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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungssteuerung.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Energieversorgungssteuerung enthält einen Halbleiterschalter, der zwischen eine Energiequelle und eine Last zu schalten ist. Die Energieversorgungssteuerung steuert den Halbleiterschalter ein/aus, um die Energiezufuhr zu der Last zu steuern. Eine derartige Energieversorgungssteuerung weist eine Funktion zum Schützen einer Lastschaltung etc., ohne ein jegliches Schmelz- bzw. Sicherungselement zu verwenden, auf (siehe Patentdokument 1). Insbesondere bestimmt die Energieversorgungssteuerung, ob ein Überstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, durch den Halbleiterschalter fließt; und bei der Bestimmung, dass ein Überstrom geflossen ist, schaltet die Energieversorgungssteuerung den Halbleiterschalter ein/aus. Danach bestimmt die Energieversorgungssteuerung beim Auftreten vorbestimmter Zyklen des EIN-AUS-Zustands, dass die Schaltung kurzgeschlossen ist, und die Energieversorgungssteuerung hält den Halbleiterschalter in dem ausgeschalteten Zustand.
[Patentdokument 1]
Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-315588 -
(Von der Erfindung zu lösende Probleme)
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Das EIN-AUS-Steuern des Halbleiterschalters wird mittels eines Mikrocomputers oder einer Steuerschaltung bereitgestellt. Der Mikrocomputer etc. weist jedoch ein Risiko bezüglich abnormer Bedingungen wie beispielsweise ein Herauslaufen aus dem Steuern auf. Andererseits weisen einige Lasten wie z. B. Fahrzeugscheinwerfer ein extrem hohes Potenzial zum Bewirken von gefährlichen Bedingungen bei einem Ausschaltfehler auf. Daher ist im Allgemeinen für derartige Lasten eine Sicherungsfunktion vorgesehen. Mit der Sicherungsfunktion kann der Bediener externe Anweisungen an den Halbleiterschalter ausgeben, um die Lasten unabhängig von der Steuerung durch den Mikrocomputer etc. ein-/auszuschalten.
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Wenn jedoch versucht wird, die Schaltungsschutzfunktion in der Energieversorgungssteuerung, die die Sicherungsfunktion aufweist, bereitzustellen, tritt ein Problem dahingehend auf, dass die Sicherungsfunktion eine gültige Aktivierung der Schaltungsschutzfunktion verhindert. Das heißt, mit der allgemeinen Sicherungsfunktion kann der Halbleiterschalter mit den externen Anweisungen unabhängig davon, ob sich der Mikrocomputer etc. in der abnormen Bedingung oder in der normalen Bedingung befindet, ein-/ausgeschaltet werden. Dementsprechend hebt die Sicherungsfunktion den Ausschaltzustand bei der normalen Bedingung sogar in dem Fall eines Kurzschlusses auf, bei dem der Mikrocomputer etc. den Halbleiterschalter in dem ausgeschalteten Zustand hält. Somit entsteht das Problem, dass ein Leiten zu der Last trotz der Kurzschlussbedingung ermöglicht wird.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände, und es ist ihre Aufgabe, eine Energieversorgungssteuerung zu schaffen, die eine Sicherungsfunktion aufweist, wobei sie eine Schaltungsschutzfunktion gültig aktivieren kann.
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(Mittel zum Lösen des Problems)
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Eine Energieversorgungssteuerung gemäß des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung enthält: einen Halbleiterschalter, der zum Steuern der Energiezufuhr von einer Energiequelle zu einer Last ein- und ausgeschaltet wird; einen Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob eine Anomalie in dem Halbleiterschalter oder in einer Schaltung, die mit dem Halbleiterschalter zu versehen ist, aufgetreten ist; einen Steuerabschnitt, der bei der Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt, dass keine Anomalie aufgetreten ist, bewirkt, dass der Halbleiterschalter ein Einschalten ausführt, und bei der Bestimmung, dass die Anomalie aufgetreten ist, bewirkt, dass der Halbleiterschalter einen Ausschalt-Zustand aufrechterhält; einen Überwachungsabschnitt, der überwacht, ob sich der Steuerabschnitt in der normalen oder der abnormen Bedingung befindet; einen Eingabeabschnitt, in den ein EIN-AUS-Befehlssignal von extern einzugeben ist; und einen Schaltabschnitt, der auf ein Überwachungsergebnis von dem Überwachungsabschnitt hin, das die normale Bedingung angibt, ein Ein- und Ausschalten des Halbleiterschalters durch den Steuerabschnitt bewirkt, und auf das Überwachungsergebnis von dem Überwachungsabschnitt hin, das die abnorme Bedingung angibt, ein Ein- und Ausschalten des Halbleiterschalters mittels des EIN-AUS-Befehlssignals, das in den Eingabeabschnitt eingegeben wird, bewirkt.
