DE112018000822T5 - Stromversorgungssteuereinrichtung - Google Patents

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Keisuke Wakazono
Katsuma TSUKAMOTO
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AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

Es wird eine Stromversorgungssteuereinrichtung bereitgestellt. Die Stromversorgungssteuereinrichtung weist mehrere Halbleiterschalter auf, welche zwischen zwei Stromquellen parallelgeschaltet sind und die Stromversorgung einer Last steuern, die über die mehreren Halbleiterschalter mit den zwei Stromquellen verbunden ist, wobei die Stromversorgungssteuereinrichtung eine Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen eines Temperaturanstiegs aufgrund von Wärme, die von mindestens einem der mehreren Halbleiterschalter erzeugt wird, und eine Schaltsteuerungseinheit zur Ausführung einer Steuerung aufweist, die die mehreren Halbleiterschalter einschaltet, wenn die Temperaturerfassungseinheit eine Temperatur erfasst, die mindestens eine Schwelltemperatur beträgt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgungssteuereinrichtung. Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. Februar 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-25087 , deren gesamter Inhalt durch Verweis als aufgenommen gilt.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Fahrzeuge sind mit Stromversorgungssteuereinrichtungen versehen, welche die Versorgung von Lasten mit Strom aus Batterien durch Ein- bzw. Ausschalten von Schaltern steuern, die in Stromversorgungspfaden von den Batterien zu den Lasten bereitgestellt sind (siehe zum Beispiel Patentdokument Nr. 1).
  • Die in Patentdokument Nr. 1 offenbarte Stromversorgungssteuereinrichtung weist eine Schalteinheit mit zwei MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) auf, die parallel zueinander geschaltet sind und in Stromversorgungspfaden von einer Batterie zu einer Last bereitgestellt sind. Bei der Stromversorgungssteuereinrichtung gemäß dem Patentdokument Nr. 1 wird die Stromversorgung der Last durch Ein- bzw. Ausschalten dieser MOSFETs gesteuert.
  • VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
  • PATENTDOKUMENTE
  • Patentdokument Nr. 1: JP 2013-236297A
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
  • Tritt ein Kurzschluss an der Anodenseite von parasitären Dioden von FETs in einer Stromquellen-Relaisschaltung auf, zu der FETs parallelgeschaltet sind und bei der Stromquellen und Lasten mit beiden Enden der FETs verbunden sind, werden vorzugsweise die FETs ausgeschaltet und der Stromfluss gestoppt, um die Sourcespannung an der Anodenseite aufrechtzuerhalten. Tritt jedoch ein Kurzschluss an der Anodenseite der parasitären Dioden der FETs in einem Zustand auf, bei dem eine Halbeinschalt-Störung bei einem der FETs vorliegt, dann besteht die Sorge, dass das Ausschalten der FETs dazu führt, dass sich Strom in dem FET konzentriert, bei dem die Halbeinschalt-Störung vorliegt, und dass dieser FET dann übermäßige Wärme erzeugt.
  • Bei Patentdokument Nr. 1 werden Halbeinschalt-Störungen anhand der Spannung zwischen den Drains und den Sources der FETs erkannt; bei einer Stromquellen-Relaisschaltung mit FETs, die mit beiden Enden mit Stromquellen verbunden sind, besteht jedoch das Problem, dass Halbeinschalt-Störungen nicht anhand der Spannung zwischen den Drains und den Sources der FETs erkannt werden können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungssteuereinrichtung bereitzustellen, die eine Halbeinschalt-Störung selbst dann erkennen kann, wenn beide Enden eines Halbleiterschalters mit Stromquellen verbunden sind.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
  • Eine Stromversorgungssteuereinrichtung gemäß einem Aspekt weist mehrere Halbleiterschalter auf, welche zwischen zwei Stromquellen parallelgeschaltet sind und die Stromversorgung einer Last steuern, die über die mehreren Halbleiterschalter mit den zwei Stromquellen verbunden ist, wobei die Stromversorgungssteuereinrichtung eine Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen eines Temperaturanstiegs aufgrund von Wärme, die von mindestens einem der mehreren Halbleiterschalter erzeugt wird, und eine Schaltsteuerungseinheit zur Ausführung einer Steuerung aufweist, die die mehreren Halbleiterschalter einschaltet, wenn die Temperaturerfassungseinheit eine Temperatur erfasst, die mindestens eine Schwelltemperatur beträgt.
