DE112010003366B4

DE112010003366B4 - Energieversorgungssteuerung

Info

Publication number: DE112010003366B4
Application number: DE112010003366.8T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Higuchi; Seiji Takahashi
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2030-09-25
Also published as: US20130293004A1; US8514537B2; CN105871298B; US20120182004A1; JP5660358B2; JP2011072133A; WO2011037170A1; US9197127B2; DE112010003366T5; CN102577000A; CN105871298A

Abstract

Energieversorgungssteuerung (10), die mit einem Energieversorgungspfad (51) zum Zuführen von Energie von einer Energiequelle (Ba) zu einer Last (50) zu verbinden ist, wobei die Energieversorgungssteuerung (10) ausgelegt ist, eine Energiezufuhr von der Energiequelle (Ba) zu der Last (50) zu steuern, und die aufweist:- eine Schaltschaltung (30, 31), die zwischen der Energiequelle (Ba) und dem Energieversorgungspfad (51) vorgesehen ist, wobei die Schaltschaltung (30, 31) ausgelegt ist, die Energiezufuhr von der Energiequelle (Ba) zu der Last (50) zwischen Ein und Aus zu schalten;- eine Schalter-Eingangserfassungsschaltung (40), die mit einem Eingangsschalter (SW) verbunden ist und ausgelegt ist,• wenn der Eingangsschalter (SW) eingeschaltet ist, ein Eingangssignal (Sn) zu empfangen, das einen Start der Energiezufuhr befiehlt, und ein Energieversorgungsbefehlssignal (Stn) zu erzeugen, und• wenn der Eingangsschalter (SW) ausgeschaltet ist, ein Eingangssignal (Sn) zu empfangen, das eine Beendigung der Energiezufuhr befiehlt, und das Energieversorgungsbefehlssignal (Stn) zu erzeugen; und- eine Energieversorgungspfadschutzschaltung (20), die ausgelegt ist,• einen Schaltbetrieb der Schaltschaltung (30, 31) entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal (Stn), das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last (50) zu starten oder zu beenden, zu steuern,• eine Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) zu berechnen, und,• wenn die berechnete Temperatur (Tw) einen vorbestimmten oberen Grenzwert (Tsm) erreicht, sogar dann, wenn das Ausschalten des Eingangsschalters (SW) beibehalten wird, zu verhindern, dass die Schaltschaltung (30, 31) die Energiezufuhr einschaltet, und sogar dann, wenn das Einschalten und Ausschalten des Eingangsschalters (SW) wiederholt wird, das Verhindern beizubehalten, wodurch der Energieversorgungspfad (51) geschützt wird,wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) verhindert wird, eine Verhinderung der Energiezufuhr zu der Schaltschaltung (30, 31) beseitigt, wenn sich die Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) auf eine vorbestimmte Schwellentemperatur (Tth) verringert;wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) enthält:- eine Stromerfassungseinrichtung (23), die ausgelegt ist, einen fließenden Strom (I), der durch die Last (50) fließt, zu erfassen;- eine Temperaturerfassungseinrichtung (24), die ausgelegt ist, eine Umgebungstemperatur (Ta) zu erfassen;- eine Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung (21), die ausgelegt ist, ein Schalten der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal zu steuern, und, wenn die Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) zu verhindern; und- eine Temperaturberechnungsschaltung (22), die ausgelegt ist,• eine Erhöhung (ΔTw) einer Temperatur des Energieversorgungspfades (51) gegenüber der Umgebungstemperatur (Ta) auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad (51) aufgrund des fließenden Stromes (I), der durch den Energieversorgungspfad (51) fließt, und einer Wärmeverteilung von dem Energieversorgungspfad (51) zu berechnen, und• die Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) durch Addieren der Erhöhung (ΔTw) der Temperatur des Energieversorgungspfades (51) zu der Umgebungstemperatur (Ta) zu berechnen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungssteuerung und insbesondere eine Technik zum Wiederherstellen einer Energiezufuhr zu einer Last, nachdem diese unterbrochen wurde.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich ist eine Energieversorgungssteuerung bekannt, die ein Hochleistungshalbleiterschaltelement wie beispielsweise einen Leistungs-MOSFET entlang eines Energieversorgungspfades, der eine Energiequelle und eine Last miteinander verbindet, enthält und eine Zufuhr eines Stromes zu der Last durch Ein-/Ausschalten dieses Halbleiterschaltelementes steuert und außerdem den Energieversorgungspfad zu der Last gegenüber einem Überstrom schützt. Bei einer derartigen Energieversorgungssteuerung ist es bekannt, dass, wenn ein Überstrom fließt, das Potential eines Steueranschlusses des Halbleiterschaltelementes unter Verwendung einer Steuerschaltung gesteuert wird, um dieses Halbleiterschaltelement auszuschalten, wodurch die Energiezufuhr unterbrochen wird (siehe JP 2007- 174 490 A ). Außerdem ist in diesem Dokument eine Technik zum Bereitstellen eines Ausschaltzeitzählers (Zeitnehmerschaltung) zum Messen einer vorbestimmten Ausschaltzeit beschrieben, um eine einmal ausgeschaltete bzw. unterbrochene Energiezufuhr bei einer Bedingung, bei der die Zeitnehmerschaltung ausgezählt hat, wiederherzustellen.