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Wenn sich der Steuerabschnitt in der normalen Bedingung befindet, hält die Energieversorgungssteuerung beim Auftreten einer Anomalie in dem Halbleiterschalter oder in der Schaltung, die mit dem Halbleiterschalter zu versehen, gemäß der vorliegenden Erfindung den Halbleiterschalter in dem ausgeschalteten Zustand bzw. Ausschalt-Zustand. Zu diesem Zeitpunkt wird sogar dann, wenn die EIN-AUS-Befehlssignale in den Eingabeabschnitt eingegeben werden, das Ein-/Ausschalten des Halbleiterschalters mittels der EIN-AUS-Befehlssignale verhindert. Dieses macht es möglich, den Schutz durch den ausgeschalteten Zustand gültig zu aktivieren. Wenn sich andererseits der Steuerabschnitt in der abnormen Bedingung befindet, wird ein Ein-/Ausschalten des Halbleiterschalters mittels der EIN-AUS-Befehlssignale ermöglicht. Dieses macht es möglich, mittels der EIN-AUS-Befehlssignale die Sicherungsfunktion gültig zu aktivieren.
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Die zweite Erfindung ist die Energieversorgungssteuerung gemäß der ersten Erfindung. Bei der Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt, dass keine Anomalie aufgetreten ist, führt der Steuerabschnitt ein EIN-AUS-Steuern des Halbleiterschalters auf der Grundlage des EIN-AUS-Befehlssignals durch und stoppt dieses auf der Grundlage des EIN-AUS-Befehlssignals. Bei der Bestimmung, dass die Anomalie aufgetreten ist, bewirkt der Steuerabschnitt, dass der Halbleiterschalter den ausgeschalteten Zustand unabhängig von den EIN-AUS-Befehlssignalen aufrechterhält.
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Die vorliegende Erfindung macht es möglich zu bewirken, wenn sich der Steuerabschnitt in der normalen Bedingung befindet, dass der Steuerabschnitt das EIN-AUS-Steuern des Halbleiterschalters auf der Grundlage der EIN-AUS-Befehlssignale ausführt und dieses stoppt.
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Die dritte Erfindung ist die Energieversorgungssteuerung gemäß der ersten oder zweiten Erfindung, die enthält: einen Erfassungsabschnitt, der einen Strom, der durch Halbleiterschalter fließt, erfasst. Auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses von dem Erfassungsabschnitt bestimmt der Bestimmungsabschnitt, ob die Anomalie in dem Halbleiterschalter oder in der Schaltung, die mit dem Halbleiterschalter zu versehen ist, aufgetreten ist.
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Die vorliegende Erfindung macht es möglich, die Anomalie, die in dem Halbleiterschalter oder in der Schaltung, die mit dem Halbleiterschalter zu versehen ist, aufgetreten ist, zu erfassen.
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Die vierte Erfindung ist die Energieversorgungssteuerung gemäß einer der ersten bis dritten Erfindungen, die enthält: einen Alarmabschnitt, der die Außenseite hinsichtlich des Überwachungsergebnisses von dem Überwachungsabschnitt, das die abnorme Bedingung angibt, alarmiert.
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Mit der vorliegenden Erfindung kann die abnorme Bedingung des Steuerabschnitts auf einfache Weise durch den Alarmierungsbetrieb des Alarmabschnitts erkannt werden.
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(Wirkung der Erfindung)
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Mit der vorliegenden Erfindung kann die Energieversorgungssteuerung eine Sicherungsfunktion aufweisen, während sie eine Schaltungsschutzfunktion gültig aktivieren kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration eines Sicherungssystems einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Konfiguration einer Halbleitervorrichtung darstellt;
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3 ist eine Grafik zur Erläuterung einer Beziehung zwischen Einstellpegeln eines Schwellenstroms ILth und einer Raucherzeugungskennlinie;
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4 ist ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration eines Sicherungssystems eines Vergleichsbeispiels.
