder des nicht-flüchtigen Datenspeichers 114A.
Folglich wird, wenn die Temperatur-Gemessene-Spannung des Temperatursensors 171 St ist, die Außentemperatur T des Temperatursensors 171 berechnet durch Gleichung (1). T = (Ta0/Sa0) × St (1)
Hier repräsentiert St eine gemessene Spannung des Temperatursensors 171 bei der Außentemperatur T, Ta0 repräsentiert die Kalibrierungsanfangstemperatur, welches eine geschätzte Außentemperatur (ambient temperature) ist, die gemessen wird durch den Thermometer 1002 zur Kalibrierung, und Sa0 repräsentiert die Kalibrierungsanfangs-Gemessene-Spannung, welches eine gemessene Spannung des Temperatursensors 171 zur Zeit der Kalibrierung ist.
Wenn der Temperatursensor 171 kalibriert wird durch die Temperaturdetektionsschaltung 170 akkurat auf die Komponentenhöhe, wird eine Kalibrierung durch den Thermometer 1002 zur Kalibrierung nicht benötigt und Schritt 201b kann weggelassen werden.
Als Nächstes stellt Schritt 201c einen Offset-Fehler-Messabschnitt dar. In diesem Schritt wird, bei einem Timing, wenn ein gemessener Strom des Strommessers 1001 zur Kalibrierung sich von 0 auf einen positiven Wert ändert, der Wert eines Ziellaststroms Is00 durch den Mikroprozessor 111A als ein Offset-Strom gespeichert. Der Offset-Strom wird gemessen durch mindestens zwei Arten von großen und kleinen Antriebsleistungs-Versorgungsspannungen Vb.
Obwohl genaue Widerstände verwendet werden für die Eingabewiderstände 152 und 153, die Vorspannwiderstände 156 und 157, den Spannungstrennungswiderstand 154 und den Negative-Rückkopplungswiderstand 155 innerhalb des Verstärkerschaltungsteils 150 für eine Stromdetektion, gibt es ein Problem darin, dass, falls Fehler in den Widerstandswerten auftreten, die überwachte Spannung Ef erzeugt wird, obwohl der Laststrom Im 0 ist.
Insbesondere kann, da das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion nur betrieben wird durch eine Positive-Leistungsversorgungsspannung, der Differentialverstärker 151 nicht eine negative Ausgabespannung erzeugen. Aus diesem Grund haben die entsprechenden Widerstände gewollt einen kleinen Unterschied, so dass der Differentialverstärker 151 keine negative Spannung erzeugt. Deshalb wird ein positiver Offset-Strom erzeugt durch Widerstandsfehler.
Der Wert des Offset-Stroms, gemessen in Schritt 201c, wird transferiert und gespeichert in dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A oder des nichtflüchtigen Datenspeichers 114A in Schritt 208, was unten beschrieben wird.
Als Nächstes stellt Schritt 210 einen Linearkalibrierungsabschnitt dar, der erste, zweite und dritte Linearkalibrierungsabschnitte 210a, 210b und 210c enthält. Die entsprechenden Schritte, die die Linearkalibrierungsabschnitte 210a, 210b und 210c bilden, werden beendet in einer kurzen Zeit bei einem vorbestimmten Zeitintervall.
In Schritt 202a, der den ersten Linearkalibrierungsabschnitt 210a darstellt, werden ein erster Ziellaststrom Is01 eine erste Zielsignalspannung Es01 proportional zu dem ersten Ziellaststrom Is01 erzeugt.
Der Ziellaststrom und die Zielsignalspannung haben eine vorbestimmte proportionale Beziehung. Beispielsweise wird eine Umwandlung derart durchgeführt, dass, wenn der Ziellaststrom den Maximalwert Imax aufweist, die Zielsignalspannung 5 (V) wird.
Als Nächstes wird in Schritt 203a der Wert eines Laststroms Im1, der gemessen wird von dem Laststrom, der in der elektrischen Last 107 fließt, in Ansprechen auf den ersten Ziellaststrom Is01 durch den Strommesser 1001 zur Kalibrierung gelesen in dem RAM-Speicher 112 durch das externe Gerät 1000. Der Wert einer überwachten Spannung Ef1, der dem Laststrom Im1 zu diesem Timing entspricht, wird auch gelesen als Referenzinformation.
Als Nächstes liest in Schritt 204a der erste Linearkalibrierungsabschnitt 210a den Wert einer gemessenen Spannung Sa1 des Temperatursensors 171 in dem RAM-Speicher 112.
Als Nächstes wird in Schritt 205a ein Widerstandswert Ra1 des Stromdetektionswiderstands 126, entsprechend der gemessenen Spannung Sa1, geschätzt auf Grundlage von Standardtemperatur-Eigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126, die im Voraus gespeichert werden in dem Programmspeicher 113A, und der Widerstandswert Ra1 wird gelesen in dem RAM-Speicher 112.
In dem zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt 210b und 210c werden, ähnlich zu dem ersten Linearkalibrierungsabschnitt 210a, zweite und dritte Ziellastströme Is02 und Is03, die die Beziehung Is01 < Is02 < Is03 zwischen dem ersten Ziellaststrom Is01, dem zweiten Ziellaststrom IS02 und dem dritten Ziellaststrom IS03 erfüllen, gelesen und gespeichert. In Schritten 202b bis 205b und Schritten 202c bis 205c werden ein Laststrom Im2, entsprechend dem zweiten Ziellaststrom IS02, und einem Laststrom Im3, entsprechend dem dritten Ziellaststrom Is03, überwachte Spannungen Ef2 und Ef3, entsprechend den Lastströmen Im2 und Im3, gemessene Spannungen Sa2 und Sa3 in dem zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitten 210b und 210c und Widerstandswerte Ra2 und Ra3 des Stromdetektionswiderstands 126, entsprechend den gemessenen Spannungen Sa2 und Sa3, gelesen und gespeichert in dem RAM-Speicher 112.
Der erste, zweite und dritte Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03, eingestellt durch den ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt 210a, 210b und 210c, und die Lastströme Im1, Im2 und Im3 entsprechend dem ersten, zweiten und dritten Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03, werden in dem RAM-Speicher 112 gespeichert und dann in Schritt 208, unten beschrieben, transferiert an den nichtflüchtigen Datenspeicher 114A. Die Beziehung zwischen dem Ziellaststrom, einschließlich dem ersten, zweiten und dritten Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03 und der Laststrom, einschließlich der Lastströme Im1, Im2 und Im3, entsprechend dem ersten, zweiten und dritten Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03, werden Steuereigenschaftsdaten 300 genannt.
Die Steuereigenschaftsdaten 300 werden in 3 gezeigt. Die Steuereigenschaftsdaten 300, gezeigt in 3, haben eine vertikale Achse, die einen Ziellaststrom Is0 repräsentiert, und eine horizontale Achse, die einen Laststrom Im repräsentiert, und zeigen die Beziehung zwischen dem ersten, zweiten und dritten Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03 und den Lastströmen Im1, Im2 und Im3, entsprechend dem ersten, zweiten und dritten Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03.
Die Steuereigenschaftsdaten 300 enthalten einen ersten Punkt P1, der gekennzeichnet wird durch einen schwarzen Kreis, entsprechend dem ersten Ziellaststrom Is01 und dem Laststrom Im1, einen zweiten Punkt P2, der gekennzeichnet wird durch einen schwarzen Kreis, entsprechend dem zweiten Ziellaststrom Is02 und dem Laststrom Im2, und einen dritten Punkt P3, der gekennzeichnet wird durch einen schwarzen Kreis, entsprechend dem dritten Ziellaststrom Is03 und dem Laststrom Im3. Die Steuereigenschaftsdaten 300 weisen zwei mehreckige Eigenschaften einer Linie 300a auf, die den ersten und zweiten Punkt P1 und P2 verbindet, und einer Linie 300b, die den zweiten und dritten Punkt P2 und P3 verbindet.
Als Nächstes wird in Schritt 206a ein Variationskorrekturwert einer Stromdetektionsschaltung, enthaltend den Stromdetektionswiderstand 126, das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion und die Glättungsschaltung 160 berechnet. Das Berechnungsverfahren wird beschrieben werden auf Grundlage der Steuereigenschaftsdaten 300, die in 3 gezeigt sind.
In den Steuereigenschaftsdaten 300 von 3 sollten die Lastströme Im1, Im2 und Im3 auf der horizontalen Achse, entsprechend dem ersten, zweiten und dritten Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03 auf der vertikalen Achse im Grunde nach gleich sein zu den Ziellastströmen Is01, Is02 bzw. Is03. Jedoch enthalten, da eine Selbsterhitzung auftritt in dem Stromdetektionswiderstand 126 aufgrund der Lastströme Im1 und Im3, die Lastströme Im1, Im2 und Im3 Fehler von den entsprechenden Ziellastströmen Is01, Is02 und Is03. Um die Fehler zu kennzeichnen, werden die Lastströme Im1, Im2 und Im3 und die Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 gezeigt auf der horizontalen Achse von 3. Auf der horizontalen Achse von 3 können Fehler (Is01–Im1), (Is02–Im2) und (Is03–Im) gelesen werden. Die Fehler werden beeinflusst durch die Erhöhung in den Widerstandswerten Ra1, Ra2 und Ra3 aufgrund einer Selbsterhitzung des Stromdetektionswiderstands 126. Sobald der Ziellaststrom Is0 sich erhöht auf Is01, Is02 und Is03, erhöhen sich die Fehler (Is01–Im1), (Is02–Im2) und (Is03–Im3) allmählich.
In Schritt 206a werden, um die Fehler (Is01–Im1), (Is02–Im2) und (Is03–Im3) zu korrigieren, korrigierte Zielströme Is1, Is2 und I3, entsprechend den Ziellastströmen Is01, Is02 und Is03, auf der horizontalen Achse von 3 berechnet.
In 3 repräsentiert ein Punkt P1, gekennzeichnet durch einen weißen Kreis, einen korrigierten Zielstrom Is1, entsprechend dem Ziellaststrom Is01, wenn der Laststrom Im auf der horizontalen Achse ersetzt wird durch den Ziellaststrom Is01. Ein Punkt P2, gekennzeichnet durch einen weißen Kreis, repräsentiert einen korrigierten Zielstrom Is2, entsprechend dem Ziellaststrom Is02, wenn der Laststrom Im2 auf der horizontalen Achse ersetzt wird durch den Ziellaststrom Is02. Ein Punkt P3, gekennzeichnet durch einen weißen Kreis, repräsentiert einen korrigierten Zielstrom Is3, entsprechend dem Ziellaststrom Is03, wenn der Laststrom Im3 auf der horizontalen Achse ersetzt wird durch den Ziellaststrom Is03. Es wird aus 3 verstanden, dass, wenn ein Laststrom Imi (wobei i = 1, 2 und 3) erhalten wird, falls ein korrigierter Zielstrom Isi, anstatt eines Ziellaststroms Is0i, eingestellt wird, der Laststrom Imi, der tatsächlich erhalten wird, übereinstimmt mit dem Ziellaststrom Is0i.
Tatsächlich wird in den Steuereigenschaftsdaten 300 die gleiche Umwandlung durchgeführt durch Lesen des Werts des tatsächlich gemessenen Laststroms Imi auf der horizontalen Achse als der Ziellaststrom Is0i und Lesen des Ziellaststroms Is0i auf der vertikalen Achse als der korrigierte Zielstrom Isi.
In Schritt 206a von 2 wird die Beziehung zwischen dem Ziellaststrom Is0i und dem korrigierten Zielstrom Isi auf solch eine Art und Weise berechnet. Die Beziehung zwischen dem Ziellaststrom und dem korrigierten Zielstrom wird genannt Ziellaststrom-Zu-Korrigierten-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800. Die Ziellaststrom-Zu-Korrigierten-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 sind in 8 gezeigt und werden unten beschrieben.
Als Nächstes wird in Schritt 206b der Normaltemperaturwiderstand Ra, welches der Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands 126 während des Kalibrierungsbetriebs ist, berechnet durch ein in 4 gezeigtes Verfahren.
In 4 werden die Standardtemperatur-Eigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126, die gespeichert sind in dem Programmspeicher 113A, derart angepasst, dass ein Referenzwidersta nd R00 erhalten wird bei einer Referenztemperatur Ta00, beispielsweise 25°C. Wenn die horizontale Achse die Temperatur des Stromdetektionswiderstands 126 repräsentiert und die vertikale einen Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands 126 repräsentiert, weisen die Standardtemperatur-Eigenschaftsdaten 400 Widerstandstemperaturcharakteristika auf, die angenähert werden durch zwei eckige Linien 400a und 400b.
Gemäß den Temperaturdetektions-Eigenschaftsdaten 401 des Temperatursensors 171, gekennzeichnet durch eine Linie, wenn die Umgebungstemperatur des Temperatursensors 171 die Kalibrierungsanfangstemperatur Ta0 darstellt, erzeugt der Temperatursensor 171 die Kalibrierungsanfangs-Gemessene-Spannung Sa0.
In Schritten 205a, 205b und 205c werden, wenn der Laststrom Im1, Im2 und Im3 ist, die Außentemperaturen Ta1, Ta2 und Ta3 des Stromdetektionswiderstands 126 aus den Werten der gemessenen Spannungen Sa1, Sa2, Sa3 geschätzt, die gemessen werden durch den Temperatursensor 171, und die Widerstandswerte Ra1, Ra2 und Ra3 des Stromdetektionswiderstands 126 werden berechnet auf Grundlage der Standardtemperatur-Eigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126. In Schritt 206b wird der Normaltemperaturwiderstand Ra während des Kalibrierungsbetriebs berechnet als der Durchschnittswert der Widerstandswerte Ra1, Ra2 und Ra3.
Die Außentemperaturen Ta1, Ta2 und Ta3 werden berechnet durch Ersetzen der gemessenen Spannung St in Gleichung (1) durch Sa1, Sa2 bzw. Sa3.
In den Schritten 205a, 205b und 205c können die gemessenen Spannungen Sa1, Sa2 und Sa3 einfach gespeichert werden in Schritt 206b, eine durchschnittliche gemessene Spannung Sa = (Sa1 + Sa2 + Sa3)/3 kann berechnet werden und der Normaltemperaturwiderstand Ra kann berechnet werden aus einer Durchschnittstemperatur Ta, die der durchschnittlichen gemessenen Spannung Sa entspricht. In diesem Fall wird die Durchschnittstemperatur Ta berechnet durch Ersetzen der gemessenen Spannung St in Gleichung (1) durch Sa.
Da der Linearkalibrierungsabschnitt 210 in einer kurzen Zeit ausgeführt wird, gibt es kaum einen Einfluss auf eine Erhitzung des Stromdetektionswiderstands 126 bei einer Temperaturerhöhung in dem Temperatursensor 171, und die Beziehung Sa1 ≅ Sa2 ≅ Sa3 ≅ Sa0 ergibt sich zwischen den gemessenen Spannungen. Jedoch wird der Temperatursensor 171 allmählich beeinflusst durch ein Erhitzen des Stromdetektionswiderstands 126. Aus diesem Grund wird der Normaltemperaturwiderstand Ra zu der Zeit einer Normaltemperaturkalibrierung berechnet durch den Durchschnittswert.
Im Gegensatz dazu reagiert der Stromdetektionswiderstand 126, der ein kleines Produkt ist, empfindlich bei Selbsterhitzung durch den Laststrom Im, und die Temperatur ist höher als die Temperatur, die detektiert wird durch den Temperatursensor 171. Folglich wird ein tatsächlich gemessener Laststrom Im, der kleiner ist als der Ziellaststrom bzw. Solllaststrom Is0, erhalten. Folglich werden unter Inbetrachtziehen des Einflusses durch Selbsterhitzung des Stromdetektionswiderstands in Schritt 206a die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 berechnet, und der Ziellaststrom Is0i wird gelesen als der korrigierte Zielstrom Isi.
Als Nächstes stellt der Schritt 207a einen Warteschritt dar. In Schritt 207a wird eine vorbestimmte zeitlang in einem Zustand gewartet, in dem der Befehlszustand des dritten Ziellaststroms Is03 in Schritt 202c aufrechterhalten wird, und der Laststrom Im3 fließt, und dann geht der Prozess über zu Schritt 207b. In Schritt 207a ist die Wartezeit die Zeit bis die gemessene Spannung des Temperatursensors 171 ansteigt durch den Einfluss der Selbsterhitzung des Stromdetektionswiderstands 126, und die gemessene Spannung Sm, die im Wesentlichen saturiert ist, wird erhalten.
In Schritt 207b wird ein Temperaturerhöhungswert ΔS = Sm – Sa0 berechnet, der ein Unterschied ist zwischen der gemessenen Spannung Sa0 des Temperatursensors 171 bevor der Laststrom Im in die elektrische Last 107 fließt, und die gemessene Spannung Sm nachdem der Laststrom Im3 fließt, und es wird eine ausreichende Zeit in Schritt 207a gewartet. Das Verhältnis des Unterschieds zu dem quadratischen Wert des Laststroms Im3, welches der Grund ist für eine Temperaturerhöhung des Temperatursensors 171, wird in den RAM-Speicher 112 eingeschrieben als ein Temperaturerhöhungsfaktor K = (Sm – Sa0)/Im3².
Falls ein Laststrom für eine Berechnung des Temperaturerhöhungsfaktors K der Maximallaststrom Imax ist, größer als Im3, kann der Maximaltemperaturerhöhungswert erhalten werden.
Als Nächstes stellt Schritt 208 einen Anfangsdaten-Speicherabschnitt dar, und in Schritten 201b, 201c, 210, 206a, 206b und 207b gemessene Daten werden auf einmal transferiert und eingeschrieben in den nicht-flüchtigen EEPROM-Datenspeicher 114A als Anfangskalibrierungskonstanten. Die Steuereigenschaftsdaten 300 und die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 werden auch in den Datenspeicher 114A in Schritt 208 gespeichert.