Die nachveröffentlichte EP 2 717 403 A1 und die US 2007 / 0 253 132 A1 offenbaren jeweils eine Energieversorgungssteuerung, die mit einem Energieversorgungspfad zum Zuführen von Energie von einer Energiequelle zu einer Last zu verbinden ist, wobei die Energieversorgungssteuerung ausgelegt ist, eine Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zu steuern, und die aufweist: eine Schaltschaltung, die zwischen der Energiequelle und dem Energieversorgungspfad vorgesehen ist, wobei die Schaltschaltung ausgelegt ist, die Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zwischen Ein und Aus zu schalten; und eine Energieversorgungspfadschutzschaltung, die ausgelegt ist, einen Schaltbetrieb der Schaltschaltung entsprechend einem Energieversorgungsbefehlssignal, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last zu starten oder zu beenden, zu steuern, eine Temperatur des Energieversorgungspfades zu berechnen, und, wenn die berechnete Temperatur eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, zu verhindern, dass die Schaltschaltung die Energiezufuhr einschaltet, wodurch der Energieversorgungspfad geschützt wird, wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung verhindert wird, eine Verhinderung der Energiezufuhr zu der Schaltschaltung beseitigt, wenn sich die Temperatur des Energieversorgungspfades auf eine vorbestimmte Schwellentemperatur verringert, wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung enthält: eine Stromerfassungseinrichtung, die ausgelegt ist, einen fließenden Strom, der durch die Last fließt, zu erfassen; eine Temperaturerfassungseinrichtung, die ausgelegt ist, eine Umgebungstemperatur zu erfassen; eine Drahttemperaturberechnungsschaltung, die ausgelegt ist, eine Erhöhung einer Temperatur des Energieversorgungspfades gegenüber der Umgebungstemperatur auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad aufgrund des fließenden Stromes, der durch den Energieversorgungspfad fließt, und einer Wärmeverteilung von dem Energieversorgungspfad zu berechnen und die Temperatur des Energieversorgungspfades durch Addieren der Erhöhung der Temperatur des Energieversorgungspfades zu der Umgebungstemperatur zu berechnen; und eine Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung, die ausgelegt ist, ein Schalten der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal zu steuern, und, wenn die Temperatur des Energieversorgungspfades eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung zu verhindern.
Die WO 2007/ 009 675 A1 offenbart eine Energieversorgungssteuerung, die mit einem Energieversorgungspfad zum Zuführen von Energie von einer Energiequelle zu einer Last zu verbinden ist, wobei die Energieversorgungssteuerung ausgelegt ist, eine Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zu steuern, und die aufweist: eine Schaltschaltung, die zwischen der Energiequelle und dem Energieversorgungspfad vorgesehen ist, wobei die Schaltschaltung ausgelegt ist, die Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zwischen Ein und Aus zu schalten; und eine Energieversorgungspfadschutzschaltung, die ausgelegt ist, einen Schaltbetrieb der Schaltschaltung entsprechend einem Energieversorgungsbefehlssignal, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last zu starten oder zu beenden, zu steuern, eine Temperatur des Energieversorgungspfades zu berechnen, und, wenn die berechnete Temperatur eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, zu verhindern, dass die Schaltschaltung die Energiezufuhr einschaltet, wodurch der Energieversorgungspfad geschützt wird, wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung verhindert wird, eine Verhinderung der Energiezufuhr zu der Schaltschaltung beseitigt, wenn sich die Temperatur des Energieversorgungspfades auf eine vorbestimmte Schwellentemperatur verringert, wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung enthält: eine Stromerfassungseinrichtung, die ausgelegt ist, einen fließenden Strom, der durch die Last fließt, zu erfassen; eine Drahttemperaturberechnungsschaltung, die ausgelegt ist, eine Erhöhung einer Temperatur des Energieversorgungspfades gegenüber der Umgebungstemperatur auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad aufgrund des fließenden Stromes, der durch den Energieversorgungspfad fließt, und einer Wärmeverteilung von dem Energieversorgungspfad zu berechnen und die Temperatur des Energieversorgungspfades durch Addieren der Erhöhung der Temperatur des Energieversorgungspfades zu der Umgebungstemperatur zu berechnen; und eine Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung, die ausgelegt ist, ein Schalten der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal zu steuern, und, wenn die Temperatur des Energieversorgungspfades eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung zu verhindern.
BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Von der Erfindung zu lösendes Problem
In dem Fall der Wiederherstellung der Energiezufuhr unter Verwendung der Zeitnehmerschaltung erhöht sich jedoch, wenn die Ausschaltzeit lang ist, die Abmessung der Zeitnehmerschaltung, wenn sich die Messzeit erhöht. Daher ist für eine Energieversorgungssteuerung, die eine Energiezufuhr zu mehreren Lasten steuert, eine Erhöhung der Größe der Zeitnehmerschaltung ein Hindernis in Bezug auf die Miniaturisierung dieser Steuerung. Außerdem ist es, um die Ausschaltzeit in Bezug auf den Schutz des Energieversorgungspfades zu ändern, notwendig, die Einstellung der von der Zeitnehmerschaltung zu messenden Zeit zu ändern. Dieses hat zu einem Bedarf nach einer Energieversorgungssteuerung geführt, die auf einfache Weise eine einmal unterbrochene Energieversorgung wiederherstellen kann, während sie den Energieversorgungspfad auch dann sicher schützt, wenn ein Schalter einen Start oder eine Beendigung einer Energiezufuhr befiehlt. Die Aufgabe wird durch eine Energieversorgungssteuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände erhalten. Die Energieversorgungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Energieversorgungspfad zum Zuführen von Energie von einer Energiequelle zu einer Last verbunden. Die Energieversorgungssteuerung ist ausgelegt, eine Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zu steuern. Die Energieversorgungssteuerung enthält: eine Schaltschaltung, die zwischen der Energiequelle und dem Energieversorgungspfad vorgesehen ist, wobei die Schaltschaltung ausgelegt ist, die Energiezufuhr von der Energiequelle zu der Last zwischen Ein und Aus zu wechseln bzw. schalten; und eine Energieversorgungspfadschutzschaltung, die ausgelegt ist, einen Schaltbetrieb der Schaltschaltung entsprechend einem Energieversorgungsbefehlssignal, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last zu starten oder zu beenden, zu steuern, eine Temperatur des Energieversorgungspfades zu berechnen und wenn die berechnete Temperatur eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung zu verhindern, wodurch der Energieversorgungspfad geschützt wird. In einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung verhindert wird, beseitigt die Energieversorgungspfadschutzschaltung die Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung, wenn sich die Temperatur des Energieversorgungspfades auf eine vorbestimmte Schwellentemperatur verringert.
Gemäß dieser Konfiguration wird eine einmal ausgeschaltete Energiezufuhr auf der Grundlage der Temperatur des Energiezufuhrpfades (Draht) wiederhergestellt, ohne eine Zeitnehmerschaltung zum Messen einer Zeitdauer, während der die Energiezufuhr verhindert (unterbrochen) wird, zu verwenden. Demzufolge ist es möglich, auf einfache Weise eine einmal ausgeschaltete bzw. unterbrochene Energiezufuhr wiederherzustellen, während der Energieversorgungspfad sicher geschützt wird.
