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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungssteuerung und ein Steuerverfahren dafür, und insbesondere eine Technologie zum Schützen eines Energieversorgungspfades zu einer Last in der Energieversorgungssteuerung, die einen Schlafmodus aufweist.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Energieversorgungssteuerung, die die folgende Konfiguration aufweist, ist bekannt. In einem Energieversorgungspfad, der eine Last mit einer Energiequelle verbindet, ist ein Hochleistungshalbleiterschalter wie beispielsweise ein Leistungs-MOSFET vorgesehen, um eine Strommenge zu der Last durch Einschalten und Ausschalten des Halbleiterschalters zu steuern. Mit dieser Konfiguration wird der Energieversorgungspfad zu der Last gegenüber einem Überstrom geschützt. Wenn ein übermäßiger Strom in einer derartigen Energieversorgungsteuerung fließt, wird ein Potential an einem Steueranschluss des Halbleiterschalters durch eine Steuerschaltung eingestellt bzw. angepasst. Das heißt, der Halbleiterschalter wird ausgeschaltet, und der Strom wird unterbrochen (siehe
JP 2001-217696 A ).
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Wenn die Energieversorgungssteuerung als eine Energieversorgungssteuerung für ein Fahrzeug verwendet wird, wird sie in einen Energiesparmodus (Schlafmodus) versetzt, wenn keine Anweisung zum Ansteuern der Last ausgegeben wird, sodass eine Batterie vor dem Leer- bzw. Auslaufen geschützt werden kann. In dem Schlafmodus werden gewöhnlich Funktionen der Energieversorgungssteuerung mit der Ausnahme einer Schlafmodusaufhebungsfunktion angehalten.
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Außerdem offenbart die
DE 10 2006 033 044 A1 eine Energieversorgungssteuerung, die mit einem Energieversorgungspfad zum Zuführen von Energie von einer Energiequelle zu einer Last zum Steuern der Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last verbunden ist, wobei die Energieversorgungssteuerung aufweist: eine Schaltschaltung, die zwischen die Energiequelle und den Energieversorgungspfad geschaltet ist und ausgelegt ist, die Energiezufuhr der Energiequelle zu der Last zu ermöglichen und zu verhindern; eine Energieversorgungspfadschutzschaltung, die ausgelegt ist, einen Schaltbetrieb der Schaltschaltung entsprechend einem Energieversorgungsbefehlssignal, das ein Starten oder Stoppen der Energiezufuhr zu der Last befiehlt, zu steuern und eine Temperatur des Energieversorgungspfades unabhängig davon, ob der Last Energie zugeführt wird, zu berechnen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Von der Erfindung zu lösendes Problem
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Die Erfinder dieser Anmeldung haben ein Verfahren zum Schützen eines Energieversorgungspfades mittels einer Energieversorgungssteuerung, die die obige Konfiguration aufweist, auf der Grundlage von Temperaturen, die in dem Energieversorgungspfad erfasst werden, herausgefunden. Das Verfahren enthält: Erfassen eines elektrischen Stromes und Berechnen einer Temperatur auf der Grundlage der Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad aufgrund des elektrischen Stromes und der Wärmeabgabe von dem Energieversorgungspfad. Die meisten Funktionen der Energieversorgungssteuerung werden jedoch in dem Schlafmodus gehalten. Daher kann die Temperatur in dem Energieversorgungspfad nicht geeignet berechnet werden, und somit kann der Energieversorgungspfad nicht geeignet geschützt werden.