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Bezugszeichenliste
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- Energieversorgungssteuerung;
- 17
- Energiequelle;
- 19
- Last 19;
- 25
- Mikrocomputer (Bestimmungsabschnitt, Steuerabschnitt);
- 27
- Watchdog (Überwachungsabschnitt);
- 31
- Eingangsanschluss (Eingabeabschnitt);
- 41
- UND-Schaltung (Schaltabschnitt);
- 43
- ODER-Schaltung (Schaltabschnitt);
- 45
- Leistungs-MOSFET (Halbleiterschalter); und
- S1
- Signale (EIN-AUS-Befehlssignale).
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 4 erläutert.
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(Allgemeine Konfiguration des Sicherungssystems)
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1 ist ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration eines Sicherungssystems 1 dieser Ausführungsform. Das Sicherungssystem 1 ist beispielsweise in einem Fahrzeug, das nicht gezeigt ist, montiert. Das Sicherungssystem 1 enthält einen Kombinationsschalter 3, eine Innenraum-ECU 5 (elektronische Steuereinheit) und eine Motorraum-ECU 7.
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(1) Kombinationsschalter und Innenraum-ECU
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Der Kombinationsschalter 3 ist beispielsweise in der Nähe eines Lenkrads (nicht gezeigt) angeordnet, um von dem Fahrer, der das Lenkrad greift, ein-/ausgeschaltet zu werden. Wenn der Kombinationsschalter 3 eingeschaltet wird, führt er Befehlssignale S1 beispielsweise eines niedrigen Pegels (im Folgenden auch als EIN-Befehlssignale S1 bezeichnet) der Innenraum-ECU 5 zu. Wenn der Kombinationsschalter 3 ausgeschaltet wird, führt er die Befehlssignale S1 eines hohen Pegels (im Folgenden auch als AUS-Befehlssignale S1 bezeichnet) der Innenraum-ECU 5 zu.
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Die Innenraum-ECU 5 weist einen Mikrocomputer 9 auf. Die Innenraum-ECU 5 führt die Gesamtsteuerung des gesamten Fahrzeugs als Antwort auf Befehlssignale wie beispielsweise die Befehlssignale S1 von beispielsweise einer Fahrerkonsole durch. Die Innenraum-ECU 5 ist über ein LAN-Kabel 11 mit der Motorraum-ECU 7 verbunden. Die Befehlssignale S1 von dem Kombinationsschalter 3 werden durch die Innenraum-ECU 5 der Motorraum-ECU 7 zugeführt. Der Ausgangsanschluss des Kombinationsschalters 3 ist über eine Schaltleitung 13 direkt mit der Motorraum-ECU 7 verbunden. Somit kann die Motorraum-ECU 7 sogar dann, wenn sich die Innenraum-ECU 5 in einer abnormen Bedingung befindet, die Befehlssignale S1, die direkt die Eingabe des Fahrers reflektieren, empfangen.
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(2) Motorraum-ECU
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Die Motorraum-ECU 7 enthält eine Energieversorgungssteuerung 15. Die Energieversorgungssteuerung 15 wird zum Steuern der Energiezufuhr von einer Fahrzeugenergiequelle (im Folgenden eine „Energiequelle 17”) zu einer Last 19 wie beispielsweise einem Fahrzeugscheinwerfer und einer Hupe (der Scheinwerfer ist in den Zeichnungen dargestellt) verwendet. Der Ausdruck „Last” stellt im Folgenden eine Vorrichtung dar, die von der Energieversorgungssteuerung 15 gesteuert wird. Der Ausdruck „Last” schließt einen elektrischen Draht 21, der zwischen die Energieversorgungssteuerung 15 und die gesteuerte Vorrichtung geschaltet ist, aus. Andererseits enthält ein Ausdruck „externe Schaltung” die Last 19 und den elektrischen Draht 21.
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Die Energieversorgungssteuerung 15 weist hauptsächlich eine Halbleitervorrichtung 23 (eine intelligente Leistungsvorrichtung), einen Mikrocomputer 25, einen Watchdog bzw. Wächter 27, Anschlüsse (29, 31, 33, 35, 37, 38) und Logikschaltungen (39, 41, 43) auf.