  • EFFEKT DER ERFINDUNG
  • Gemäß dem vorstehend Beschriebenen kann eine Halbeinschalt-Störung selbst dann erkannt werden, wenn beide Enden eines Halbleiterschalters mit Stromquellen verbunden sind.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Schaltdiagramm, das ein Stromquellensystem gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 2 ist ein Blockschaltbild, das eine interne Ausgestaltung einer Steuerschaltung veranschaulicht.
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das Schritte einer Verarbeitung veranschaulicht, die von der Steuerschaltung gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden.
    • 4 ist ein Schaltdiagramm, das das Stromquellensystem gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das Schritte einer Verarbeitung veranschaulicht, die von der Steuerschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet und beschrieben. Zumindest Teile der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen lassen sich außerdem geeignet kombinieren.
  • Eine Stromversorgungssteuereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung weist mehrere Halbleiterschalter auf, welche zwischen zwei Stromquellen parallelgeschaltet sind und die Stromversorgung einer Last steuern, die über die mehreren Halbleiterschalter mit den zwei Stromquellen verbunden ist, wobei die Stromversorgungssteuereinrichtung eine Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen eines Temperaturanstiegs aufgrund von Wärme, die von mindestens einem der mehreren Halbleiterschalter erzeugt wird, und eine Schaltsteuerungseinheit zur Ausführung einer Steuerung aufweist, die die mehreren Halbleiterschalter einschaltet, wenn die Temperaturerfassungseinheit eine Temperatur erfasst, die mindestens eine Schwelltemperatur beträgt.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt ist es möglich, selbst wenn der Halbleiterschalter sowohl drainseitig als auch sourceseitig mit Stromquellen verbunden ist, eine Halbeinschalt-Störung zu erkennen, ohne die Spannung zwischen Drain und Source des Halbleiterschalters zu erfassen. Wird eine Halbeinschalt-Störung erkannt, wird außerdem eine Steuerung ausgeführt, die alle Halbleiterschalter einschaltet und dadurch ermöglicht, dass Strom zu den Halbleiterschaltern fließt, bei denen keine Halbeinschalt-Störung vorliegt - sofern solche vorhanden sind -, und somit eine Konzentration von Strom in dem Halbleiterschalter vermieden wird, bei welchem eine Halbeinschalt-Störung vorliegt. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass die Halbleiterschalter aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs durchbrennen.
  • Die Stromversorgungssteuereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung weist ferner einen Relaiskontakt auf, der zu den mehreren Halbleiterschaltern parallelgeschaltet ist, wobei die Schaltsteuerungseinheit, wenn der Relaiskontakt ausgeschaltet ist, eine Steuerung ausführt, die den Relaiskontakt einschaltet, wenn die Temperaturerfassungseinheit eine Temperatur erfasst, die mindestens die Schwelltemperatur beträgt.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt wird, wenn eine Halbeinschalt-Störung erkannt wird, eine Steuerung ausgeführt, die den Relaiskontakt einschaltet, damit Strom über den Relaiskontakt fließen kann, wodurch die Konzentration von Strom in dem Halbleiterschalter, bei dem eine Halbeinschalt-Störung vorliegt, vermieden wird. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass die Halbleiterschalter aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs durchbrennen.
  • Die Stromversorgungssteuereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist eine Stromversorgungssteuereinrichtung, bei welcher der Halbleiterschalter ein FET ist, eine der zwei Stromquellen mit einem Drain eines jeden der Halbleiterschalter verbunden ist und die andere der zwei Stromquellen mit einer Source eines jeden der Halbleiterschalter verbunden ist, die Stromversorgungssteuereinrichtung ferner eine Umkehrstromerkennungseinheit aufweist, die einen Strom erkennt, der von der einen Stromquelle zu den Drains der Halbleiterschalter fließt, und die Schaltsteuerungseinheit, wenn mindestens einer der mehreren Halbleiterschalter eingeschaltet ist, eine Steuerung ausführt, die den mindestens einen der Halbleiterschalter ausschaltet, wenn die Umkehrstromerkennungseinheit den Strom erkannt hat.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt ist es möglich, alle Halbleiterschalter auszuschalten, wenn Umkehrstrom erkannt wird, das heißt, wenn Strom erkannt wird, der von den Drains zu den Sources der Halbleiterschalter fließt.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen davon zeigen, im Speziellen beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Schaltdiagramm, das ein Stromquellensystem gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. Das Stromquellensystem gemäß der ersten Ausführungsform kann zum Beispiel in einem Fahrzeug eingebaut sein und weist eine Stromversorgungssteuereinrichtung 10, eine Hauptbatterie 21, eine Nebenbatterie bzw. Hilfsbatterie 22 und Lasten 31 und 32 auf.
