DE112016003916T5

DE112016003916T5 - Unterbrechungsdetektor

Info

Publication number: DE112016003916T5
Application number: DE112016003916.6T
Authority: DE
Inventors: Keisuke Ikushima; Toshiro Ishihara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2018-05-09
Also published as: CN107923937B; JP6365467B2; JP2017044638A; US10466070B2; US20180180447A1; WO2017038513A1; CN107923937A

Abstract

Ein Unterbrechungsdetektor weist auf: mehrere Energieversorgungsschaltungen (6a, 6b), die einen Konstantstrom von einer Gleichstromenergieversorgung (VC) über Widerstandselemente (7a, 7b) an mehrere Lasten (3a, 3b) geben, wobei die Widerstandselemente jeweils einen vorbestimmten Widerstandswert aufweisen; mehrere Spannungsdetektoren (8a, 8b), die jeweils an den mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet sind und jeweils dazu ausgelegt sind, eine Spannung eines entsprechenden der Widerstandselemente auf einer Lastseite zu erfassen; und eine Steuerschaltung (5), die, für jede der mehreren Energieversorgungsschaltungen, einen Unterbrechungszustand eines Energieversorgungspfads zu einer entsprechenden der mehreren Lasten bestimmt, auf der Grundlage von Spannungen, die jeweils durch die mehreren Spannungsdetektoren erfasst werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 28. August 2015 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-169077 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Unterbrechungsdetektor.
BISHERIGER STAND DER TECHNIK
In einer Schaltung, die eine Last mit einem Konstantstrom betreibt, kann ein Stromwert berechnet werden, indem ein Spannungsabfall eines Widerstands gelesen wird, der in den Energieversorgungspfad geschaltet ist. Basierend auf der Tatsache, dass der Konstantstrom fließt, wenn die Schaltung normal arbeitet, kann die Schaltung als einen normalen Zustand aufweisend bestimmt werden. In gleicher Weise kann die Möglichkeit eines Unterbrechungsfehlers erfasst werden, wenn der Stromwert einen Konstantstrompegel unterschreitet.
In der einen Konstantstrom bereitstellenden Schaltung wird der Widerstandswert der Last anhand eines mit der Last in Reihe geschalteten Strombegrenzungswiderstands abgestimmt, so dass der Konstantstrom durch eine Energieversorgungsspannung bereitgestellt wird. Dementsprechend wird, wenn die Energieversorgungsspannung niedrig ist, der Widerstandswert des Strombegrenzungswiderstands verringert, was wiederum den Betrag des Spannungsabfalls an beiden Enden des Widerstands verringert, wenn die Last betrieben wird. Dies führt dazu, dass die Änderung im Pegel der erfassten Spannung zwischen dem Fall, dass die Schaltung einen EIN-Zustand aufweist, und dem Fall, dass die Schaltung einen Aus-Zustand aufweist, gering sein wird. Dies macht einen hochpräzisen Verstärker erforderlich, um solch eine Änderung genau erfassen zu können, was zu einer Kostenzunahme führt.
Auch in einer Konfiguration mit einem hochpräzisen Verstärker besteht die Möglichkeit, dass die erfasste Spannung unklar ist und eine fehlerhafte Bestimmung verursacht, wenn die Energieversorgungsspannung zur Versorgung der Last schwankt und die Schwankungen in der Energieversorgungsspannung groß sind.
LITERATUR AUS DEM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: JP 2000-131369 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Unterbrechungsdetektor für eine Schaltung bereitzustellen, die jede von mehreren Lasten ansteuert, indem sie einen Konstantstrom bereitstellt, wobei der Unterbrechungsdetektor einen Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung genau ausführen kann, ohne einen teuren Verstärker zu verwenden, auch wenn die Energieversorgungsspannung niedrig ist und auch wenn die Energieversorgungsspannung schwankt.
Ein Unterbrechungsdetektor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: mehrere Energieversorgungsschaltungen, die jeweils einen Konstantstrom von einer Gleichstromenergieversorgung über Widerstandselemente an mehrere Lasten geben, wobei die Widerstandselemente jeweils einen vorbestimmten Widerstandswert aufweisen; mehrere Spannungsdetektoren, die jeweils an den mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet sind und die jeweils dazu ausgelegt sind, eine Spannung eines entsprechenden der Widerstandselemente auf einer Lastseite zu erfassen; und eine Steuerschaltung, die, für jede der mehreren Energieversorgungsschaltungen, einen Unterbrechungszustand eines Energieversorgungspfads zu einer entsprechenden der mehreren Lasten auf der Grundlage der jeweils durch die mehreren Spannungsdetektoren erfassten Spannungen bestimmt. Die Steuerschaltung liest ein und speichert Anfangswerte der erfassten Spannungen, die durch die mehreren Spannungsdetektoren erfasst werden, wenn die mehreren Lasten nicht durch die mehreren Energieversorgungsschaltungen mit Energie versorgt werden. Wenn eine der mehreren Lasten durch eine der mehreren Energieversorgungsschaltungen mit Energie versorgt wird, berechnet die Steuerschaltung eine Spannung über Anschlüssen von einem der Widerstandselemente, das an der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die eine der mehreren Lasten mit Energie versorgt, auf der Grundlage einer ersten erfassten Spannung, die durch einen der mehreren Spannungsdetektoren erfasst wird, der an der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die die eine der mehreren Lasten mit Energie versorgt, einer zweiten erfassten Spannung, die durch einen anderen der mehreren Spannungsdetektoren erfasst wird, der an einer anderen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die keine Energieversorgung einer anderen der mehreren Lasten ausführt, und der Anfangswerte der erfassten Spannungen, die gespeichert sind, und bestimmt die Steuerschaltung, dass der Energieversorgungspfad zu der einen der mehreren Lasten, die mit Energie versorgt wird, einen Unterbrechungszustand aufweist, wenn die Spannung über den Anschlüssen des einen der Widerstandselemente kleiner oder gleich einer Schwellenwertspannung ist.
Durch Anwenden des vorstehend beschriebenen Unterbrechungsdetektors kann eine richtige Spannung auf die folgende Weise durch eine Steuerschaltung erfasst werden. Die Steuerschaltung liest ein und speichert Anfangswerte von erfassten Spannungen, die durch die Spannungsdetektoren erfasst werden, wenn die Lasten durch die mehreren Energieversorgungsschaltungen nicht mit Energie versorgt werden. Die Steuerschaltung kann dann die Spannung über den Anschlüssen des Widerstandselements, das in der Energieversorgungsschaltung der mit Energie versorgten Last vorgesehen ist, aus der ersten erfassten Spannung, die durch den Spannungsdetektor erfasst wird, der in der Energieversorgungsschaltung von einer der Lasten vorgesehen ist, wenn die Last mit Energie versorgt wird, der zweiten erfassten Spannung, die durch den Spannungsdetektor erfasst wird, der in der Energieversorgungsschaltung der nicht mit Energie versorgten Last vorgesehen ist, und den Anfangswerten der erfassten Spannungen berechnen.
Da die Anschlussspannung auf der Energieversorgungsseite des Widerstandselements aus den Anfangswerten von erfassten Spannungen unter Verwendung der zweiten erfassten Spannung, die an dem gleichen Zeitpunkt wie die erste erfasste Spannung erfasst wird, bestimmt werden kann, kann die Spannung über den Anschlüssen des Widerstandselements auch dann richtig berechnet werden, wenn die Energieversorgungsspannung schwankt. Dies führt dazu, dass ein Unterbrechungszustand des Energieversorgungspfads für die mit Energie versorgte Last richtig bestimmt werden kann, wenn die Spannung über den Anschlüssen, die anhand der Berechnung bestimmt wird, kleiner oder gleich der Schwellenwertspannung ist.