Der nicht-flüchtige Programmspeicher 113A ist ein Flash-Speicher, der eine Vielzahl von getrennten Blöcken enthält, die Block für Block auf einmal gelöscht werden können. Wenn ein spezifischer geteilter Block zugewiesen und verwendet wird als ein Steuerkonstant-Speicherbereich, kann der Datenspeicher 114A, welches ein EEPROM-Speicher ist, weggelassen werden. In diesem Fall werden in Schritten 201b, 201c, 210, 206a, 206b und 207b gemessene Daten in den Programmspeicher 113A eingeschrieben, und die Steuereigenschaftsdaten 300 und die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 werden auch in den Programmspeicher 113A in Schritt 208 gespeichert.
Als Nächstes endet in Schritt 209 der Kalibrierungsbetrieb. In diesem Fall wird der Kalibrierungsbefehl in Schritt 201a ausgegeben, und in Schritt 201a wird eine ”NEIN”-Bestimmung durchgeführt, bis ein Kalibrierungsbefehl wieder ausgegeben wird. Die oben beschriebenen Betriebsschritte werden wie folgt zusammengefasst. Schritt 201b stellt einen Temperatursensor-Kalibrierungsabschnitt dar, Schritt 201c stellt einen Offset-Fehler-Messabschnitt dar, Schritt 207b stellt einen Temperaturerhöhungs-Messabschnitt dar, Schritt 208 stellt einen Anfangsdaten-Speicherabschnitt dar, Schritt 210 stellt einen Linearkalibrierungsabschnitt dar und Schritte 210a, 210b und 210c stellen entsprechend die ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitte dar. Diese Abschnitte werden implementiert durch ein Steuerprogramm, das ausgeführt wird durch den Mikroprozessor 111A zu der Zeit einer Kalibrierung bei Auslieferung.
Als Nächstes wird 5 beschrieben. 5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen ersten Umwandlungsabschnitt in dem Stromsteuergerät 100A, gezeigt in 1, zeigt.
In 5 startet in Schritt 501, während der tatsächliche Betrieb, in dem das Stromsteuergerät 100A an dem Fahrzeug angebracht wird, einen Unterbrechungsbetrieb, der regelmäßig ausgeführt wird von dem Mikroprozessor 111A.
Als Nächstes wird in Schritt 502 die überwachte Spannung Ef, welches eine Ausgabespannung des Verstärkerschaltungsteils 150 für Stromdetektion ist, gelesen.
Als Nächstes wird in Schritt 503 eine gemessene Spannung eines tatsächlichen Betriebs Sb bei der tatsächlichen Betriebstemperatur Tb gelesen als gemessene Spannung des Temperatursensors 171. In Schritt 503 wird die tatsächliche Betriebstemperatur Tb berechnet durch Ersetzen der gemessenen Spannung St in Gleichung (1) durch die gemessene Spannung des tatsächlichen Betriebs Sb.
Als Nächstes wird in Schritt 504 ein Widerstandswert Rb, wenn die tatsächliche Betriebstemperatur Tb ist, berechnet aus den Standardtemperatur-Eigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126, der in 6 gezeigt ist. Die Standardtemperatur-Eigenschaftsdaten 400, die in 6 gezeigt sind, sind die gleichen wie die Standardtemperatur-Eigenschaftsdaten 400, die in 4 gezeigt sind.
In 6 ist, da die Temperatur Tb während des tatsächlichen Betriebs die Außentemperatur ist, die gemessen wird durch den Temperatursensor 171, die Temperatur des Stromdetektionswiderstands 126 selbst ein wenig höher. Daher ist der tatsächliche Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands 126 größer als der tatsächliche Betriebswiderstand Rb.
Als Nächstes wird in Schritt 505 ein Umwandlungsfaktor, das bedeutet ein Vergleichswert (Ra/Rb) berechnet, der ein Verhältnis darstellt des Normaltemperaturwiderstands Ra, berechnet in Schritt 206b von 2, und des tatsächlichen Betriebswiderstands Rb, berechnet in Schritt 504 von 5, und wird gespeichert als ein Temperaturkorrekturfaktor zum Berechnen der umgewandelten überwachten Spannung Efb aus der überwachten Spannung Ef, oder ein Vergleichswert (Rb/Ra), der ein inverses Verhältnis darstellt, wird berechnet und gespeichert in dem RAM-Speicher 112 als Temperaturkorrekturfaktor zum Berechnen des umgewandelten Zielstroms Isb aus dem korrigierten Zielstrom Is.
Als Nächstes kommt in Schritt 509 die Unterbrechung zurück. Schritt 510, enthaltend Schritte 502 bis 505, stellt den ersten Umwandlungsabschnitt dar.
Als Nächstes wird 7 beschrieben. 7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen zweiten Umwandlungsabschnitt in dem Stromsteuergerät 100A, gezeigt in 1, zeigt. Ein zweiter Umwandlungsabschnitt 710A, gezeigt in 7, führt eine negative Rückkopplungsregelung für das Schaltelement 121 der ersten Ausführungsform aus.
In 7 startet in Schritt 701A ein Pulsbreitenmodulations-Steuerbetrieb.
Als Nächstes werden in Schritt 702A der Ziellaststrom Is0 und eine Zielsignalspannung Is0 erzeugt. Die Zielsignalspannung Is0 wird erhalten durch Anwenden eines vorbestimmten proportionalen Faktors auf den Ziellaststrom Is0.
Als Nächstes werden in Schritt 703A ein korrigierter Zielstrom Is und eine korrigierte Signalspannung Es, entsprechend dem Ziellaststrom Is0 und der Zielsignalspannung Es0, erzeugt in Schritt 702A, berechnet. Das Berechnungsverfahren wird auf Grundlage der Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 beschrieben, die in 8 gezeigt sind.
8 zeigt Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, die die Beziehung darstellen zwischen dem Ziellaststrom Is0 und dem korrigierten Zielstrom Is. In 8 stellt die vertikale Achse einen Ziellaststrom Is0i dar, und die horizontale Achse stellt einen korrigierten Zielstrom Isi dar. Die Eigenschaftsdaten 800 werden berechnet in Schritt 206a von 2 und gespeichert in dem Datenspeicher 114A oder dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113A in Schritt 208. Die Eigenschaftsdaten 800 zeigen die Beziehung zwischen dem Ziellaststrom Is0 und dem korrigierten Zielstrom Is, gezeigt auf der vertikalen Achse von 3. Die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 sind die Korrektureigenschaft bzw. Korrekturcharakteristik des Ziellaststroms Is0, enthaltend ein abwärts zeigendes Liniensegment 800a, das eine Erweiterungslinie ist, die einen Koordinatenpunkt (Is1, Is01) verbindet, sowie einen Koordinatenpunkt (Is2, Is02), und ein aufwärts zeigendes Liniensegment 800b, das eine Erweiterungslinie ist, die einen Koordinatenpunkt (Is2, Is02) und einen Koordinatenpunkt (Is3, Is03) verbindet.
Der korrigierte Zielstrom Is kann, wenn der Ziellaststrom Is0 ist, berechnet werden durch Gleichungen (2) und (3) als ein Linearinterpolierungswert auf dem abwärts zeigenden Liniensegment 800a oder dem aufwärts zeigenden Liniensegment 800b.
Wenn Is0 ≤ Is02 Is = (Is0 – Is01) × (Is2 – Is1)/(Is02 – Is01) + Is1 (2)
Wenn Is0 > Is02 Is = (Is0 – Is02) × (Is3 – Is2)/(Is03 – Is02) + Is2 (3)
Die korrigierte Signalspannung Es wird berechnet durch Gleichung (4) unter Verwendung des gleichen proportionalen Faktors (Es0/Is0) als Ziellaststrom Is0 und der Zielsignalspannung Es0. Es = (Es0/Is0) × Is (4)
Als Nächstes wird in Schritt 704A mit Bezug auf die korrigierte Signalspannung Es, berechnet in Schritt 703A, die umgewandelte Signalspannung Esb berechnet durch Gleichung (5) durch Verwenden des Umwandlungsfaktors (Rb/Ra), was berechnet wird in Schritt 505 von 5. Esb = (Rb/Ra) × Es (5)
Als Nächstes wird in Schritt 705A der Wert der gelesenen überwachten Spannung Ef zur momentanen Zeit subtrahiert von der umgewandelten Signalspannung Esb, berechnet in Schritt 704A, eine Abweichungsspannung ΔE = Esb – Ef wird berechnet, und eine Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung wird erzeugt, in der eine Komponente proportional zu der Abweichungsspannung ΔE und ein Wert proportional zu dem Integralwert der Abweichungsspannung ΔE miteinander kombiniert werden.
Als Nächstes wird in Schritt 706A eine Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA erzeugt, welches ein Pulsbreitenmodulationssignal mit einem AN-/AUS-Verhältnis ist proportional zu der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung, berechnet in Schritt 705A, und eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 wird ausgeführt, so dass die Abweichungsspannung ΔE 0 ist, das bedeutet, dass die umgewandelte Signalspannung Esb übereinstimmt mit der überwachten Spannung Ef.
Als Nächstes wird in Schritt 707A ein Betriebsendeschritt bereitgestellt. In dem Betriebsendeschritt 707A wird ein anderes Steuerprogramm ausgeführt, und der Prozess kehrt zurück zu Schritt 701A in einer vorbestimmten Zeit, so dass die Pulsbreiten-Modulationssteuerung weitergeführt wird.
Schritt 710A, enthaltend Schritte 702A bis 706A, stellt einen zweiten Umwandlungsabschnitt dar.
Der Offset-Fehlermessabschnitt, der ausgeführt wird in Schritt 201C von 2, misst die Übereinstimmungsbeziehung zwischen der Fehlerkomponente von der Stromproportionalkomponente und der Fehlerkomponente der überwachten Spannung Ef und der Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf bevor der Linearkalibrierungsabschnitt 210 ausgeführt wird. Gemessene Daten werden eingeschrieben und gespeichert als Offset-Daten in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113A oder dem nichtflüchtigen Datenspeicher 114A als Offset-Daten. Während dem Stromsteuerbetrieb durch die Rückkopplungssteuerungsausgabe PWMA wird der Wert der überwachten Spannung Ef oder der Wert des korrigierten Zielstroms Is0 hinzugefügt oder subtrahiert, so dass die Fehlerkomponente korrigiert wird gemäß dem Wert der Momentanleistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf.
Der Temperaturerhöhungsfaktor K, der berechnet wird in Schritt 207A von 2, wird verwendet zum Abschätzen des Temperaturerhöhungswerts einer Region, in der die Temperaturdetektionsschaltung 170 bereitgestellt wird, auf Grundlage des Laststroms Im während dem Stromsteuerbetrieb durch die Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA. Die Umgebungstemperatur innerhalb des Stromssteuergeräts 100A wird geschätzt durch die Temperaturdetektionsschaltung 170, und falls die geschätzte Umgebungstemperatur überhöht ist, wird ein Warnhinweis ausgegeben durch den Warnindikator 109, oder eine Anormalitätsverarbeitung, wie beispielsweise ein Unterdrückungsbetrieb für die elektrische Last 107, wird ausgeführt.
(3) Beschreibung der Modifizierung der ersten Ausführungsform.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das einen zweiten Umwandlungsabschnitt 910 gemäß einer Modifizierung der ersten Ausführungsform zeigt. In der Modifizierung der ersten Ausführungsform wird der zweite Umwandlungsabschnitt 710A der ersten Ausführungsform ersetzt durch den zweiten Umwandlungsabschnitt 910, gezeigt in 9. In der Modifizierung der ersten Ausführungsform sind andere Teile die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform.
In dem Fall der negativen Rückkopplungsregelung für das Schaltelement 121 der ersten Ausführungsform, gezeigt in 7, wird eine Proportionalintegrationssteuerung ausgeführt gemäß einer Abweichungssignalspannung zwischen der umgewandelten Signalspannung Esb und der überwachten Signalspannung Ef. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall einer negativen Rückkopplungsregelung für das Schaltelement 121 der Modifizierung der ersten Ausführungsform, gezeigt in 9, eine Proportionalintegrationssteuerung ausgeführt gemäß einer Abweichungssignalspannung zwischen der korrigierten Signalspannung Es und der umgewandelten überwachten Spannung Efb.
In 9 entsprechen Schritte 901 bis 907 Schritten 701A bis 707A von 7, aber die Inhalte der Schritte 904 und 905 sind unterschiedlich.
In 9 startet in Schritt 901 ein Pulsbreitenmodulations-Steuerbetrieb. In Schritt 902 werden der Ziellaststrom Is0 und die Zielsignalspannung Es0 erzeugt. Die Zielsignalspannung Es0 wird erhalten durch Anwenden eines vorbestimmten Proportionalfaktors auf den Ziellaststrom Is0. In Schritt 903 werden der korrigierte Zielstrom Is und die korrigierte Signalspannung Es, entsprechend dem Ziellaststrom Is0 und der Zielsignalspannung Es0, erzeugt in Schritt 902, berechnet. Das Berechnungsverfahren ist wie oben beschrieben auf der Grundlage der Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, gezeigt in 8.
In Schritt 904, nachfolgend zu Schritten 901, 902 und 903, mit Bezug auf die gelesene überwachte Spannung Ef zu der momentanen Zeit, wird die umgewandelte überwachte Spannung Efb berechnet durch Gleichung (6) unter Verwendung des Umwandlungsfaktors (Ra/Rb), was berechnet wird in Schritt 505 von 5. Efb = (Ra/Rb) × Ef (6)
Als Nächstes wird in Schritt 905 der Wert der umgewandelten überwachten Spannung Efb, berechnet in Schritt 904, subtrahiert von dem Wert der korrigierten Signalspannung Es, berechnet in Schritt 903, die Abweichungsspannung ΔE = Es – Efb wird berechnet und die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung wird erzeugt, in der die Komponente proportional zu der Abweichungsspannung ΔE und der Wert proportional zu dem Integralwert des Abweichungswerts ΔE miteinander kombiniert werden.
Als Nächstes wird in Schritt 906 die Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA erzeugt, welches ein Pulsbreitenmodulationssignal mit einem AN-/AUS-Verhältnis ist proportional zu der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung, die berechnet wird in Schritt 905, und eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 wird ausgeführt, so dass die Abweichungsspannung ΔE 0 ist, das bedeutet, dass die umgewandelte überwachte Spannung Efb übereinstimmt mit der korrigierten Signalspannung Es.
Als Nächstes wird ein Betriebsendeschritt 907 bereitgestellt. In dem Betriebsendeschritt 907 wird ein anderes Steuerprogramm ausgeführt, und der Prozess kehrt zurück zu Schritt 901 in einer vorbestimmten Zeit, so dass die Pulsbreiten-Modulationssteuerung weitergeführt wird. Deshalb stellt Schritt 910, enthaltend Schritte 902 bis 906, den zweiten Umwandlungsabschnitt dar.
In Schritt 702A von 7 und Schritt 902 von 9 wird bevorzugt die Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf zur momentanen Zeit gelesen, und wenn der Linearkalibrierungsabschnitt 210 von 2 ausgeführt wird, wird der Offset-Fehler auf Grundlage eines Unterschieds von einer vorbestimmten Standardleistungs-Versorgungsspannung korrigiert.
(4) Hauptpunkte und Merkmale der ersten Ausführungsform
Wie aus der obigen Beschreibung verstanden wird, enthält als erster Hauptpunkt das Stromsteuergerät 100A für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung das Leistungsversorgungs-Schaltungsteil, in dem das Schaltelement 121, der Stromdetektionswiderstand 126 und die elektrische Last 107, an die Leistung bzw. Energie zugeführt wird von der Antriebsleistungsversorgung 101, in Reihe miteinander verbunden sind, sowie das Steuerschaltungsteil, das das AN-/AUS-Verhältnis des Schaltelements 121 steuert auf Grundlage des Ziellaststroms IS0 der elektrischen Last 107 und des Laststroms Im, der in dem Stromdetektionswiderstand 126 fließt. Das Steuerschaltungsteil enthält den Mikroprozessor 111A mit dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113A, den RAM-Speicher 112 zum arithmetischen Verarbeiten, und den Multikanal-AD-Wandler 115, sowie das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion, die Temperaturdetektionsschaltung 170 und die Antriebssignalschaltung 180A. Der nicht-flüchtige Programmspeicher 113A enthält die Temperatureigenschaftsdaten 400, welches eines ist von einer Näherungsformel und einer Datentabelle hinsichtlich eines Temperatur-Zu-Widerstandswerts des Stromdetektionswiderstands 126. Das Verstärkerschaltungsteil verstärkt die Spannung über den Stromdetektionswiderstand 126, der in Reihe verbunden ist mit der elektrischen Last 107, und erzeugt die überwachte Spannung Ef, die hauptsächlich auf der Stromproportionalkomponente basiert, die proportional ist zu dem Laststrom Im für die elektrische Last 107 und enthält die Fehlerkomponente. Wenn die Temperatur nahe dem Stromdetektionswiderstand 126 die Normaltemperatur-Außentemperatur Ta ist, werden die Steuereigenschaftsdaten 300, die die Entsprechungsbeziehung repräsentieren zwischen dem tatsächlich gemessenen Laststrom Im, gemessen durch den externen Strommesser, zur Kalibrierung, und dem Ziellaststrom Is0, gespeichert in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114A, verbunden anstatt des Datenspeicherbereichs. Die Temperaturdetektionsschaltung 170 enthält den Temperatursensor 171 und erzeugt die gemessenen Spannungen Sa und Sb, die der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta des Stromdetektionswiderstands 126 bzw. der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb im Betrieb entsprechen, und die gemessenen Spannungen Sa und Sb werden eingegeben in den Mikroprozessor 111A durch den Multikanal-AD-Wandler 115. Das Steuerschaltungsteil erzeugt die korrigierte Signalspannung Es proportional zu dem korrigierten Zielstrom Is, der erhalten wird durch Korrigieren des Ziellaststroms Is0, und steuert das AN-/AUS-Verhältnis des Schaltelements 121, so dass mindestens eines ausgewählt von einer ersten Beziehung, in der die korrigierte Signalspannung Es übereinstimmt mit der umgewandelten überwachten Spannung Efb der überwachten Spannung Ef, und einer zweiten Beziehung, in der die umgewandelte Signalspannung Esb, proportional zu dem umgewandelten Zielstrom Isb mit der überwachten Spannung Ef übereinstimmt, erfüllt wird. Der korrigierte Zielstrom Is entspricht dem Ziellaststrom Is0, der erzeugt wird durch das Steuerschaltungsteil, wenn der tatsächlich gemessene Laststrom Im, entsprechend dem Ziellaststrom Is0, ersetzt wird durch den Ziellaststrom Is0 in den Steuereigenschaftsdaten 300. Eines von der umgewandelten überwachten Spannung Efb und des umgewandelten Zielstroms Isb wird berechnet auf Grundlage des Vergleichswerts (Ra/Rb) oder (Rb/Ra) des Normaltemperaturwiderstands Ra und des tatsächlichen Betriebswiderstands Rb des Stromdetektionswiderstands 126, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten 400 in Ansprechen auf die Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, wenn die Steuereigenschaftsdaten 300 erhalten werden, und die tatsächliche Betriebsaußentemperatur Tb in Betrieb.