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2 ist ein Blockdiagramm, das die interne Konfiguration der Halbleitervorrichtung 23 darstellt. Die Halbleitervorrichtung 23 weist einen Leistungs-MOSFET 45 (eine Repräsentation eines Halbleiterschalters), einen Erfassungs-MOSFET 47 als ein Stromerfassungselement (im Folgenden beschrieben), einen Gatetreiber 49 und einen Stromspiegelabschnitt 51 auf. Diese Komponenten sind in einem Chip integriert.
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Insbesondere sind mehrere MOSFETs auf der Halbleitervorrichtung 23 angeordnet. Die Drainanschlüsse der MOSFETs sind miteinander und mit dem Energieversorgungsverbindungsanschluss 33 verbunden. Die Sourceanschlüsse der meisten der MOSFETs sind mit einem Energie-FET-Eingang 51A des Stromspiegelabschnitts 51, der später beschrieben wird, und mit dem Lastverbindungsanschluss 35 verbunden, so dass die MOSFETs den Leistungs-MOSFET 45 bilden. Die Sourceanschlüsse des Rests der MOSFETs sind mit einem Erfassungs-FET-Eingang 51B des Stromspiegelabschnitts 51 verbunden, so dass die MOSFETs den Erfassungs-MOSFET 47 ausbilden. Das Verhältnis der Anzahl der MOSFETs, die den Erfassungs-MOSFET 47 bilden, zu der Anzahl der MOSFETs, die den Leistungs-MOSFET 45 bilden, entspricht näherungsweise einem Erfassungsverhältnis.
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Der Stromspiegelabschnitt 51 enthält eine Potenzialsteuerschaltung 53 und zwei Stromspiegelschaltungen 55, 55. Die Potenzialsteuerschaltung 53 ist zum Halten der Ausgangspotenziale (Sourcepotenziale) des Leistungs-MOSFET 45 und des Erfassungs-MOSFET 47 auf gleiches Potenzial vorgesehen.
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Die Potenzialsteuerschaltung 53 enthält einen Operationsverstärker 57 und einen FET 59. Der FET 59 ist als ein Schaltelement vorgesehen. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 57 ist mit dem Leistungs-FET-Eingang 51A verbunden, während der positive Eingang des Operationsverstärkers 57 mit dem Erfassungs-FET-Eingang 51B verbunden ist. Der FET 59 ist zwischen den Erfassungs-FET-Eingang 51B und den externen Anschluss 38 geschaltet, und der Ausgang des Operationsverstärkers 57 wird an den Steueranschluss angelegt. Der Differenzausgang des Operationsverstärkers 57 wird in den positiven Eingang über einen Punkt zwischen dem Gate und dem Drain des FET 59 zurückgeführt.
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Aufgrund der Rückführung des Differenzausgangs des Operationsverstärkers 57 wird der Operationsverstärker 57 in einem imaginären Kurzschlusszustand gehalten. Mit anderen Worten werden die Potenziale des positiven Eingangs und des negativen Eingangs auf nahezu einander gleich gehalten. Dieses hält die Potenziale der Drains des Leistungs-MOSFET 45 und des Erfassungs-MOSFET 47 einander gleich, und hält außerdem die Potenziale von deren Sources einander gleich. Demzufolge kann der Erfassungsstrom Is, der durch den Erfassungs-MOSFET 47 fließt, stabil auf einem konstanten Verhältnis (dem obigen Erfassungsverhältnis) zu einem Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 45 fließt, gehalten werden.
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Der Erfassungsstrom Is von der Potenzialsteuerschaltung 53 fließt in einen externen Widerstand 61 durch die beiden Stromspiegelschaltungen 55, 55 und durch den externen Anschluss 38. Die Anschlussspannung Vo des externen Anschlusses 38 ändert sich mit dem Erfassungsstrom Is. Die Anschlussspannung Vo wird A/D-gewandelt und in den Mikrocomputer 25 eingegeben (siehe 1). Der Mikrocomputer 25 kann somit den Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 45 fließt, auf der Grundlage des Werts der Anschlussspannung Vo erfassen. Somit dienen der Erfassungs-MOSFET 47 und der Mikrocomputer 25 als der Erfassungsabschnitt.