Figurenliste
Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 einen elektrischen Schaltplan zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform;
2 ein Ablaufdiagramm eines Unterbrechungsbestimmungsprozesses;
3 ein Ablaufdiagramm eines Energieversorgungsspannungsleseprozesses;
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Energieversorgungswellenform zur Veranschaulichung der Effekte;
5 ein Ablaufdiagramm eines Unterbrechungsbestimmungsprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6 einen elektrischen Schaltplan zur Veranschaulichung einer dritten Ausführungsform;
7 ein Ablaufdiagramm eines Unterbrechungsbestimmungsprozesses;
8 einen elektrischen Schaltplan zur Veranschaulichung einer vierten Ausführungsform;
9 ein Ablaufdiagramm eines Unterbrechungsbestimmungsprozesses;
10 ein Ablaufdiagramm eines Energieversorgungsspannungsleseprozesses;
11 eine Abbildung zur Veranschaulichung von Wellenformen von verschiedenen Teilen zur Veranschaulichung der Effekte;
12 einen elektrischen Schaltplan zur Veranschaulichung einer fünften Ausführungsform; und
13 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Wellenformen von verschiedenen Teilen zur Veranschaulichung der Effekte.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
In der 1 steuert der Unterbrechungsdetektor 1 das Ein- und Ausschalten einer LED-Schaltung 2 und erfasst der Unterbrechungsdetektor 1 eine Unterbrechung in einer Energieversorgungsleitung der LED-Schaltung 2. Die LED-Schaltung 2 weist zwei LEDs 3a und 3b beispielsweise als mehrere mit Konstantstrom betriebene Lasten auf. Diese zwei LEDs 3a und 3b senden Licht verschiedener Farben, wie beispielsweise rot und grün, aus und sind für Anzeigezwecke, wie beispielsweise als Anzeige, vorgesehen.
Die LEDs 3a und 3b sind über Widerstände 4a bzw. 4b, die mit der jeweiligen LED in Reihe geschaltet sind, um die LED-Helligkeit abzustimmen, mit dem Unterbrechungsdetektor 1 verbunden. Der Unterbrechungsdetektor 1 ist durch eine Steuerschaltung 5 als Hauptkörper aufgebaut und weist eine Schaltung auf, die die LEDs 3a und 3b der LED-Schaltung 2 mit Energie versorgt. Die LED-Schaltung 2 wird über den Unterbrechungsdetektor 1 durch eine Gleichstrom-(DC)-Energieversorgung VC mit Energie versorgt. Die DC-Energieversorgung VC wird erzeugt, indem die Spannung einer DC-Energieversorgung, bei der die Spannung schwankt, wie beispielsweise eine fahrzeugeigene Batterie, herabgesetzt wird. Die DC-Energieversorgung VC versorgt ebenso andere Lasten als die LEDs 3a und 3b, wobei die Energieversorgungsspannung VC infolge eines Innenwiderstands in Abhängigkeit des Zustands der Energieversorgung zu den Lasten schwankt. Die Steuerschaltung 5 wird durch eine DC-Energieversorgung VD einer vorbestimmten Spannung mit Energie versorgt, die erzeugt wird, indem die Spannung separat von der vorstehend beschriebenen Energieversorgung, wie beispielsweise eine Batterie, herabgesetzt wird. Die Steuerschaltung 5 weist einen Mikrocomputer und einen Speicher oder eine Schnittstellenschaltung auf. Ein nachstehend noch beschriebenes Steuerprogramm ist für den auszuführenden Unterbrechungsbestimmungsprozess im Speicher gespeichert.
Die LEDs 3a und 3b werden über die Energieversorgungsschaltungen 6a bzw. 6b mit Konstantstrom versorgt. Die Energieversorgungsschaltung 6a der LED 3a ist dazu ausgelegt, die DC-Energieversorgung VC über einen Knoten N0, einen Widerstand 7a als ein Widerstandselement zur Stromerfassung, einen Knoten N1 und einen Schalter SW1 mit dem Widerstand 4a und der LED 3a zu verbinden. Steuersignale S1 werden über einen Ausgangsanschluss A der Steuerschaltung 5 an den Schalter SW1 gegeben.
Der Knoten N1 ist über eine Spannungsteilerschaltung 8a zur Spannungserfassung mit einer Masse verbunden. Die Spannungsteilerschaltung 8a ist eine Reihenschaltung aus den Widerständen R1a und R2a. Der gemeinsame Knotenpunkt der Widerstände R1a und R2a ist über einen AD-Wandler 9a mit einem Eingangsanschluss B der Steuerschaltung 5 verbunden. Der AD-Wandler 9a gibt ein in ein digitales Signal gewandeltes Spannungserfassungssignal V1 an den Eingangsanschluss B der Steuerschaltung 5. Die Spannungsteilerschaltung 8a und der AD-Wandler 9a bilden einen Spannungsdetektor.
Die Energieversorgungsschaltung 6b der LED 3b ist dazu ausgelegt, die DC-Energieversorgung VC über einen Knoten N0, einen Widerstand 7b als ein Widerstandselement zur Stromerfassung, einen Knoten N2 und einen Schalter SW2 mit dem Widerstand 4b und der LED 3b zu verbinden. Steuersignale S2 werden über einen Ausgangsanschluss C der Steuerschaltung 5 an den Schalter SW2 gegeben.
Der Knoten N2 ist über eine Spannungsteilerschaltung 8b zur Spannungserfassung mit einer Masse verbunden. Die Spannungsteilerschaltung 8b ist eine Reihenschaltung aus den Widerständen R1b und R2b. Der gemeinsame Knotenpunkt der Widerstände R1b und R2b ist über einen AD-Wandler 9b mit einem Eingangsanschluss D der Steuerschaltung 5 verbunden. Der AD-Wandler 9b gibt ein in ein digitales Signal gewandeltes Spannungserfassungssignal V2 an den Eingangsanschluss D der Steuerschaltung 5. Die Spannungsteilerschaltung 8b und der AD-Wandler 9b bilden einen Spannungsdetektor.
Nachstehend sind die Effekte der vorstehend beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
Die Steuerschaltung 5 aktiviert (erleuchtet) die LEDs 3a und 3b wie folgt. Wenn die LED 3a aktiviert wird, gibt die Steuerschaltung 5 ein Beleuchtungssignal S1 über den Ausgangsanschluss A aus, um den Schalter SW1 der Energieversorgungsschaltung 6a einzuschalten. Folglich wird die Energieversorgungsspannung VC über den Widerstand 7a und den Schalter SW1 an die LED-Schaltung 2 gelegt. Die LED 3a wird über den Widerstand 4a in der LED-Schaltung 2 derart mit Energie versorgt, dass die LED 3a eingeschaltet wird.
Wenn die LED 3b aktiviert wird, gibt die Steuerschaltung 5 ein Beleuchtungssignal S2 über den Ausgangsanschluss C aus, um den Schalter SW2 der Energieversorgungsschaltung 6b einzuschalten. Auf diese Weise wird die Energieversorgungsspannung VC über den Widerstand 7b und den Schalter SW2 an die LED-Schaltung 2 gelegt. Die LED 3b wird über den Widerstand 4b in der LED-Schaltung 2 derart mit Energie versorgt, dass die LED 3b eingeschaltet wird.