  • Die Hauptbatterie 21 weist eine Kathode auf, die mit der Last 31 und der Stromversorgungssteuereinrichtung 10 verbunden ist, und versorgt die Last 31 mit Strom; sie versorgt außerdem die Last 32 über die Stromversorgungssteuereinrichtung 10 mit Strom. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anode der Hauptbatterie 21 geerdet ist. Bei den Lasten 31 und 32 kann es sich um elektronische Vorrichtungen wie etwa Anlasser, Fahrzeugleuchten, Scheibenwischer oder Klimaanlagen handeln. Die Lasten 31 und 32 sind dazu eingerichtet, in Betrieb zu sein, wenn sie von der Hauptbatterie 21 (bzw. der Nebenbatterie 22) mit Strom versorgt werden, und den Betrieb zu stoppen, wenn die Versorgung mit Strom von der Hauptbatterie 21 (bzw. der Nebenbatterie 22) endet. Ein Signal, das angibt, ob die Lasten 31 und 32 in Betrieb sind, wird zum Beispiel von einer Bordnetz-ECU (Electronic Control Unit - Elektronische Steuereinheit) (nicht dargestellt) an die Stromversorgungssteuereinrichtung 10 eingegeben. Die Stromversorgungssteuereinrichtung 10 führt beispielsweise eine Stromversorgungssteuerung für die Hauptbatterie 21 und die Nebenbatterie 22 basierend auf dem Signal aus, das von der Bordnetz-ECU eingegeben wird.
  • Die Stromversorgungssteuereinrichtung 10 weist Halbleiterschalter 11A und 11B, eine Ansteuerschaltung 12, eine Steuerschaltung 13, ein Temperaturelement 14, eine Überhitzungserkennungsschaltung 15 und eine Umkehrstromerkennungsschaltung 16 auf.
  • Die Halbleiterschalter 11A und 11B können zum Beispiel n-Kanal-FETs sein, die zwischen der Hauptbatterie 21 und der Nebenbatterie 22 parallelgeschaltet sind. Die Sources der Halbleiterschalter 11A und 11B sind mit der Kathode der Hauptbatterie 21 verbunden, die Drains der Halbleiterschalter 11A und 11B sind mit der Kathode der Nebenbatterie 22 verbunden. Außerdem sind die Gates der Halbleiterschalter 11A und 11B mit der Ansteuerschaltung 12 verbunden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Stromversorgungssteuereinrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform zwei Halbleiterschalter 11A und 11B aufweist, sie kann jedoch auch drei oder mehr Halbleiterschalter aufweisen.
  • Die Ansteuerschaltung 12 schaltet die Halbleiterschalter 11A und 11B im Wesentlichen gleichzeitig ein oder aus, indem sie den Spannungswert der Gates der Halbleiterschalter 11A und 11B anpasst. Ein Steuersignal zum Ein- oder Ausschalten der Halbleiterschalter 11A und 11B wird von der Steuerschaltung 13 an die Ansteuerschaltung 12 eingegeben.
  • 2 ist ein Blockschaltbild, das eine interne Ausgestaltung der Steuerschaltung 13 veranschaulicht. Die Steuerschaltung 13 kann zum Beispiel eine Steuereinheit 131, eine Speichereinheit 132 und eine Ein-/Ausgabeeinheit 133 aufweisen, und sie gibt an die Ansteuerschaltung 12 ein Steuersignal zum Ein- oder Ausschalten der Halbleiterschalter 11A und 11B aus.