Wie oben beschrieben, können gemäß des ersten Hauptpunkts der ersten Ausführungsform, selbst wenn eine Anfangskalibrierung ausgeführt wird, nur unter der Normaltemperaturumgebung, da die Steuereigenschaftsdaten 300 und die tatsächlichen Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands im Voraus gespeichert werden, Fluktuationen von Komponenten und ein akkurat detektierter Strom in der tatsächlichen Betriebs-Hoch-Temperaturumgebung oder einer tatsächlichen Betriebs-Nieder-Temperaturumgebung geschätzt werden. Mit Bezug auf Änderungen in dem Widerstandswert aufgrund eines Selbsterhitzens des Stromdetektionswiderstands 126, hervorgerufen durch den Laststrom Im, und dem Einfluss durch den Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Stromdetektionswiderstands 126 selbst und der Außentemperatur, die gemessen wird durch die Temperaturdetektionsschaltung 170, wird die umgewandelte überwachte Spannung Efb oder der umgewandelte Zielstrom Isb berechnet auf Grundlage des Vergleichswerts (Ra/Rb) oder (Rb/Ra) des Normaltemperaturwiderstands Ra, erhalten zu der Zeit eines Erfassens der Steuereigenschaftsdaten 300 mit dem tatsächlichen Betriebswiderstand Rb, erhalten in dem tatsächlichen Betriebszustand, so dass ein akkurat detektierter Strom geschätzt werden kann und Stromsteuerfehler unterdrückt werden können.
Eine akkurate Stromsteuerung kann ausgeführt werden durch Verwenden des Stromdetektionswiderstands 126, der eine Genauigkeit vergleichsweise nicht benötigt ohne Verwenden des akkuraten Stromdetektionswiderstands 126, was keine Änderung aufweist in einem Widerstandswert mit Bezug auf eine Änderung in der Temperatur. Folglich werden Produkte günstiger.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform sind als ein zweiter Hauptpunkt die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Stromdetektionswiderstand 126 oberflächenangebrachte Komponenten mit mindestens einem ausgewählt von einer ersten Anordnung, in der die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Stromdetektionswiderstand 126 angeordnet sind, so dass sie nebeneinander sind auf dem gleichen elektronischen Substrat, und einer zweiten Anordnung, in der die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Stromdetektionswiderstand 126 angeordnet sind, so dass sie nahe aneinander sind, so dass sie einzelnes integriertes oberflächenangebrachtes Teil bilden, das angebracht ist auf dem elektronischen Substrat. Die Temperaturdetektionsschaltung 170 ist angeordnet, so dass sie nahe ist dem Stromdetektionswiderstand 126, so dass sie am Einfachsten beeinflusst wird durch einen Anstieg in Temperatur aufgrund einer Hitzeerzeugung des Stromdetektionswiderstands 126 zusätzlich zu einer Außenlufttemperatur und Umgebungstemperatur mit einem indirekten Temperaturanstieg aufgrund von hitzeerzeugenden Komponenten einschließlich des Schaltelements 121 und der Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110. Der Widerstandswert R des Stromdetektionswiderstands 126 hat den Referenzwiderstandswert R00, der der vorbestimmten Referenztemperatur Ta00 entspricht, und die Temperatureigenschaftsdaten 400 werden gespeichert in dem Programmspeicher 113A als eines einer Näherungsformel und einer Datentabelle einer Standardeigenschaft, die angenähert wird durch mindestens zwei Polygoneigenschaften bzw. mehreckige Charakteristika, die einer Außentemperaturregion entsprechen, die höher ist als die Referenztemperatur Ta00 und einer Außentemperatur, die niedriger ist als die Referenztemperatur Ta00.
Wie oben beschrieben, sind gemäß des zweiten Hauptpunkts der ersten Ausführungsform die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Stromdetektionswiderstand 126 derart angeordnet, dass sie nahe beieinander sind, und die Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 weisen mindestens zwei polygonale bzw. rechteckige Näherungseigenschaften auf.
Deshalb wird die Temperatur des Stromdetektionswiderstands 126 akkurat geschätzt durch die Temperaturdetektionsschaltung 170, so dass eine Verschlechterung der Stromsteuergenauigkeit aufgrund einer Änderung in dem Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands 126 unterdrückt werden kann.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform enthält als dritter Hauptpunkt der nicht-flüchtige Programmspeicher 113A ferner das Steuerprogramm, das den Linearkalibrierungsabschnitt 210 darstellt, sowie den Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208, den ersten Umwandlungsabschnitt 510 und den zweiten Umwandlungsabschnitt 710A oder 910. Der Linearkalibrierungsabschnitt 210 empfängt die Werte des ersten, zweiten und dritten Laststroms Im1, Im2 und Im3, die erhalten werden durch Messen des Laststroms Im, der tatsächlich in der elektrischen Last 107 und dem Stromdetektionswiderstand 126 fließt, durch den Strommesser 1001 zur Kalibrierung und erzeugt die Stromeigenschaftsdaten 300, wenn mindestens die Ziellastströme Is01, Is03 und Is03 bei drei Punkten als Ziellaststrom Is0 gesetzt werden, so dass die Beziehung Is01 < Is02 < Is03 zwischen dem ersten Ziellaststrom Is01, dem zweiten Ziellaststrom Is02 und dem dritten Ziellaststrom Is03 erstellt wird. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208 speichert die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, die die Beziehung darstellen zwischen den korrigierten Zielströmen Is1, Is2 und Is3, die entsprechend den ersten, zweiten und dritten Laststrom Im1, Im2 und Im3 steuern, um überein zu stimmen mit den Ziellastströmen Is01, Is02, Is03, sowie die Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A und dem nichtflüchtigen Datenspeicher 114A und speichert mindestens einen ausgewählt von dem Wert der gemessenen Spannung der Normaltemperatur Sa, entsprechend der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, detektiert durch die Temperaturdetektionsschaltung 170, wenn der Linearkalibrierungsabschnitt 210 ausgeführt wird, und dem Wert des Normaltemperaturwiderstands Ra, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 in Ansprechen auf den Wert der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114A. Der erste Umwandlungsabschnitt 510 liest die gemessene Spannung Sb in Betrieb, detektiert durch die Temperaturdetektionsschaltung 170 zum Schätzen der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb, berechnet den Wert des tatsächlichen Betriebswiderstands Rb, erhalten von den Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 bei der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb, und berechnet eines von der umgewandelten überwachten Spannung Efb = Ef × (Ra/Rb), entsprechend dem Wert der überwachten Spannung Ef und dem umgewandelten Zielstrom Isb = Is × (Rb/Ra) von dem korrigierten Zielstrom Is, entsprechend dem Ziellaststrom Is0. Der zweite Umwandlungsabschnitt 710A oder 910 berechnet den korrigierten Zielstrom Is, entsprechend dem Ziellaststrom Is0 durch einen Linearinterpolierungs-Arithmetikbetrieb auf Grundlage der Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, die gespeichert werden durch den Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208.
Wie oben beschrieben, werden gemäß dem dritten Hauptpunkt der ersten Ausführungsform die Steuereigenschaftsdaten 300 durch den Linearkalibrierungsabschnitt 210 gespeichert auf Grundlage der Kalibrierungsströme bei den drei Punkten, wo mehreckige Näherungscharakteristika erhalten werden, und der Laststrom wird gesteuert durch den ersten Umwandlungseinstellabschnitt 510 auf Grundlage der Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 und dem zweiten Umwandlungseinstellabschnitt 710A oder 910 auf Grundlage des Linearkalibrierungsabschnitts 210.
Deshalb können nicht-lineare Steuereigenschaften bzw. Steuercharakteristika aufgrund der Erhöhung in dem Temperaturanstieg des Stromdetektionswiderstands 126, proportional zu dem Quadrat des Laststroms Im, korrigiert werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform enthält als ein vierter Hauptpunkt der Linearkalibrierungsabschnitt 210 den ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt 210a, 210b und 210, entsprechend den ersten, zweiten und dritten Ziellastströmen Is01, Is02 und Is03. Der erste, zweite und dritte Linearkalibrierungsabschnitt 210a, 210b und 210c führen eine Folge von Datenerfassungsverarbeitungen aus auf Grundlage eines vorbestimmten Zeitschritts in einer kurzen Zeit, so dass, selbst wenn die Temperatur des Stromdetektionswiderstands 126 steigt, der Einfluss der Außentemperatur der Temperaturdetektionsschaltung 170 unterdrückt wird. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208 berechnet den Durchschnittswert der gemessenen Spannungen Sa1, Sa2 und Sa3 der Temperaturdetektionsschaltung 170, gemessen durch den ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt 210a, 210b und 210c als die gemessene Spannung Sa bei der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, und der Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208 führt eines aus von einer Berechnung des Normaltemperaturwiderstands Ra von den Temperatureigenschaftsdaten 400 und einem Speichern des Durchschnittwerts der Normaltemperaturwiderstände Ra1, Ra2 und Ra3, die berechnet werden von den Temperatureigenschaftsdaten in Ansprechen auf die gemessenen Spannungen Sa1, Sa2 und Sa3 als der Normaltemperaturwiderstand Ra.
Wie oben beschrieben werden gemäß dem vierten Hauptpunkt der ersten Ausführungsform drei Zyklen von einer Linearkalibrierung durch die drei Arten von Ziellastströmen Is01, Is02 und Is03 in einer kurzen Zeit ausgeführt, und der Normaltemperaturwiderstand Ra des Stromdetektionswiderstands 126 wird berechnet und gespeichert auf Grundlage des Durchschnittswerts der Außentemperaturen, die gemessen werden durch entsprechende Zyklen der Linearkalibrierung.
Deshalb kann der Widerstandswert des Stromdetektionswiderstands 126 in der Normaltemperaturumgebung akkurat berechnet werden, ohne durch Messvariationen beeinflusst zu werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform enthält als vierter Hauptpunkt der nicht-flüchtige Programmspeicher 113A das Steuerprogramm, das den Temperatursensor-Kalibrierungsabschnitt 201b darstellt. Der Temperatursensor-Kalibrierungsabschnitt 201b liest den Wert der Kalibrierungsanfangs-Gemessene-Spannung Sa0, welches die gemessene Spannung ist, durch die Temperaturdetektionsschaltung 170, und der Wert der Kalibrierungsanfangstemperatur Ta0, gemessen durch den externen Thermometer 1002 für eine Kalibrierung vor einem Ausführen des Linearkalibrierungsabschnitts 210, und die gelesenen Daten werden eingeschrieben und gespeichert in einem von den Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114A.
Wie oben beschrieben werden gemäß dem fünften Hauptpunkt der ersten Ausführungsform der Wert der Kalibrierungsanfangs-Gemessene-Spannung Sa0 durch die Temperaturdetektionsschaltung 170 und der Wert der Kalibrierungsanfangstemperatur Ta0, gemessen durch den externen Thermometer für eine Kalibrierung, gelesen und gespeichert vor einem Ausführen des Linearkalibrierungsabschnitts 210.
Deshalb können die Fluktuationen der Temperaturdetektionsschaltung 170 bei der Normaltemperaturumgebung verlässlich detektiert werden, und daher kann eine akkurate Temperaturdetektionsausgabe erhalten werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform enthält als sechster Hauptpunkt der nicht-flüchtige Programmspeicher 113A ferner das Steuerprogramm, das den Offset-Fehler-Messabschnitt 201c darstellt. Die Antriebsleistungsversorgungsspannung Vb, die zugeführt wird von der Antriebsleistungsversorgung 101, wird eingegeben an den Mikroprozessor 111A als die Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf durch die Spannungsteilungswiderstände 191 und 192 und den Multikanal-AD-Wandler 115. Der Offset-Fehler-Messabschnitt 201c misst die Entsprechungsbeziehung zwischen der Fehlerkomponente von der Stromproportionalkomponente und der Fehlerkomponente der überwachten Spannung Ef und der Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf bevor der Linearkalibrierungsabschnitt 210 ausgeführt wird. Die gemessenen Daten werden eingeschrieben und gespeichert in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A und des nicht-flüchtigen Datenspeichers 114A als Offset-Daten, und in dem Stromsteuerbetrieb wird einer von dem Wert der überwachten Spannung Ef und dem Wert des korrigierten Zielstroms Is0 hinzugefügt oder subtrahiert, so dass die Fehlerkomponente korrigiert wird gemäß dem momentanen Wert der Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf.
Wie oben beschrieben wird gemäß dem sechsten Hauptpunkt der ersten Ausführungsform die Fehlerkomponente der überwachten Spannung Ef korrigiert durch die Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf und Offset-Daten.
Deshalb können Offset-Fehler aufgrund der In-Phasen-Spannung des Verstärkerschaltungsteils 150 reduziert werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt als siebter Hauptpunkt der Mikroprozessor 111A eines von der korrigierten Signalspannung Es proportional zu dem korrigierten Zielstrom Is und der umgewandelten Signalspannung Esb proportional zu dem umgewandelten Zielstrom Isb. Der Mikroprozessor 111A erzeugt die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung mit einer Proportionalkomponente und einer Abweichungsintegralkomponente mit Bezug auf die Abweichungsspannung, dargestellt durch eines von ΔE = (Esb – Ef), entsprechend der überwachten Spannung Ef, und ΔE = (Es – Efb), entsprechend der umgewandelten überwachten Spannung Efb, und erzeugt die Rückkopplungs-Regelungsausgabe PWMA, welches ein Pulsbreitenmodulationssignal der Betriebsart proportional zu der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung ist, um eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 durch die Antriebssignalschaltung 180A auszuführen.
Wie oben beschrieben erzeugt gemäß dem siebten Hauptpunkt der ersten Ausführungsform der Mikroprozessor 111A die Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal der Betriebsart proportional zu der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung ist, um eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 auszuführen.
Deshalb kann die Antriebssignalschaltung 180A, welches eine zwischen dem Mikroprozessor 111A und dem Schaltelement 121 verbundene Hardware ist, kompakt bei niedrigen Kosten gemacht werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der ersten Ausführungsform enthält als ein achter Hauptpunkt der Programmspeicher 113A das Steuerprogramm, das den Temperaturanstieg-Messabschnitt 207b darstellt. Der Temperaturanstieg-Messabschnitt 207b liefert kontinuierlich einen vorbestimmten Laststrom Im an den Stromdetektionswiderstand 126, wenn der Linearkalibrierungsabschnitt 210 ausgeführt wurde, liest die gemessene Spannung Sm der Temperaturdetektionsschaltung 170, wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, und misst den Temperaturanstiegswert ΔS = Sm – Sa, welches ein Unterschied ist von der gemessenen Spannung Sa bei der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, und dem Wert des kontinuierlich zugeführten Laststroms Im als Temperaturanstiegsdaten. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208 schreibt und speichert die Temperaturanstiegsdaten in einen von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113A und des nicht-flüchtigen Datenspeichers 114A.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dem achten Hauptpunkt der ersten Ausführungsform der Temperaturanstiegswert bzw. Temperaturerhöhungswert in der Nähe der Temperaturdetektionsschaltung 170, entsprechend dem Laststrom Im, gemessen und gespeichert durch den Unterschied zwischen der gemessenen Spannung Sa der Temperaturdetektionsschaltung 170 bevor der Laststrom Im kontinuierlich zugeführt wird und der gemessenen Spannung Sm nachdem der Laststrom Im kontinuierlich zugeführt wird.
Deshalb wird in dem tatsächlichen Betriebszustand der Temperaturanstiegswert der Region, wo die Temperaturdetektionsschaltung 170 bereitgestellt wird, auf Grundlage des Laststroms Im geschätzt, und die Umgebungstemperatur innerhalb des Stromsteuergeräts 100A wird geschätzt durch die Temperaturdetektionsschaltung 170. Falls die geschätzte Umgebungstemperatur übermäßig hoch ist, kann die Abnormalitätswarnung ausgegeben werden oder eine Abnormalitätsverarbeitung, wie zum Beispiel ein Betrieb eines Unterdrückens der Last, kann ausgeführt werden.
Zweite Ausführungsform
(1) Detaillierte Beschreibung der Konfigurierung der zweiten Ausführungsform.
10 zeigt ein Gesamtschaltungs-Blockdiagramm, das ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform enthält ein Stromsteuergerät 100B als Zentralkomponente. Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet das Stromsteuergerät 100B anstatt des Stromsteuergeräts 100A der ersten Ausführungsform. Hier im Folgenden wird 10 beschrieben werden unter Fokussierung auf den Unterschied von dem von 1. In den entsprechenden Zeichnungen stellen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile oder äquivalente Teile dar.
In 10 enthält das Stromsteuergerät 100B einen Mikroprozessor 111B, an den Leistung bzw. Energie zugeführt wird von einer Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110 als Zentralkomponente und Schaltungsteilen, wie zum Beispiel einem Umschaltschaltungsteil 120, einer Zielstrom-Einstellschaltung 130, einer Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung 140, einem Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion, einer Glättungsschaltung 160, einer Temperaturdetektionsschaltung 170, und ähnliches. Das Stromsteuergerät 100B wird in einem abgedichteten Gehäuse (nicht gezeigt) bereitgestellt. Die Zielstrom-Einstellschaltung 130 und die Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung 140 stellen eine Antriebssignalschaltung 180B dar.