Wenn das Ein- und Ausschalten der LEDs 3a und 3b auf die vorstehend beschriebene Weise durch die Steuerschaltung 5 gesteuert wird, werden die Spannungserfassungssignale V1 und V2 in einem geeigneten Abtastzyklus über die AD-Wandler 9a und 9b eingegeben, ungeachtet des Ein/Aus-Zustands der Schalter SW1 und SW2.
In der Energieversorgungsschaltung 6a wird die Spannung an dem Knoten N1, der der Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 7a und dem Schalter SW1 ist, durch die Spannungsteilerschaltung 8a erfasst. Ein Spannungssignal wird, nach einer Teilung durch die Widerstände R1a und R2a der Spannungsteilerschaltung 8a und einer Wandlung in ein digitales Signal durch den AD-Wandler 9a, als Spannungserfassungssignal V1 an den Eingangsanschluss B der Steuerschaltung 5 gegeben.
In der Energieversorgungsschaltung 6b wird die Spannung an dem Knoten N2, der der Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 7b und dem Schalter SW2 ist, durch die Spannungsteilerschaltung 8b erfasst. Ein Spannungssignal wird, nach einer Teilung durch die Widerstände R1b und R2b der Spannungsteilerschaltung 8b und einer Wandlung in ein digitales Signal durch den AD-Wandler 9b, als Spannungserfassungssignal V2 an den Eingangsanschluss D der Steuerschaltung 5 gegeben.
Die Steuerschaltung 5 bestimmt, ob der elektrische Verbindungszustand des Energieversorgungspfads zu der LED-Schaltung 2 normal aufrechterhalten wird, auf der Grundlage der Spannungserfassungssignale V1 und V2, die an die Eingangsanschlüsse B und D gegeben werden, wenn das Ein- und Ausschalten der LEDs 3a und 3b gemäß obiger Beschreibung gesteuert wird. D.h., die Steuerschaltung 5 führt wiederholt einen im Ablaufdiagramm der 2 gezeigten Unterbrechungsbestimmungsprozess an einem geeigneten Zeitpunkt in Übereinstimmung mit dem im internen Speicher gespeicherten Programm aus. Das Programm wird in einer Häufigkeit oder einem Zeitintervall, die bzw. das es der Steuerschaltung ermöglicht, den Schwankungen der Energieversorgungsspannung in ausreichender Weise zu folgen, wiederholt ausgeführt.
Wenn der in der 2 gezeigte Unterbrechungsbestimmungsprozess gestartet wird, bestimmt die Steuerschaltung 5 zunächst in Schritt A1, ob die Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale V1 und V2 erhalten worden sind. Dies bezieht sich auf die Spannung an den Knoten N1 und N2, wenn die Schalter SW1 und SW2 beide den AUS-Zustand aufweisen, so dass keine der LEDs 3a und 3b eingeschaltet ist. In diesem Zustand liegt, da die LED-Schaltung 2 nicht mit Energie versorgt wird, kein Spannungsabfall vor, der durch die Widerstände 7a und 7b hervorgerufen wird, so dass die Spannung an den Knoten N1 und N2 im Wesentlichen gleich der Energieversorgungsspannung VC ist.
Nachstehend ist eine Erfassung der Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale V1 und V2 beschrieben. Wenn die Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale V1 und V2 noch nicht erhalten worden sind, bestimmt die Steuerschaltung 5, dass die Antwort in Schritt A1 NEIN lautet. Anschließend führt die Steuerschaltung 5 in Schritt A2 den in der 3 gezeigten Energieversorgungsspannungsleseprozess aus. Wenn der in der 3 gezeigte Energieversorgungsspannungsleseprozess gestartet wird, bestimmt die Steuerschaltung 5 zunächst in Schritt B1, ob die Schalter SW1 und SW2 beide den AUS-Zustand aufweisen.
Wenn keine der LEDs 3a und 3b eingeschaltet ist, lautet die Bestimmung in Schritt B1 JA und nimmt die Steuerschaltung 5 die Spannungserfassungssignale V1 und V2 als die Anfangswerte V1_int und V2_int. Anschließend speichert die Steuerschaltung 5, im internen Speicher, die in Schritt B3 gelesenen Anfangswerte V1_int und V2_int und beendet die Steuerschaltung 5 das Programm. Wenn die Steuerschaltung 5 die Anfangswerte V1_int und V2_int in Schritt A1 des Unterbrechungsbestimmungsprozesses bereits erhalten und im internen Speicher gespeichert hat, schreitet der Prozess zu Schritt A3 voran.
Wenn die Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale V1 und V2 bereits erhalten worden sind, bestimmt die Steuerschaltung 5, wie vorstehend beschrieben, dass die Antwort in Schritt A1 JA lautet, wenn der Unterbrechungsbestimmungsprozess erneut ausgeführt wird. Anschließend bestimmt die Steuerschaltung 5, ob eine der LEDs 3a und 3b der LED-Schaltung 2 eingeschaltet ist, während die andere ausgeschaltet ist. Die Steuerschaltung 5 bestimmt zunächst in Schritt A3, ob der Schalter SW1 eingeschaltet ist, während der Schalter SW2 ausgeschaltet ist. Wenn die Bestimmung JA lautet, liest die Steuerschaltung 5 die Spannungserfassungssignale V1 und V2 zu diesem Zeitpunkt im folgenden Schritt A4.
In diesem Fall wird, da der Schalter SW1 eingeschaltet ist, die LED 3a erleuchtet, während die LED 3b nicht erleuchtet wird, da der Schalter SW2 ausgeschaltet ist. Die Steuerschaltung 5 liest, im nächsten Schritt A4, das Spannungserfassungssignal V1 als V1_on und das Spannungserfassungssignal V2 als V2_off. Anschließend bestimmt die Steuerschaltung 5, in Schritt A5, die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 des Widerstands 7a anhand einer Berechnung in Übereinstimmung mit dem Strom durch die erleuchtete LED 3a auf der Grundlage der gelesenen Spannungserfassungssignale. Die Steuerschaltung 5 nimmt die Berechnung der Spannung über den Anschlüssen ΔV1 anhand des folgenden Verfahrens unter Verwendung der Spannungserfassungssignale V1_on und V2_off und der Anfangswerte V1_int und V2_int vor.
Da der durch die LED 3a fließende Strom ein Konstantstrom ist, ist die Spannung über den Anschlüssen, die erzeugt wird, wenn der Konstantstrom durch den Widerstand 7a fließt, ebenso konstant. Folglich sollte, wenn keine Unterbrechung im Energieversorgungspfad für die LED-Schaltung 2 vorliegt, die Spannung über den Anschlüssen ΔV1, die anhand der Berechnung bestimmt wird, gleich der konstanten Spannung sein. Auch wenn der Stromwert aufgrund einer Verschlechterung der LED 3a etwas geringer ist, fließt weiterhin Strom, sofern nicht eine Unterbrechung vorliegt. Folglich kann bestimmt werden, dass eine Unterbrechung vorliegt, wenn die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 wenigstens eine Schwellenwertspannung Vth überschreitet.
Die Steuerschaltung 5 bestimmt folglich im nächsten Schritt A6, ob die Spannung über den Anschlüssen ΔV1, die anhand der Berechnung erhalten wird, über der Schwellenwertspannung Vth liegt, und bestimmt, wenn die Antwort JA lautet, dass sie normal ist, woraufhin die das Programm beendet. Wenn die Bestimmung durch die Steuerschaltung 5 in Schritt A6 NEIN lautet, bestimmt die im folgenden Schritt A7, dass eine Unterbrechung im Energieversorgungspfad für die LED 3a vorliegt, da die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 gering ist, woraufhin sie das Programm beendet.