  • Die Steuereinheit 131 kann zum Beispiel eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen ROM (Nur-Lese-Speicher), einen RAM (Direktzugriffsspeicher) und dergleichen aufweisen. Die in der Steuereinheit 131 enthaltene CPU führt ein Steuerprogramm aus, das im Voraus in dem RAM gespeichert wurde, um den Betrieb von Hardwareeinheiten, die in der Steuerschaltung 13 enthalten sind, zu steuern und eine Schaltsteuerung der Halbleiterschalter 11A und 11B realisieren. Im Speziellen gibt die Steuereinheit 131 ein Steuersignal zum Ein- oder Ausschalten der Halbleiterschalter 11A und 11B über die Ein-/Ausgabeeinheit 133 an die Ansteuerschaltung 12 aus, um die Schaltsteuerung der Halbleiterschalter 11A und 11B zu realisieren. Außerdem vermerkt (protokolliert) die Steuereinheit 131 jedes Mal, wenn sie das vorstehend beschriebene Steuersignal ausgibt, den Einschalt- bzw. Ausschaltsteuerzustand der Halbleiterschalter 11A und 11B, indem sie zum Beispiel Informationen über das Steuersignal in den RAM schreibt.
  • Die Ein-/Ausgabeeinheit 133 weist eine Schnittstelle auf, die eine Verbindung zu diversen Schaltungen herstellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Ansteuerschaltung 12, die Überhitzungserkennungsschaltung 15 und die Umkehrstromerkennungsschaltung 16 alle mit der Ein-/Ausgabeeinheit 133 verbunden. Die Ein-/Ausgabeeinheit 133 bezieht Erkennungsergebnisse, die von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 und der Umkehrstromerkennungsschaltung 16 ausgegeben wurden, und die bezogenen Erkennungsergebnisse werden dann an die Steuereinheit 131 ausgegeben. Wird das Steuersignal zum Ein- oder Ausschalten der Halbleiterschalter 11A und 11B von der Steuereinheit 131 bezogen, gibt die Ein-/Ausgabeeinheit 133 außerdem das bezogene Steuersignal an die Ansteuerschaltung 12 aus.
  • Die Ein-/Ausgabeeinheit 133 kann ferner auch eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die mit einer Vorrichtung wie etwa einer Bordnetz-ECU gemäß einem Kommunikationsprotokoll wie etwa CAN (Controller Area Network) kommuniziert. In einem derartigen Fall kann die Steuereinheit 131 außerdem über eine Kommunikationsschnittstelle, die in der Ein-/Ausgabeeinheit 133 enthalten ist, ein Signal von einer ECU oder dergleichen beziehen, das Beginn oder Stopp bzw. Ende des Betriebs der Lasten 31 und 32 anweist.
  • Die Überhitzungserkennungsschaltung 15 verwendet das Temperaturelement 14, um einen Temperaturanstieg zu erkennen, der dadurch verursacht wird, dass mindestens einer der Halbleiterschalter 11A und 11B Wärme erzeugt. Das Temperaturelement 14 ist ein Wärmesensor wie etwa ein Thermistor, dessen Widerstandswert sich entsprechend der Umgebungstemperatur ändert, und es ist in der Nähe der zwei Halbleiterschalter 11A und 11B angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform reicht es aus, dass die Überhitzungserkennungsschaltung 15 Temperaturanstiege erkennen kann, die der Wärme entsprechen, die erzeugt wird, wenn bei dem Halbleiterschalter 11A (oder dem Halbleiterschalter 11B) eine Halbeinschalt-Störung vorliegt; das Temperaturelement 14 ist zum Beispiel auf demselben Substrat montiert, auf dem auch die zwei Halbleiterschalter 11A und 11B montiert sind.
  • Die Überhitzungserkennungsschaltung 15 weist einen Speicher (nicht dargestellt) auf, in dem eine Schwelltemperatur (zum Beispiel 80 °C) gespeichert ist, die geringer gewählt ist als die obere Temperaturgrenze (zum Beispiel 140 °C bis 175 °C) der Halbleiterschalter 11A und 11B. Beträgt die von dem Temperaturelement 14 angezeigte Umgebungstemperatur mindestens die Schwelltemperatur, gibt die Steuerschaltung 13 ein Erkennungsergebnis aus, das diese Information an die Steuerschaltung 13 übermittelt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform erkennt zwar die Überhitzungserkennungsschaltung 15 Temperaturanstiege aufgrund von Wärme, die beim Vorliegen einer Halbeinschalt-Störung erzeugt wird, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass auch eine Ausgestaltung möglich ist, bei welcher das Temperaturelement 14 mit der Ein-/Ausgabeeinheit 133 der Steuerschaltung 13 verbunden ist und somit die Steuereinheit 131 der Steuerschaltung 13 Temperaturanstiege aufgrund von Wärme erkennt, die beim Vorliegen einer Halbeinschalt-Störung erzeugt wird. In einem derartigen Fall ist ein Temperaturschwellwert in der Speichereinheit 132 gespeichert. Die Steuereinheit 131 kann erkennen, ob die Temperatur auf mindestens die Schwelltemperatur angestiegen ist, indem sie die durch das Temperaturelement 14 gemessene Temperatur mit dem in der Speichereinheit 132 gespeicherten Temperaturschwellwert vergleicht.