Ähnlich zu 1 wird wie die externen Geräte, die verbunden sind mit dem Stromsteuergerät 100B, eine Antriebsleistungs-Versorgungsschaltung mit einer Antriebsleistungsversorgung 101, eine Sicherung 102 und einen Leistungsversorgungsschalter 103 verbunden zwischen einem Leistungsversorgungsanschluss 104P und einem Erdungsanschluss 104N.
Eine Schalteingabegruppe 105d, eine Analogeingabegruppe 105a, eine elektrische Lastgruppe 106, eine elektrische Last 107, wie zum Beispiel ein linearer Solenoid (Elektromagnet), was eine Stromsteuerung benötigt, und ein Warnindikator 109 werden auch auf die gleiche Art und Weise wie in 1 verbunden.
In dem Kalibrierungsbetrieb vor einer Auslieferung eines Produkts, das bedeutet, dem Stromsteuergerät 100B, wird ein externes Gerät 1000 verbunden mit dem Mikroprozessor 111B durch eine serielle Schnittstellenschaltung 116. Ein Ausgabesignal eines Strommessers 1001 zur Kalibrierung, der in Reihe verbunden ist mit der elektrischen Last 107, und ein Ausgabesignal eines Thermometers 1002 zur Kalibrierung zum Abschätzen der Temperatur innerhalb des Stromsteuergeräts 100B, werden zugeführt an den Mikroprozessor 111B durch das externe Gerät 1000 und transferiert an einen RAM-Speicher 112.
Innerhalb des Stromsteuergeräts 100B enthält die Zielstrom-Einstellschaltung 120 einen Glättungswiderstand 131 und einen Glättungskondensator 132 und stellt eine Glättungsschaltung dar, die eine Einstellsteuerausgabe PWMB glättet, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal ist, das erzeugt wird durch den Mikroprozessor 111B zum Erhalten einer Zielsignalspannung Esc = αVcc. Hier ist α eine Einschaltdauer.
Die Einschaltdauer α ist das Verhältnis einer Periode, in der die Einstellsteuerausgabe PWMB bei dem logischen Pegel ”H” ist, und eine Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc wird erzeugt als eine Ausgabespannung, an einen Pulszyklus.
Die Zielstrom-Einstellschaltung 130 wird verwendet als ein Analogumwandlungsabschnitt, der einen DA-Wandler ersetzt, und wird dargestellt, so dass die Zielsignalspannung Esc erhalten wird als ein analoger Wert an einem Pulsfolge-Ausgabepunkt des Mikroprozessors 111B. Die Einschaltdauer α stimmt nicht direkt überein mit einer Einschaltdauer, welches ein An-/Aus-Steuerverhältnis des Schaltelements 121 ist.
Die Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung 140 enthält einen Vergleicher 141, einen Eingabewiderstand 142, einen Eingabewiderstand 143, einen Integrationskondensator 144 und eine Hystereseschaltung 145. Die Zielsignalspannung Esc, die ausgegeben wird von der Zielstrom-Einstellschaltung 130, ist verbunden mit einem nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 141 durch den Eingabewiderstand 142. Die überwachte Spannung Ef, die ausgegeben wird von der Glättungsschaltung 160, ist verbunden mit einem invertierenden Eingang des Vergleichers 141 durch den Eingabewiderstand 143. Der Integrationskondensator 144 ist verbunden zwischen dem Ausgabeanschluss und dem invertierenden Eingabeanschluss des Vergleichers 141. Deshalb wird eine Integralspannungsausgabe des Abweichungswerts zwischen der Zielsignalspannung Esc und der überwachten Spannung Ef erhalten an dem Ausgabeende des Vergleichers 141.
Die Hystereseschaltung 145 ist dargestellt durch eine positive Rückkopplungs-Vergleichsschaltung, die verlässlich das Schaltelement 121 an-/aus-schaltet. Insbesondere wird, wenn die Ausgabespannung des Vergleichers 141 beispielsweise 3 (V) überschreitet, der ausgegebene logische Pegel ”H”, so dass ein Transistor 123 des Umschaltschaltungsteils 120 angetrieben wird und angeschaltet wird. Wenn die Ausgabespannung des Vergleichers 141 abnimmt, um gleich oder geringer zu sein als beispielsweise 2,5 (V), kehrt der ausgegebene logische Pegel zu ”L” zurück, so dass der Transistor 123 ausgeschaltet wird.
Anstatt der Hystereseschaltung 145 kann eine Ausgabespannung einer Sägezahl-Wellensignal-Erzeugungsschaltung, die synchronisiert ist mit dem Pulszyklus der Einstellsteuerausgabe PWMB des Mikroprozessors 111B, verglichen werden mit einer Ausgabespannung des Vergleichers 141, und der Transistor 123 kann an-/aus-geschaltet werden gemäß dem Vergleichsergebnis. In diesem Fall stimmt der Umschaltzyklus des Schaltelements 121 überein mit dem Pulszyklus der Einstellsteuerausgabe PWMB des Mikroprozessors 111B.
Die Steuerleistungsversorgungseinheit 110, die Spannungsteilungswiderstände 191 und 192, die eine Leistungsversorgungs-Spannungsmessschaltung darstellen, das Umschaltschaltungsteil 120, das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion, die Glättungsschaltung 160 und die Temperaturdetektionsschaltung 170 werden auf die gleiche Art und Weise wie in 1 dargestellt.
Wie oben beschrieben enthält in dem Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform von 10 die Antriebssignalschaltung 180B bzw. Treibersignalschaltung 180B die Zielstrom-Einstellschaltung 130 und die Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung 140. Der Mikroprozessor 111B erzeugt die Einstellsteuerausgabe PWMB, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal ist von der An-/Aus-Betriebsart, proportional zu der umgewandelten Signalspannung Esb, wie unten beschrieben, und eine negative Rückkopplungsregelung wird ausgeführt außerhalb des Mikroprozessors 111B.
Die überwachte Spannung Ef wird eingegeben in den Mikroprozessor 111B als Referenzinformation.
(2) Detaillierte Beschreibung der Vorgänge und Betriebe.
Als Nächstes werden Vorgänge bzw. Aktionen und Betriebe des Stromsteuergeräts 100B für eine elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, konfiguriert wie in 10 gezeigt, im Einzelnen beschrieben.
Zuerst erzeugt in 10, falls der Leistungsversorgungsschalter 103 geschlossen ist, und die Antriebsleistungs-Versorgungsspannung Vb angelegt wird von der Antriebsleistungsversorgung 101 an die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110, die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110 eine stabilisierte Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc und führt die stabilisierte Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc an die entsprechenden Teile einschließlich des Mikroprozessors 111B, so dass der Mikroprozessor 111B den Betrieb aufnimmt.
In dem letzten Schritt der Herstellung und Auslieferungslinie des Stromsteuergeräts 100B werden ein Steuerprogramm und Steuerkonstanten eingeschrieben von dem externen Gerät bzw. Instrument 1000 in einen Programmspeicher 113B. Die Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126, gezeigt in 4 und 6, und die Temperaturdetektions-Eigenschaftsdaten 401 des Temperatursensors, gezeigt in 4, werden gespeichert in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113B. Der Kalibrierungsbetrieb, der mit Bezug auf 2 beschrieben wurde, wird ausgeführt für alle Produkte, die erfolgreich hergestellt werden, das heißt, für die Stromsteuergeräte 100B. Während des Kalibrierungsbetriebs werden die Steuereigenschaftsdaten 300 des Stromdetektionswiderstands 126, gezeigt in 3, und die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, gezeigt in 8, gespeichert in einem EEPROM-Datenspeicher 114B oder dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113B.
Während des tatsächlichen Betriebs, in dem das Stromsteuergerät 100B an dem Fahrzeug angebracht ist, erzeugt der Mikroprozessor 111B Antriebssteuersignale für die elektrische Lastgruppe 106, die elektrische Last 107 und dem Warnindikator 109 gemäß Eingabesignalinformation, die erhalten wird von der analogen Eingabegruppe 105a und der Schaltereingabegruppe 105b, sowie die Inhalte des Eingabe-/Ausgabe-Steuerprogramms, die gespeichert werden in dem Programmspeicher 113B.
Insbesondere wird der Ziellaststrom Is0 erzeugt für die elektrische Last 107, und der erste Umwandlungsabschnitt 510, der mit Bezug auf 5 beschrieben wurde, und ein zweiter Umwandlungsabschnitt 710B, der mit Bezug auf 11 beschrieben wird, werden ausgeführt, während eines Überwachens der Werte der temperaturgemessenen Spannung St, die erhalten wird von dem Temperatursensor 171, der überwachten Spannung Ef, die erhalten wird von dem Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion, und der Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf. Deshalb wird die Einstellsteuerausgabe PWMB, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal ist, erzeugt. Eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 wird ausgeführt durch die Antriebssignalschaltung 180B, und daher wird eine negative Rückkopplungsregelung ausgeführt, so dass der Laststrom Im der elektrischen Last 107 übereinstimmt mit dem Ziellaststrom Is0.
Das Flussdiagramm von 5, das den ersten Umwandlungsabschnitt 510 zeigt, wird auch angewandt auf die zweite Ausführungsform von 10. Jedoch wird mit Bezug auf den Temperaturkorrektur-Umwandlungsfaktor in Schritt 505 von 5 in der zweiten Ausführungsform nur der Vergleichswert (Rb/Ra) zum Erhalten der umgewandelten Signalspannung Esb berechnet. Dies rührt daher, weil der Mikroprozessor 111B nicht direkt involviert ist in der negativen Rückkopplungsregelung unter Verwendung der überwachten Spannung Ef, und selbst wenn die umgewandelte überwachte Spannung Efb der überwachten Spannung Ef berechnet wird, kann die umgewandelte überwachte Spannung Efb nicht bei der negativen Rückkopplungsregelung reflektiert werden.
11 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Pulsbreiten-Modulationssteuerung in dem Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 11 zeigt den zweiten Umwandlungsabschnitt 710B in der zweiten Ausführungsform als Zentralkomponente. Die Pulsbreiten-Modulationssteuerung in dem Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform wird beschrieben mit Bezug auf 11.
Bezugnehmend auf 11 startet in Schritt 701B ein Pulsbreiten-Modulationsbetrieb.
Als Nächstes werden in Schritt 702B der Ziellaststrom Is0 und die Zielsignalspannung Es0 erzeugt. Die Zielsignalspannung Es0 wird erhalten durch Anwenden eines vorbestimmten Proportionalfaktors auf den Ziellaststrom Is0.
Als Nächstes werden in Schritt 703B der korrigierte Zielstrom Is und die korrigierte Signalspannung Es entsprechend dem Ziellaststrom Is0 und der Zielsignalspannung Es0, erzeugt in Schritt 702B, berechnet. Das Berechnungsverfahren des korrigierten Zielstroms Is wird wie oben beschrieben auf Grundlage der Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 beschrieben, die in 8 gezeigt sind.
Als Nächstes wird in Schritt 704B mit Bezug auf die korrigierte Signalspannung Es, die berechnet wird in Schritt 703B, die umgewandelte Signalspannung Esb berechnet durch Gleichung (7) auf Grundlage des Vergleichswerts (Rb/Ra), berechnet in Schritt 505 von 5. Esb = (Rb/Ra) × Es (7)
Als Nächstes wird in Schritt 706B die Einstellsteuerausgabe PWMB, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal ist, mit einem An-/Aus-Verhältnis proportional zu der umgewandelten Signalspannung Esb, die berechnet wird in Schritt 704B, erzeugt zum Ausführen einer Umschaltsteuerung des Schaltelements 121.
Als Nächstes ist Schritt 707B ein Betriebsendeschritt. In dem Betriebsendeschritt 707B wird ein anderes Steuerprogramm ausgeführt, und der Prozess kehrt zurück zu Schritt 701B in einer vorbestimmten Zeit, so dass die Pulsbreiten-Modulationssteuerung weitergeführt wird.
Die Zielstromeinstellschaltung 130 glättet die Einstellsteuerausgabe PWMB, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal ist, um die Zielsignalspannung Esc als analoges Signal zu erzeugen, das übereinstimmt mit der umgewandelten Signalspannung Esb. Die Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung 140 erzeugt die Abweichungsspannung ΔEb = (Esc – Ef) zwischen der Zielsignalspannung Esc und der überwachten Spannung Ef und erzeugt die Negative-Rückkopplungsregelungs-Signalspannung mit der Proportionalkomponente, die proportional ist zu der Abweichungsspannung ΔEb und der Abweichungsintegralkomponente. Eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 wird ausgeführt durch die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung, so dass die Zielsignalspannung Esc und die überwachte Spannung Ef mit einander übereinstimmen. Deshalb wird eine negative Rückkopplungsregelung ausgeführt, so dass der Laststrom Im, der übereinstimmt mit dem Ziellaststrom Is0, erhalten wird.
In Schritt 702B von 11 wird bevorzugt die Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf zur momentanen Zeit gelesen, und wenn der Linearkalibrierungsabschnitt 210 von 2 ausgeführt wird, wird ein Offset-Fehler auf Grundlage eines Unterschieds von einer vorbestimmten Standardleistungs-Versorgungsspannung korrigiert.
Schritt 710B, enthaltend Schritte 702B bis 706B, stellt den zweiten Umwandlungsabschnitt 710B dar.
(3) Hauptpunkte und Merkmale der zweiten Ausführungsform
Wie aus der obigen Beschreibung verstanden wird, enthält als ein erster Hauptpunkt das Stromsteuergerät 100B für die elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform das Leistungsversorgungs-Schaltungsteil, in dem das Schaltelement 121, der Stromdetektionswiderstand 126 und die elektrische Last 107, an die Leistung bzw. Energie zugeführt wird von der Antriebsleistungsversorgung 101, in Reihe miteinander verbunden sind, und das Steuerschaltungsteil, das das AN-/AUS-Verhältnis des Schaltelements 121 steuert auf Grundlage des Ziellaststroms Is0 der elektrischen Last 107 und des Laststroms Im, der in dem Stromdetektionswiderstand 126 fließt. Das Steuerschaltungsteil enthält den Mikroprozessor 111B mit dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113B, den RAM-Speicher 112 zum arithmetischen Verarbeiten, und den Multikanal-AD-Wandler 115, das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion, die Temperaturdetektionsschaltung 170 und die Antriebssignalschaltung 180B. Der nichtflüchtige Programmspeicher 113B enthält die Temperatureigenschaftsdaten 400, welche eines sind von einer Näherungsformel und einer Datentabelle hinsichtlich eines Temperatur-Zu-Widerstandswerts des Stromdetektionswiderstands 126. Das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion verstärkt die Spannung über den Stromdetektionswiderstand 126, und erzeugt die überwachte Spannung Ef, die hauptsächlich auf der Stromproportionalkomponente basiert, die proportional ist zu dem Laststrom Im für die elektrische Last 107 und die Fehlerkomponente enthält. Wenn die Temperatur nahe dem Stromdetektionswiderstand 126 die Normaltemperatur-Außentemperatur Ta ist, werden die Steuereigenschaftsdaten 300, die die Entsprechungsbeziehung repräsentieren zwischen dem tatsächlich gemessenen Laststrom Im, der gemessen wird durch den externen Strommesser, für eine Kalibrierung, und dem Ziellaststrom Is0, gespeichert in einem von dem Datenspeicherbereich von dem nicht-flüchtigen Programmspeichers 113B und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114B, der anstatt des Datenspeicherbereichsverbunden ist. Die Temperaturdetektionsschaltung 170 enthält den Temperatursensor 171 und erzeugt die gemessenen Spannungen Sa und Sb, die der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta des Stromdetektionswiderstands 126 und entsprechend der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb im Betrieb entsprechen, und die gemessenen Spannungen Sa und Sb werden eingegeben in den Mikroprozessor 111B durch den Multikanal-AD-Wandler 115. Das Steuerschaltungsteil erzeugt die korrigierte Signalspannung Es, die proportional ist zu dem korrigierten Zielstrom Is, der erhalten wird durch Korrigieren des Ziellaststroms Is0, und steuert das An-/Aus-Verhältnis des Schaltelements 121, so dass die umgewandelte Signalsspannung Esb, die proportional ist zu dem umgewandelten Zielstrom Esb, übereinstimmt mit der überwachten Spannung Ef. Der korrigierte Zielstrom Is entspricht dem Ziellaststrom Is0, der erzeugt wird durch das Steuerschaltungsteil, wenn der tatsächlich gemessene Laststrom Im, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht, ersetzt wird durch den Ziellaststrom ISO in den Steuereigenschaftsdaten. Der umgewandelte Zielstrom Isb wird berechnet auf Grundlage des Vergleichswerts (Rb/Ra) zwischen dem Normaltemperaturwiderstand Ra und dem tatsächlichen Betriebswiderstand Rb des Stromdetektionswiderstands 126, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten 400 in Ansprechen auf die Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, wenn die Steuereigenschaftsdaten 300 erhalten werden, sowie auf die tatsächliche Betriebsaußentemperatur Tb im Betrieb.
Wie oben beschrieben können, gemäß dem ersten Hauptpunkt der zweiten Ausführungsform, selbst wenn eine Anfangskalibrierung ausgeführt wird, nur in der Normaltemperaturumgebung, da die Steuereigenschaftsdaten 300 und die akkuraten Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 im Voraus gespeichert werden, Fluktuationen von Komponenten und ein akkurat detektierter Laststrom in der tatsächlichen Betriebs-Hoch-Temperaturumgebung oder einer tatsächlichen Betriebs-Nieder-Temperaturumgebung geschätzt werden. Mit Bezug auf Änderungen in dem Widerstandswert aufgrund einer Selbsterhitzung des Stromdetektionswiderstands 126, hervorgerufen durch den Laststrom Im, und dem Einfluss durch den Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Stromdetektionswiderstands 126 selbst und der Außentemperatur, die gemessen wird durch die Temperaturdetektionsschaltung 170, wird der umgewandelte Zielstrom Isb berechnet auf Grundlage des Vergleichswerts des Normaltemperaturwiderstands (Ra), der erhalten wird zu der Zeit einer Erfassung der Steuereigenschaftsdaten 300, mit dem tatsächlichen Betriebswiderstand Rb, der erhalten wird in dem tatsächlichen Betriebszustand, so dass ein akkurat detektierter Laststrom geschätzt werden kann, und Stromsteuerfehler unterdrückt werden können.