Eine Bestimmung dahingehend, ob eine Unterbrechung im Energieversorgungspfad für die LED 3b vorliegt, erfolgt durch die Steuerschaltung 5 auf die folgende Weise auf der Grundlage der Zustände der Schalter SW1 und SW2. Bei einer Ausführung des Programms für den Unterbrechungsbestimmungsprozess bestimmt die Steuerschaltung 5 den Zustand, in dem der Schalter SW2 eingeschaltet ist, während der Schalter SW1 ausgeschaltet ist. In diesem Fall lautet die Bestimmung durch die Steuerschaltung 5 in Schritt A1 JA, in Schritt A3 NEIN und in Schritt A8 JA. Anschließend liest die Steuerschaltung 5, in Schritt A9, die Spannungserfassungssignale V1 und V2 zu diesem Zeitpunkt.
In diesem Fall liest die Steuerschaltung 5, in Schritt A9, das Spannungserfassungssignal V1 als V1_off und das Spannungserfassungssignal V2 als V2_on. Anschließend bestimmt die Steuerschaltung 5, in Schritt A10, die Spannung über den Anschlüssen ΔV2 des Widerstands 7b per Berechnung in Übereinstimmung mit dem Strom durch die erleuchtete LED 3b auf der Grundlage der erhaltenen Spannungserfassungssignale. Die Steuerschaltung 5 nimmt die Berechnung der Spannung über den Anschlüssen ΔV2 anhand des folgenden Verfahrens unter Verwendung der Spannungserfassungssignale V1_off und V2_on und der Anfangswerte V1_int und V2_int vor.
In Schritt A11 bestimmt die Steuerschaltung 5, ähnlich der Spannung über den Anschlüssen ΔV1, ob die Spannung über den Anschlüssen ΔV2, die per Berechnung erhalten wird, über der Schwellenwertspannung Vth liegt, und bestimmt die Steuerschaltung 5, wenn die Antwort JA lautet, dass sie normal ist, woraufhin sie das Programm beendet. Wenn die Bestimmung durch die Steuerschaltung 5 in Schritt A11 NEIN lautet, bestimmt die Steuerschaltung 5 im folgenden Schritt A12, dass eine Unterbrechung in der Energieversorgungsschaltung für die LED 3b vorliegt, da die Spannung über den Anschlüssen ΔV2 gering ist, woraufhin sie das Programm beendet.
Nachstehend ist der Prozess zur Berechnung der Spannungen über den Anschlüssen ΔV1 und ΔV2 in Schritt A5 oder A10 beschrieben.
Theoretisch kann die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 berechnet werden, indem die Differenz zwischen den Spannungen an beiden Anschlüssen des Widerstands 7a bestimmt wird. Da die Spannung am Knoten N0 in dieser Konfiguration nicht direkt erhalten werden kann, kann die Spannung V1_off am Knoten N1, wenn der Schalter SW1 ausgeschaltet ist, die der Spannung am Knoten N0 entspricht, verwendet werden. Die Spannungserfassungssignale, wenn der Schalter SW1 ausgeschaltet ist und wenn der Schalter SW1 eingeschaltet ist, können nicht gleichzeitig erhalten werden. Ferner kann, da angenommen wird, dass die Energieversorgungsspannung VC, wie vorstehend beschrieben, über die Zeit schwankt, eine richtige Spannung über den Anschlüssen ΔV1 nicht erhalten werden, auch wenn Spannungserfassungssignale, wenn der Schalter eingeschaltet ist und wenn der Schalter ausgeschaltet ist, mit einer Zeitdifferenz erhalten werden.
In dieser Hinsicht kann, da die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform Energieversorgungsschaltungen 6a und 6b zur Ansteuerung mehrerer LEDs 3a und 3b aufweist und deren Spannungserfassungssignale V1 bzw. V2 eingegeben werden, das Spannungserfassungssignal V2_off, wenn der Schalter SW2 ausgeschaltet ist, als das Spannungserfassungssignal V1_off verwendet werden, wenn der Schalter SW1 ausgeschaltet ist, in dem Zustand, in dem der Schalter SW1 eingeschaltet ist. Bei solch einer elektrischen Schaltung ist das Spannungserfassungssignal V2_off, wenn der Schalter SW2 ausgeschaltet ist, gleich dem Spannungserfassungssignal V1_off, wenn der Schalter SW1 ausgeschaltet ist. Folglich kann die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 aus den Spannungserfassungssignalen V1_on und V2_off erhalten werden, die in Schritt A4 des Unterbrechungsbestimmungsprozesses erfasst werden.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Spannungserfassungssignale V1 und V2 über die Spannungsteilerschaltungen 8a bzw. 8b und die AD-Wandler 9a bzw. 9b an die Steuerschaltung 5 gegeben werden. Folglich kann eine Differenz im Pegel zwischen den Spannungserfassungssignalen V1 und V2 vorliegen, in Abhängigkeit des Messsystems aufgrund von Differenzen im Spannungsteilungsverhältnis und in der Auflösung. Um diese Schwierigkeit zu lösen, werden die Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale im Voraus gemessen und wird ein Wandlungskoeffizient R aus dem Verhältnis von V1_int zu V2_int bestimmt oder wird ein Wandlungskoeffizient D aus einem Differenzwert bestimmt. Die Spannungen über den Anschlüssen ΔV1 und ΔV2 können unter Verwendung dieses Wandlungskoeffizienten R oder D bestimmt werden.
Mit dem Wandlungskoeffizient R oder D ist eine Verbesserung in der Genauigkeit zu erwarten, wenn die Spannungen über den Anschlüssen ΔV1 und ΔV2 unter Verwendung des Wandlungskoeffizienten R berechnet werden, der per Berechnung eines Verhältnisses bestimmt wird. Insbesondere kann, wenn die Spannungsteilerschaltungen 8a und 8b ein unterschiedliches Spannungsteilungsverhältnis aufweisen oder wenn die AD-Wandler 9a und 9b eine unterschiedliche Auflösung aufweisen, die Genauigkeit verbessert werden. Wenn die Spannungsteilerschaltungen 8a und 8b und die AD-Wandler 9a und 9b die gleichen Eigenschaften aufweisen, kann der Wandlungskoeffizient D per Berechnung einer Differenz erhalten werden, um die Spannungen über den Anschlüssen ΔV1 und ΔV2 zu berechnen, wodurch der Software-Rechenprozess vereinfacht wird.
<Berechnung unter Verwendung des Wandlungskoeffizienten R>
Nachstehend sind die Inhalte bestimmter Rechenprozesse beschrieben. Die Energieversorgungsspannung der DC-Energieversorgung VC unterliegt zeitlichen Schwankungen in Übereinstimmung mit dem Energieversorgungszustand anderer Lasten und variiert unregelmäßig den Schwankungen folgend, so wie es in der 4 gezeigt ist. Die Steuerschaltung 5 führt das Programm während der Periode aus, in der die Schalter SW1 und SW2 beide ausgeschaltet sind, und Anfangswerte V1_int und V2_int von Spannungserfassungssignalen werden beispielsweise am Zeitpunkt t0 eingegeben und gespeichert.
Anschließend, wenn der Schalter SW1 am Zeitpunkt t1 eingeschaltet wird, führt die Steuerschaltung 5 das Programm aus, so dass die Spannungserfassungssignale V1_on und V2_off am Zeitpunkt t2 eingegeben werden. Theoretisch kann die Spannung über den Anschlüssen ΔV1, wie vorstehend beschrieben, aus der nachfolgenden Gleichung (1) berechnet werden.