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Die vorliegende Erfindung entstand in Hinblick auf die obigen Umstände. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energieversorgungssteuerung, die einen Schlafmodus aufweist und ausgelegt ist, in geeigneter Weise einen Energieversorgungspfad zu schützen, sowie ein Verfahren zum Steuern der Energieversorgungssteuerung zu schaffen.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die obigen Umstände. Eine Energieversorgungssteuerung der vorliegenden Erfindung ist mit einem Energieversorgungspfad zum Zuführen von Energie von einer Energiequelle zu einer Last zum Steuern der Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last verbunden. Die Energieversorgungssteuerung weist einen Schlafmodus auf, bei dem ihr Stromverbrauch verringert wird. Die Energieversorgungssteuerung enthält eine Schaltschaltung, eine Energieversorgungspfadschutzschaltung und eine Schlafmoduseinstellschaltung. Die Schaltschaltung ist zwischen die Energiequelle und den Energieversorgungspfad geschaltet. Die Schaltschaltung ist ausgelegt, die Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zu ermöglichen und zu verhindern. Die Energieversorgungspfadschutzschaltung ist ausgelegt, einen Schaltbetrieb der Schaltschaltung entsprechend einem Energieversorgungsbefehlssignal, das einen Start oder einen Stopp der Energieversorgung der Last befiehlt, zu steuern. Die Energieversorgungspfadschutzschaltung ist ausgelegt, eine Temperatur des Energieversorgungspfades unabhängig davon, ob der Last Energie zugeführt wird, zu berechnen, und die Temperatur des Energieversorgungspfades in dem Schlafmodus nicht zu berechnen. Die Energieversorgungsschutzschaltung ist ausgelegt, eine Energiezufuhr zu der Last durch die Schaltschaltung entsprechend der berechneten Temperatur, die eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, zu verhindern, um den Energieversorgungspfad zu schützen. Die Schlafmoduseinstellschaltung ist ausgelegt, die Energieversorgungssteuerung entsprechend der Temperatur des Energieversorgungspfades, die eine vorbestimmte Temperaturbedingung erfüllt, in den Schlafmodus zu versetzen.
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Ein Verfahren der vorliegenden Erfindung betrifft ein Steuern einer Energieversorgungssteuerung, die aufweist: einen Schlafmodus, bei dem der Stromverbrauch verringert wird, und eine Schaltschaltung zum Ermöglichen bzw. Erlauben und Verhindern der Energiezufuhr von einer Energiequelle zu einer Last, die mit einem Energieversorgungspfad zum Zuführen von Energie von der Energiequelle zu der Last verbunden ist, um die Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zu steuern. Das Verfahren enthält: Berechnen einer Temperatur des Energieversorgungspfades unabhängig davon, ob der Last Energie zugeführt wird; Verhindern der Energiezufuhr zu der Last durch die Schaltschaltung entsprechend der berechneten Temperatur des Energieversorgungspfades, die eine vorbestimmte obere Grenze erreicht; und Versetzen der Energieversorgungssteuerung in den Schlafmodus entsprechend der Temperatur des Energieversorgungspfades, die eine vorbestimmte Temperaturbedingung erfüllt.
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Wenn die Temperatur des Energieversorgungspfades die vorbestimmte Temperaturbedingung erfüllt, geht die Energieversorgungssteuerung in den Schlafmodus über. Wenn die Temperatur des Energieversorgungspfades die Temperaturbedingung nicht erfüllt, geht die Energieversorgungssteuerung nicht in den Schlafmodus über, und zwar sogar dann nicht, wenn die Energieversorgung der Last gestoppt wird. Das heißt, sogar wenn die Energiezufuhr zu der Last gestoppt wird, setzt die Energieversorgungssteuerung das Berechnen der Temperatur des Energieversorgungspfades fort. Daher wird die Temperatur des Energieversorgungspfades geeignet geschätzt. Demzufolge kann der Energieversorgungspfad in geeigneter Weise durch die Energieversorgungssteuerung, die einen Schlafmodus aufweist, geschützt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Konfiguration einer Energieversorgungssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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2 ist ein Zeitdiagramm, das Änderungen der Signale in Abhängigkeit von der Zeit gemäß der Ausführungsform schematisch darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Energieversorgungssteuerung
- 20
- Energieversorgungspfadschutzschaltung
- 21
- Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung
- 22
- Drahttemperaturberechnungsschaltung
- 23
- Stromerfassungsschaltung (Stromdetektor)
- 24
- Umgebungstemperatursensor (Temperaturdetektor)
- 30
- Schaltschaltung
- 31
- Hauptschalter (Schaltschaltung)
- 32
- Erfassungstransistor (Stromdetektor)
- 40
- SW-Eingangserfassungsschaltung (Schlafmoduseinstellschaltung)
- I
- Versorgungsstrom
- Ta
- Umgebungstemperatur
- Tth
- Schwellentemperatur
- Tw
- Energieversorgungspfadtemperatur (Drahttemperatur)
- ΔTw
- Erhöhung der Energieversorgungspfadtemperatur
- Δ_lower
- Temperaturerhöhung zur Bestimmung (vorbestimmte Temperatur)
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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<Beispielhafte Ausführungsform>
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Konfiguration einer Energieversorgungssteuerung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist Zeitdiagramm, das Änderungen von Signalen in Abhängigkeit von der Zeit gemäß der Ausführungsform schematisch darstellt.