Eine akkurate Stromsteuerung kann ausgeführt werden durch Verwenden des Stromdetektionswiderstands 126, der eine Genauigkeit vergleichsweise nicht benötigt, ohne ein Verwenden des akkuraten Stromdetektionswiderstands 126, was keine Änderung aufweist in einem Widerstandswert mit Bezug auf eine Änderung in der Temperatur. Folglich werden Produkte günstiger.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform enthält als ein zweiter Hauptpunkt der nicht-flüchtige Programmspeicher 113B das Steuerprogramm, das den Linearkalibrierungsabschnitt 210 darstellt, sowie den Anfangsdatenspeicherabschnitt 208, den ersten Umwandlungsabschnitt 510 und den zweiten Umwandlungsabschnitt 710B. Der Linearkalibrierungsabschnitt 210 empfängt die Werte des ersten, zweiten und dritten Laststroms Im1, Im2 und Im3, die erhalten werden durch Messen des Laststroms Im, der tatsächlich in der elektrischen Last 107 und dem Stromdetektionswiderstand 126 fließt, durch den Strommesser 1001 zur Kalibrierung und erzeugt die Steuereigenschaftsdaten 300, wenn mindestens drei vorbestimmte Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 eingestellt werden als Ziellaststrom Is0, so dass die Beziehung Is01 < Is02 < Is03 zwischen dem ersten Ziellaststrom Is01, dem zweiten Ziellaststrom Is02 und dem dritten Ziellaststrom Is03 erreicht wird. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208 speichert die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, die die Beziehung darstellen zwischen den korrigierten Zielströmen Is1, Is2 und Is3, die entsprechend den ersten, zweiten und dritten Laststrom Im1, Im2 und Im3 steuern, um überein zu stimmen mit den Ziellastströmen Is01, Is02, Is03, sowie die Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113B und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114B, und speichert mindestens einen ausgewählt von dem Wert der Normaltemperatur-Gemessenen-Spannung bzw. gemessenen Spannung bei Normaltemperatur Sa, die der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta entspricht, die detektiert wird durch die Temperaturdetektionsschaltung 170, wenn der Linearkalibrierungsabschnitt 210 ausgeführt wird, und dem Wert des Normaltemperaturwiderstands Ra, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 in Ansprechen auf den Wert der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113B und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114B. Der erste Umwandlungsabschnitt 510 liest die gemessene Spannung Sb im Betrieb, was detektiert wird durch die Temperaturdetektionsschaltung 170 zum Schätzen der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb, berechnet den Wert des tatsächlichen Betriebswiderstands Rb, erhalten von den Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 bei der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb, und berechnet den umgewandelten Zielstrom Isb = Is × (Rb/Ra) von dem Wert des korrigierten Zielstrom Is, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht. Der zweite Umwandlungsabschnitt 710B oder 910 berechnet den korrigierten Zielstrom Is, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht, durch einen Linearinterpolierungs-Arithmetikbetrieb auf Grundlage der Ziellaststrom-zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, die gespeichert werden durch den Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208.
Wie oben beschrieben, werden gemäß dem zweiten Hauptpunkt der zweiten Ausführungsform die Steuereigenschaftsdaten 300 durch den Linearkalibrierungsabschnitt 210 gespeichert auf Grundlage der drei Kalibrierungsströme bei mit mehreckigen Näherungscharakteristika, und der Laststrom wird gesteuert durch den ersten Umwandlungseinstellabschnitt 510 auf Grundlage der Temperatureigenschaftsdaten 400 des Stromdetektionswiderstands 126 und dem zweiten Umwandlungseinstellabschnitt 710B auf Grundlage des Linearkalibrierungsabschnitts 210.
Deshalb können nicht-lineare Steuereigenschaften aufgrund der Erhöhung in dem Temperaturanstieg des Stromdetektionswiderstands 126, proportional zu dem Quadrat des Laststroms Im, korrigiert werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der zweiten Ausführungsform enthält als ein dritter Hauptpunkt der Mikroprozessor 111B die umgewandelte Signalspannung Esb, proportional zu dem umgewandelten Zielstrom Isb und erzeugt die Einstellsteuerausgabe PWMB, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal der Betriebsart ist, proportional zu der umgewandelten Signalspannung Esb, um eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 auszuführen durch die Antriebssignalschaltung 180B. Die Antriebssignalschaltung 180B enthält die Zielstrom-Einstellschaltung 130, die die Einstellsteuerausgabe PWMB glättet zum Erzeugen der Zielsignalspannung Esc, die mit der umgewandelten Signalspannung Esb übereinstimmt, und die Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung 140, die die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung erzeugt, die die Proportionalkomponente und die Abweichungsintegralkomponente enthält mit Bezug auf die Abweichungsspannung ΔEb = (Esc – Ef) zwischen der Zielsignalspannung Esc, die erzeugt wird durch die Zielstrom-Einstellschaltung 130, und der überwachten Spannung Ef und führt eine Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 aus in Ansprechen auf die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung.
Wie oben beschrieben erzeugt gemäß dem dritten Hauptpunkt der zweiten Ausführungsform der Mikroprozessor 111B die Einstellsteuerausgabe PWMB, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal der Betriebsart, proportional zu der umgewandelten Signalspannung Esb ist, zum Ausführen einer Umschaltsteuerung des Schaltelements 121 durch die Zielstrom-Einstellschaltung 130 und die Abweichungsintegrationsschaltung 140.
Deshalb wird eine negative Rückkopplungsregelung ausgeführt durch die Antriebssignalschaltung 180B, welches Hardware ist, die bereitgestellt wird außerhalb des Mikroprozessors 111B. Folglich kann die Steuerlast, die auf dem Mikroprozessor 111B liegt, verringert werden.
3. Ausführungsform
(1) Detaillierte Beschreibung der Konfigurierung der dritten Ausführungsform
12 zeigt ein Gesamtschaltungs-Blockdiagramm, das ein Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform enthält ein Stromsteuergerät 100C als Zentralkomponente. Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform verwendet das Stromsteuergerät 100C anstatt der Stromsteuergeräte 100A und 100B in der ersten und zweiten Ausführungsform. Hier im Folgenden wird 12 beschrieben unter Fokussierung auf die Unterschiede von denen in 1 und 10.
Das Stromsteuergerät für eine elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform, gezeigt in 12, enthält erste und zweite elektrische Lasten 107x und 107y, welches die gleichen sind wie die elektrische Last 107 in der ersten und zweiten Ausführungsform, erste und zweite Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, welche den ersten und zweiten elektrischen Lasten 107x und 107y entsprechen, erste und zweite Schaltelemente 121x und 121y, welche die gleichen sind wie das Schaltelement 121 in der ersten und zweiten Ausführungsform, und sind zusammengesetzt aus dem Umschaltschaltungsteil 120, den ersten und zweiten Verstärkerschaltungsteilen 150x und 150y für eine Stromdetektion, die das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion enthalten, und der Glättungsschaltung 160 in der ersten und zweiten Ausführungsform, sowie erste und zweite Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, die die gleichen sind wie die Temperaturdetektionsschaltung 170 in der ersten und zweiten Ausführungsform. Die erste und zweite Antriebssignalschaltung 180x und 180y sind äquivalent zu der Antriebssignalschaltung 180A von 1 oder der Antriebssignalschaltung 180B von 10. In den entsprechenden Zeichnungen stellen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile oder äquivalente Teile dar.
Jedes von dem ersten und zweiten Verstärkerschaltungsteil 150x und 150y für eine Stromdetektion enthält das Verstärkerschaltungsteil 150 für eine Stromdetektion und die Glättungsschaltung 160, die gleich konfiguriert ist wie diese in der ersten und zweiten Ausführungsform. Das erste und zweite Verstärkungsschaltungsteil 150x und 150y erzeugen überwachte Spannungen Efx und Efy hinsichtlich der Spannungen über den ersten und zweiten Stromdetektionswiderstand 126x und 126y und geben die überwachten Spannungen Efx und Efy an einen Mikroprozessor 111C. Die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y detektieren die Temperaturen nahe der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, erzeugen gemessene Spannungen Stx und Sty und geben die gemessenen Spannungen Stx und Sty in den Mikroprozessor 111C. Der Mikroprozessor 111C gibt Pulsbreitenmodulations-Steuerausgaben PWMx und PWMy aus für das erste und zweite Schaltelement 121x und 121y und steuert die An-/Aus-Verhältnisse der Schaltelemente 121x und 121y durch die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y.
In 12 enthält das Stromsteuergerät 100C den Mikroprozessor 111C, an den Leistung bzw. Energie zugeführt wird von der Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110 als Zentralkomponente, und Schaltungsteile, wie zum Beispiel das erste und zweite Schaltelement 121x und 121y, die erste und zweite Antriebssignalschaltung 180x und 180y, das erste und zweite Verstärkerschaltungsteil 150x und 150y für eine Stromdetektion einschließlich einer Glättungsschaltung, und die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y. Das Stromsteuergerät 100C ist in einem abgedichteten Gehäuse (nicht gezeigt) untergebracht.
Ähnlich zu 1 und 10, wie die externen Geräte, die verbunden sind mit dem Stromsteuergerät 100C, ist eine Antriebsleistungs-Versorgungsschaltung mit einer Antriebsleistungsversorgung 101, einer Sicherung 102 und einem Leistungsversorgungsschalter 103 verbunden zwischen einem Leistungsversorgungsanschluss 104P und einem Erdungsanschluss 104N.
Eine Schaltereingabegruppe 105d, eine Analogeingabegruppe 105a, eine elektrische Lastgruppe 106, elektrische Lasten 107x und 107y, wie zum Beispiel lineare Solenoiden (Elektromagneten), die eine Stromsteuerung benötigen, und ein Warnindikator 109 sind verbunden auf die gleiche Art und Weise wie in 1 und 10.
In dem Kalibrierungsbetrieb vor einer Auslieferung eines Produkts, das heißt, des Stromsteuergeräts 100C, wird ein externes Instrument bzw. Gerät 1000 verbunden mit dem Mikroprozessor 111C durch eine serielle Schnittstellenschaltung 116. Ein Ausgabesignal eines Strommessers 1001 zur Kalibrierung, der in Reihe verbunden ist mit den elektrischen Lasten 107x und 107y, und ein Ausgabesignal eines Thermometers 1002 zur Kalibrierung zum Schätzen der Temperatur innerhalb des Stromsteuergeräts 100C, werden zugeführt an den Mikroprozessor 111C durch das externe Gerät 1000 und transferiert an einen RAM-Speicher 112, was unten beschrieben wird.
Innerhalb des Stromsteuergeräts 100C enthält der Mikroprozessor 111C einen RAM-Speicher 112 für eine arithmetische Verarbeitung, einen Programmspeicher 113C, dargestellt durch einen Flash-Speicher, der elektrisch auf einmal gelöscht werden kann, um ein Einschreiben zu erlauben und der ausgelesen werden kann, einen Datenspeicher 114C, dargestellt durch einen EEPROM-Speicher, der elektrisch beschrieben werden kann, und Byte für Byte ausgelesen werden kann, einen Multikanal-AD-Wandler 115 und eine Schnittstellenschaltung 116 für eine serielle Kommunikation.
Die Steuerausgaben PWMx und PWMy, die Pulsbreiten-Modulationssignale sind, die erzeugt werden durch den Mikroprozessor 111C, sind in dem Format von einem von einer negativen Rückkopplungsregelungsausgabe, wie zum Beispiel der Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA in 1, und der Einstellsteuerausgabe PWMB in 10.
Die Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf, die temperaturgemessenen Spannungen Stx und Sty, und die überwachten Spannungen Efx und Efy werden eingegeben in den Mikroprozessor 111C durch den Multikanal-AD-Wandler 115.
Wenn die Steuerausgaben PWMx und PWMy Negative-Rückkopplungsregelungsausgaben sind, wie zum Beispiel die Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA in 1, werden die überwachten Spannung Efx und Efy eingegeben in den Mikroprozessor 111C, werden aber nicht eingegeben in die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y.
Wenn die Steuerausgaben PWMx und PWMy Negative-Rückkopplungsregelungsausgaben sind, wie zum Beispiel die Einstellsteuerausgabe PWMB in 10, werden die überwachten Spannungen Efx und Efy eingegeben in den Mikroprozessor 111C als Referenzinformation und werden eingegeben in die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y als negative Rückkopplungssignale.
(2) Detaillierte Beschreibung der Vorgänge und Betriebe
Als Nächstes werden Vorgänge bzw. Aktionen und Betriebe des Stromsteuergeräts 100C für eine elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform, konfiguriert wie in 12 gezeigt, im Einzelnen beschrieben.
Zuerst erzeugt, wie in 12 gezeigt, falls der Leistungsversorgungsschalter 103 geschlossen ist und die Antriebsleistungs-Versorgungsspannung Vb angelegt wird von der Antriebsleistungsversorgung 101 an die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110, die Steuerleistungs-Versorgungseinheit 110 eine stabilisierte Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc und führt die stabilisierte Steuerleistungs-Versorgungsspannung Vcc den entsprechenden Teilen einschließlich des Mikroprozessors 111C zu, so dass der Mikroprozessor 111C den Betrieb aufnimmt.
In dem letzten Schritt der Herstellung und Ausführlinie des Stromsteuergeräts 100C werden ein Steuerprogramm und Steuerkonstanten eingeschrieben von dem externen Gerät 1000 in den Programmspeicher 113C. Die Temperatureigenschaftsdaten 400 der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, gezeigt in 4 und 6, und die Temperaturdetektions-Eigenschaftsdaten 401 der Temperatursensoren 171 der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, gezeigt in 4, werden in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113C gespeichert. Die Temperatureigenschaftsdaten 400 unterscheiden sich bei den Stromdetektionswiderständen 126x und 126y, aber aus Gründen der Bequemlichkeit wird das gleiche Bezugszeichen 400 verwendet. Die Temperaturdetektions-Eigenschaftsdaten 401 unterscheiden sich bei den Temperatursensoren 171 der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, aber aus Gründen der Bequemlichkeit wird das gleiche Bezugszeichen verwendet. Der Kalibrierungsbetrieb, der beschrieben wurde mit Bezug auf 2, wird ausgeführt für alle der Stromsteuergeräte 100C, die erfolgreich hergestellt werden. Während des Kalibrierungsbetriebs werden die Steuereigenschaftsdaten 300 der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y und die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 gespeichert in dem EEPROM-Datenspeicher 114C oder dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113C. Die Steuereigenschaftsdaten 300 und die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800 unterscheiden sich bei den Stromdetektionswiderständen 126x und 126y, aber aus Gründen der Bequemlichkeit werden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Während des tatsächlichen Betriebs, in dem das Stromsteuergerät 100C angebracht wird an dem Fahrzeug, erzeugt der Mikroprozessor 111C Antriebssteuersignale für die elektrische Lastgruppe 106, die elektrischen Lasten 107x und 107y, und den Warnindikator 109 in Ansprechen auf Eingabesignaleinformation, die erhalten wird von der Analogeingabegruppe 105a und der Schaltereingabegruppe 105d, und die Inhalte des Eingabe-/Ausgabe-Steuerprogramms, das gespeichert wird in dem Programmspeicher 113C.
Insbesondere werden Ziellastströme Is0x und Is0y entsprechend erzeugt für elektrische Lasten 107s und 107y, und der erste Umwandlungsabschnitt 510, der oben mit Bezug auf 5 beschrieben wurde, und der zweite Umwandlungsabschnitt 710A, 910 oder 710B, der oben mit Bezug auf 7, 9 oder 11 beschrieben wurde, werden ausgeführt, während ein Überwachen der Werte der temperaturgemessenen Spannungen Stx und Sty, erhalten von den Temperatursensoren 171x uns 171y, der überwachten Spannungen Efx und Efy, die erhalten werden von den Verstärkerschaltungsteilen 150x und 150y für eine Stromdetektion, und der Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vx. Deshalb werden die Steuerausgaben PWMx und PWMy, die Pulsbreiten-Modulationssignale sind, erzeugt. Umschaltsteuerung der Schaltelemente 121x und 121y wird ausgeführt durch die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y, und daher wird eine negative Rückkopplungsregelung ausgeführt, so dass die Lastströme Imx und Imy der elektrischen Lasten 107x und 107y entsprechend übereinstimmen mit den Ziellastströmen Is0x und Is0y.
13 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Abnormalitätsüberwachungsbetrieb in der dritten Ausführungsform zeigt. Ein Abnormalitätsüberwachungsbetrieb in der dritten Ausführungsform wird beschrieben mit Bezug auf 13. In 13 startet in Schritt 1301 ein Abnormalitätsüberwachungsbetrieb hinsichtlich der Außentemperaturen der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y durch den Mikroprozessor 111C.
Als Nächstes wird in Schritt 1302a der Wert des ersten Ziellaststroms Is01, der dem ersten Laststrom Im1 der ersten elektrischen Last 107x entspricht, oder der Wert des ersten Laststroms Im1, der berechnet wird invers von der ersten überwachten Spannung Ef1, regelmäßig abgetastet bzw. gesampelt und gelesen, und der Quadratwert des gelesenen und gesampelten Werts wird gespeichert in einer Erste-In-Erste-Out-Datentabelle über eine vorbestimmte Periode, wobei der Gesamtdurchschnittswert des Quadratwerts des Laststroms, gespeichert in der relevanten Datentabelle, berechnet wird als gleitender Durchschnitts-Quadratwert.
Als Nächstes wird in Schritt 1303a der vorliegende Temperaturanstiegswert berechnet auf Grundlage des Temperaturanstiegfaktors K, der berechnet und gespeichert wird in Schritt 207b von 2, und der Temperaturanstiegswert wird subtrahiert von der Außentemperatur, die detektiert wird durch die erste Temperaturdetektionsschaltung 170x zum Berechnen einer ersten Umgebungstemperatur der Region, wobei die erste Temperaturdetektionsschaltung 170 bereitgestellt wird.