$Δ V1 = V1_off - V1_on$
Die Berechnung der Gleichung (1) funktioniert jedoch nicht, da dann, wenn der Schalter SW1 eingeschaltet ist, die Spannung an dem Knoten N1 als das Spannungserfassungssignal V1_on erfasst wird und es ist nicht möglich, an dem gleichen Zeitpunkt das Spannungserfassungssignal V1_off des Knotens N1 zu erhalten, wenn der Schalter SW1 ausgeschaltet ist. Folglich kann, indem ein Erfassungsfehler in dem Schaltungssystem korrigiert wird, wie in der nachfolgenden Gleichung (2) gezeigt, V2_off in V1_off gewandelt werden, unter Verwendung der im Voraus erfassten Anfangswerte V1_int und V2_int. Der Wandlungskoeffizient R (2 → 1) kann durch die nachfolgende Gleichung (3) beschrieben werden.
$V1_off = R (2 \to 1) \times V2_off$
$R (2 \to 1) = V1_int/V2_int$
Wenn die Spannungsteilerschaltungen 8a und 8b und die AD-Wandler 9a und 9b die gleichen Bedingungen aufweisen, ist der Wandlungskoeffizient R (2 → 1) im Wesentlichen gleich „1“. Bei unterschiedlichen Bedingungen kann ein bestimmter Wert erhalten werden.
Folglich kann die Gleichung (4) erstellt werden, indem die Gleichungen (2) und (3) in die Gleichung (1) eingesetzt werden. Die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 kann bestimmt werden, indem Werte in diese Gleichung (4) eingesetzt werden.
$Δ V 1= (V1_int/V2_int \times V2_off) - V1_on$
In gleicher Weise kann ΔV2 anhand der nachfolgenden Gleichung (5) erhalten werden.
$Δ V2 = V2_off - V2_on$
$V2_off = R (1 \to 2) \times V1_off$
$R (1 \to 2) = V2_int / V1_int$
$= 1 /R (2 \to 1)$
Folglich kann die Gleichung (9) erstellt werden, indem die Gleichungen (6) und (7) in die Gleichung (5) eingesetzt werden.
$Δ V2 = (V2_int / V1_int \times V1_off) - V2_on$
<Berechnung unter Verwendung des Wandlungskoeffizienten D>
Anstelle der Wandlungskoeffizienten R (2 → 1) und R (1 → 2), die vorstehend beschrieben sind, können die Wandlungskoeffizienten D (2 → 1) und D (1 → 2), die eine Differenz beschreiben, bestimmt werden. In gleicher Weise kann die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 anhand der nachfolgenden Gleichung (1) berechnet werden.
$Δ V1 = V1_off - V 1_on$
Durch die Korrektur eines Erfassungsfehlers in dem Schaltungssystem wird, wie in der nachfolgenden Gleichung (10) gezeigt, V2_off in V1_off gewandelt, unter Verwendung der im Voraus erfassten Anfangswerte V1_int und V2_int. Der Wandlungskoeffizient D (2 → 1) kann durch die nachfolgende Gleichung (11) beschrieben werden.
$V1_off = D (2 \to 1) + V2_off$
$D (2 \to 1) = V1_int - V2_int$
Wenn die Spannungsteilerschaltungen 8a und 8b und die AD-Wandler 9a und 9b die gleichen Bedingungen aufweisen, ist der Wandlungskoeffizient D (2 → 1) im Wesentlichen gleich „0“. Bei unterschiedlichen Bedingungen kann ein bestimmter Wert erhalten werden.
Folglich kann die Gleichung (12) erstellt werden, indem die Gleichungen (10) und (11) in die Gleichung (1) eingesetzt werden. Die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 kann bestimmt werden, indem jeweilige Werte in diese Gleichung (12) eingesetzt werden.
$Δ V1 = (V1_int - V2_int + V2_off) - V1_on$
In gleicher Weise kann ΔV2 anhand der vorstehend beschriebenen Gleichung (5) erhalten werden.
$Δ V2 = V2_off - V2_on$
$V2_off = D (1 \to 2) + V1_off$
$D (1 \to 2) = V2_int - V1_int$
$= - D (2 \to 1)$
Folglich kann die Gleichung (16) erstellt werden, indem die Gleichungen (13) und (14) in die Gleichung (5) eingesetzt werden.
$Δ V2 = (V2_int - V1_int + V 1_off) - V2_on$
Die Spannungen über den Anschlüssen ΔV1 und ΔV2 der Widerstände 7a und 7b, wenn die Schalter SW1 und SW2 in den Energieversorgungsschaltungen 6a bzw. 6b eingeschaltet sind, können, wie vorstehend beschrieben, richtig erfasst werden. Dies ermöglicht eine richtige Bestimmung eines Unterbrechungszustands des Energieversorgungspfads für die LED 3a oder 3b in jeder Energieversorgungsschaltung 6a oder 6b anhand eines Vergleichs mit der Schwellenwertspannung Vth.
In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie vorstehend beschrieben, die Spannungsteilerschaltungen 8a und 8b in den zwei Energieversorgungsschaltungen 6a bzw. 6b zur Erfassung der Spannung an den Knoten N1 und N2 vorgesehen. Anfangswerte von Spannungserfassungssignalen, wenn die LEDs 3a und 3b nicht mit Energie versorgt werden, werden an die Steuerschaltung 5 gegeben und in der Steuerschaltung 5 gespeichert. Wenn eine der LEDs 3a und 3b mit Energie versorgt wird, werden die Spannungserfassungssignale V1 und V2 an den Knoten N1 und N2 durch die Steuerschaltung 5 gelesen und kann die Spannung über den Anschlüssen ΔV1 oder ΔV2 des bestromten Widerstands 7a oder 7b über die Signale genau berechnet werden, und zwar unter Verwendung eines Wandlungskoeffizienten R oder D. Auf diese Weise kann, wenn die Energieversorgungsspannung VC niedrig ist und schwankt, der Energieversorgungszustand der LED 3a oder 3b richtig bestimmt werden.
Der Wandlungskoeffizient R für die Berechnung der Spannung über den Anschlüssen ΔV1 oder ΔV2 wird über das Verhältnis zwischen den Anfangswerten der Spannungserfassungssignale bestimmt, wodurch eine genaue Wandlung ermöglicht wird, die die Differenzen im Messsystem berücksichtigt, wie beispielsweise eine Differenz in dem Spannungsteilungsverhältnis zwischen den Spannungsteilerschaltungen 8a und 8b oder in der Auflösung zwischen den AD-Wandlern 9a und 9b.
Wenn eine geringe Differenz in dem Spannungsteilungsverhältnis zwischen den Spannungsteilerschaltungen 8a und 8b oder in der Auflösung zwischen den AD-Wandlern 9a und 9b vorliegt, kann der Wandlungskoeffizient D für die Berechnung der Spannung über den Anschlüssen ΔV1 oder ΔV2 anhand einer Differenz zwischen den Anfangswerten der Spannungserfassungssignale bestimmt werden, was den Rechenprozess zu einem einfacheren macht, der Addition und Subtraktion anwendet.
(Zweite Ausführungsform)
5 zeigt eine zweite Ausführungsform, die nachstehend in Bezug auf die von der ersten Ausführungsform verschiedenen Teile beschrieben ist. Diese Ausführungsform berücksichtigt die Möglichkeit, dass die Anfangswerte V1_int und V2_int selbst variieren, wenn Änderungen in den Bedingungen der Messumgebung vorliegen, wenn die Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale eingegeben und gespeichert werden.