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1. Schaltungskonfiguration
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Wie es in 1 dargestellt ist, ist die Energieversorgungssteuerung 10 zwischen einer Energiequelle Ba und einer Last 50 angeordnet und mit einer Energieversorgungsleitung (Energieversorgungspfad) 51 zum Zuführen von Energie von der Energiequelle Ba zu der Last 50 verbunden. Die Energieversorgungssteuerung 10 ist ausgelegt, die Energiezufuhr von der Energiequelle Ba zu der Last 50 zu steuern. Die Energieversorgungssteuerung 10 weist einen Schlafmodus auf, der ein Betriebsmodus ist, bei dem der Stromverbrauch verringert wird.
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Die Energieversorgungssteuerung 10 enthält eine Schalteingangserfassungsschaltung (SW-Eingangserfassungsschaltung) (ein Beispiel einer Schlafmoduseinstellschaltung) 40, eine Schaltschaltung 30 und eine Energieversorgungspfadschutzschaltung 20.
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In dieser Ausführungsform wird die Energieversorgungssteuerung 10 in einem Fahrzeugmotorraum verwendet. Die Energiequelle Ba ist eine Batterie. Die Last 50 ist ein Elektromotor, der beispielsweise durch die Energieversorgungssteuerung 10 über den Energieversorgungspfad 51, der ein elektrischer Draht ist, angetrieben und gesteuert wird. In 1 wird eine Batteriespannung Vb direkt an die Schaltschaltung 30 angelegt. Die Batteriespannung Vb wird durch einen Spannungswandler (nicht gezeigt) in vorbestimmte Spannungen umgewandelt und an die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 und die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 angelegt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Energieversorgungssteuerung dieser Ausführungsform beschränkt. Die Technologie kann für eine beliebige Energieversorgungsteuerung, die einen Schlafmodus aufweist und ausgelegt ist, die Energiezufuhr zu Lasten zu steuern, verwendet werden, um die Energiezufuhrleitungen zu schützen.
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Die SW-Eingangserfassungsleitung 40, die eine Schlafmoduseinstellschaltung ist, ist mit einem Eingangsschalter SW verbunden. Wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet wird, empfängt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ein Eingangssignal (ein Energieversorgungsbefehlsignal) Sin, das einen Start der Energiezufuhr zu der Last 50 befiehlt, und erzeugt ein Ausgangsbefehlssignal (ein Energieversorgungsbefehlssignal) Stn. Das heißt, in dieser Ausführungsform wird eine Anweisung zum Starten der Energiezufuhr zu der Last 50 ausgegeben, wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet wird. In 1 empfängt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ein niedriges Eingangssignal Sin, wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet wird.