Als Nächstes wird in Schritten 1302b und 1303b eine zweite Umgebungstemperatur hinsichtlich des Stromdetektionswiderstands 126y für die zweite elektrische Last 107y berechnet. Datentabellen, die in der gleichen Art und Weise wie Schritte 1302a und 1303a betrieben werden, werden bereitgestellt. Die Datentabellen werden dargestellt durch den RAM-Speicher 112.
Schritte 1303a und 1303b stellen entsprechend erste und zweite Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitte dar. Die berechnete erste und zweite Umgebungstemperatur sind die Werte, die entsprechend erhalten werden durch Subtrahieren der Temperaturanstiegsbeträge aufgrund einer Selbsterhitzung des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstands 126x und 126y von den Außentemperaturen des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstand 126x und 126y, die detektiert werden durch die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y. Deshalb sind in dem normalen Zustand die erste und zweite Umgebungstemperatur im Wesentlichen die gleiche Umgebungstemperatur.
Als Nächstes ist Schritt 1304a ein Bestimmungsschritt, der einen diskreten Abnormalitätsbestimmungsabschnitt darstellt. Falls eine diskrete Abnormalität auftritt, wird eine ”JA”-Bestimmung durchgeführt und der Prozess geht zu Schritt 1304b. Falls keine Abnormalität auftritt, wird eine ”NEIN”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess geht zu Schritt 1305a.
In Schritt 1304a, der einen diskreten Abnormalitätsbestimmungsabschnitt darstellt, wenn die Außentemperaturen, detektiert durch die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y, außerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichswerts sind, wird bestimmt, dass eine diskrete Abnormalität auftritt. Der vorbestimmte zulässige Bereichswert ist der obere und untere Grenzwert der tatsächlichen Betriebstemperatur, die erhalten werden durch Hinzufügen der Maximaltemperatur-Anstiegswerte des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstands 126x und 126y zu den oberen Grenzwerten der oberen und unteren Grenzwerte der Umgebungstemperatur, die anzuwenden sind.
In Schritt 1304a wird, falls eine von den Außentemperaturen, die detektiert werden durch die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y, übermäßig größer ist als die andere Außentemperatur, und der Unterschied zwischen den Außentemperaturen, die Maximaltemperatur-Anstiegswerte des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstands 126x und 126y überschreitet, eine Abnormalitätsbestimmung durchgeführt.
In Schritt 1304b wird vor einem Auftreten einer diskreten Abnormalität gewarnt durch den Warnindikator 109, und ein Abnormalitätsauftrittszustand wird temporär gespeichert in dem RAM-Speicher 112. Dann schreitet der Prozess fort zu Schritt 1307a.
In Schritt 1305a, der einen Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt darstellt zur Zeit einer Abnormalitätsbestimmung, wird eine ”JA”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess schreitet fort zu Schritt 1305b. Wenn es keine Abnormalität gibt, wird eine ”NEIN”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess schreitet fort zu Schritt 1306a.
In Schritt 1305a wird es bestimmt, wenn eine von der ersten und zweiten Umgebungstemperatur, die geschätzt werden in den Schritte 1303a und 1303b, übermäßig größer ist als die andere Außentemperatur, dass mindestens eine von der ersten und zweiten Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y abnormal ist.
In Schritt 1305b wird vor einem Auftreten einer Abnormalität des Temperatursensors gewarnt durch den Warnindikator 109, und ein Abnormalitätsauftrittszustand wird temporär gespeichert in dem RAM-Speicher 112. Dann schreitet der Prozess fort zu Schritt 1307a.
In Schritt 1306a, der einen Temperaturabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt darstellt, wird zur Zeit einer Abnormalitätsbestimmung eine ”JA”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess schreitet fort zu Schritt 1306b. Wenn es keine Abnormalität gibt, wird eine ”NEIN”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess schreitet fort zu Schritt 1307a.
In Schritt 1306a wird, wenn in Schritt 1305a eine Abnormalitätsbestimmung nicht durchgeführt wird, falls die erste und zweite Umgebungstemperatur, die in Schritten 1303a und 1303b geschätzt wurden, beide übermäßig groß sind, es bestimmt, dass die Umgebungstemperatur übermäßig groß bzw. überhöht ist.
In Schritt 1306b wird vor einem Auftreten der Abnormalität der Umgebungstemperatur gewarnt durch den Warnindikator 109, und ein Abnormalitätsauftrittszustand wird temporär gespeichert in dem RAM-Speicher 112. Dann schreitet der Prozess fort zu Schritt 1307a.
In Schritt 1306b stoppt ein Antreiben der elektrischen Last, was der Grund für den Anstieg der inneren Temperatur des Stromsteuergeräts 100C ist, um die innere Umgebungstemperatur zu unterdrücken.
In Schritt 1307a wird bestimmt, ob ein Transfer und eine Sicherheitsperiode (nicht gezeigt) erreicht wird oder nicht. Gewöhnlich wird eine ”NEIN”-Bestimmung durchgeführt, und der Prozess schreitet fort zu einem Betriebsendeschritt 1309. Indessen wird eine ”JA”-Bestimmung sofort durchgeführt, bevor der Betrieb stoppt oder regelmäßig, und der Prozess schreitet fort zu Schritt 1307b.
In Schritt 1307b wird in dem RAM-Speicher 112 in Schritten 1304b, 1305b und 1306b gespeicherte Information transferiert und gespeichert in dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113C oder dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114C. Hinsichtlich der transferierten und gespeicherten Information wird, falls die relevante Abnormalität die gleiche ist wie die Abnormalität der transferierten und gespeicherten Information in der Vergangenheit, die akkumulierte Anzahl von einem Abnormalitätsauftreten gespeichert.
Als Nächstes wird in dem Betriebsendeschritt 1309 ein anderes Steuerprogramm ausgeführt, und der Prozess schreitet wieder fort zu dem Betriebsstartschritt 1301 in einer vorbestimmten Zeit.
(3) Hauptpunkte und Merkmale der dritten Ausführungsform
Wie aus der obigen Beschreibung verstanden wird, enthält als ein erster Hauptpunkt das Stromsteuergerät 100C für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform das Leistungsversorgungs-Schaltungsteil, in dem die Schaltelemente 121x und 121y, die Stromdetektionswiderstände 126x und 126y und die elektrischen Lasten 107x und 107y, an die Leistung bzw. Strom zugeführt wird von der Antriebsleistungsversorgung 101, in Reihe miteinander verbunden sind, sowie das Steuerschaltungsteil, das die AN-/AUS-Verhältnisse der Schaltelemente 121x und 121y steuert auf Grundlage des Ziellaststroms Is0 der elektrischen Lasten 107x und 107y und des Laststroms Im, der in den Stromdetektionswiderständen 126x und 126y fließt. Das Steuerschaltungsteil enthält den Mikroprozessor 111C mit dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113C, den RAM-Speicher 112 zum arithmetischen Verarbeiten, und den Multikanal-AD-Wandler 115, die Verstärkerschaltungsteile 150x und 150y für eine Stromdetektion, die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y und die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y. Der nicht-flüchtige Programmspeicher 113C enthält die Temperatureigenschaftsdaten 400, welche eines darstellen von einer Näherungsformel und einer Datentabelle hinsichtlich eines Temperatur-Zu-Widerstandswerts der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y. Die Verstärkerschaltungsteile 150x und 150y für eine Stromdetektion verstärken die Spannungen über die Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, die in Reihe verbunden sind mit den elektrischen Lasten 107x und 107y, und die überwachten Spannungen Efx und Efy erzeugen, die hauptsächlich auf den Stromproportionalkomponenten basieren, die proportional sind zu dem Laststrom Im für die elektrischen Lasten 107x und 107y, und die Fehlerkomponenten enthalten. Wenn die Temperaturen nahe der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y die Normaltemperatur-Außentemperatur Ta darstellen, werden die Steuereigenschaftsdaten, die die Entsprechungsbeziehung darstellen zwischen dem tatsächlich gemessenen Laststrom Im, der gemessen wird durch den externen Strommesser 1001 für eine Kalibrierung, und dem Ziellaststrom Is0, gespeichert in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113C und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114C, verbunden anstatt des Datenspeicherbereichs. Die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y enthalten den Temperatursensoren 171 und erzeugt die gemessenen Spannungen Sax und Say und und die gemessenen Spannungen Sbx und Sby, die der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y bzw. der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb im Betrieb entsprechen, und die gemessenen Spannungen Sa und Sb werden eingegeben in den Mikroprozessor 111C durch den Multikanal-AD-Wandler 115. Das Steuerschaltungsteil erzeugt die korrigierte Signalspannung Es, die proportional ist zu dem korrigierten Zielstrom Is, der erhalten wird durch Korrigieren des Ziellaststroms Is0, und steuert die AN-/AUS-Verhältnisse der Schaltelemente 121x und 121y, so dass mindestens eine, ausgewählt von einer ersten Beziehung, in der die korrigierte Signalspannung Es übereinstimmt mit der umgewandelten überwachten Spannung Efb der überwachten Spannung Ef, und einer zweiten Beziehung, in der die umgewandelte Signalspannung Esb, die proportional ist zu dem umgewandelten Zielstrom Isb, übereinstimmt mit der überwachten Spannung Ef, erfüllt wird. Der korrigierte Zielstrom Is entspricht dem Ziellaststrom Is0, der erzeugt wird durch das Steuerschaltungsteil, wenn der tatsächlich gemessene Laststrom Im, entsprechend dem Ziellaststrom Is0, ersetzt wird durch den Ziellaststrom Is0 in den Steuereigenschaftsdaten. Eines von der umgewandelten überwachten Spannung Efb und dem umgewandelten Zielstrom Isb wird berechnet auf Grundlage des Vergleichswerts (Ra/Rb) oder (Rb/Ra) zwischen dem Normaltemperaturwiderstand Ra und dem tatsächlichen Betriebswiderstands Rb der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, der erhalten werden von den Temperatureigenschaftsdaten in Ansprechen auf die Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, wenn die Steuereigenschaftsdaten erhalten werden, und die tatsächliche Betriebsaußentemperatur Tb im Betrieb.
Wie oben beschrieben können, gemäß dem ersten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform, selbst wenn eine Anfangskalibrierung ausgeführt wird nur in der Normaltemperaturumgebung, da die Steuereigenschaftsdaten 300 und die akkuraten Temperatureigenschaftsdaten 400 der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y im Voraus gespeichert werden, Fluktuationen der Komponenten und ein akkurat detektierter Strom bei der tatsächlichen Betriebs-Hoch-Temperaturumgebung oder einer tatsächlichen Betriebs-Nieder-Temperaturumgebung geschätzt werden. Mit Bezug auf Änderungen in dem Widerstandswert aufgrund einer Selbsterhitzung der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, hervorgerufen durch den Laststrom Im, und den Einfluss durch die Temperaturunterschiede zwischen den Temperaturen des Stromdetektionswiderstände 126x und 126y selbst und der Außentemperaturen, die gemessen werden durch die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, wird die umgewandelte überwachte Spannung Efb oder der umgewandelte Zielstrom Isb berechnet auf Grundlage des Vergleichswerts (Ra/Rb) oder (Rb/Ra) zwischen dem Normaltemperaturwiderstand Ra, der erhalten wird zu der Zeit eines Erfassens der Steuereigenschaftsdaten 400 und des tatsächlichen Betriebswiderstand Rb, der erhalten wird in dem tatsächlichen Betriebszustand, so dass ein akkurat detektierter Laststrom geschätzt werden kann, und Stromsteuerfehler unterdrückt werden können.
Eine akkurate Stromsteuerung kann ausgeführt werden durch Verwenden der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, die eine Genauigkeit vergleichsweise nicht benötigen ohne Verwenden der akkuraten Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, die keine Änderung in einem Widerstandswert mit Bezug auf eine Änderung in der Temperatur erfahren. Folglich werden Produkte günstig.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform enthält als zweiter Hauptpunkt der nicht-flüchtige Speicher 113C das Steuerprogramm, das den Linearkalibrierungsabschnitt 210 darstellt, den Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208, den ersten Umwandlungsabschnitt 510 und den zweiten Umwandlungsabschnitt 710A, 910 oder 710B. Der Linearkalibrierungsabschnitt 210 empfängt die Werte der ersten, zweiten und dritten Lastströme Im1, Im2 und Im3, die erhalten werden durch Messen des Laststroms Im, der tatsächlich in den elektrischen Lasten 107x und 107y und den Stromdetektionswiderständen 126x und 126y fließt, durch den Strommesser 1001 zur Kalibrierung und erzeugt die Steuereigenschaftsdaten 300, wenn mindestens drei vorbestimmte Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 eingestellt werden als der Ziellaststrom Is0, so dass die Beziehung Is01 < Is02 < Is03 zwischen dem ersten Ziellaststrom Is01, dem zweiten Ziellaststrom Is02 und dem dritten Ziellaststrom Is03 erreicht wird. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt speichert die Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, die die Beziehung darstellen zwischen den korrigierten Zielströmen Is1, Is2 und Is3, die entsprechend den ersten, zweiten und dritten Laststrom Im1, Im2 und Im3 steuern, um überein zu stimmen mit den Ziellastströmen Is01, Is02, Is03, sowie die Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113C und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114C. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt speichert mindestens einen, ausgewählt von dem Wert der gemessenen Spannung der Normaltemperatur Sa, der der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta entspricht, detektiert durch die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, wenn der Linearkalibrierungsabschnitt 210 ausgeführt wird, und dem Wert des Normaltemperaturwiderstands Ra, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y in Ansprechen auf den Wert der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta in einem von dem Datenspeicherbereich von dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113C und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114C. Der erste Umwandlungsabschnitt 510 liest die gemessenen Spannungen Sbx in Betrieb, detektiert durch die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y zum Schätzen der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb, berechnet den Wert des tatsächlichen Betriebswiderstands Rb, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y bei der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb, und berechnet eines von der umgewandelten überwachten Spannung Efb = Ef × (Ra/Rb), entsprechend dem Wert der überwachten Spannung Ef und dem umgewandelten Zielstrom Isb = Is × (Rb/Ra) von dem Wert des korrigierten Zielstroms Is, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht. Der zweite Umwandlungsabschnitt 710A, 910 oder 910B berechnet den korrigierten Zielstrom Is, der dem dem Ziellaststrom Is0 entspricht, durch einen Linearinterpolierungs-Arithmetikbetrieb auf Grundlage der Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten 800, die gespeichert werden durch den Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208.
Wie oben beschrieben, werden gemäß dem zweiten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform die Steuereigenschaftsdaten 300 durch den Linearkalibrierungsabschnitt 210 gespeichert auf Grundlage der drei Kalibrierungsströme mit mehreckigen Näherungseigenschaften bzw. polygonalen Näherungscharakteristika, und der Laststrom wird gesteuert durch den ersten Umwandlungseinstellabschnitt 510 auf Grundlage der Temperatureigenschaften der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, und des zweiten Umwandlungseinstellabschnitts 710A, 900 oder 701B auf Grundlage des Linearkalibrierungsabschnitts 210.
Deshalb können nicht-lineare Steuereigenschaften aufgrund der Erhöhung in dem Temperaturanstieg der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y, proportional zu dem Quadrat des Laststroms Im, korrigiert werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform enthält als ein dritter Hauptpunkt der Linearkalibrierungsabschnitt 210 den ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt 210a, 210b und 210c, die dem ersten, zweiten bzw. dritten Ziellaststrom Is01, Is02 und Is03 entsprechen. Der erste, zweite dritte Linearkalibrierungsabschnitt 210a, 210b und 210c führen eine Sequenz von Datenerfassungsverarbeitungen aus auf Grundlage eines vorbestimmten Zeitschritts in einer kurzen Zeit, so dass, selbst wenn die Temperaturen der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y ansteigen, der Einfluss der Außentemperaturen der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y unterdrückt wird. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208 berechnet den Durchschnittswert der gemessenen Spannungen Sa1, Sa2 und Sa3 der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, gemessen durch den ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt 210a, 210b und 210c als die gemessene Spannung Sa bei der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, und der Anfangsdaten-Speicherabschnitt führt eines aus von einer Berechnung des Normaltemperaturwiderstands Ra von den Temperatureigenschaftsdaten 400 und einem Speichern des Durchschnittwerts der Normaltemperaturwiderstände Ra1, Ra2 und Ra3, die berechnet werden von den Temperatureigenschaftsdaten 400 in Ansprechen auf die gemessenen Spannungen Sa1, Sa2 und Sa3 als der Normaltemperaturwiderstand Ra.
Wie oben beschrieben werden gemäß dem dritten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform drei Zyklen der Linearkalibrierung durch die drei Arten von Ziellastströmen Is01, Is02 und Is03 in einer kurzen Zeit ausgeführt, und die Normaltemperaturwiderstände Ra der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y werden berechnet und gespeichert auf Grundlage des Durchschnittswerts der Außentemperaturen, die gemessen werden durch entsprechende Zyklen der Linearkalibrierung.
Deshalb können die Widerstandswerte der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y in der Normaltemperaturumgebung akkurat berechnet werden, ohne durch Messvariationen beeinflusst zu werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt als vierter Hauptpunkt der Mikroprozessor 111C eines von der korrigierten Signalspannung Es, die proportional ist zu dem korrigierten Zielstrom Is und der umgewandelten Signalspannung Esb, die proportional ist zu dem umgewandelten Zielstrom Isb. Der Mikroprozessor 111C erzeugt die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung mit einer Proportionalkomponente und einer Abweichungsintegralkomponente mit Bezug auf die Abweichungsspannung, die dargestellt wird durch eines von ΔE = (Esb – Ef), was der überwachten Spannung Ef entspricht, und ΔE = (Es – Efb) was der umgewandelten überwachten Spannung Efb entspricht, und erzeugt die Rückkopplungs-Regelungsausgaben PWMx und PWMy, die Pulsbreitenmodulationssignale der Betriebsart sind, proportional zu der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung, um eine Umschaltsteuerung der Schaltelemente 121x und 121y durch die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y auszuführen.
Wie oben beschrieben erzeugt gemäß dem vierten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform der Mikroprozessor die Rückkopplungsregelungsausgabe PWMx und PWMy, die Pulsbreiten-Modulationssignale der Betriebsart sind, proportional zu der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung, um eine Umschaltsteuerung der Schaltelemente 121x und 121y auszuführen.