D.h., wenn die Steuerschaltung 5 den Unterbrechungsbestimmungsprozess während der Periode, in der die LED-Schaltung 2 betrieben wird, kontinuierlich ausführt, kann sich der Wandlungskoeffizient R oder D zusätzlich zu den Schwankungen der Energieversorgungsspannung VC aufgrund von Faktoren in der Messumgebung der Spannungserfassungssignale, wie beispielsweise Temperaturänderungen, ebenso ändern. Die Steuerschaltung 5 erhöht folglich die Eingabefrequenz der Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale in Übereinstimmung mit solchen Änderungen in der Umgebung.
Die Steuerschaltung 5 führt den in der 5 gezeigten Unterbrechungsbestimmungsprozess aus. Die Steuerschaltung 5 führt zunächst den Spannungserfassungsprozess in Schritt A2 und den Prozess zum Lesen der Anfangswerte V1_int und V2_int der Spannungserfassungssignale aus. Der Prozess ist gleich dem vorstehend beschriebenen Energieversorgungsspannungsleseprozess aus der 3. Die Steuerschaltung 5 führt anschließend die vorstehend beschriebenen Schritte A3 bis A12 aus, so dass der Wandlungskoeffizient R oder D an dem gleichen Zeitpunkt bestimmt werden kann wie die Bestimmung, ob eine Unterbrechung in dem Energieversorgungspfad für die LED 3a oder 3b vorliegt. Dies führt dazu, dass auch dann, wenn sich die Bedingungen der Messumgebung beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen geändert haben, der Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung genau ausgeführt werden kann, und zwar solchen Änderungen folgend.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann, zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform, der Wandlungskoeffizient R oder D in Übereinstimmung mit Änderungen in den Bedingungen, wie beispielsweise Temperaturänderungen in der Messumgebung, genau berechnet werden, wodurch die Bestimmung einer Unterbrechung noch genauer erfolgen kann.
(Dritte Ausführungsform)
Die 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform, die nachstehend in Bezug auf die von der ersten Ausführungsform verschiedenen Teile beschrieben ist.
In dieser Ausführungsform weist der Unterbrechungsdetektor 20, wie in 6 gezeigt, einen Thermistor 10 als ein Temperaturerfassungselement auf, das Temperaturen der Umgebung erfasst. Eine Temperaturerfassungsschaltung 11 erfasst die Spannung über den Anschlüssen des Thermistors 10, wandelt die Spannung über den Anschlüssen in ein digitales Signal und gibt die Spannung über den Anschlüssen als ein Temperaturerfassungssignal VT an den Eingangsanschluss E der Steuerschaltung 5.
Die Steuerschaltung 5 bestimmt die Temperaturänderungen in der Messumgebung auf der Grundlage der Temperaturerfassungssignale VT. Wenn der Unterbrechungsbestimmungsprozess ausgeführt wird, bestimmt die Steuerschaltung 5, wie in 7 gezeigt, auch wenn die Bestimmung im ersten Schritt A1 JA lautet, einen Betrag der Änderung des Temperaturerfassungssignals VT in Schritt A20, der auf den Schritt A1 folgt. Der Betrag der Änderung ΔVT des Temperaturerfassungssignals VT ist eine Differenz zwischen dem vorherigen Wert des Temperaturerfassungssignals VT und dem aktuellen Wert des Temperaturerfassungssignals VT. Die Steuerschaltung 5 bestimmt in Schritt A20, ob der Betrag der Änderung ΔVT geringer als ein Betrag einer Änderung ΔTx ist, der einer vorbestimmten Temperaturdifferenz entspricht.
Wenn die Bestimmung in Schritt A20 JA lautet, bedeutet dies, dass eine kleine Änderung in der Umgebungstemperatur vorliegt, so dass die Steuerschaltung 5 den Energieversorgungsspannungsleseprozess zur Erfassung eines neuen Anfangswerts in Schritt A2 nicht ausführt und der Prozess zu Schritt A3 voranschreitet. In dem Prozess von Schritt A3 zu Schritt A12 verwendet die Steuerschaltung 5 den aktuell gespeicherten Anfangswert.
Demgegenüber führt die Steuerschaltung 5, wenn die Bestimmung in Schritt A20 NEIN lautet, d.h., wenn bestimmt wird, dass sich die Umgebungstemperatur geändert hat, den in der 3 gezeigten Energieversorgungsspannungsleseprozess in Schritt A2 erneut aus, so dass ein neuer Anfangswert eingegeben und gespeichert wird. Anschließend, wenn der Unterbrechungsbestimmungsprozess erfolgt, führt die Steuerschaltung 5 ebenso die Schritte A3 bis A12 aus, wenn eine kleine Änderung in der Temperatur vorliegt, d.h. die Bestimmung in Schritt A20 JA lautet. Bei dem Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung liegt eine geringe Änderung in der Temperatur vor und kann, da der gespeicherte Anfangswert unter einer äquivalenten Temperaturbedingung gelesen wurde, der Bestimmungsprozess richtig ausgeführt werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform können die gleichen Effekte wie in der ersten Ausführungsform erzielt werden und ist zusätzlich der Thermistor 10 vorgesehen, so dass der Anfangswert erneut erhalten wird, wenn eine große Änderung in der Temperatur der Messumgebung vorliegt. Folglich können die Spannungen über den Anschlüssen ΔV1 und ΔV2 den Temperaturschwankungen folgend genau erfasst werden, so dass der Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung noch genauer ausgeführt werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
Die 8 bis 11 zeigen eine vierte Ausführungsform, die nachstehend in Bezug auf die von der ersten Ausführungsform verschiedenen Teile beschrieben ist. Die Konfiguration ist dazu ausgelegt, eine fehlerhafte Bestimmung einer Unterbrechung im Falle großer Schwankungen in der Energieversorgungsspannung VC zu verhindern. Wie in 8 gezeigt, ist die DC-Energieversorgung 12, die die Energieversorgungsspannung VB ausgibt, beispielsweise vorgesehen, um die Energieversorgungsschaltung 13 mit Energie zu versorgen. Die Energieversorgungsschaltung 13 erzeugt und gibt die DC-Spannung VD, wie beispielsweise die Betriebsenergieversorgung der Steuerschaltung 5 und die Referenzspannung der AD-Wandler, über eine Herabsetzschaltung oder dergleichen aus. Die Spannung der DC-Energieversorgung 12 wird über eine Spannungsteilerschaltung 14 aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen an den AD-Wandler 15 gegeben. Der AD-Wandler 15 wandelt den Ausgang der Spannungsteilerschaltung 14 in ein digitales Signal und gibt den Ausgang als den gelesenen Wert V3 der Spannung VB an den Eingangsanschluss F der Steuerschaltung 5.
Nachstehend sind die Effekte der vorstehend beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beschrieben. Da die DC-Energieversorgung 12, die die Energieversorgungsspannung VB ausgibt, wie vorstehend beschrieben, auch andere Lasten mit Energie versorgt, kann die Spannung fallabhängig stark abfallen. 11 zeigt ein Beispiel für Schwankungen in der Energieversorgungsspannung VB. Es können Fälle eintreten, in denen die Energieversorgungsspannung VB in einem Maße stark abfällt, dass die von der Energieversorgungsschaltung 13 erzeugte DC-Spannung VD beispielsweise nicht normal bereitgestellt werden kann. In solchen Fällen kann die Energieversorgungsschaltung 13, wie in 11 gezeigt, eine Spannung unterhalb der DC-Spannung VD ausgeben, wodurch der Bestimmungsbetrieb der mit der Betriebsspannung versorgten Steuerschaltung 5 beeinträchtigt werden kann.