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Der Gatetreiber 49 führt ein EIN-AUS-Steuern des Leistungs-MOSFET 45 und des Erfassungs-MOSFET 47 als Antwort auf Ausgangssignale S2, die von der ODER-Schaltung 43 ausgegeben werden, durch. Insbesondere schaltet der Gatetreiber 49 beim Empfang von hochpegeligen Ausgangssignalen S2 von der ODER-Schaltung 43, die ein Einschalten befehlen, den Leistungs-MOSFET 45 und den Erfassungs-MOSFET 47 in den Einschaltzustand (leitenden Zustand). Andererseits schaltet der Gatetreiber 49 beim Empfang von niederpegeligen Ausgangssignalen S2, die ein Ausschalten befehlen, den Leistungs-MOSFET 45 und den Erfassungs-MOSFET 47 aus, um diese in den ausgeschalteten Zustand (Ausschaltzustand) zu bringen.
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Die ODER-Schaltung 43 und die UND-Schaltung 41 dienen als ein „Schaltabschnitt” der vorliegenden Erfindung. Befehlssignale S3 von dem Mikrocomputer 25 werden in die ODER-Schaltung 43 eingegeben. Ausgangssignale S4 der UND-Schaltung 41 werden ebenfalls in die ODER-Schaltung 43 eingegeben. Der Mikrocomputer 25 gibt die Befehlssignale S3 entsprechend einem Programm, das im Voraus vorbestimmt ist, aus, um den Leistungs-MOSFET 45 ein-/auszuschalten. Diese Steuerung wird im Folgenden erläutert.
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Der Eingang des Mikrocomputers 25 ist durch die ODER-Schaltung 39 und den Verbindungsanschluss 29 mit dem LAN-Kabel 11 verbunden. Der Eingang des Mikrocomputers 25 ist ebenfalls durch die ODER-Schaltung 39 und den Eingangsanschluss 31 (eine Repräsentation eines Eingangsabschnitts) mit der Schaltleitung 13 verbunden. Mit anderen Worten kann der Mikrocomputer 25 die Befehlssignale S1 von dem Kombinationsschalter 3 durch den Mikrocomputer 9 empfangen; und außerdem kann der Mikrocomputer 25 die Befehlssignale S1 direkt durch die Schaltleitung 13 empfangen. Dementsprechend kann der Mikrocomputer 25 sogar in dem Fall, in dem sich der Mikrocomputer 9 in einer abnormen Bedingung befindet, die Befehlssignale S1 empfangen, die direkt die Eingabe des Fahrers reflektieren.
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Der Watchdog 27 (ein Watchdog-Zeitgeber; eine Repräsentation eines Überwachungsabschnitts) ist eine Vorrichtung zum Überwachen, ob das System normal betrieben wird. Insbesondere kann der Watchdog 27 regelmäßig Ausgangssignale S5 von dem Mikrocomputer 25 empfangen. Wenn die Ausgangssignale S5 regelmäßig empfangen werden, bestimmt der Watchdog 27, dass sich der Mikrocomputer 25 in einer normalen Bedingung befindet. Wenn andererseits keine Ausgangssignale S5 für eine Zeitdauer bestimmter Zyklen empfangen werden, bestimmt der Watchdog 27, dass sich der Mikrocomputer 25 in der abnormen Bedingung befindet, und dann gibt der Watchdog 27 hochpegelige Ausgangssignale S6 (Anomaliesignale) aus. Die hochpegeligen Ausgangssignale S6 werden in die UND-Schaltung 41 eingegeben. Die UND-Schaltung 41 empfängt außerdem die Befehlssignale S1 von der Schaltleitung 13, wobei deren Pegel invertiert werden.
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(Anomalie, die der Mikrocomputer in der Motorraum-ECU 7 bestimmt)
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Der Mikrocomputer 25 dient als ein Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob eine Anomalie in der externen Schaltung aufgetreten ist; und als ein Steuerabschnitt, der bei einer Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt, dass keine Anomalie aufgetreten ist, bewirkt, dass der Leistungs-MOSFET 45 ein Einschalten ausführt, und bei der Bestimmung, dass die Anomalie aufgetreten ist, bewirkt, dass der Leistungs-MOSFET 45 den ausgeschalteten Zustand aufrechterhält.