Deshalb können die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y, die Hardware darstellen und zwischen dem Mikroprozessor 111C und den Schaltelementen 121x und 121y verbunden sind, kompakt und mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt als fünfter Hauptpunkt der Mikroprozessor 111C die umgewandelte Signalspannung esb, proportional zu dem umgewandelten Zielstrom Isb, und erzeugt die Einstellsteuerausgaben PWMx und PWMy, welches Pulsbreiten-Modulationssignale der Betriebsart sind, proportional zu der umgewandelten Signalspannung Esb, um eine Umschaltsteuerung der Schaltelemente 121x und 121y durch die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y auszuführen. Jede von den Antriebssignalschaltungen 180x und 180y enthält die Zielstrom-Einstellschaltung 130, die die Einstellsteuerausgabe PWMx oder PWMy glättet, um die Zielsignalspannung Esc zu erzeugen, die mit der umgewandelten Signalspannung Esb übereinstimmt, sowie die Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung 140, die die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung mit der Proportionalkomponente und der Abweichungsintegralkomponente erzeugt mit Bezug auf die Abweichungsspannung ΔEb = (Esc – Ef) zwischen der Zielsignalspannung Esc, die erzeugt wird durch die Zielstrom-Einstellschaltung 130, und die überwachte Spannung Ef und führt eine Umschaltsteuerung der Schaltelemente 121x und 121y in Ansprechen auf die Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung aus.
Wie oben beschrieben erzeugt gemäß dem fünften Hauptpunkt der dritten Ausführungsform der Mikroprozessor 111C die Einstellsteuerausgaben PWMx und PWMy, welches Pulsbreiten-Modulationssignale der Betriebsart sind, proportional zu der umgewandelten Signalspannung Esb, um eine Umschaltsteuerung der Schaltelemente 121x und 121y durch die Zielstrom-Einstellschaltung 130 und die Abweichungsintegrationsschaltung 140 auszuführen.
Deshalb wird eine negative Rückkopplungsregelung ausgeführt durch die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y, die Hardware darstellen, die bereitgestellt wird außerhalb des Mikroprozessors. Folglich kann die Steuerlast, die dem Mikroprozessor 111B auferlegt wird, verringert werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform enthält als ein sechster Hauptpunkt das Leistungsversorgungs-Schaltungsteil eine Vielzahl von Schaltelementen 121x und 121y, die Leistung bzw. Strom zuführen an eine Vielzahl der elektrischen Lasten 107x und 107y, sowie eine Vielzahl von Stromdetektionswiderständen 126x und 126y. Der Mikroprozessor 111C ist konfiguriert um eine Umschaltsteuerung der Umschalelemente 121x und 121y durch eine Vielzahl der Antriebssignalschaltungen 180x bzw. 180y auszuführen. Der Mikroprozessor 111C führt die Steuerausgaben PWMx und PWMy zu, welches Pulsbreiten-Modulationssignale sind, an die Vielzahl der Antriebssignalschaltungen 180x und 180y. Die Steuerausgaben PWMx und PWMy sind Pulsbreiten-Modulationssignale, die äquivalent sind zu einer von der Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA und der Einstellsteuerausgabe PWMB gemäß der Tatsache, ob eine negative Rückkopplungsregelung ausgeführt wird durch den Mikroprozessor 111C oder die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y. Die Spannungen über der Vielzahl der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y werden eingegeben als die überwachten Spannungen Efx und Efy in den Mikroprozessor 111C oder die Antriebssignalschaltungen 180x und 180y durch die Verstärkerschaltungsteile 150x und 150y, und die Außentemperaturen der Vielzahl der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y werden gemessen durch die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y und eingegeben in den Mikroprozessor 111C.
Wie oben beschrieben wird gemäß dem sechsten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform der Mikroprozessor 111C konfiguriert, um eine Stromsteuerung einer Vielzahl von elektrischen Lasten 107x und 107y auszuführen, und eine Vielzahl von Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y werden bereitgestellt, um einer Vielzahl von Schaltelementen 121x und 121y und einer Vielzahl von Stromdetektionswiderständen 126x und 126y zu entsprechen.
Deshalb werden, selbst wenn der Laststrom sich unterscheidet zwischen den Schaltelementen 121x und 121y, die Außentemperaturen nahe der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y akkurat gemessen, so dass eine Stromsteuerung akkurat ausgeführt werden kann mit Bezug auf die Umgebungstemperatur und Laständerungen.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform enthält als siebter Hauptpunkt der Programmspeicher 113C das Steuerprogramm, das den Temperaturanstieg-Messabschnitt 207b darstellt. Der Temperaturanstieg-Messabschnitt 207b führt kontinuierlich einen vorbestimmten Laststrom Im an die Stromdetektionswiderstände 126x und 126y zu, wenn der Linearkalibrierungsabschnitt 210 ausgeführt wurde, liest die gemessenen Spannungen Sm der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, und misst die Temperaturanstiegswerte ΔS = Sm – Sa, die die Unterschiede sind zwischen den gemessenen Spannungen Sm und den gemessenen Spannungen Sa bei der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, sowie dem Wert des kontinuierlich zugeführten Laststroms Im als Temperaturanstiegsdaten. Der Anfangsdaten-Speicherabschnitt 208 schreibt ein und speichert die Temperaturanstiegsdaten in einen von dem Datenspeicherbereich von dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113C und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114C.
Wie oben beschrieben werden gemäß dem siebten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform die Temperaturanstiegswerte in der Nähe der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, entsprechend dem Laststrom Im, gemessen und gespeichert durch die Unterschiede zwischen den gemessenen Spannungen Sa der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y bevor der Laststrom Im kontinuierlich zugeführt wird, sowie die gemessenen Spannungen Sm, nachdem der Laststrom Im kontinuierlich zugeführt wird.
Deshalb werden in dem tatsächlichen Betriebszustand die Temperaturanstiegswerte der Regionen, in denen die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y bereitgestellt werden, auf Grundlage des Laststroms Im geschätzt, und die Umgebungstemperatur innerhalb des Stromsteuergeräts 100 wird geschätzt durch die Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y. Falls die geschätzte Umgebungstemperatur überhöht ist, kann die Abnormalitätswarnung ausgegeben werden oder eine Abnormalitätsverarbeitung, wie beispielsweise der Unterdrückungsbetrieb der Last, kann ausgeführt werden.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform enthält als ein achter Hauptpunkt der Programmspeicher 113C, der mit dem Mikroprozessor 111C zusammenarbeitet, das Steuerprogramm, das den diskreten Abnormalitätsbestimmungsabschnitt 1304a darstellt hinsichtlich der Außentemperaturen der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y. Wenn die Außentemperaturen, die detektiert werden durch die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y außerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichswerts sind, bestimmt der Diskrete Abnormalitätsbestimmungsabschnitt 1304a, dass eine diskrete Abnormalität auftritt. Der vorbestimmte zulässige Bereichswert ist der obere und untere Grenzwert der tatsächlichen Betriebstemperatur, erhalten durch Hinzufügen der Maximaltemperatur-Anstiegswerte des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstands 126x und 126y zu den oberen Grenzwerten der oberen und unteren Grenzwerten der Umgebungstemperatur, die anzuwenden sind. Der diskrete Abnormalitätsbestimmungsabschnitt 1304a führt eine Abnormalitätsbestimmung aus, wenn die Umgebungstemperaturen, die detektiert werden durch die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung 170x und 170y übermäßig größer ist als die andere Außentemperatur, oder der Unterschied zwischen den Außentemperaturen, die Maximaltemperaturanstiegswerte des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstands 126x und 126y überschreiten, und wenn der diskrete Abnormalitätsbestimmungsabschnitt 1304a eine Abnormalitätsbestimmung ausführt, wird mindestens eines, ausgewählt von einer ersten abnormalen Aktion, in der die Abnormalitätswarnung ausgegeben wird, und einer zweiten abnormalen Aktion, in der mindestens eine Abnormalitätsauftritts-Verlaufsinformation gespeichert wird hinsichtlich der Gründe des Abnormalitätsauftretens, ausgeführt, sowie eingeschrieben und gespeichert in einem von dem Datenspeicherbereich von dem nicht-flüchtigen Programmspeicher 113C und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher 114C.
Wie oben beschrieben wird gemäß dem achten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform eine Abnormalitätsbestimmung der Außentemperaturen der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y ausgeführt durch eine Vielzahl von Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, die angeordnet sind nahe an einer Vielzahl von Stromdetektionswiderständen 126x und 126y, und dann wird eine Abnormalitätswarnung ausgegeben oder der Abnormalitätsauftrittsverlauf wird gespeichert.
Deshalb wird, wenn eine Abnormalität auftritt, die Abnormalitätswarnung ausgegeben oder der Abnormalitätsauftrittsverlauf wird gespeichert, so dass die Fähigkeit der Wartung verbessert werden kann.
In dem Stromsteuergerät für die elektrische Last gemäß der dritten Ausführungsform enthält als ein neunter Hauptpunkt der Programmspeicher 113C, der zusammenarbeitet mit dem Mikroprozessor 111C, das Steuerprogramm, das den ersten und zweiten Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt 1303a und 1303b darstellt, mit dem Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt 1305a oder dem Temperaturabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt 1306a. Der erste Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt 1303a schätzt die erste Umgebungstemperatur durch Subtrahieren des Temperaturanstiegsbetrags durch den ersten Stromdetektionswiderstand 126x von der Vielzahl der Stromdetektionswiderstände von der Außentemperatur, detektiert durch die erste Temperaturdetektionsschaltung 170x von der Vielzahl der Temperaturdetektionsschaltungen in Bezug auf den Gleitenden-Durchschnitts-Wert mit Bezug auf den Quadratwert des Laststroms Imx der ersten elektrischen Last 107x von der Vielzahl der elektrischen Lasten, und die Temperaturanstiegsdaten durch den Temperaturanstiegs-Messabschnitt 207b. Der zweite Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt 1303b schätzt die zweite Umgebungstemperatur durch Subtrahieren des Temperaturanstiegsbetrags durch den zweiten Stromdetektionswiderstands 126y von der Vielzahl der Stromdetektionswiderstände von der Außentemperatur, detektiert durch die zweite Temperaturdetektionsschaltung 170y von der Vielzahl der Temperaturdetektionsschaltungen in Bezug auf den Gleitenden-Durchschnitt-Wert mit Bezug auf den Quadratwert des Laststroms Imy der zweiten elektrischen Last 107y von der Vielzahl der elektrischen Lasten und den Temperaturanstiegsdaten durch den Temperaturanstiegs-Messabschnitt 207b. Wenn eine von der ersten und zweiten Umgebungstemperatur, die geschätzt werden durch den ersten und zweiten Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt 1303a und 1303b übermäßig größer ist als die andere Umgebungstemperatur, bestimmt der Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt 1305a, dass mindestens eine von der Vielzahl der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y abnormal ist, und wenn der Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt 1305a nicht eine Abnormalitätsbestimmung ausführt, falls die erste und zweite Umgebungstemperatur, geschätzt durch den ersten und zweiten Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt 1303a und 1303b, beide überhöht sind, bestimmt der Temperaturabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt, dass die Umgebungstemperatur überhöht ist, und wenn einer von dem Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt 1305a und dem Temperaturabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt 1306a eine Abnormalitätsbestimmung ausführt, wird eines, ausgewählt von der ersten abnormalen Aktion, in der die Abnormalitätswarnung ausgegeben wird, und einer zweiten abnormalen Aktion, in der die Abnormalitätsauftritts-Verlaufsinformation gespeichert wird hinsichtlich der Gründe des Abnormalitätsauftretens, ausgeführt, und eingeschrieben und gespeichert in dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers 113C oder des nicht-flüchtigen Datenspeichers 114C.
Wie oben beschrieben, werden gemäß dem neunten Hauptpunkt der dritten Ausführungsform die erste und zweite Umgebungstemperatur, die den Einfluss des Temperaturanstiegs der Stromdetektionswiderstände 126x und 126y ausschließen, geschätzt durch eine Vielzahl von Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y, die nahe an einer Vielzahl von Stromdetektionswiderständen 126x und 126y angeordnet sind, so dass die Abnormalität der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y oder die Abnormalität der Umgebungstemperatur bestimmt wird.
Deshalb wird eine abnormale Stromsteuerung aufgrund der Abnormalität der Temperaturdetektionsschaltungen 170x und 170y vermieden, wenn die Umgebungstemperatur überhöht ist, der Steuermodus für eine Überlastunterdrückung wird ausgeführt, oder die Abnormalitätswarnung wird ausgegeben oder der Abnormalitätsverlauf wird gespeichert. Folglich kann die Fähigkeit der Wartung verbessert werden.
Verschiedene Modifizierungen und Veränderungen der Erfindung sind dem Fachmann ersichtlich ohne den Umfang und Geist der Erfindung zu verlassen, und es sollte verstanden werden, dass diese nicht begrenzt auf die dargestellten Ausführungsformen ist, die hierin dargelegt wurden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-238668 A [0003, 0004, 0006]
JP 2006-100509 A [0003, 0004, 0006]
JP 2005-033965 A [0005, 0008]

Claims

Ein Stromsteuergerät (100A, 100B, 100C) für eine elektrische Last (107, 107x, 107y), umfassend: ein Leistungsversorgungs-Schaltungsteil, in dem ein Schaltelement (121, 121x, 121y), ein Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) und die elektrische Last (107, 107x, 107y), an die Energie bzw. Leistung zugeführt wird von einer Antriebsleistungsversorgung (101), miteinander in Reihe verbunden sind; und ein Steuerschaltungsteil, das ein An-/Aus-Verhältnis des Schaltelements (121, 121x, 121y) steuert auf Grundlage eines Ziellaststroms Is0 für die elektrische Last (107, 107x, 107y) und eines Laststroms Im, der in dem Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) fließt, wobei das Steuerschaltungsteil einen Mikroprozessor (111A, 111B, 111C) mit einem nicht-flüchtigen Programmspeicher (113A, 113B, 113C), einem RAM-Speicher (112) für eine arithmetische Verarbeitung und einem Multikanal-AD-Wandler (115) enthält, sowie ein Verstärkerschaltungsteil (150, 150x, 150y) für eine Stromdetektion, eine Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) und eine Antriebssignalschaltung (180A, 180B, 180x, 180y), dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-flüchtige Programmspeicher (113A, 113B, 113C) Temperatureigenschaftsdaten (400) enthält, welche eines darstellt von einer Näherungsformel und einer Datentabelle hinsichtlich eines Temperatur-Zu-Widerstandswerts des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y), das Verstärkerschaltungsteil (150, 150x, 150y) für eine Stromdetektion eine Spannung über dem Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) verstärkt und eine überwachte Spannung Ef erzeugt, die hauptsächlich auf einer Stromproportionalkomponente basiert, proportional zu dem Laststrom Im für die elektrische Last (107, 107x, 107y), und eine Fehlerkomponente enthält, wenn die Temperatur, nahe dem Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y), eine Normaltemperatur-Außentemperatur Ta ist, Steuereigenschaftsdaten (300), die die Entsprechungsbeziehung darstellen zwischen einem tatsächlich gemessenen Laststrom Im, der gemessen wird durch einen externen Strommesser zur Kalibrierung, und dem Ziellaststrom Is0, gespeichert werden in einem von einem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113A, 113B, 113C) und einem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114A, 114B, 114C), verbunden anstatt des Datenspeicherbereichs, die Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) einen Temperatursensor (171) enthält und gemessene Spannungen Sa und Sb erzeugt, die der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y) und entsprechend einer Tatsächliche-Betrieb-Außentemperatur Tb im Betrieb entsprechen, und die gemessenen Spannungen Sa und Sb eingegeben werden in den Mikroprozessor (111A, 111B, 111C) durch den Multikanal-AD-Wandler (115), das Steuerschaltungsteil eine korrigierte Signalspannung Es, proportional zu einem korrigierten Zielstrom IS, erzeugt, der erhalten wird durch Korrigieren des Ziellaststroms Is0, und das An-/Aus-Verhältnis des Schaltelements (121, 121x, 121y) derart steuert, dass mindestens eine, ausgewählt von einer ersten Beziehung, in der die korrigierte Signalsspannung Es mit einer umgewandelten überwachten Spannung Efb der überwachten Spannung Ef übereinstimmt, und einer zweiten Beziehung, in der eine umgewandelte Signalspannung Esb proportional zu einem umgewandelten Zielstrom Isb mit der überwachten Spannung Ef übereinstimmt, erfüllt wird, der korrigierte Zielstrom Is dem Ziellaststrom Is0 entspricht, der erzeugt wird durch das Steuerschaltungsteil, wenn der tatsächlich gemessene Laststrom Im, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht, ersetzt wird durch den Ziellaststrom Is0 in den Steuereigenschaftsdaten (300), und die umgewandelte überwachte Spannung Efb oder der umgewandelte Zielstrom Isb berechnet wird auf Grundlage eines Vergleichswerts des Normaltemperaturwiderstands Ra und eines Tatsächliche-Betrieb-Wiederstands Rb des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y), der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten (400) in Ansprechen auf die Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, wenn die Steuereigenschaftsdaten (300) erhalten werden, und die Tatsächliche-Betrieb-Außentemperatur Tb im Betrieb.
Das Stromsteuergerät (100A, 100B, 100C) für die elektrische Last (107, 107x, 107y) nach Anspruch 1, wobei die Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) und der Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) oberflächenangebrachte Komponenten sind mit mindestens einer, ausgewählt von einer ersten Anordnung, in der die Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) und der Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) derart angeordnet sind, dass sie nebeneinander auf dem gleichen elektronischen Substrat sind, und einer zweiten Anordnung, in der die Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) und der Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) angeordnet sind, dass sie derart nahe aneinander sind, dass sie ein einzelnes integriertes oberflächenangebrachtes Teil bilden, das auf dem elektronischen Substrat angebracht ist, die Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) angeordnet ist, so dass sie am Nächsten an dem Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) ist, um am Leichtesten beeinflusst zu werden durch einen Anstieg in der Temperatur aufgrund einer Hitzeerzeugung des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y) zusätzlich zu einer Außenlufttemperatur und Umgebungstemperatur mit einem indirekten Temperaturanstieg aufgrund von hitzeerzeugenden Komponenten, enthaltend das Schaltelement (121, 121x, 121y) und eine Steuerleistungs-Versorgungseinheit (110), der Widerstandswert R des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y) einen Referenzwiderstandswert R00 aufweist, der einer vorbestimmten Referenztemperatur Ta00 entspricht, und die Temperatureigenschaftsdaten (400) gespeichert werden in dem Programmspeicher (113A, 113B, 113C) als eines von einer Näherungsformel und einer Datentabelle einer Standardcharakteristik, die angenähert wird durch mindestens zwei mehreckige Charakteristika, die einer Außentemperaturregion höher als die Referenztemperatur Ta00 und einer Außentemperatur geringer als die Referenztemperatur Ta00 entsprechen.