In dieser Ausführungsform erfolgen das Lesen der Anfangswerte und der Bestimmungsprozess folglich unter der Bedingung, dass die Energieversorgungsspannung VB der DC-Energieversorgung 12 hoch genug ist, um die Ausgangsspannung VD der Energieversorgungsschaltung 13 auszugeben. Genauer gesagt, eine minimale Betriebsspannung, bei der die Energieversorgungsschaltung 13 die Ausgangsspannung VD zuverlässig bereitstellen kann, ist als Vmin festgelegt.
Die Energieversorgungsspannung VB der DC-Energieversorgung 12 wird durch den AD-Wandler 15 überwacht, und, wie in 11 gezeigt, wird beispielsweise der gelesene Wert V3 der Spannung VB an die Steuerschaltung 5 gegeben. Die Steuerschaltung 5 bestimmt den gelesenen Wert V3 der Spannung VB unter Bezugnahme auf eine Schwellenwertspannung V3min, die der minimalen Betriebsspannung Vmin entspricht. Wenn die Energieversorgungsspannung VB zum Zeitpunkt ta unter die minimale Eingangsspannung Vmin fällt, fällt der gelesene Wert V3 der Spannung VB, wie in 11 gezeigt, unter die Schwellenwertspannung V3min. Die Steuerschaltung 5 erfasst diesen Abfall und gibt ein H-Pegel-Signal aus, um den Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung nicht auszuführen. Anschließend, zum Zeitpunkt tas, wenn die Energieversorgungsspannung VB kleiner oder gleich dem Pegel der Ausgangsspannung VD ist, die durch die Energieversorgungsschaltung 13 zu erzeugen ist, fällt die Ausgangsspannung VD ebenso der Energieversorgungsspannung VB folgend.
Wenn die Energieversorgungsspannung VB erneut ansteigt und den Pegel der Ausgangsspannung VD zum Zeitpunkt tbs erreicht, kann die Energieversorgungsschaltung 13 die normale Ausgangsspannung VD aufrechterhalten. Wenn die Energieversorgungsspannung VB weiter ansteigt und die minimale Betriebsspannung Vmin zum Zeitpunkt tb überschreitet, erfasst die Steuerschaltung 5 den Anstieg und hebt die Steuerschaltung 5 den Zustand niedriger Spannung auf. Auf diese Weise erfolgt der Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung nicht während der Zeitspanne, in der das H-Pegel-Signal ausgegeben wird, wodurch der Zustand niedriger Spannung gemäß 11 angezeigt wird, so dass ein inkorrekter Erfassungsfehler aufgrund von Energieversorgungsschwankungen vermieden werden kann.
Der vorstehend beschriebene Betrieb erfolgt, wenn die Bestimmung durch die Steuerschaltung 5 in Schritt A1 des Unterbrechungsbestimmungsprozesses gemäß 9 NEIN lautet und der Energieversorgungsspannungsleseprozess im nächsten Schritt A2 auszuführen ist. Wie in 10 gezeigt, wird, nachdem die Bestimmung in Schritt B1 mit JA erfolgt ist, in Schritt B10 bestimmt, ob die Energieversorgungsspannung VB die minimale Betriebsspannung Vmin überschreitet.
Wenn die Bestimmung in diesem Schritt B10 JA lautet, schreitet der Prozess zu den Schritten B2 und B3 voran, in denen die Steuerschaltung 5 die Anfangswerte liest und das Programm beendet. Wenn die Bestimmung in Schritt B10 NEIN lautet, beendet die Steuerschaltung 5 das Programm, ohne den Prozess zum Lesen der Anfangswerte auszuführen. Folglich wird verhindert, dass der Bestimmungsprozess in einem Zustand erfolgt, in dem die Energieversorgungsspannung VB signifikant niedrig ist, wenn die Anfangswerte gelesen werden.
Wenn die Bestimmung in Schritt A3 des Unterbrechungsbestimmungsprozesses JA lautet oder wenn die Bestimmung in Schritt A8 JA lautet, bestimmt die Steuerschaltung 5 in Schritt A30 oder Schritt A40, ob die Energieversorgungsspannung VB die minimale Betriebsspannung Vmin überschreitet.
Wenn die Bestimmung in Schritt A30 oder A40 JA lautet, schreitet die Steuerschaltung 5 zu Schritt A4 oder A9 voran und führt die Steuerschaltung 5 den Bestimmungsprozess aus. Wenn die Bestimmung in Schritt A30 oder A40 NEIN lautet, erfolgt der Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung nicht und endet das Programm.
Gemäß der vierten Ausführungsform werden, zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform, das Lesen der Anfangswerte und der Prozess zur Bestimmung einer Unterbrechung für den Fall unterbunden, dass sich die Energieversorgungsspannung VB der DC-Energieversorgung 12 signifikant verringert hat, so dass die Ausgangsspannung VD der Energieversorgungsschaltung 13 nicht gewährleistet werden kann, wodurch die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung bestmöglich verringert werden kann.
(Fünfte Ausführungsform)
Die 12 und 13 zeigen eine fünfte Ausführungsform, die nachstehend in Bezug auf die von der vierten Ausführungsform verschiedenen Teile beschrieben ist. In dieser Ausführungsform ist ein Niederspannungsdetektor 16 anstelle der Spannungsteilerschaltung 14 und des AD-Wandlers 15 vorgesehen. In der vierten Ausführungsform führt die Steuerschaltung 5 den Prozess zur Erfassung eines Abfalls in der Energieversorgungsspannung VB der DC-Energieversorgung 12 aus. In der fünften Ausführungsform erfolgt dieser durch den Niederspannungsdetektor 16.
Ähnlich der vierten Ausführungsform zeigt die 13 ein Beispiel für Schwankungen der Energieversorgungsspannung VB und zeigt die 13 die Wellenformen, wenn die Energieversorgungsschaltung 13 eine Spannung unterhalb der DC-Spannung VD ausgibt. Der Niederspannungsdetektor 16 weist einen Komparator auf und vergleicht die Energieversorgungsspannung VB der DC-Energieversorgung 12 mit der minimale Eingangsspannung Vmin, die die zu vergleichende Referenzspannung ist. Wenn erfasst wird, dass die Energieversorgungsspannung VB unter die minimale Eingangsspannung Vmin gefallen ist, gibt der Niederspannungsdetektor 16, wie in 13 gezeigt, ein H-Pegel-Erfassungssignal VS an die Steuerschaltung 5. Die Steuerschaltung 5 bestimmt auf der Grundlage der Eingabe des H-Pegel-Erfassungssignals VS von dem Niederspannungsdetektor 16, dass die Spannung der DC-Energieversorgung 12 abgefallen ist, und verhindert die Ausführung des vorstehend beschriebenen Prozesses zur Bestimmung einer Unterbrechung.
Folglich können in der fünften Ausführungsform die gleichen Effekte wie in der vierten Ausführungsform erzielt werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern auf verschiedene Ausführungsformen anwendbar, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen, einschließlich beispielsweise der folgenden Modifikationen oder Erweiterungen.
Obgleich in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Energieversorgungsschaltungen 6a und 6b entsprechend zwei LEDs 3a und 3b als die Lasten vorgesehen sind, ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und es können Energieversorgungsschaltungen entsprechend wenigstens drei LEDs vorgesehen sind.