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Insbesondere bestimmt der Mikrocomputer 25 auf der Grundlage des Erfassungsstroms Is, ob eine Schmelzanomalie aufgetreten ist. Die Schmelzanomalie ist eine abnorme Bedingung, bei der, wenn ein Sicherungselement bzw. Schmelzelement in der externen Schaltung vorgesehen sein würde, das Sicherungselement schmelzen würde. Im Folgenden wird beispielhaft eine Konfiguration zum Erfassen der Schmelzanomalie beschrieben. Die Energieversorgungssteuerung 15 dieser Ausführungsform weist kein Schmelzelement in der externen Schaltung auf; der Mikrocomputer 25 führt ein Steuern durch, das dieselbe Funktion wie die Funktion des Schmelzelements (die Schmelzfunktion) bereitstellt. Der Mikrocomputer 25 bestimmt, ob der Laststrom IL, der durch den Leistungs-MOSFET 45 fließt, gleich oder größer als ein Schwellenstrom ILth ist. Dann, wenn die Zeit (die ununterbrochen oder intermittierend sein kann), während der der Laststrom IL gleich oder größer als der Schwellenstrom ILth ist, eine spezifizierte Zeit erreicht hat, bestimmt der Mikrocomputer 25, dass die Schmelzanomalie aufgetreten ist.
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3 ist eine Grafik zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem Einstellpegel des Schwellenstroms ILth und einer Rauchemissionskennlinie L1. Die Grafik zeigt die Rauchemissionskennlinie des elektrischen Drahts 21 (beispielsweise eines Beschichtungsmaterials des elektrischen Drahts), der mit der Energieversorgungssteuerung 15 verbindbar ist, die durch eine Rauchemissionskennlinie L1 repräsentiert wird, die eine Beziehung zwischen einem konstanten Strompegel und einer Stromanwendungszeit (der Zeit bis zum Schmelzen) repräsentiert. Das heißt, in der Figur ist eine Rauchemissionskennlinie gezeigt, die die Beziehung zwischen einem beliebigen konstanten Strom (einmaliger bzw. One-Shot-Strom) und einer Zeit, die es dauert, bis das Beschichtungsmaterial des elektrischen Drahts 21 zu brennen beginnt, wenn der Strom durch den elektrischen Draht 21 fließt, repräsentiert.
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In der Grafik stellt ILmax den Nennstrom der Last 19 dar (d. h. eine Grenze der Verwendung, für die der Entwurf garantiert ist). Io stellt den kritischen Gleichgewichtsstrom dar, der angelegt werden kann, während ein thermischer Gleichgewichtszustand aufrechterhalten wird, bei dem die Wärmeerzeugung und die Abstrahlung in dem elektrischen Draht 21 ausgeglichen sind. Wenn ein Strom eines höheren Pegels als der kritische Gleichgewichtsstrom Io angelegt wird, betrifft dieses den überthermischen Widerstandsbereich, bei dem ein Strompegel und eine Zeit bis zur Rauchemission im Wesentlichen umgekehrt proportional zueinander sind. Wie es in 3 dargestellt ist, wird der Schwellenstrom ILth auf einen Pegel eingestellt, der etwas größer als der Nennstrom ILmax der Last 19 ist.
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Es gibt einen Fall, bei dem ein Teil des Beschichtungsmaterials des elektrischen Drahts beschädigt wird und der Draht die Fahrzeugkarosserie in Abständen kontaktiert, was als so genannter Flatterkurzschluss bezeichnet wird. In einem derartigen Fall kann, obwohl kein hoher Strom fließt, ein Strom eines bestimmten Pegels oder mehr kontinuierlich fließen und zu einer Rauchemission des elektrischen Drahts 21 führen. Diese Schmelzfunktion ist in einem derartigen Fall wirksam.
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(Betrieb des Sicherungssystems)
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(1) Wenn sich der Mikrocomputer in der Motorraum-ECU 7 in der normalen Bedingung befindet
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Wenn die Bedingung des Mikrocomputers 25 in der Motorraum-ECU 7 normal ist, führt der Mikrocomputer 25 eine vorbestimmte Steuerung aus. Insbesondere initiiert der Mikrocomputer 25 beim Einschalten des Kombinationsschalters 3 ein EIN-AUS-Steuern des Leistungs-MOSFET 45 und des Erfassungs-MOSFET 47 als Antwort auf die EIN-Befehlssignale S1. Wenn beispielsweise der Scheinwerfer, der die Last 19 ist, in der Nacht eingeschaltet wurde, hält der Mikrocomputer 25 den Leistungs-MOSFET 45 in dem EIN-Zustand.