Figurenliste

1 ist ein Umrissblockdiagramm einer Energieversorgungssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch einen Zeitverlauf jeweiliger Signale gemäß der Ausführungsform zeigt; und
3 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch einen Zeitverlauf jeweiliger Signale in einem Fall, in dem ein Motor blockiert ist, zeigt.

Bezugszeichenliste

10: Energieversorgungssteuerung
11: Leiterplatte
20: Energieversorgungspfadschutzschaltung
21: Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung
22: Drahttemperaturberechnungsschaltung
23: Stromerfassungsschaltung (Stromerfassungseinrichtung)
24: Umgebungstemperatursensor (Temperaturerfassungseinrichtung)
30: Schaltschaltung
31: Hauptschalter (Schaltschaltung)
32: Erfassungstransistor (Stromerfassungseinrichtung)
50: Lüftermotor (Last)
51: Energieversorgungspfad
51A: gedruckter Drahtabschnitt (Energieversorgungspfad)
51B: Drahtabschnitt (Energieversorgungspfad)
I: fließender Strom
Ta: Umgebungstemperatur
Tth: Schwellentemperatur
Tw: Drahttemperatur (Temperatur eines Energieversorgungspfades)
ΔTw: Erhöhung der Drahttemperatur (Erhöhung der Temperatur des Energieversorgungspfades)
ΔT_lower: Erhöhung zur Bestimmung (vorbestimmter Temperaturwert)

BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 ist ein Umrissblockdiagramm einer Energieversorgungssteuerung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein Zeitdiagramm, das einen Zeitverlauf jeweiliger Signale gemäß der Ausführungsform zeigt. 3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Zeitverlauf jeweiliger Signale gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, in dem ein Motor eine Last ist, zeigt.
1. Schaltungskonfiguration
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Energieversorgungssteuerung 10 mit einem Energieversorgungspfad 51, der eine Energie von einer Energiequelle Ba einer Last 50 zuführt, an einer Position zwischen der Energiequelle Ba und der Last 50 verbunden, wodurch die Zufuhr von Energie von der Energiequelle Ba zu der Last 50 gesteuert wird.
Die Energieversorgungssteuerung 10 enthält im Allgemeinen eine Schalter(SW)-Eingangserfassungsschaltung 40, eine Schaltschaltung 30 und eine Energieversorgungspfadschutzschaltung 20. Die Energieversorgungssteuerung 10 ist auf einer Leiterplatte 11 ausgebildet, und der Energieversorgungspfad 51 enthält einen gedruckten Drahtabschnitt 51A, der auf der Leiterplatte 11 ausgebildet ist, und einen Drahtabschnitt (im Folgenden einfach als „Draht“ bezeichnet) 51B, der den gedruckten Drahtabschnitt 51A und die Last 50 miteinander verbindet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Energieversorgungssteuerung 10 als ein Beispiel gezeigt, bei dem sie in dem Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Energiequelle Ba ist eine Batterie, und als die Last 50 ist beispielsweise ein Lüftermotor in einem Beispiel gezeigt, bei dem dieser von der Energieversorgungssteuerung 10 über den Energieversorgungspfad 51 angesteuert wird. In 1 wird eine Batteriespannung Vb direkt an die Schaltschaltung 30 angelegt, wohingegen an die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 und die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 die Batteriespannung Vb, die durch einen Spannungswandler (nicht gezeigt) in eine vorbestimmte Spannung umgewandelt wird, angelegt wird.
Zusätzlich zu dieser Anwendung der vorliegenden Erfindung kann die Energieversorgungssteuerung der vorliegenden Erfindung für sämtliche Arten von Energieversorgungssteuerungen verwendet werden, die verwendet werden, um eine Zufuhr von Energie zu der Last zu steuern und einen Energieversorgungspfad zu schützen. Die Last ist nicht auf den Motor beschränkt.
Die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ist mit einem Eingangsschalter SW verbunden. Wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet wird, empfängt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ein Eingangssignal (Energiezufuhrbefehlssignal bzw. Energieversorgungsbefehlssignal) Sin, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last 50 zu starten, und erzeugt ein Ausgangsbefehlssignal (Energiezufuhrbefehlssignal bzw. Energieversorgungsbefehlssignal) Stn. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird der Start der Energiezufuhr zu der Last 50 durch Einschalten des Eingangsschalters SW befohlen.
Wenn der Eingangsschalter SW ausgeschaltet wird, empfängt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 das Eingangssignal Sin, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last 50 zu beenden.
Die Schaltschaltung 30 ist zwischen der Batterie Ba und dem Energieversorgungspfad 51 vorgesehen, um die Energiezufuhr von der Batterie Ba zu der Last 50 zwischen Ein und Aus entsprechend einem Energieversorgungssteuersignal bzw. Energiezufuhrsteuersignal Scn von der Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 zu schalten. Diese Schaltschaltung 30 ist als ein Halbleiterschalter ausgelegt und enthält einen Hauptschalter 31, der der Last 50 Energie zuführt, und einen Erfassungstransistor (eine Stromerfassungseinrichtung) 32, der einen Laststrom (fließenden Strom) I erfasst. Der Hauptschalter 31 und der Erfassungstransistor 32 sind beispielsweise jeweils aus einem N-Kanal-Feldeffekttransistor (FET), wie es in 1 gezeigt ist, ausgebildet.
Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 enthält eine Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21, eine Drahttemperaturberechnungsschaltung 22, eine Stromerfassungsschaltung (eine Stromerfassungseinrichtung) 23 und einen Umgebungstemperatursensor (eine Temperaturerfassungseinrichtung) 24 und erlaubt eine Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal Stn, und verhindert eine Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30, so dass der Energieversorgungspfad 51 geschützt wird, wenn die Temperatur des Energieversorgungspfades 51 (im Folgenden als „Drahttemperatur“ bezeichnet) Tw einen vorbestimmten oberen Grenzwert Tsm erreicht.
Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 schützt mindestens eines aus dem gedruckten Drahtabschnitt 51A und dem Draht 51B. Auch wenn die vorliegende Ausführungsform einen Schutz des Drahtes 51 B beispielhaft beschreibt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 kann beispielsweise den gedruckten Drahtabschnitt 51A oder sowohl den gedruckten Drahtabschnitt 51A als auch den Draht 51 B schützen.