Obgleich in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen LEDs als Lasten verwendet werden, ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und es können andere mit Konstantstrom betriebenen Elemente und Schaltungen als Lasten angewandt werden.
Obgleich die AD-Wandler 9a und 9b in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen separat vorgesehen sind, können diese kombiniert in einer Eingabeeinheit in der Steuerschaltung 5 vorgesehen sein.
In der dritten Ausführungsform wird ein Thermistor 10 als der Temperaturdetektor verwendet. Um die Temperatur der Messumgebung zu erfassen, kann beispielsweise ebenso ein Thermoelement verwendet werden oder ist eine Konfiguration, die eine Durchlassspannung Vf eines Temperaturerfassungselements erfasst, wie beispielsweise eine Diode, ebenso möglich.
Obgleich die Konfiguration der dritten Ausführungsform Temperaturänderungen der Messumgebung mit einem Temperaturdetektor berücksichtigt, können ebenso andere Konfigurationen, die andere Faktoren erfassen, die Änderungen in der Messumgebung hervorrufen, vorgesehen sein.
Es sollte beachtet werden, dass ein Ablaufdiagramm oder die Abarbeitung des Ablaufdiagramms in der vorliegenden Anmeldung Abschnitte (ebenso als Schritte bezeichnet) aufweist, die beispielsweise als S100 gekennzeichnet sind. Ferner kann jeder Abschnitt in mehrere Unterabschnitte unterteilt sein, während mehrere Abschnitte zu einem einzigen Abschnitt kombiniert sein können. Ferner kann jeder der so konfigurierten Abschnitte auch als eine Vorrichtung, ein Modul oder ein Mittel bzw. eine Einrichtung bezeichnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015169077 [0001]
JP 2000131369 A [0006]

Claims

Unterbrechungsdetektor mit: - mehreren Energieversorgungsschaltungen (6a, 6b), die einen Konstantstrom von einer Gleichstromenergieversorgung (VC) über Widerstandselemente (7a, 7b) an mehrere Lasten (3a, 3b) geben, wobei die Widerstandselemente jeweils einen vorbestimmten Widerstandswert aufweisen; - mehreren Spannungsdetektoren (8a, 8b), die jeweils an den mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet sind und jeweils eine Spannung eines entsprechenden der Widerstandselemente auf einer Lastseite erfassen; und - einer Steuerschaltung (5), die, für jede der mehreren Energieversorgungsschaltungen, einen Unterbrechungszustand eines Energieversorgungspfads zu einer entsprechenden der mehreren Lasten auf der Grundlage von Spannungen bestimmt, die jeweils durch die mehreren Spannungsdetektoren erfasst werden, wobei - die Steuerschaltung Anfangswerte von erfassten Spannungen, die durch die mehreren Spannungsdetektoren erfasst werden, wenn die mehreren Energieversorgungsschaltungen die Energieversorgung der mehreren Lasten nicht ausführen, einliest und speichert, - dann, wenn eine der mehreren Lasten durch eine der mehreren Energieversorgungsschaltungen mit Energie versorgt wird, die Steuerschaltung eine Spannung über den Anschlüssen von einem der Widerstandselemente berechnet, das an der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die die Energieversorgung von einer der mehreren Lasten ausführt, auf der Grundlage: - einer ersten erfassten Spannung, die durch einen der mehreren Spannungsdetektoren erfasst wird, der an der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die die Energieversorgung der einen der mehreren Lasten ausführt, - einer zweiten erfassten Spannung, die durch einen anderen der mehreren Spannungsdetektoren erfasst wird, der an einer anderen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die die Energieversorgung einer anderen der mehreren Lasten nicht ausführt, und - gespeicherter Anfangswerte erfasster Spannungen, und - die Steuerschaltung bestimmt, dass der Energieversorgungspfad zu der einen der mehreren Lasten, die mit Energie versorgt wird, einen Unterbrechungszustand aufweist, wenn die Spannung über den Anschlüssen des einen der Widerstandselemente kleiner oder gleich einer Schwellenwertspannung ist.
Unterbrechungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - dann, wenn die Spannung über den Anschlüssen berechnet wird, die Steuerschaltung, als ein Anfangswertverhältnis, ein Verhältnis zwischen einem der Anfangswerte der erfassten Spannungen entsprechend der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen, die die erste erfasste Spannung erhält, unter den Anfangswerten der erfassten Spannungen, und einem anderen der Anfangswerte der erfassten Spannungen entsprechend der anderen der mehreren Energieversorgungsschaltungen, die die zweite erfasste Spannung erhält, unter den Anfangswerten der erfassten Spannungen, bestimmt; - dann, wenn die Spannung über den Anschlüssen berechnet wird, die Steuerschaltung eine Spannung an einem Anschluss auf einer Energieversorgungsseite des einen der Widerstandselemente, das an der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die die Energieversorgung der einen der mehreren Lasten ausführt, berechnet, indem sie das Verhältnis der Anfangswerte mit der zweiten erfassten Spannung multipliziert; und - dann, wenn die Spannung über den Anschlüssen berechnet wird, die Steuerschaltung die Spannung über den Anschlüssen aus einer Differenz zwischen der berechneten Spannung an dem einen Anschluss und der ersten erfassten Spannung berechnet.
Unterbrechungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - dann, wenn die Spannung über den Anschlüssen berechnet wird, die Steuerschaltung, als eine Anfangswertdifferenz, eine Differenz zwischen einem der Anfangswerte der erfassten Spannungen entsprechend der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen, die die erste erfasste Spannung erhält, unter den Anfangswerten der erfassten Spannungen, und einem anderen der Anfangswerte der erfassten Spannungen entsprechend der anderen der mehreren Energieversorgungsschaltungen, die die zweite erfasste Spannung erhält, unter den Anfangswerten der erfassten Spannungen, bestimmt; - dann, wenn die Spannung über den Anschlüssen berechnet wird, die Steuerschaltung die Anfangswertdifferenz zu der zweiten erfassten Spannung addiert, um eine Spannung an einem Anschluss, auf einer Energieversorgungsseite, des einen der Widerstandselemente, das an der einen der mehreren Energieversorgungsschaltungen angeordnet ist, die die Energieversorgung der einen der mehreren Lasten ausführt, zu berechnen; und - dann, wenn die Spannung über den Anschlüssen berechnet wird, die Steuerschaltung die Spannung über den Anschlüssen aus einer Differenz zwischen der berechneten Spannung an dem einen Anschluss und der ersten erfassten Spannung berechnet.
Unterbrechungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung die Anfangswerte der erfassten Spannungen einliest und speichert, unmittelbar bevor oder innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, bevor die eine der mehreren Lasten mit Energie versorgt wird.
Unterbrechungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner einen Temperaturdetektor (10, 11) aufweist, der die Umgebungstemperatur von jeder der mehreren Energieversorgungsschaltungen erfasst, wobei die Steuerschaltung die Anfangswerte der erfassten Spannungen einliest und speichert, wenn sich die durch den Temperaturdetektor erfasste Umgebungstemperatur, mehr als eine vorbestimmte Temperatur ändert.
Unterbrechungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner eine Energieversorgungsschaltung (13) aufweist, die eine Betriebsenergieversorgung für die Steuerschaltung erzeugt, indem sie eine Spannung einer Gleichstromenergieversorgung (12) verringert, wobei die Steuerschaltung den Unterbrechungszustand bestimmt, wenn die Spannung der Gleichstromenergieversorgung (12) eine minimale Spannung (Vmin) überschreitet, bei der es der Energieversorgungsschaltung möglich ist, die Betriebsenergieversorgung zu erzeugen.