  • Die Umkehrstromerkennungsschaltung 16 ist zwischen die Kathode der Nebenbatterie 22 und die Drains der Halbleiterschalter 11A und 11B zwischengeordnet und erkennt Strom, der von der Nebenbatterie 22 über die Stromversorgungssteuereinrichtung 10 zur Last 31 zu fließen droht. Erkennt die Umkehrstromerkennungsschaltung 16 Strom, der von der Kathode der Nebenbatterie 22 in Richtung der Drains der Halbleiterschalter 11A und 11B fließt (Umkehrstrom), dann gibt die Umkehrstromerkennungsschaltung 16 ein Erkennungsergebnis, das diese Information übermittelt, an die Steuerschaltung 13 aus.
  • Im Folgenden wird der Betrieb der Stromversorgungssteuereinrichtung 10 beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das Schritte einer Verarbeitung veranschaulicht, die von der Steuerschaltung 13 gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden. Die Steuereinheit 131 der Steuerschaltung 13 führt die folgende Verarbeitung periodisch durch, wenn zum Beispiel ein Zündschalter eines Fahrzeugs eingeschaltet ist. Die Steuereinheit 131 bestimmt, ob die zwei Halbleiterschalter 11A und 11B, die in der Stromversorgungssteuereinrichtung 10 enthalten sind, ausgeschaltet sind (Schritt S101). Die Steuereinheit 131 vermerkt den Einschalt- bzw. Ausschaltsteuerzustand der Halbleiterschalter 11A und 11B und kann daher bestimmen, ob die Halbleiterschalter 11A und 11B „ausgeschaltet“ sind, indem sie auf die vermerkten Informationen Bezug nimmt.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Halbleiterschalter 11A und 11B nicht ausgeschaltet sind (S101: NEIN), dann bestimmt die Steuereinheit 131 auf Grundlage des Erkennungsergebnisses von der Umkehrstromerkennungsschaltung 16, das über die Ein-/Ausgabeeinheit 133 eingegeben wird, ob ein Strom (Umkehrstrom) erkannt wurde, der in einer Richtung von der Kathode der Nebenbatterie 22 zu den Drains der Halbleiterschalter 11A und 11B fließt (Schritt S102). Wenn bestimmt wird, dass kein Umkehrstrom erkannt wurde (S102: NEIN), dann beendet die Steuereinheit 131 die Verarbeitung dieses Flussdiagramms, ohne die nachstehende Verarbeitung auszuführen.
  • Wenn bestimmt wird, dass Umkehrstrom erkannt wurde (S102: JA), dann gibt die Steuereinheit 131 ein Steuersignal an die Ansteuerschaltung 12 aus, um alle Halbleiterschalter 11A und 11B auszuschalten; alle Halbleiterschalter 11A und 11B werden somit durch die Ansteuerschaltung 12 ausgeschaltet (Schritt S103).
  • Wenn in Schritt S101 bestimmt wird, dass die Halbleiterschalter 11A und 11B ausgeschaltet sind (S101: JA), oder wenn in Schritt S103 alle Halbleiterschalter 11A und 11B ausgeschaltet wurden, dann bestimmt die Steuereinheit 131 auf Grundlage des Erkennungsergebnisses von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 - wobei das Ergebnis über die Ein-/Ausgabeeinheit 133 ausgegeben wird - ob von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 eine Temperatur erfasst wurde, die mindestens die Schwelltemperatur ist (Schritt S104). Wenn von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 keine Temperatur erfasst wurde, die mindestens die Schwelltemperatur ist (S104: NEIN), dann beendet die Steuereinheit 131 die Verarbeitung dieses Flussdiagramms.