Außerdem beseitigt die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 verhindert wird (unterbrochen wird), die Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30, wenn sich die Drahttemperatur Tw auf eine vorbestimmte Schwellentemperatur Tth verringert. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird die unterbrochene Energiezufuhr auf der Grundlage der Drahttemperatur Tw wiederhergestellt.
Die Stromerfassungseinrichtung enthält die Stromerfassungsschaltung 23 und den Erfassungstransistor 32, um den Laststrom I, der in den Draht 51 B über die Schaltschaltung 30 fließt, zu erfassen. Die Stromerfassungsschaltung 23 multipliziert einen Erfassungsstrom, der von dem Erfassungstransistor 32 erfasst wird, mit einer vorbestimmten Zahl, um einen umgewandelten Laststrom (fließenden Strom) I bereitzustellen. Informationen hinsichtlich des fließenden Stroms I werden der Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 bereitgestellt.
Der Umgebungstemperatursensor 24 ist beispielsweise in der Nähe der Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 vorgesehen, um beispielsweise eine Umgebungstemperatur Ta in dem Motorraum des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Informationen hinsichtlich der erfassten Umgebungstemperatur Ta werden der Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 bereitgestellt. Die Umgebungstemperatur Ta ist nicht auf die Temperatur in dem Motorraum begrenzt.
Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 berechnet und schätzt eine Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw gegenüber der Umgebungstemperatur Ta auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Wärmeerzeugung von dem Draht 51 B aufgrund des fließenden Stromes I und einer Wärmeverteilung von dem Draht 51B. Dann addiert die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 die berechnete Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw zu der Umgebungstemperatur Ta, um eine berechnete Drahttemperatur Tw zu erhalten. Die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 stellt der Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 Informationen hinsichtlich der berechneten Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw und der Drahttemperatur Tw bereit.
Hier tastet die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 beispielsweise den fließenden Strom I zu jeder vorbestimmten Zeit Δt ab und setzt einen Wert jedes fließenden Stromes I in die folgende Gleichung (1) ein, um die Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw zu berechnen. $\begin{array}{l} Δ Tw (n) = Δ Tw (n-1) \times exp (- Δ t / τ w) + Rthw \\ \times Rw (n-1) \times I {(n-1)}^{2} \times (1 - exp (- Δ t / τ w)) \end{array}$
wobei I(n) ein erfasster Wert eines fließenden Stroms (A), der in der n-ten Erfassung erfasst wird (n: 1 oder größere ganze Zahl) repräsentiert;
ΔTw(n) eine Erhöhung der Drahttemperatur (°C) in der n-ten Erfassung repräsentiert;
Rw(n) = Rw(0) × (1 + κW × (Tw-To)) den Drahtwiderstand (Ω) in der n-ten Erfassung repräsentiert;
Rw(0) einen Drahtwiderstand (Ω) bei einer vorbestimmten Bezugstemperatur To repräsentiert;
Rthw einen thermischen Widerstand des Drahtes (°C/W) repräsentiert;
τW eine thermische Zeitkonstante des Drahtes (s) repräsentiert; und
κW einen Widerstandstemperaturkoeffizienten des Drahtes (/°C) repräsentiert.
In der Gleichung (1) gibt der erste Ausdruck ausschließlich des fließenden Stroms I die Wärmeverteilung von dem Energieversorgungspfad 51 an, und der zweite Ausdruck einschließlich des fließenden Stroms I gibt die Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad 51 an. Wenn der Strom, der der Last 50 zugeführt wird, unterbrochen wird und kein fließender Strom I vorhanden ist, wird die Drahttemperatur Tw auf der Grundlage der Wärmeverteilung von dem Energieversorgungspfad 51 bestimmt.
Die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 steuert das Schalten der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal Stn von der SW-Eingangserfassungsschaltung 40 und verhindert eine Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30, wenn die Drahttemperatur Tw einen vorbestimmten oberen Grenzwert Tsm erreicht. Hier wird der obere Grenzwert Tsm der Drahttemperatur Tw als eine Drahtrauchtemperatur angenommen. Das heißt, wenn die Drahttemperatur Tw die Drahtrauchtemperatur Tsm erreicht, verhindert die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 eine Energiezufuhr zu der Last 50 durch Ausschalten des Hauptschalters 31 in der Schaltschaltung 30, um den Draht 51 B zu schützen. Demzufolge ist es möglich, in geeigneter Weise ein Rauchen des Drahtes 51B zu verhindern und eine Energiezufuhr bis zu einer Temperatur in der Nähe der Rauchtemperatur Tsm zu tolerieren.
Wenn die Energiezufuhr durch Ausschalten der Schaltschaltung 30 unterbrochen ist, beseitigt die Energiezufuhrbestimmungssteuerschaltung 21 die verhinderte Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30, wenn sich die Drahttemperatur Tw auf die vorbestimmte Schwellentemperatur Tth verringert.
2. Basisbetriebe der Energieversorgungssteuerung
Im Folgenden werden Basisbetriebe der Energieversorgungssteuerung 10 der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf das Zeitdiagramm der 2 beschrieben. In dem unteren Teil der 2 ist zum Vergleich ein Beispiel gezeigt, bei dem im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform eine Energiezufuhr nicht auf der Grundlage der Drahttemperatur Tw wiederhergestellt wird.
Es wird nun angenommen, dass zu dem Zeitpunkt t0 der 2, bei der sich die Last 50 in Ruhe befindet, der Eingangsschalter SW eingeschaltet wird, um die Energiezufuhr zu der Last 50 zu starten. Dann führt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 der Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 das Ausgangsbefehlssignal (Energiezufuhrbefehlssignal) Stn als Antwort auf das Einschalten des Eingangsschalters SW zu.
Als Antwort auf das Ausgangsbefehlssignal Stn erzeugt die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 das Energieversorgungssteuersignal Scn, das den Hauptschalter 31 in der Schaltschaltung 30 einschaltet, wodurch der Hauptschalter 31 eingeschaltet wird. Dann wird der fließende Strom I von der Batterie Ba der Last 50 zugeführt, so dass sich die Drahttemperatur Tw gegenüber der Umgebungstemperatur Ta erhöht.