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Außerdem liest der Mikrocomputer 25 ebenfalls auf geeignete Weise den Wert der Anschlussspannung Vo aus, um zu bestimmen, ob die Schmelzanomalie aufgetreten ist. Während die Bestimmung ergibt, dass keine Schmelzanomalie aufgetreten ist, schaltet der Mikrocomputer 25 insbesondere den Leistungs-MOSFET 45 als Antwort auf die AUS-Befehlssignale S1 von dem Kombinationsschalter 3 aus und schaltet danach den Leistungs-MOSFET 45 als Antwort auf die EIN-Befehlssignale S1 von dem Kombinationsschalter 3 ein.
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Andererseits hält der Mikrocomputer 25 bei der Bestimmung, dass die Schmelzanomalie aufgetreten ist, den Leistungs-MOSFET 45 in dem AUS-Zustand. Da sich der Mikrocomputer 25 dann in der normalen Bedingung befindet, führt der Watchdog 27 niederpegelige Ausgangssignale (NORMAL-Signale) S6 der UND-Schaltung 41 zu. Dementsprechend macht die UND-Schaltung 41 die Befehlssignale S1 von dem Kombinationsschalter 3 ungültig, so dass das Signal S1 nicht an die Halbleitervorrichtung 23 angelegt wird. Mit anderen Worten ist ein direktes Ein-/Ausschalten des Leistungs-MOSFET 45 durch Eingabe über den Kombinationsschalter 3 nicht verfügbar. Stattdessen hält der Mikrocomputer 25 die Überhand über der EIN-AUS-Steuerung des Leistungs-MOSFET 45.
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Sogar wenn dementsprechend der Fahrer den Kombinationsschalter 3 nach dem Auftreten der Schmelzanomalie ein-/ausschaltet, ist der AUS-Zustand des Leistungs-MOSFET 45 gegenüber einer Aufhebung sicher. Die Schmelzfunktion wird somit gültig aktiviert.
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(2) Wenn sich der Mikrocomputer in der Motorraum-ECU 7 in einer abnormen Bedingung befindet
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Wenn die Bedingung des Mikrocomputers in der Motorraum-ECU 7 beispielsweise durch ein Herauslaufen aus der Steuerung etc. abnorm geworden ist, führt der Watchdog 27 die hochpegeligen Ausgangssignale (ABNORM-Signale) S6 der UND-Schaltung 41 zu. Dann validiert die UND-Schaltung 41 die Befehlssignale S1 von dem Kombinationsschalter 3 und führt die Befehlssignale S1 der Halbleitervorrichtung 23 zu. Mit anderen Worten wird ein direktes Ein-/Ausschalten des Leistungs-MOSFET 45 mit der Eingabe über den Kombinationsschalter 3 verfügbar, so dass die Sicherungsfunktion gültig aktiviert wird. Außerdem werden die Ausgangssignale S6 von dem Watchdog 27 durch den Ausgangsanschluss 37 (eine Repräsentation eines Alarmabschnitts) nach außen ausgegeben. Damit kann die abnorme Bedingung des Mikrocomputers 25 durch Leuchten einer Lampe in der Fahrerkonsole oder durch Sprachausgabe durch einen Lautsprecher gemeldet werden. Man beachte, dass die Linie 16 in 1 die Sicherungsleitung der vorliegenden Erfindung angibt, während die Linie 18 in 4 eine herkömmliche Sicherungsleitung angibt.
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(Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform)
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4 ist ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Konfiguration eines Sicherungssystems 1' als ein Vergleichsbeispiel darstellt. Die Konfiguration, die identisch zu dem Sicherungssystem 1 der 1 ist, wird mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Das Sicherungssystem 1' führt die Befehlssignale S1 von dem Kombinationsschalter 3 direkt der Halbleitervorrichtung 23 zu. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Sicherungsfunktion gültig aktiviert werden, wenn sich der Mikrocomputer 25 in der abnormen Bedingung befindet. Mit dieser Konfiguration kann der Fahrer jedoch den Leistungs-MOSFET 45 durch Ein-/Ausschalten des Kombinationsschalters 3 auch direkt ein-/ausschalten, wenn sich der Mikrocomputer 25 in der normalen Bedingung befindet. Sogar wenn der Mikrocomputer 25 versucht, den Leistungs-MOSFET 45 aufgrund des Auftretens der Schmelzanomalie in dem AUS-Zustand zu halten, kann der Fahrer dementsprechend den AUS-Zustand durch Ein-/Ausschalten des Kombinationsschalters 3 aufheben.