  • Wenn bestimmt wird, dass von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 eine Temperatur erfasst wurde, die mindestens die Schwelltemperatur ist (S104: JA), dann ist es möglich, dass bei mindestens einem der Halbleiterschalter 11A und 11B eine Halbeinschalt-Störung vorliegt; die Steuereinheit 131 gibt daher ein Steuersignal an die Ansteuerschaltung 12 aus, um die Halbleiterschalter 11A und 11B einzuschalten, und führt eine Steuerung aus, die die Halbleiterschalter 11A und 11B einschaltet (Schritt S105). Mittels dieser Steuerung ist es möglich, den Halbleiterschalter 11A (bzw. den Halbleiterschalter 11B), bei welchem keine Halbeinschalt-Störung vorliegt, einzuschalten und somit eine Konzentration von Strom in dem Halbleiterschalter 11B (bzw. dem Halbleiterschalter 11A), bei welchem eine Halbeinschalt-Störung vorliegt, zu vermeiden und einen übermäßigen Temperaturanstieg zu verhindern.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, können bei der ersten Ausführungsform, selbst wenn Stromquellen (in der vorliegenden Ausführungsform die Hauptbatterie 21 und die Nebenbatterie 22) sowohl drainseitig als auch sourceseitig mit den Halbleiterschaltern 11A und 11B verbunden sind, Halbeinschalt-Störungen erkannt werden, ohne die Spannung zwischen den Drains und den Sources der Halbleiterschalter 11A und 11B zu erfassen. Wird eine Halbeinschalt-Störung erkannt, werden außerdem die Halbleiterschalter 11A und 11B eingeschaltet, damit Strom - sofern bei dem Halbleiterschalter 11A (bzw. dem Halbleiterschalter 11B) keine Halbeinschalt-Störung vorliegt - zu dem Halbleiterschalter 11A (bzw. dem Halbleiterschalter 11B) fließen kann; es ist somit möglich, eine Konzentration von Strom in dem Halbleiterschalter 11B (bzw. dem Halbleiterschalter 11A) zu vermeiden, bei welchem eine Halbeinschalt-Störung vorliegt, und zu verhindern, dass Halbleiterschalter aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs durchbrennen.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die zweite Ausführungsform beschreibt eine Ausgestaltung, die ferner einen Relaiskontakt 11C aufweist, der zu den Halbleiterschaltern 11A und 11B parallelgeschaltet ist.
  • 4 ist ein Schaltdiagramm, das das Stromquellensystem gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Das Stromquellensystem gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst die Stromversorgungssteuereinrichtung 10, die Hauptbatterie 21, die Nebenbatterie 22 und die Lasten 31 und 32, die allesamt beispielsweise in einem Fahrzeug eingebaut sein können. Die Stromversorgungssteuereinrichtung 10 weist die Halbleiterschalter 11A und 11B, die Ansteuerschaltung 12, die Steuerschaltung 13, das Temperaturelement 14, die Überhitzungserkennungsschaltung 15 und die Umkehrstromerkennungsschaltung 16 auf und weist ferner einen Relaiskontakt 11C auf.
  • Der Relaiskontakt 11C ist zu den Halbleiterschaltern 11A und 11B parallelgeschaltet und weist einen NO-Anschluss, einen COM-Anschluss und ein Relaissegment auf. In dem in 4 gezeigten Beispiel ist der NO-Anschluss des Relaiskontakts 11C mit den Drains der Halbleiterschalter 11A und 11B verbunden, und der COM-Anschluss ist mit den Sources der Halbleiterschalter 11A und 11B verbunden.