Das heißt, als Antwort auf den Befehl zum Befördern eines Stromes zu der Last 50 erfassen der Erfassungstransistor 32 und die Stromerfassungsschaltung 23 den Laststrom I, und der Umgebungstemperatursensor 24 erfasst die Umgebungstemperatur Ta. Außerdem berechnet die Drahttemperaturberechnungsschaltung 22 eine Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw gegenüber der Umgebungstemperatur Ta auf der Grundlage der Gleichung 1 und addiert die Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw zu der Umgebungstemperatur Ta, um eine berechnete Drahttemperatur Tw zu erhalten.
In 2 sind als der Wert des fließenden Stromes I ein Kurzschlussstrom Is, der auftritt, wenn der Draht 51B kurzgeschlossen wird, und ein normaler Strom In, der während einer normalen Zeit fließt, gezeigt. Das heißt, 2 zeigt einen Fall, bei dem der Draht 51B zu dem Zeitpunkt t0 kurzgeschlossen wird.
Wenn das Kurzschließen in dem Energieversorgungspfad 51 zu dem Zeitpunkt t1 der 2 beseitigt wird, verringert sich der fließende Strom I von dem Kurzschlussstrom Is auf den normalen Strom In. Zu diesem Zeitpunkt ist die Größe der Wärmeverteilung von dem Energieversorgungspfad 51 größer als eine Größe der Wärmeerzeugung aufgrund des fließenden Stromes I. Daher verringert sich die berechnete Drahttemperatur Tw.
Wenn sich der fließende Strom I anschließend zu dem Zeitpunkt t2 der 2 von dem normalen Strom In auf den Kurzschlussstrom Is erneut erhöht, erhöht sich ebenfalls die Drahttemperatur Tw. Wenn dann der Eingangsschalter SW zu dem Zeitpunkt t3 der 2 ausgeschaltet wird, führt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 der Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 das Ausgangsbefehlssignal Stn zum Stoppen des fließenden Stromes I zu. Als Antwort auf das Ausgangsbefehlssignal Stn erzeugt die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 das Energieversorgungssteuersignal Scn, das eine Energiezufuhr durch den Hauptschalter 31 verhindert, so dass der Hauptschalter 31 durch das Energieversorgungssteuersignal Scn ausgeschaltet wird. Dieses unterbricht den fließenden Strom I zu der Last 50, wodurch die berechnete Drahttemperatur Tw verringert wird.
Wenn der Eingangsschalter SW anschließend zu dem Zeitpunkt t4 der 2 erneut eingeschaltet wird, führt die Eingangserfassungsschaltung 40 der Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 das Ausgangsbefehlssignal Scn zum Antreiben des fließenden Stromes I ähnlich wie in dem Fall zu dem Zeitpunkt t0 zu. Als Antwort auf das Ausgangsbefehlssignal Scn schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 den Hauptschalter 31 ein. Dann erhöht sich die Drahttemperatur Tw, die entsprechend dem fließenden Strom I berechnet wird, gegenüber der derzeitigen Temperatur.
Dann schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise in einem Fall, in dem die Drahttemperatur Tw die Drahtrauchtemperatur Tsm zu dem Zeitpunkt t5 der 2 erreicht, sogar dann, wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet ist, den Hauptschalter 31 aus, um eine Energiezufuhr zu der Last 50 zu verhindern, so dass der Draht 51B geschützt wird. Aufgrund der Verhinderung der Energiezufuhr verringert sich die Drahttemperatur Tw, um ein Rauchen des Drahtes 51B zu vermeiden, wodurch dieser geeignet geschützt wird.
Von dem Zeitpunkt t5 an verbleibt die Schaltschaltung 30 in einem Verriegelungszustand (Energieversorgungsverhinderungszustand), um die Drahttemperatur Tw zu verringern. In dem Verriegelungszustand ist die Schaltschaltung 30 unabhängig davon, ob der Eingangsschalter SW ein- oder ausgeschaltet ist, ausgeschaltet. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform nach dem Zeitpunkt t6 der 2 sogar dann, wenn der Eingangsschalter SW wiederholt ein-/ausgeschaltet wird, die Energiezufuhr zu der Last nicht erlaubt, und die Drahttemperatur Tw verringert sich weiter.
Wenn sich dann zu dem Zeitpunkt t7 der 2 die Drahttemperatur Tw auf die vorbestimmte Schwellentemperatur Tth oder weniger verringert hat und die Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw gleich oder kleiner als eine Erhöhung zur Bestimmung ΔT_lower (was einem „vorbestimmten Temperaturwert“ entspricht) ist, schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 den Hauptschalter 31 ein, um die Energiezufuhr zu der Last 50 erneut zu starten. Das heißt, die Energiezufuhr zu der Last 50, die zu dem Zeitpunkt t5 der 2 ausgeschaltet wurde, wird zu dem Zeitpunkt t7 wiederhergestellt, wenn sich die Drahttemperatur Tw auf die vorbestimmte Schwellentemperatur Tth oder weniger verringert hat.
Hier wird die Schwellentemperatur Tth auf einen Wert eingestellt, der durch Addieren des vorbestimmten Temperaturwertes (Erhöhung zur Bestimmung ΔT_lower) zu der Umgebungstemperatur Ta erhalten wird. Daher ist es durch geeignetes Einstellen des vorbestimmten Temperaturwertes ΔT_lower entsprechend dem Aufbau der Energieversorgungssteuerung 10 möglich, in geeigneter Weise ein Gleichgewicht zwischen einem Zeitpunkt, zu dem die Energiezufuhr zu der Last 50 wiederhergestellt wird, das heißt einem Wiederherstellungszeitpunkt, und der Zuverlässigkeit des Drahtschutzes einzustellen. Um die Drahtschutzzuverlässigkeiten zu gewichten, kann die Schwellentemperatur Tth auf einen Wert in der Nähe der Umgebungstemperatur Ta eingestellt werden. Das heißt, es kann eine vorbestimmte zu addierende Temperatur (Erhöhung zur Bestimmung ΔT_lower) niedrig, das heißt beispielsweise auf einen Punkt zwischen 3°C und 0,1 °C eingestellt werden.