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Wenn der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird, empfängt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ein Eingangssignal Sin, das eine Anweisung zum Stoppen der Energiezufuhr zu der Last 50 ist. In 1 empfängt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ein hohes Eingangssignal Sin, wenn der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird. Das heißt, ein Anschluss (nicht gezeigt) der SW-Eingangserfassungsschaltung 40, durch den das Eingangssignal Sin eingegeben wird, wird heraufgezogen.
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Nachdem der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wurde und eine Erhöhung ΔTw der Temperatur des Energieversorgungspfades 51 (im Folgenden als ”Erhöhung der Drahttemperatur” bezeichnet) gegenüber einer Umgebungstemperatur Ta gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperaturerhöhung ΔT_lower ist, erzeugt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ein Schlafmodussignal Sp. Die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 sendet das Schlafmodussignal Sp an Schaltungen in der Energieversorgungssteuerung 10, sodass die Energieversorgungssteuerung 10 in den Schlafmodus (in einen Schlafzustand) versetzt wird.
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Sogar während sich die Energieversorgungssteuerung 10 im Schlafmodus befindet, ist die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 weiterhin in der Lage, das Eingangssignal Sin, das eine Anweisung zum Starten der Energiezufuhr zu der Last 50 ist, zu empfangen. Die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 weist eine Funktion zum Aktivieren der Energieversorgungssteuerung 10 aus dem Schlafzustand entsprechend dem Empfang des Eingangssignals Sin, d. h. eine Aufwachfunktion auf.
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Die Schaltschaltung 30 ist zwischen die Batterie Ba und den Energieversorgungspfad 51 geschaltet. Die Schaltschaltung 30 startet und stoppt die Energiezufuhr von der Batterie Ba zu der Last 50 entsprechend einem Energieversorgungssteuersignal Scn von der Energieversorgungspfadschutzschaltung 20. Die Schaltschaltung 30 ist als ein Halbleiterschalter ausgelegt, der einen Hauptschalter 31 und einen Erfassungstransistor (einen Stromdetektor) 32 enthält. Der Hauptschalter 31 ist zum Zuführen von Energie zu der Last 50 vorgesehen. Der Erfassungstransistor 32 ist zum Erfassen eines Laststromes (eines Versorgungsstromes) vorgesehen. Wie es in 1 dargestellt ist, sind der Hauptschalter 31 und der Erfassungstransistor 32 N-Kanal-Feldeffekttransistoren (FETs).
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Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 enthält eine Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21, eine Drahttemperaturberechnungsschaltung 22, eine Stromerfassungsschaltung (einen Stromdetektor) 23 und einen Umgebungstemperatursensor (einen Temperaturdetektor) 24. Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 schaltet die Schaltschaltung 30 entsprechend dem Energieversorgungsbefehlsignal Stn ein. Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 schaltet die Schaltschaltung 30 aus, um den Energieversorgungspfad 51 zu schützen, wenn die Temperatur Tw des Energieversorgungspfades 51 eine vorbestimmte obere Grenze Tsm erreicht.
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Der Stromdetektor enthält die Stromerfassungsschaltung 23 und den Erfassungstransistor 32. Der Stromdetektor erfasst einen Laststrom I, der über die Schaltschaltung 30 in den Energieversorgungspfad 51 fließt. Die Stromerfassungsschaltung 23 berechnet den Laststrom I durch Multiplizieren eines Erfassungsstromes, der von dem Erfassungstransistor 32 erfasst wird, mit einer vorbestimmten Zahl. Informationen hinsichtlich eines Versorgungsstromes I werden an die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 gesendet.
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Der Umgebungstemperatursensor 24 ist in der Nähe der Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 angeordnet und ausgelegt, eine Umgebungstemperatur Ta in dem Fahrzeugmotorraum zu erfassen. Informationen hinsichtlich der Umgebungstemperatur Ta werden an die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 gesendet.