  • Der Relaiskontakt 11C ist mit einer Relaisspule versehen, die mit einem Ende mit der Steuerschaltung 13 verbunden ist. Ist das eine Ende der Relaisspule offen, fließt Strom über die Relaisspule, und das Relaissegment ist von dem NO-Anschluss getrennt. Es fließt dann kein Strom zwischen dem NO-Anschluss und dem COM-Anschluss, und der Relaiskontakt 11C ist ausgeschaltet. Ist hingegen das eine Ende der Relaisspule geerdet, fließt Strom von der Steuerschaltung 13 zu der Relaisspule, und es bildet sich ein Magnetfeld um die Relaisspule herum aus. Das Relaissegment wird dadurch von dem NO-Anschluss angezogen und kommt in Kontakt mit dem NO-Anschluss. Der Relaiskontakt 11C ist dann eingeschaltet und es fließt Strom zwischen dem NO-Anschluss und dem COM-Anschluss des Relaiskontakts 11C.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das Schritte einer Verarbeitung veranschaulicht, die von der Steuerschaltung 13 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden. Die Steuereinheit 131 der Steuerschaltung 13 führt die folgende Verarbeitung periodisch durch, wenn zum Beispiel ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet ist. Die Steuereinheit 131 bestimmt, ob die zwei Halbleiterschalter 11A und 11B, die in der Stromversorgungssteuereinrichtung 10 enthalten sind, ausgeschaltet sind (Schritt S201). Die Steuereinheit 131 vermerkt den Einschalt- bzw. Ausschaltsteuerzustand der Halbleiterschalter 11A und 11B und kann daher bestimmen, ob der Steuerzustand der Halbleiterschalter 11A und 11B „ausgeschaltet“ ist, indem sie auf die vermerkten Informationen Bezug nimmt.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Halbleiterschalter 11A und 11B nicht ausgeschaltet sind (S201: NEIN) dann bestimmt die Steuereinheit 131 auf Grundlage des Erkennungsergebnisses von der Umkehrstromerkennungsschaltung 16, das über die Ein-/Ausgabeeinheit 133 eingegeben wird, ob ein Strom (Umkehrstrom) erkannt wurde, der in einer Richtung von der Kathode der Nebenbatterie 22 zu den Drains der Halbleiterschalter 11A und 11B fließt (Schritt S202). Wenn bestimmt wird, dass kein Umkehrstrom erkannt wurde (S202: NEIN), dann beendet die Steuereinheit 131 die Verarbeitung dieses Flussdiagramms, ohne die nachstehende Verarbeitung auszuführen.
  • Wenn bestimmt wird, dass ein Umkehrstrom erkannt wurde (S202: JA), dann gibt die Steuereinheit 131 ein Steuersignal an die Ansteuerschaltung 12 aus, um alle Halbleiterschalter 11A und 11B auszuschalten; alle Halbleiterschalter 11A und 11B werden somit durch die Ansteuerschaltung 12 ausgeschaltet (Schritt S203).
  • Wenn in Schritt S201 bestimmt wird, dass die Halbleiterschalter 11A und 11B ausgeschaltet sind (S201: JA), oder wenn in Schritt S203 alle Halbleiterschalter 11A und 11B ausgeschaltet wurden, dann bestimmt die Steuereinheit 131 auf Grundlage des Erkennungsergebnisses von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 - wobei das Ergebnis über die Ein-/Ausgabeeinheit 133 ausgegeben wird - ob von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 eine Temperatur erfasst wurde, die mindestens der Schwelltemperatur ist (Schritt S204). Wenn von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 keine Temperatur erfasst wurde, die mindestens die Schwelltemperatur ist (S204: NEIN), dann beendet die Steuereinheit 131 die Verarbeitung dieses Flussdiagramms.