Wenn die Drahttemperatur Tw die Drahtrauchtemperatur Tsm zu dem Zeitpunkt t5 in dem Vergleichbeispiel in dem unteren Teil der 2 erreicht, wird die Schaltschaltung 30 im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung nicht verriegelt. Daher wird die Energiezufuhr zu der Last 50 zu dem Zeitpunkt t5 ausgeschaltet; von dem Zeitpunkt t6 der 2 an wird jedoch der Hauptschalter 31 als Antwort auf das Ein-/Ausschalten des Eingangsschalters SW ein-/ausgeschaltet. Dementsprechend fließt der fließende Strom I, so dass sich die Drahttemperatur Tw wiederholt in der Nähe der Drahtrauchtemperatur Tsm erhöht und abfällt. Daher weist der Draht in diesem Fall für eine lange Zeit eine Temperatur in der Nähe der Drahttemperatur auf und kann sich möglicherweise verschlechtern.
3. Fall, in dem die Last ein Motor ist
Im Folgenden werden Betriebe der Energieversorgungssteuerung 10, die die Basisbetriebe aufweist, insbesondere in einem Fall, in dem der Lüftermotor 50, der die Last ist, verriegelt wird, mit Bezug auf das Zeitdiagramm der 3 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird als der Draht 51B ein Draht, der dünner als gewöhnliche Drähte ist, die zur Zufuhr von Energie zu dem Lüftermotor 50 verwendet werden, verwendet. In dem unteren Teil der 3 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem ein gewöhnlicher Draht (der dicker als derjenige der vorliegenden Ausführungsform ist), der einen Blockierstrom Ick während einer angenommenen Zeitdauer widerstehen kann, als der Draht 51B verwendet wird.
Es wird hier angenommen, dass der Eingangsschalter SW zu dem Zeitpunkt t10 der 3 eingeschaltet wird, um die Energiezufuhr zu dem Lüftermotor 50 zu starten, wenn der Lüftermotor 50 mit einem Zweig blockiert wird. Dann erzeugt die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 ähnlich wie in dem Fall der 2 als Antwort auf das Einschalten des Eingangsschalters SW das Energieversorgungssteuersignal Scn, das den Hauptschalter 31 in der Schaltschaltung 30 einschaltet, um den Hauptschalter 31 einzuschalten. Dann wird hier der fließende Strom I, der der Blockierstrom Ick ist, von der Batterie Ba der Last 50 zugeführt, so dass sich die Drahttemperatur Tw gegenüber der Umgebungstemperatur Ta schnell erhöht.
Dann schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 in der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, in dem die Drahttemperatur Tw die Drahtrauchtemperatur Tsm zu dem Zeitpunkt t11 der 3 erreicht, sogar dann, wenn der Eingangsschalter SW eingeschaltet ist, den Hauptschalter 31 aus, um eine Energiezufuhr zu dem Lüftermotor 50 zu verhindern, so dass der Draht 51B geschützt wird. Aufgrund der Verhinderung der Energiezufuhr verringert sich die Drahttemperatur Tw, um ein Rauchen des Drahtes 51B zu vermeiden und diesen geeignet zu schützen. Dann wird der Hauptschalter 31 verriegelt, bis sich die Drahttemperatur Tw verringert.
In einem Fall, in dem der gewöhnliche Draht verwendet wird, erreicht die Drahttemperatur Tw die Drahtrauchtemperatur Tsm während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt t10 bis zu dem Zeitpunkt t11 nicht. Daher fließt, wie es durch eine fette gestrichelte Linie in 3 angegeben ist, der Blockierstrom Ick fortgesetzt, ohne dass er unterbrochen wird.
Wenn sich anschließend die Drahttemperatur Tw auf die vorbestimmte Schwellentemperatur Tth oder weniger verringert hat, so dass sich die Erhöhung der Drahttemperatur ΔTw zu dem Zeitpunkt t12 der 3 auf die Erhöhung zur Bestimmung ΔT_lower oder weniger verringert hat, schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 den Hauptschalter 31 ein, um die Energiezufuhr zu der Last 50 neu zu starten. Insbesondere wird die Energiezufuhr zu dem Lüftermotor 50 zu dem Zeitpunkt t12 der 3 wiederhergestellt.
Dann fließt der Blockierstrom Ick erneut, so dass sich die Drahttemperatur Tw erhöht. In einem Fall, in dem die Drahttemperatur Tw die Drahtrauchtemperatur Tsm zu dem Zeitpunkt t13 erreicht, schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 sogar dann, wenn der Eingangsschalter SW erneut eingeschaltet wird, den Hauptschalter 31 aus, um eine Energiezufuhr zu dem Lüftermotor 50 zu verhindern, so dass der Draht 51B geschützt wird. Aufgrund der Veränderung der Energiezufuhr verringert sich die Drahttemperatur Tw.
In einem Fall, in dem der gewöhnliche Draht verwendet wird, erhöht sich die Drahttemperatur Tw, erreicht aber die Drahtrauchtemperatur Tsm nicht. Daher fließt der Blockierstrom Ick fortgesetzt.
Im Folgenden wird angenommen, dass der Motor zu dem Zeitpunkt t14 aus dem Blockierzustand freigegeben wird. Dann schaltet die Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung 21 in einem Fall, in dem sich die Drahttemperatur Tw zu dem Zeitpunkt t15 erneut auf die vorbestimmte Schwellentemperatur Tth oder weniger verringert hat, den Hauptschalter 31 ein, um die Energiezufuhr zu der Last 50 zu starten. Das heißt, die Energiezufuhr zu dem Lüftermotor 50 wird zu dem Zeitpunkt t15 der 3 erneut wiederhergestellt. In diesem Fall fließt ein Einschaltstromstoß; es wird jedoch bald der normale Strom In wiederhergestellt, so dass die Drahttemperatur Tw gleich der normalen Temperatur wird.
In einem Fall, in dem der gewöhnliche Draht verwendet wird, wird der Motor zu dem Zeitpunkt t14 aus dem Blockierzustand freigegeben, so dass sich dann die Drahttemperatur Tw verringert.
4. Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform
Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein einmaliges Unterbrechen der Energiezufuhr auf der Grundlage der Drahttemperatur Tw wiederhergestellt, ohne eine Zeitnehmerschaltung zum Messen der Ausschaltzeit zu verwenden. Daher ist es möglich, auf einfache Weise die einmal unterbrochene Energiezufuhr wiederherzustellen, während der Draht 51B sicher geschützt wird. Zu demselben Zeitpunkt kann eine weitere Energiezufuhr durch Einstellen der Schwellentemperatur Tth, das heißt der Erhöhung zur Bestimmung ΔT_lower auf eine Temperatur, bei der eine ausreichende Kühlperiode für den Draht 51B gewährleistet werden kann, sicher gewährleistet werden.