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Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 berechnet eine Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur gegenüber der Umgebungstemperatur Ta auf der Grundlage der Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad 51 aufgrund des Stromes I und der Wärmeabgabe von dem Energieversorgungspfad 51 in einem normalen Betriebsmodus, der ein anderer als der Schlafmodus ist. Diese Berechnung wird unabhängig davon durchgeführt, ob der Strom I vorhanden ist. Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 berechnet dann eine Temperatur Tw des Energieversorgungspfades (im Folgenden als ”Drahttemperatur” bezeichnet) durch Addieren der Erhöhung ΔTw zu der Umgebungstemperatur Ta. Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 sendet die berechnete Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur an die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 und die Informationen hinsichtlich der Drahttemperatur Tw an die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21.
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Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 tastet den Strom I jede vorbestimmte Zeitperiode Δt ab und berechnet die Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur durch Ersetzen des Stromes I in der folgenden Gleichung (1). ΔTw(n) = ΔTw(n – 1) × exp(–Δt/τw)
+ Rthw × Rw(n – 1) × I(n – 1)2 × [1 – exp(-Δt/τw)] (1) wobei,
- I(n):
- Erfasster Strom (A) in der n-ten Erfassung (n ist eine ganze Zahl von gleich oder größer als 1)
- ΔTw(n):
- Erhöhung (°C) der Drahttemperatur in der n-ten Erfassung
- Rw(n) = Rw(0) × [1 + κw × (Tw – To):
- Drahtwiderstand (Ω) in der n-ten Erfassung
- Rw(0):
- Drahtwiderstand (Ω) bei einer vorbestimmten Bezugstemperatur To
- Rthw:
- Thermischer Widerstand des Drahtes (°C/W)
- τw:
- Thermische Zeitkonstante des Drahtes (s)
- κw:
- Widerstandstemperaturkoeffizient des Drahtes (/°C)
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In der Gleichung (1) gibt der erste Ausdruck, der den Strom I nicht enthält, die Wärmeabgabe von dem Energieversorgungspfad 51 an, und der zweite Ausdruck, der den Strom I enthält, gibt die Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad 51 an. Wenn der Strom, der der Last 50 zugeführt wird, unterbrochen wird und kein Strom I vorhanden ist, wird die Drahttemperatur Tw auf der Grundlage der Wärmeabgabe von dem Energieversorgungspfad 51 bestimmt.
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Die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 steuert das Ein und Aus der Schaltschaltung 30 entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal Stn von der SW-Eingangserfassungsschaltung 40. Wenn die Drahttemperatur Tw die vorbestimmte obere Grenze Tsm erreicht, schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 die Schaltschaltung 30 aus. Die obere Grenze Tsm der Drahttemperatur Tw entspricht einem Rauchpunkt, bei dem der Draht zu rauchen beginnt. Wenn die Drahttemperatur den Rauchpunkt Tsm erreicht, schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 den Hauptschalter 31 der Schaltschaltung 30 aus und verhindert die Zufuhr der Energie zu der Last 50, um den Energieversorgungspfad 51 zu schützen.
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2. Betrieb der Energieversorgungssteuerung
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Im Folgenden wird ein Betrieb der Energieversorgungssteuerung 10 dieser Ausführungsform mit Bezug auf das Zeitdiagramm der 2 erläutert.
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Während eines Anhaltens der Last (oder des Elektromotors) 50 wird angenommen, dass der Eingangsschalter SW zu dem Zeitpunkt t0 der 2 eingeschaltet wird, um die Energiezufuhr zu der Last 50 wieder aufzunehmen. Als Antwort auf das Schließen des Eingangshalters SW aktiviert die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 die Energieversorgungssteuerung 10 durch die Aufwachfunktion. Die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 sendet das Ausgangsbefehlssignal (das Energieversorgungsbefehlssignal) Stn an die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21.
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Die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 erzeugt das Energieversorgungssteuersignal Scn, das eine Anweisung zum Einschalten des Hauptschalters 31 der Schaltschaltung 30 ist, entsprechend dem Ausgangsbefehlssignal Stn, um den Hauptschalter 31 einzuschalten. Gemäß dem Energieversorgungssteuersignal Scn wird der Strom I von der Batterie Ba der Last 50 zugeführt. Demzufolge erhöht sich die Drahttemperatur Tw gegenüber der Umgebungstemperatur Ta.