  • Wenn bestimmt wird, dass von der Überhitzungserkennungsschaltung 15 eine Temperatur erfasst wurde, die mindestens die Schwelltemperatur ist (S204: JA), dann ist es möglich, dass bei mindestens einem der Halbleiterschalter 11A und 11B eine Halbeinschalt-Störung vorliegt; die Steuereinheit 131 gibt daher ein Steuersignal an die Ansteuerschaltung 12 aus, um die Halbleiterschalter 11A und 11B einzuschalten, führt über die Ansteuerschaltung 12 eine Steuerung aus, um die Halbleiterschalter 11A und 11B einzuschalten, und schaltet den Relaiskontakt 11C ein, indem sie Strom zu der Relaisspule fließen lässt, die in dem Relaiskontakt 11C bereitgestellt ist (Schritt S205). Mittels dieser Steuerungen ist es möglich, den Halbleiterschalter 11A (bzw. der Halbleiterschalter 11B), bei welchem keine Halbeinschalt-Störung vorliegt, sowie den Relaiskontakt 11C einzuschalten und somit eine Konzentration von Strom in dem Halbleiterschalter 11B (bzw. der Halbleiterschalter 11A), bei welchem eine Halbeinschalt-Störung vorliegt, zu vermeiden und einen übermäßigen Temperaturanstieg zu verhindern.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, können bei der zweiten Ausführungsform, selbst wenn Stromquellen (in der vorliegenden Ausführungsform die Hauptbatterie 21 und die Nebenbatterie 22) sowohl drainseitig als auch sourceseitig mit den Halbleiterschaltern 11A und 11B verbunden sind, Halbeinschalt-Störungen erkannt werden, ohne die Spannung zwischen den Drains und den Sources der Halbleiterschalter 11A und 11B zu erfassen. Wird eine Halbeinschalt-Störung erkannt, werden außerdem die Halbleiterschalter 11A und 11B sowie der Relaiskontakt 11C eingeschaltet, damit Strom zu dem Halbleiterschalter 11A (bzw. dem Halbleiterschalter 11B), bei welchem keine Halbeinschalt-Störung vorliegt, sowie zu dem Relaiskontakt 11C fließen kann; es ist somit möglich, Fälle zu vermeiden, bei denen sich Strom in dem Halbleiterschalter 11B (bzw. dem Halbleiterschalter 11A) konzentriert, bei welchem eine Halbeinschalt-Störung vorliegt, und zu verhindern, dass Halbleiterschalter aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs durchbrennen.
  • Die vorliegend offenbarten Ausführungsformen sind in jeglicher Hinsicht Beispiele und sind nicht als einschränkend aufzufassen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch den Umfang der Ansprüche definiert und nicht durch die Bedeutung der vorstehenden Beschreibung, und alle Modifikationen, die innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche liegen und äquivalent zu den Ansprüchen sind, sind als im Schutzumfang umfasst zu betrachten.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Stromversorgungssteuereinrichtung
    11A, 11B
    Halbleiterschalter
    11C
    Relaiskontakt
    12
    Ansteuerschaltung
    13
    Steuerschaltung
    14
    Temperaturelement
    15
    Überhitzungserkennungsschaltung
    16
    Umkehrstromerkennungsschaltung
    21
    Hauptbatterie
    22
    Nebenbatterie
    31,32
    Last
    131
    Steuereinheit (Schaltsteuerungseinheit)
    132
    Speichereinheit
    133
    Ein-/Ausgabeeinheit
  • 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 201725087 [0001]
    • JP 2013236297 A [0004]

Claims (3)

  1. Stromversorgungssteuereinrichtung mit mehreren Halbleiterschaltern, welche zwischen zwei Stromquellen parallelgeschaltet sind und die Stromversorgung einer Last steuern, die über die mehreren Halbleiterschalter mit den zwei Stromquellen verbunden ist, wobei die Stromversorgungssteuereinrichtung aufweist: eine Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen eines Temperaturanstiegs aufgrund von Wärme, die von mindestens einem der mehreren Halbleiterschalter erzeugt wird; und eine Schaltsteuerungseinheit zur Ausführung einer Steuerung, die die mehreren Halbleiterschalter einschaltet, wenn die Temperaturerfassungseinheit eine Temperatur erfasst, die mindestens eine Schwelltemperatur beträgt.
  2. Stromversorgungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Relaiskontakt, der zu den mehreren Halbleiterschaltern parallelgeschaltet ist, wobei die Schaltsteuerungseinheit, wenn der Relaiskontakt ausgeschaltet ist, eine Steuerung ausführt, die den Relaiskontakt einschaltet, wenn die Temperaturerfassungseinheit eine Temperatur erfasst, die mindestens die Schwelltemperatur beträgt.
  3. Stromversorgungssteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halbleiterschalter FETs sind; eine der zwei Stromquellen mit einem Drain eines jeden der Halbleiterschalter verbunden ist und die andere der zwei Stromquellen mit einer Source eines jeden der Halbleiterschalter verbunden ist; die Stromversorgungssteuereinrichtung ferner eine Umkehrstromerkennungseinheit aufweist, die einen Strom erkennt, der von der einen Stromquelle zu den Drains der Halbleiterschalter fließt; und die Schaltsteuerungseinheit, wenn mindestens einer der mehreren Halbleiterschalter eingeschaltet ist, eine Steuerung ausführt, die den mindestens einen der Halbleiterschalter ausschaltet, wenn die Umkehrstromerkennungseinheit den Strom erkannt hat.
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