Außerdem können in einem Fall, in dem die Energieversorgungssteuerung 10 der vorliegenden Erfindung für den Lüftermotor 50 oder Ähnlichem, der blockiert wird, verwendet wird, sogar dann, wenn der Blockierstrom Ick fließt, sichere Wiederherstellungsbedingungen (ausreichende Kühlung des Drahtes 51B) bereitgestellt werden. Daher ist es möglich, den Draht 51B, der dünner als der herkömmliche Draht ist, zu verwenden. Demzufolge ist es in einem Fall, in dem die Energieversorgungssteuerung 10 an einem Fahrzeug montiert ist, möglich, das Gewicht des Kabelbaumes des Fahrzeugs zu verringern, was zu einer Verringerung des Gewichtes des Fahrzeugs führt.
Weitere Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Beschreibung und die Zeichnungen beschränkt, sondern deckt beispielsweise die folgenden Ausführungsformen innerhalb des technischen Bereiches der vorliegenden Erfindung ab.
(1) Auch wenn in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel der Wiederherstellung der Energiezufuhr bei einer Bedingung, bei der sich die Drahttemperatur Tw auf die vorbestimmte Schwellentemperatur Tth verringert, beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Außerdem kann in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 verhindert wird, die Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 beseitigt werden (aus dem Verriegelungszustand freigegeben werden), wenn das Energieversorgungsbefehlssignal Stn, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last 50 zu beenden, empfangen wird. Wenn in diesem Fall ein Fehler auftritt, wenn die Energieversorgung nur aufgrund dessen, dass sich die Drahttemperatur Tw auf die vorbestimmte Schwellentemperatur Tth verringert hat, automatisch wiederhergestellt wird, kann beispielsweise, wenn sich die Temperatur erneut wiederholt erhöht, da die Ursache eine Erhöhung der Temperatur des Energieversorgungspfades unklar ist, die Energiezufuhr sicher wiederhergestellt werden, nachdem die Ursache beseitigt wurde.
Außerdem können in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 verhindert wird, die folgenden Bedingungen als die Bedingungen (Verriegelungszustandsfreigabebedingungen) zum Freigeben der Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 betrachtet werden, wenn das Energieversorgungsbefehlssignal Stn, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last 50 zu beenden, empfangen wird.
Es kann beispielsweise eine Bedingung, dass der Eingangsschalter SW eine vorbestimmte Anzahl von Malen ausgeschaltet wird, beispielsweise 3, 5 oder 10 Mal, zum Freigeben vorhanden sein. Mit anderen Worten kann eine Bedingung dass, wenn die Energieversorgungspfadsschutzschaltung 20 das Energieversorgungsbefehlssignal Stn, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last zu beenden, eine vorbestimmte Anzahl von Malen empfängt, zum Freigeben vorgesehen sein.
Alternativ kann in einem Fall, in dem die Energieversorgungssteuerung an einem Fahrzeug montiert ist, eine Freigabe erfolgen, wenn ein Zündschalter (IG) des Fahrzeugs ausgeschaltet wird. Mit anderen Worten, wenn die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 ein Signal von dem IG-Schalter des Fahrzeugs empfängt (siehe 1), erzeugt die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 das Energieversorgungsbefehlssignal Stn als Antwort auf das Ausschalten des IG-Schalters des Fahrzeugs. Außerdem kann die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 derart aufgebaut sein, dass sie die verhinderte Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 auf der Grundlage des Energieversorgungsbefehlssignals Stn, das empfangen wird, wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, beseitigt.
Außerdem kann die Verhinderung der Energiezufuhr in einem Fall, in dem die Energieversorgungssteuerung eine Funktion zum Bereitstellen eines Startzustands von einem Schlafmodus (Aufwachfunktion) aufweist, bei einer Bedingung, dass die Energieversorgungssteuerung aus dem Schlafzustand aufgewacht wurde, beseitigt werden. Mit anderen Worten, die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 kann die verhinderte Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 beseitigen, wenn sie in einem Fall, in dem die Energieversorgung durch die Schaltschaltung 30 verhindert wird, aus dem Schlafmodus aufgeweckt wurde.
Hier bezieht sich der Schlafmodus auf einen Zustand, in dem die Funktionen der Energieversorgungssteuerung mit Ausnahme der Funktion zum Freigeben des Schlafmodus gestoppt werden, um eine Stromverteilung der Energieversorgungssteuerung zu unterdrücken. In dem Schlafmodus wird die Energieversorgungssteuerung beispielsweise, wenn das Eingangssignal (Aufwachsignal) Sin von der SW-Eingangserfassungsschaltung 40 empfangen wird, aufgeweckt, um in einen normalen Betriebszustand einzutreten. Das Aufwachsignal ist nicht auf das Eingangssignal Sin beschränkt.
Durch Begrenzen der Freigabe des Verriegelungszustands durch Hinzufügen der Bedingungen zum Freigeben der Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung 30 (Verriegelungszustandsfreigabebedingungen) kann die Häufigkeit der Freigabe des Verriegelungszustands verringert werden, und es kann eine Verschlechterung des Energieversorgungspfades 51 verringert bzw. vermieden werden.
(2) Auch wenn in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel des Einstellens der Schwellentemperatur Tth auf den Wert, der durch Addieren des vorbestimmten Temperaturwertes (Erhöhung zur Bestimmung ΔT_lower) zu der Umgebungstemperatur Ta erhalten wird, beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Schwellentemperatur Tth kann als eine vorbestimmte konstante Temperatur eingestellt werden, die nicht von der Umgebungstemperatur Ta abhängt. In diesem Fall kann ebenfalls die Zuverlässigkeit des Schutzes des Drahtes gewährleistet werden.
(3) Auch wenn in der obigen Ausführungsform die Stromerfassungseinrichtung die Stromerfassungsschaltung 23 und den Erfassungstransistor 32 enthält, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Der fließende Strom kann beispielsweise unter Verwendung eines Shunt-Widerstands oder auf der Grundlage einer Drain-Source-Spannung Vds des Hauptschalters (N-Kanal-FET) erfasst werden.