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Das Sicherungssystem 1 dieser Ausführungsform unterscheidet sich davon. Wenn sich der Mikrocomputer 25 in der normalen Bedingung befindet, hält das Sicherungssystem 1 den Leistungs-MOSFET 45 beim Auftreten der Schmelzanomalie in dem AUS-Zustand. Sogar wenn die EIN-AUS-Befehlssignale S1 in den Eingangsanschluss 31 eingegeben werden, wird dann das Ein-/Ausschalten des Leistungs-MOSFET 45 mittels der EIN-AUS-Befehlssignale S1 verhindert. Daher kann die Schmelzfunktion durch den AUS-Zustand gültig aktiviert werden. Wenn sich andererseits der Mikrocomputer 25 in der abnormen Bedingung befindet, wird ein Ein-/Ausschalten des Leistungs-MOSFET 45 mittels der EIN-AUS-Befehlssignale S1 ermöglicht. Daher kann die Sicherungsfunktion mittels der EIN-AUS-Befehlssignale S1 gültig aktiviert werden.
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<Weitere Ausführungsformen>
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform, die mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert wurde, beschränkt. Die folgenden Ausführungsformen können beispielsweise ebenfalls innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
- (1) In der obigen Ausführungsform bestimmt der Mikrocomputer 25 auf der Grundlage des Erfassungsstroms IS (der Laststrom IL), ob der Erfassungsstrom den Schwellenstrom ILth überschritten hat. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise eine Vergleichsschaltung in der Halbleitervorrichtung 23 vorgesehen sein, so dass die Vergleichsschaltung die Bestimmung durchführt und das Ergebnis der Bestimmung dem Mikrocomputer 25 zuführt. Außerdem kann eine Logikschaltung derart vorgesehen sein, dass die Logikschaltung bestimmt, ob die Schmelzanomalie aufgetreten ist, und dann führt die Logikschaltung das Ergebnis der Bestimmung hinsichtlich des Vorhandenseins oder der Abwesenheit der Schmelzanomalie dem Mikrocomputer 25 zu.
- (2) In der obigen Ausführungsform dient der Mikrocomputer 25 als der Steuerabschnitt. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise eine Steuerschaltung wie beispielsweise ein ASIC der Steuerabschnitt sein.
- (3) In der obigen Ausführungsform wird der Strom, der durch den Halbleiterschalter fließt, durch das Erfassungsverfahren unter Verwendung des Erfassungs-FETs erfasst. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Strom kann beispielsweise durch ein Shunt-Verfahren mittels eines Shunt-Widerstands, der in dem elektrischen Draht 21 vorgesehen ist, erfasst werden.
- (4) In der obigen Ausführungsform ist die „Schmelzanomalie” dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Anomalie muss nur eine Anomalie sein, wegen der der Halbleiterschalter in den AUS-Zustand geschaltet werden sollte. Die Anomalie kann beispielsweise eine Kurzschlussanomalie der Last 19, eine zeitweilige Hochstromanomalie oder eine Heizanomalie sein (ein thermisches Erfassungselement wird verwendet, um bei der Bedingung, dass die erfasste Temperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, zu bestimmen, dass die Anomalie aufgetreten ist).
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Zusammenfassung
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Eine Energieversorgungssteuerung 15 enthält: einen Steuerabschnitt 25, der bei der Bestimmung, dass keine Anomalie aufgetreten ist, bewirkt, dass ein Halbleiterschalter 45 ein Einschalten ausführt, und bei der Bestimmung, dass die Anomalie aufgetreten ist, bewirkt, dass der Halbleiterschalter 45 einen AUS-Zustand aufrechterhält; einen Überwachungsabschnitt 27, der überwacht, ob sich der Steuerabschnitt 25 in der normalen oder in der abnormen Bedingung befindet; und einen Schaltabschnitt 41, 43, der bei einem Überwachungsergebnis von dem Überwachungsabschnitt 27, das die normale Bedingung angibt, bewirkt, dass der Halbleiterschalter 45 von dem Steuerabschnitt 25 ein- und ausgeschaltet wird, und bei dem Überwachungsergebnis, das die abnorme Bedingung angibt, bewirkt, dass der Halbleiterschalter 45 mittels externer EIN-AUS-Befehlssignale S1 ein- und ausgeschaltet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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