Das Stromsteuergerät (100A, 100B, 100C) für die elektrische Last (107, 107x, 107y) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der nicht-flüchtige Programmspeicher (113A, 113B, 113C) ferner ein Steuerprogramm enthält, das einen Linearkalibrierungsabschnitt (210) darstellt, sowie einen Anfangsdaten-Speicherabschnitt (208), einen ersten Umwandlungsabschnitt (510) und einen zweiten Umwandlungsabschnitt (710A, 710B, 910), der Linearkalibrierungsabschnitt (210) die Werte von einem ersten, zweiten und dritten Laststrom Im1, Im2 und Im3 empfängt, die erhalten werden durch Messen des Laststroms Im, der in der elektrischen Last (107, 107x, 107y) und dem Stromdetektionswiderstand (126, 126x, 126y) fließt durch den Strommesser zur Kalibrierung und die Steuereigenschaftsdaten (300) erzeugt, wenn mindestens drei Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 als der Ziellaststrom Is0 gesetzt werden, so dass die Beziehung Is01 < Is02 < Is03 zwischen dem ersten Ziellaststrom Is01, dem zweiten Ziellaststrom Is02 und dem dritten Ziellaststrom Is03 aufgestellt wird, der Anfangsdaten-Speicherabschnitt (208) Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten (800) speichert, die die Beziehung darstellen zwischen korrigierten Zielströmen Is1, Is2 und Is3, die entsprechend dem ersten, zweiten und dritten Laststrom Im1, Im2 und Im3 steuern, um mit den Ziellastströmen Is01, Is02, Is03 überein zu stimmen, sowie die Ziellastströme Is01, Is02 und Is03 in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113A, 113B, 113C) und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114A, 114B, 114C) und mindestens einen speichert ausgewählt von dem Wert einer normaltemperatur-gemessenen Spannung Sa, die der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta entspricht, die detektiert wird durch die Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y), wenn der Linearkalibrierungsabschnitt (210) ausgeführt wird, und dem Wert des Normaltemperaturwiderstands Ra, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten (400) des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y) in Ansprechen auf den Wert der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113A, 113B, 113C) und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114A, 114B, 114C), der erste Umwandlungsabschnitt (510) die gemessene Spannung Sb im Betrieb liest, die detektiert wird durch die Temperaturdetektionsschaltung, um die tatsächliche Betriebsaußentemperatur Tb zu schätzen, den Wert des tatsächlichen Betriebswiderstands Rb berechnet, der erhalten wird von den Temperatureigenschaftsdaten (400) des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y) bei der tatsächlichen Betriebsaußentemperatur Tb, und eine umgewandelte überwachte Spannung Efb = Ef × (Ra/Rb), die dem Wert der überwachten Spannung Ef entspricht, oder den umgewandelten Zielstrom Isb = Is × (Rb/Ra) von dem Wert des korrigierten Zielstroms Is, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht, berechnet, und der zweite Umwandlungsabschnitt (710A, 710B, 910A) einen korrigierten Zielstrom Is berechnet, der dem Ziellaststrom Is0 entspricht durch einen Linearinterpolierungs-Arithmetikbetrieb auf Grundlage der Ziellaststrom-Zu-Korrigierte-Zielstrom-Eigenschaftsdaten, gespeichert durch den Anfangsdaten-Speicherabschnitt (208).
Das Stromsteuergerät für die elektrische Last nach Anspruch 3, wobei der Linearkalibrierungsabschnitt (210) einen ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt (210a, 210b, 210c) enthält, die dem ersten, zweiten und dritten Ziellaststrom Is01, Is02 bzw. Is03 entsprechen, der erste, zweite und dritte Linearkalibrierungsabschnitt (210a, 210b, 210c) eine Abfolge einer Datenerfassungsverarbeitung ausführen auf der Grundlage eines vorbestimmten Zeitschritts in einer kurzen Zeit, so dass, selbst wenn die Temperatur des Stromdetektionswiderstands (126, 126x, 126y) ansteigt, ein Einfluss auf die Außentemperatur der Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) unterdrückt wird, der Anfangsdaten-Speicherabschnitt (208) den Durchschnittswert der gemessenen Spannungen Sa1, Sa2 und Sa3 der Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) berechnet, die gemessen werden durch den ersten, zweiten und dritten Linearkalibrierungsabschnitt (210a, 210b, 210c) als die gemessene Spannung Sa bei der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, und der Anfangsdaten-Speicherabschnitt (208) eines ausführt von einem Berechnen des Normaltemperaturwiderstands Ra von den Temperatureigenschaftsdaten (400) und einem Speichern des Durchschnittswerts von Normaltemperaturwiderständen Ra1, Ra2 und Ra3, berechnet von den Temperatureigenschaftsdaten (400) in Ansprechen auf die gemessenen Spannungen Sa1, Sa2 und Sa3 als Normaltemperaturwiderstand Ra.
Das Stromsteuergerät (100A, 100B, 100C) für die elektrische Last (107, 107x, 107y) nach Anspruch 4, wobei der nicht-flüchtige Programmspeicher (113A, 113B, 112C) ferner ein Steuerprogramm enthält, das einen Temperatursensor-Kalibrierungsabschnitt (201b) darstellt, und der Temperatursensor-Kalibrierungsabschnitt (201b) den Wert einer Kalibrierungs-Anfangs-Gemessenen-Spannung Sa0 liest, welches eine gemessene Spannung durch die Temperaturdetektionsschaltung (170, 170x, 170y) ist, sowie den Wert einer Kalibrierungsanfangstemperatur Ta0, der gemessen wird durch einen externen Thermometer zur Kalibrierung vor einem Ausführen des Linearkalibrierungsabschnitts (210), und die gelesenen Daten eingeschrieben und gespeichert werden in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113A, 113B, 113C) und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114A, 114B, 114C).
Das Stromsteuergerät (100A, 100B, 100C) für die elektrische Last (107, 107x, 107y) nach Anspruch 3, wobei der nicht-flüchtige Programmspeicher (113A, 113B, 113C) ferner ein Steuerprogramm enthält, das einen Offset-Fehler-Messabschnitt (201c) darstellt, eine Antriebsleistungsversorgungsspannung Vb, zugeführt von der Antriebsleistungsversorgung (101), eingegeben wird in den Mikroprozessor (111A, 111B, 111C) als Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf durch einen Spannungsteilungswiderstand (191, 192) und den Multikanal-AD-Wandler (115), der Offset-Fehler-Messabschnitt (201c) die Entsprechungsbeziehung misst zwischen der Fehlerkomponente von der Stromproportionalkomponente und der Fehlerkomponente der überwachten Spannung Ef und der Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf, bevor der Linearkalibrierungsabschnitt (210) ausgeführt wird, die gemessenen Daten eingeschrieben und gespeichert werden in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113A, 113B, 113C) und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114A, 114B, 114C) als Offset-Daten, und in einem Stromsteuerbetrieb der Wert der überwachten Spannung Ef oder der Wert des korrigierten Zielstroms Is0 hinzugefügt wird oder subtrahiert wird, so dass die Fehlerkomponente korrigiert wird gemäß dem vorliegenden Wert der Leistungsversorgungs-Überwachungsspannung Vf.
Das Stromsteuergerät (100A) für die elektrische Last (107) nach Anspruch 3, wobei der Mikroprozessor (111A) die korrigierte Signalspannung Es, proportional zu dem korrigierten Zielstrom Is oder der umgewandelten Signalspannung Isb, proportional zu dem umgewandelten Zielstrom Isb, erzeugt, und der Mikroprozessor (111A) eine Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung mit einer Proportionalkomponente und einer Abweichungsintegralkomponente erzeugt mit Bezug auf eine Abweichungsspannung, die dargestellt wird durch ΔE = (Esb – Ef), was der überwachten Spannung Ef entspricht, oder ΔE = (Es – Efb), was der umgewandelten überwachten Spannung Efb entspricht, und eine Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA erzeugt, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal einer Betriebsart, proportional zu der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung ist, um eine Umschaltsteuerung des Schaltelements (121) auszuführen durch die Antriebssignalschaltung (180A).
Das Stromsteuergerät (100B) für die elektrische Last (107) nach Anspruch 3, wobei der Mikroprozessor (111B) die umgewandelte Signalspannung Esb, proportional zu dem umgewandelten Zielstrom Isb, erzeugt und eine Einstellsteuerausgabe PWMB erzeugt, welches ein Pulsbreiten-Modulationssignal einer Betriebsart, proportional zu der umgewandelten Signalspannung Esb, ist, um eine Umschaltsteuerung des Schaltelements (121) durch die Antriebsignalschaltung (180B) auszuführen, und die Antriebssignalschaltung (180B) eine Zielstrom-Einstellschaltung (130) enthält, die die Einstellsteuerausgabe PWMB glättet, um eine Zielsignalspannung Esc zu erzeugen, die mit der umgewandelten Signalspannung Esb übereinstimmt, sowie eine Vergleichsabweichungs-Integrationsschaltung (140), die eine Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung erzeugt mit einer Proportionalkomponente und einer Abweichungsintegralkomponente mit Bezug auf eine Abweichungsspannung ΔEb = (Esc – Ef) zwischen der Zielsignalspannung Esc, erzeugt durch die Zielstrom-Einstellschaltung (130), und der überwachten Spannung Ef, und eine Umschaltsteuerung des Schaltelements (121) ausführt gemäß der Negative-Rückkopplungsregelung-Signalspannung.
Das Stromsteuergerät (100C) für die elektrische Last (107x, 107y) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Leistungsversorgungs-Schaltungsteil eine Vielzahl von Schaltelementen (121x, 121y) enthält, welche Leistung bzw. Energie an eine Vielzahl von elektrischen Lasten (107x, 107y) liefert, sowie eine Vielzahl von Stromdetektionswiderständen (126x, 126y), der Mikroprozessor (111C) konfiguriert ist, um eine Umschaltsteuerung der Schaltelemente (121x, 121y) durch eine Vielzahl der Antriebssignalschaltungen (180x, 180y) entsprechend auszuführen, der Mikroprozessor (111C) Steuerausgaben PWMx und PWMy zuführt, welches Pulsbreiten-Modulationssignale sind, an die Vielzahl der Antriebssignalschaltungen (180x, 180y), die Steuerausgaben PWMx und PWMy Pulsbreitenmodulations-Signale sind, äquivalent zu der Rückkopplungsregelungsausgabe PWMA oder der Einstellsteuerausgabe PWMB gemäß der Tatsache, ob eine negative Rückkoppelungsregelung durchgeführt wird durch den Mikroprozessor (111C) oder die Antriebssignalschaltungen (180x, 180y), und die Spannungen über der Vielzahl von Stromdetektionswiderständen (170x, 170y) eingegeben werden als überwachte Spannungen Efx und Efy an einen von dem Mikroprozessor (111C) und den Antriebssignalschaltungen (180x, 180y) durch die Verstärkerschaltungsteile (150x, 150y), und die Außentemperaturen der Vielzahl der Stromdetektionswiderstände (126x, 126y) gemessen werden durch die Temperaturdetektionsschaltungen (180x, 180y) und eingegeben werden in dem Mikroprozessor (111C).
Das Stromsteuergerät (100A, 100B, 100C) für die elektrische Last (107, 107x, 107y) nach Anspruch 4 oder 9, wobei der Programmspeicher (113A, 113B, 113C) ein Steuerprogramm enthält, das einen Temperaturanstieg-Messabschnitt (207b) darstellt, der Temperaturanstieg-Messabschnitt (207b) kontinuierlich einen vorbestimmten Laststrom Im zuführt an den Stromdetektionswiderstand (107, 107x, 107y), wenn der Linearkalibrierungsabschnitt (210) ausgeführt wurde, eine gemessene Spannung Sm der Temperaturdetektionsschaltung liest, wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, und einen Temperaturanstiegswert ΔS = Sm – Sa misst, der ein Unterschied ist zwischen der gemessenen Spannung Sm und der gemessenen Spannung Sa bei der Normaltemperatur-Außentemperatur Ta, sowie den Wert des kontinuierlich zugeführten Laststroms Im als Temperaturanstiegsdaten, und der Anfangsdaten-Speicherabschnitt (208) die Temperaturanstiegsdaten einschreibt und speichert in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113A, 113B, 113C) und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114A, 114B, 114C).
Das Stromsteuergerät (100C) für die elektrische Last (107x, 107y) nach Anspruch 10, wobei der Programmspeicher (113C), der mit dem Mikroprozessor (111C) zusammenarbeitet, ein Steuerprogramm enthält, das einen Diskrete-Abnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1304a) darstellt hinsichtlich der Außentemperaturen der Stromdetektionswiderstände (107x, 107y), das Steuerschaltungsteil eine erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung (180x, 180y) enthält, wenn die Außentemperaturen, detektiert durch die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung (180x, 180y), außerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichswerts sind, der Diskrete-Abnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1304a) bestimmt, dass eine diskrete Abnormalität auftritt, der vorbestimmte zulässige Bereichswert den oberen und unteren Grenzwert der tatsächlichen Betriebstemperatur darstellt, der erhalten wird durch Hinzufügen der Maximaltemperaturanstiegswerte des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstands (107x, 107y) zu oberen Grenzwerten des oberen und unteren Grenzwerts der Umgebungstemperatur, welche anzuwenden sind, der Diskrete-Abnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1304a) eine Abnormalitätsbestimmung ausführt, wenn eine von den Außentemperaturen, die detektiert werden durch die erste und zweite Temperaturdetektionsschaltung (180x, 180y) übermäßig größer ist als die andere Außentemperatur, und der Unterschied zwischen den Außentemperaturen die Maximaltemperaturanstiegswerte des ersten und zweiten Stromdetektionswiderstands (126x, 126y) überschreitet, und wenn der Diskrete-Abnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1304a) eine Abnormalitätsbestimmung ausführt, mindestens eines, ausgewählt von einer ersten abnormalen Aktion, in der die Abnormalitätswarnung ausgegeben wird, und einer zweiten abnormalen Aktion, in der mindestens eine Abnormalitätsauftritts-Verlaufsinformation gespeichert wird hinsichtlich der Gründe des Abnormalitätsauftretens, ausgeführt wird, und eingeschrieben und gespeichert in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113C) und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114C).
Das Stromsteuergerät (100C) für die elektrische Last (107x, 107y) nach Anspruch 11, wobei der Programmspeicher (113C), der mit dem Mikroprozessor (111C) zusammenarbeitet, ein Steuerprogramm enthält, das einen ersten und zweiten Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt (1303a, 1303b) darstellt mit einem Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1305a) oder einem Temperaturabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1306a), der erste Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt (1303a) eine erste Umgebungstemperatur abschätzt durch Subtrahieren eines Temperaturanstiegsbetrags durch einen ersten Stromdetektionswiderstand (126x) von der Vielzahl der Stromdetektionswiderstände (126x, 126y) von der Umgebungstemperatur, detektiert durch die erste Temperaturdetektionsschaltung (180x) von der Vielzahl der Temperaturdetektionsschaltungen (180x, 180y) in Bezug auf einen Gleitende-Durchschnittswert mit Bezug auf einen Quadratwert eines Laststroms Imx einer ersten elektrischen Last (107x) von der Vielzahl der elektrischen Lasten (107x, 107y) und Temperaturanstiegsdaten durch den Temperaturanstiegs-Messabschnitt (207b), der zweite Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt (1303b) eine zweite Umgebungstemperatur abschätzt durch Subtrahieren eines Temperaturanstiegsbetrags durch einen zweiten Stromdetektionswiderstand (126y) von der Vielzahl der Stromdetektionswiderstände (126x, 126y) von der Außentemperatur, detektiert durch die zweite Temperaturdetektionsschaltung (180y) von der Vielzahl der Temperaturdetektionsschaltungen (180x, 180y) in Bezug auf einen Gleitende-Durchschnittswert mit Bezug auf einen Quadratwert eines Laststroms Imy einer zweiten elektrischen Last (107y) von der Vielzahl der elektrischen Lasten (107x, 107y) und Temperaturanstiegsdaten durch den Temperaturanstiegs-Messabschnitt (207b), und wenn eine von der ersten und zweiten Umgebungstemperatur, die geschätzt werden durch den ersten und zweiten Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt (1303a, 1303b) übermäßig größer wird als die andere Umgebungstemperatur, der Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1305a) bestimmt, dass mindestens eine der Vielzahl von Temperaturdetektionsschaltungen (180x, 180y) abnormal ist, wenn der Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1305a) eine Abnormalitätsbestimmung nicht ausführt, falls die erste und zweite Umgebungstemperatur, geschätzt durch den ersten und zweiten Umgebungstemperatur-Abschätzungsabschnitt (1303a, 1303b) beide überhöht sind, bestimmt der Temperaturabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1306a), dass die Umgebungstemperatur überhöht ist, und wenn der Sensorabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1305a) oder der Temperaturabnormalitäts-Bestimmungsabschnitt (1306a) eine Abnormalitätsbestimmung ausführt, wird mindestens einer, ausgewählt von der ersten abnormalen Aktion, in der die Abnormalitätswarnung ausgegeben wird, und der zweiten abnormalen Aktion, in der eine Abnormalitätsauftritts-Verlaufsinformation gespeichert wird hinsichtlich der Gründe des Abnormalitätsauftritts, ausgeführt, und eingeschrieben und gespeichert in einem von dem Datenspeicherbereich des nicht-flüchtigen Programmspeichers (113C) und dem nicht-flüchtigen Datenspeicher (114C).