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Das heißt, der Erfassungstransistor 32 und die Stromerfassungsschaltung 23 erfassen den Laststrom I entsprechend der Energiezufuhranweisung zum Zuführen von Energie zu der Last 50, und der Umgebungstemperatursensor 24 erfasst die Umgebungstemperatur Ta (ein Erfassungsschritt). Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 berechnet die Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur gegenüber der Umgebungstemperatur unter Verwendung der Gleichung 1, und berechnet die Drahttemperatur Tw durch Addieren der Erhöhung ΔTw zu der Umgebungstemperatur Ta (ein Berechnungsschritt).
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In 2 sind zwei unterschiedliche Ströme I, d. h. ein Kurzschlussstrom Is und ein normaler Strom In gezeigt. Der Kurzschlussstrom Is wird gemessen, wenn der Energieversorgungspfad 51 kurzgeschlossen ist. Der normale Strom In wird gemessen, wenn sich der Energieversorgungspfad 51 in einem normalen Zustand befindet. In 2 liegt ein Kurzschluss in dem Energieversorgungspfad 51 zu dem Zeitpunkt t0 vor.
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Wenn der Kurzschluss in dem Energieversorgungspfad 51 zu dem Zeitpunkt t1 der 2 aufgelöst bzw. behoben wird, verringert sich der Strom I von dem Kurzschlussstrom Is auf den normalen Strom in. Zu diesem Zeitpunkt ist die Wärmeabgabe von dem Energieversorgungspfad 51 größer als die Wärmeerzeugung aufgrund des Stromes I. Daher verringert sich die berechnete Drahttemperatur Tw.
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Wenn sich der Strom I zu dem Zeitpunkt t2 der 2 erneut von dem normalen Strom In auf den Kurzschlussstrom Is erhöht, erhöht sich ebenfalls die Drahttemperatur Tw. Wenn der Eingangsschalter SW zu dem Zeitpunkt t3 der 2 ausgeschaltet wird, sendet die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 das Ausgangsbefehlssignal Stn an die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21, um die Zufuhr des Stromes I zu stoppen. Die Energieversorgungsbestimmungsschaltung 21 erzeugt das Energieversorgungssteuersignal Scn, um den Hauptschalter 31 auszuschalten, entsprechend dem Ausgangsbefehlssignal Stn. Der Hauptschalter 31 wird entsprechend dem Energieversorgungssteuersignal Scn ausgeschaltet. Demzufolge wird der Strom I, der der Last zugeführt wird, unterbrochen, und die berechnete Drahttemperatur Tw verringert sich.
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Der Graph in dem unteren Teil der 2 stellt Änderungen der Drahttemperatur Tw bei einem Übergang in einen bekannten Schlafmodus, in den die Energieversorgungssteuerung 10 unmittelbar nach dem Ausschalten des Eingangsschalters SW eintritt, dar. Wenn die Energieversorgungssteuerung 10 in einen bekannten Schlafmodus eintritt und der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird, stoppt die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 die Berechnung der Drahttemperatur Tw. Wie es in 2 dargestellt ist, wird die Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur zurückgesetzt, und die Drahttemperatur Tw wird auf die Umgebungstemperatur Ta eingestellt. In dieser Ausführungsform tritt die Energieversorgungssteuerung 10 nicht gleichzeitig mit dem Ausschalten des Eingangsschalters SW in den Schlafmodus ein. Daher setzt die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 sogar dann, wenn der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird, die Berechnung der Drahttemperatur Tw und der Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur fort.