(4) Auch wenn in der obigen Ausführungsform ein Beispiel der Ausbildung jeder Schaltung in der Energieversorgungssteuerung 10 als eine diskrete Schaltung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Energieversorgungspfadschutzschaltung 20 und die SW-Eingangserfassungsschaltung 40 mit der Ausnahme des Umgebungstemperatursensors 24 können beispielsweise jeweils aus einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) ausgebildet sein.

Claims

Energieversorgungssteuerung (10), die mit einem Energieversorgungspfad (51) zum Zuführen von Energie von einer Energiequelle (Ba) zu einer Last (50) zu verbinden ist, wobei die Energieversorgungssteuerung (10) ausgelegt ist, eine Energiezufuhr von der Energiequelle (Ba) zu der Last (50) zu steuern, und die aufweist: - eine Schaltschaltung (30, 31), die zwischen der Energiequelle (Ba) und dem Energieversorgungspfad (51) vorgesehen ist, wobei die Schaltschaltung (30, 31) ausgelegt ist, die Energiezufuhr von der Energiequelle (Ba) zu der Last (50) zwischen Ein und Aus zu schalten; - eine Schalter-Eingangserfassungsschaltung (40), die mit einem Eingangsschalter (SW) verbunden ist und ausgelegt ist, • wenn der Eingangsschalter (SW) eingeschaltet ist, ein Eingangssignal (Sn) zu empfangen, das einen Start der Energiezufuhr befiehlt, und ein Energieversorgungsbefehlssignal (Stn) zu erzeugen, und • wenn der Eingangsschalter (SW) ausgeschaltet ist, ein Eingangssignal (Sn) zu empfangen, das eine Beendigung der Energiezufuhr befiehlt, und das Energieversorgungsbefehlssignal (Stn) zu erzeugen; und - eine Energieversorgungspfadschutzschaltung (20), die ausgelegt ist, • einen Schaltbetrieb der Schaltschaltung (30, 31) entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal (Stn), das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last (50) zu starten oder zu beenden, zu steuern, • eine Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) zu berechnen, und, • wenn die berechnete Temperatur (Tw) einen vorbestimmten oberen Grenzwert (Tsm) erreicht, sogar dann, wenn das Ausschalten des Eingangsschalters (SW) beibehalten wird, zu verhindern, dass die Schaltschaltung (30, 31) die Energiezufuhr einschaltet, und sogar dann, wenn das Einschalten und Ausschalten des Eingangsschalters (SW) wiederholt wird, das Verhindern beizubehalten, wodurch der Energieversorgungspfad (51) geschützt wird, wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) verhindert wird, eine Verhinderung der Energiezufuhr zu der Schaltschaltung (30, 31) beseitigt, wenn sich die Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) auf eine vorbestimmte Schwellentemperatur (Tth) verringert; wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) enthält: - eine Stromerfassungseinrichtung (23), die ausgelegt ist, einen fließenden Strom (I), der durch die Last (50) fließt, zu erfassen; - eine Temperaturerfassungseinrichtung (24), die ausgelegt ist, eine Umgebungstemperatur (Ta) zu erfassen; - eine Energieversorgungsbestimmungssteuerschaltung (21), die ausgelegt ist, ein Schalten der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) entsprechend dem Energieversorgungsbefehlssignal zu steuern, und, wenn die Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) eine vorbestimmte obere Grenze erreicht, die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) zu verhindern; und - eine Temperaturberechnungsschaltung (22), die ausgelegt ist, • eine Erhöhung (ΔTw) einer Temperatur des Energieversorgungspfades (51) gegenüber der Umgebungstemperatur (Ta) auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Wärmeerzeugung in dem Energieversorgungspfad (51) aufgrund des fließenden Stromes (I), der durch den Energieversorgungspfad (51) fließt, und einer Wärmeverteilung von dem Energieversorgungspfad (51) zu berechnen, und • die Temperatur (Tw) des Energieversorgungspfades (51) durch Addieren der Erhöhung (ΔTw) der Temperatur des Energieversorgungspfades (51) zu der Umgebungstemperatur (Ta) zu berechnen.
Energieversorgungssteuerung (10) nach Anspruch 1, wobei die Schwellentemperatur (Tth) durch Addieren einer vorbestimmten Temperatur (ΔT_lower) zu der Umgebungstemperatur (Ta) eingestellt wird.
Energieversorgungssteuerung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der vorbestimmte obere Grenzwert eine Rauchtemperatur des Energieversorgungspfades (51) ist.
Energieversorgungssteuerung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Energieversorgungssteuerung (10) die Energiezufuhr zu einem Motor als der Last (50) steuert.
Energieversorgungssteuerung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) die Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) beseitigt, wenn die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) das Energieversorgungsbefehlssignal, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last (50) zu beenden, in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) verhindert wird, empfängt.
Energieversorgungssteuerung (10) nach Anspruch 5, wobei die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) die Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) beseitigt, wenn die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) eine vorbestimmte Anzahl von Malen das Energieversorgungsbefehlssignal, das befiehlt, die Energiezufuhr zu der Last (50) zu beenden, in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) verhindert wird, empfängt.
Energieversorgungssteuerung (10) nach Anspruch 5, wobei - die Energieversorgungssteuerung (10) an einem Fahrzeug montiert ist; und - die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) die Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) beseitigt, wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs in einem Fall, in dem die Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) verhindert wird, ausgeschaltet wird.
Energieversorgungssteuerung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei - die Energieversorgungssteuerung (10) einen Schlafmodus und eine Aufwachfunktion zum Starten eines normalen Betriebszustands aus dem Schlafmodus aufweist; und - die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) die Verhinderung der Energiezufuhr durch die Schaltschaltung (30, 31) beseitigt, wenn die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) in einem Fall, in dem die Energieversorgung durch die Schaltschaltung (30, 31) verhindert wird, aus dem Schlafmodus aufwacht.
Energieversorgungssteuerung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei - die Energieversorgungssteuerung (10) auf einer Leiterplatte ausgebildet ist; - der Energieversorgungspfad (51) eine Leiterbahn (51A), die auf der Leiterplatte ausgebildet ist, und einen Drahtabschnitt (51B9, der die Leiterbahn (51A) mit der Last (50) verbindet, enthält; und - die Energieversorgungspfadschutzschaltung (20) mindestens eines aus der Leiterbahn (51A) und dem Drahtabschnitt (51B) schützt.