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Wenn der Eingangsschalter SW zu dem Zeitpunkt t4 in 2 erneut eingeschaltet wird, sendet die Eingangserfassungsschaltung 40 ähnlich wie bei dem Betrieb zu dem Zeitpunkt t0 das Ausgangsbefehlssignal Stn zum Starten des Stromflusses I zu der Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21. Die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 schaltet den Hauptschalter 31 entsprechend dem Ausgangsbefehlssignal Stn ein. Die Drahttemperatur Tw, die auf der Grundlage des Stromes I berechnet wird, erhöht sich gegenüber der Drahttemperatur Tw zu dem Zeitpunkt t4.
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In dem Fall des Übergangs in den bekannten Schlafmodus erhöht sich die Drahttemperatur Tw gegenüber der Umgebungstemperatur Ta. Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 bestimmt, dass die Drahttemperatur Tw zu dem Zeitpunkt t4 gleich der Umgebungstemperatur Ta ist, und zwar sogar dann, wenn eine tatsächliche Drahttemperatur Tw zu dem Zeitpunkt t4 größer als die Umgebungstemperatur Ta ist. Auf der Grundlage dieser Bestimmung startet die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 die Berechnung der Drahttemperatur Tw.
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In dieser Ausführungsform schaltet, wenn die Drahttemperatur Tw den Rauchpunkt Tsm des Drahtes zu dem Zeitpunkt t5 der 2 erreicht, die Energieversorgungsbestimmungsschaltung 21 den Hauptschalter 31 sogar dann aus, wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet ist (ein Verhinderungsschritt). Das heißt, die Energieversorgungsbestimmungsschaltung 21 stoppt die Energiezufuhr zu der Last 50, um den Energieversorgungspfad 51 zu schützen. Da die Energiezufuhr gestoppt wird, verringert sich die Drahttemperatur Tw, und somit erreicht der Energieversorgungspfad 51 nicht einen tatsächlichen Rauchzustand. Der Energieversorgungspfad 51 wird in geeigneter Weise geschützt.
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Bei der Berechnung der Drahttemperatur Tw gemäß dem Übergang in den bekannten Schlafmodus ist die zu dem Zeitpunkt t5 berechnete Drahttemperatur Tw niedriger als der Rauchpunkt Tsm des Drahtes. Daher fließt der Strom I, der durch die gestrichelten Linien in 2 angegeben wird, weiterhin bis zu dem Zeitpunkt t6, bei dem der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird. Das heißt, die Energieversorgungssteuerung 10 setzt die Zufuhr des Stromes I auf der Grundlage der Drahttemperatur Tw, die entsprechend den Übergang in den bekannten Schlafmodus berechnet wird, fort, obwohl die tatsächliche Drahttemperatur Tw den Rauchpunkt Tsm des Drahtes erreicht hat.
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In dieser Ausführungsform erzeugt, wenn sich die Drahttemperatur Tw auf die vorbestimmte Temperatur Tth oder weniger verringert und die Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur gleich oder kleiner als die Erhöhung ΔT_lower für die Bestimmung (entsprechend einer ”vorbestimmten Temperatur”) ist, die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 das Schlafmodussignal Sp und versetzt die Energieversorgungssteuerung 10 in den Schlafmodus (ein Einstellschritt).
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In dieser Ausführungsform wird die Schwellentemperatur Tth durch Addieren einer vorbestimmten Temperatur (die Erhöhung ΔT_lower für die Bestimmung) zu der Umgebungstemperatur Ta eingestellt. Die Erhöhung ΔT_lower für die Bestimmung wird entsprechend den Einstellbedingungen der Energieversorgungssteuerung 10 eingestellt. Bei dieser Konfiguration ist der Zeitpunkt zum Versetzten der Energieversorgungssteuerung 10 in den Schlafmodus einstellbar. Das heißt, es ist ein Gleichgewicht zwischen dem Einsparen von Energie und der Zuverlässigkeit des Drahtschutzes einstellbar. Wenn die Zuverlässigkeit des Drahtschutzes mehr berücksichtigt werden soll, wird die Schwellentemperatur Tth auf eine Temperatur in der Nähe der Umgebungstemperatur Ta eingestellt. Das heißt, es wird eine vorbestimmte zusätzliche Temperatur (die Erhöhung ΔT_lower für die Bestimmung) auf einen kleinen Wert von beispielsweise zwischen 0,1°C und 5°C eingestellt.
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3. Wirkung dieser Ausführungsform
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In dieser Ausführungsform ist die Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur in Bedingungen zum Übergang in den Schlafmodus der Energieversorgungssteuerung 10 enthalten. Sogar wenn der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird, tritt die Energieversorgungssteuerung 10 nicht in den Schlafmodus ein, wenn die Erhöhung ΔTw der Drahttemperatur größer als die Erhöhung ΔT_lower für die Bestimmung ist (die Drahttemperatur Tw ist größer als die Schwellentemperatur Tth), Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 setzt das Berechnen der Drahttemperatur Tw fort. Daher wird sogar dann, wenn ein Starten und ein Stoppen der Energiezufuhr zu der Last 50 innerhalb einer relativ kurzen Periode wiederholt werden und sich die Drahttemperatur Tw nicht auf die Umgebungstemperatur Ta verringert, die Drahttemperatur Tw in geeigneter Weise berechnet. Daher wird der Energieversorgungspfad 51 geeignet geschützt. Das heißt, der Energieversorgungspfad 51 wird in geeigneter Weise durch die Energieversorgungssteuerung 10, die den Schlafmodus aufweist, geschützt.
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Die Schwellentemperatur Tth wird durch Addieren der vorbestimmten Temperaturerhöhung ΔT_lower zu der Umgebungstemperatur Ta eingestellt. Die Temperaturerhöhung ΔT_lower kann entsprechend den Einstellbedingungen der Energieversorgungssteuerung 10 eingestellt werden. Das heißt, das Gleichgewicht zwischen der Einsparung von Energie und der Zuverlässigkeit des Drahtschutzes in der Energieversorgungssteuerung 10 ist einstellbar.
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<Weitere Ausführungsformen>
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform, der in der obigen Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben wurde, beschränkt. Die folgenden Ausführungsformen können beispielsweise in dem technischen Bereich der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
- (1) In der obigen Ausführungsform wird die Schwellentemperatur Tth durch Addieren der vorbestimmten Temperatur (die Erhöhung ΔT_lower für die Bestimmung) zu der Umgebungstemperatur Ta eingestellt. Die Schwellentemperatur Tth kann jedoch anders eingestellt werden. Die Schwellentemperatur Tth kann auf eine konstante Temperatur eingestellt werden, die nicht von der Umgebungstemperatur Ta abhängt. Bei einer derartigen Schwellentemperatur Tth kann eine Zuverlässigkeit des Drahtschutzes erzielt werden.
- (2) In der obigen Ausführungsform enthält der Stromdetektor die Stromerfassungsschaltung 23 und den Erfassungstransistor 32. Der Stromdetektor kann jedoch auch anders aufgebaut sein. Der Versorgungsstrom kann beispielsweise unter Verwendung eines Shunt-Widerstands erfasst werden. Alternativ kann der Strom auf der Grundlage einer Drain-Source-Spannung Vds des Hauptschalters (des N-Kanal-FETs) erfasst werden.
- (3) In der obigen Ausführungsform wird die Schlafmoduseinstellschaltung als die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 verwendet. Die Schlafmoduseinstellschaltung kann jedoch getrennt von der SW-Eingangserfassungsschaltung 40 vorgesehen sein.
- (4) In der obigen Ausführungsform sind die Schaltungen in der Energieversorgungssteuerung 10 als getrennte Schaltungen vorgesehen. Die Energieversorgungssteuerung 10 kann jedoch andere Aufbauten aufweisen. Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 ohne den Umgebungstemperatursensor 24 und ohne die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 kann beispielsweise durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) bereitgestellt werden.
