DE112019001982T5

DE112019001982T5 - Lastansteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112019001982T5
Application number: DE112019001982.1T
Authority: DE
Inventors: Yuri Ohara; Yasushi Sugiyama; Takeo Yamashita; Masahiro Doi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2021-04-15
Also published as: CN112074749A; US20210218360A1; CN112074749B; US11635472B2; JPWO2019220716A1; WO2019220716A1; JP6989697B2

Abstract

Das herkömmliche Verfahren erfordert mindestens einen Zyklus einer Diagnosezeit zur Impulsdetektion, was ein Problem einer längeren Diagnosezeit verursacht.Eine Lastansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine Synchrongleichrichterschaltung, die ein ansteuerseitiges Schaltelement und ein rückflussseitiges Schaltelement besitzt; eine Ansteuersteuerschaltung die die Synchrongleichrichterschaltung steuert; und eine Spannungsüberwachungsschaltung, die überwacht, ob die Spannung eines Ausgangsanschlusses der Synchrongleichrichterschaltung in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt; wobei die Ansteuersteuerschaltung nach Eingang eines Diagnosebefehls eine Steuerung derart durchführt, dass dann, wenn das ansteuerseitige Schaltelement von EIN zu AUS geschaltet wird, auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet wird; und die Spannungsüberwachungsschaltung einen Normalzustand detektiert, wenn die zu überwachende Spannung während eines Zeitraums, in dem sowohl das ansteuerseitige Schaltelement als auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet sind, innerhalb eines Normalpegels liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lastansteuervorrichtung, die eine Synchrongleichrichterschaltung enthält.
Technischer Hintergrund
Es liegt ein Fall vor, in dem als Anomaliedetektion in der Lastansteuervorrichtung die Detektion eines Himmelsfehlers [engl.: sky failure], eines Erdfehlers [engl.: earth failure] und einer Trennung erforderlich ist, und insbesondere in Personenkraftwägen ist es erforderlich, eine Detektion von Anomalien aufgrund von Problemen der Kraftstoffeffizienz und Sicherheitsfragen unter einer großen Vielfalt von Fahrbedingungen zu ermöglichen. Als eine Trennungsdetektion in einer Synchrongleichrichterschaltung, die ein System einer Schaltung zum Ansteuern einer Last ist, existiert ein Verfahren des Detektierens eines Stroms, der durch die Synchrongleichrichterschaltung fließt, und des Bestimmens einer Trennung, wenn kein Strom fließt. Allerdings muss während des Ansteuerns mit einem niedrigen Tastverhältnis, einer niedrigen Stromversorgungsspannung oder dergleichen der Strom, der durch die Synchrongleichrichterschaltung fließt, nicht die Genauigkeit der Stromdetektion erreichen, in welchem Fall das Risiko von Fehldetektionen als eine Trennung besteht.
Als eine herkömmliche Technik, die eine Trennungsdetektion unter einer derartigen Niederstrombedingung ermöglicht, existiert ein Verfahren des EIN/AUS-Schaltens des ansteuerseitigen Schaltelements, während das rückflussseitige Schaltelement im AUS-Zustand gehalten wird, um die Anwesenheit oder die Abwesenheit eines Impulses der Ausgangsspannung zu detektieren, und des Bestimmens einer Trennung. Zum Beispiel beschreibt PTL 1 ein Stoppen des Synchrongleichrichtbetriebs für einen festen Zeitraum für jeden konstanten Zyklus, ein Durchführen eines Impulsansteuerns mit einer festen Betriebszeit durch das Ansteuerschaltelement während des Stoppzeitraums und ein Bestimmen einer Trennung abhängig davon, ob ein impulsförmiges Spannungssignal zum Ausgangsanschluss des Ansteuerschaltelements ausgeben wird oder nicht.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2012-143048 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Das herkömmliche Verfahren erfordert mindestens einen Zyklus einer Diagnosezeit zur Impulsdetektion, was das Problem einer längeren Diagnosezeit zur Folge hat.
Lösung des Problems
Eine Lastansteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Synchrongleichrichterschaltung, die ein ansteuerseitiges Schaltelement und ein rückflussseitiges Schaltelement besitzt; eine Ansteuersteuerschaltung, die die Synchrongleichrichterschaltung steuert; und eine Spannungsüberwachungsschaltung, die die Spannung eines Ausgangsanschlusses der Synchrongleichrichterschaltung überwacht; wobei die Ansteuersteuerschaltung nach Eingang eines Diagnosebefehls eine Steuerung derart durchführt, dass dann, wenn das ansteuerseitige Schaltelement von EIN zu AUS geschaltet wird, auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet wird; und die Spannungsüberwachungsschaltung einen Normalzustand detektiert, wenn die zu überwachende Spannung während eines Zeitraums, in dem sowohl das ansteuerseitige Schaltelement als auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet sind, in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in kurzer Zeit während des Ansteuerns mit einem Niedriglaststrom detektiert werden, ob sich die Ausgangsseite der Synchrongleichrichterschaltung in einem Trennungszustand oder einem Normalzustand befindet.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer ersten Ausführungsform.
[2] 2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel eines Betriebs zeigt, wenn das Tastverhältnis in der ersten Ausführungsform hoch ist.
[3] 3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel eines Betriebs zeigt, wenn das Tastverhältnis in der ersten Ausführungsform niedrig ist.
[4] 4 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer zweiten Ausführungsform.
[5] 5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der zweiten Ausführungsform zeigt.
[6] 6 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer dritten Ausführungsform.
[7] 7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der dritten Ausführungsform zeigt.
[8] 8 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer vierten Ausführungsform.
[9] 9 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Diagnosestromerzeugungsschaltung.
[10] 10 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der vierten Ausführungsform zeigt.
[11] 11 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer fünften Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
1 zeigt ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in der vorliegenden Ausführungsform.
Eine Lastansteuervorrichtung 101 enthält eine Synchrongleichrichterschaltung 104, die durch einen hochseitigen FET 102 und einen niederseitigen FET 103 gebildet ist. Eine induktive Last 106 und ein Anschlusskondensator 107 sind mit einem Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 der Synchrongleichrichterschaltung 104 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform dient der hochseitige FET 102 als ein rückflussseitiges Schaltelement und dient der niederseitige FET 103 als ein ansteuerseitiges Schaltelement, da die Synchrongleichrichterschaltung 104 eine Niederseitenkonfiguration besitzt, in der die Last 106 mit einer Stromversorgungsspannung VB verbunden ist. Der Anschlusskondensator 107 besitzt eine Rolle des Schützens der Synchrongleichrichterschaltung 104 vor einer Überspannung von der Außenseite.
Eine Ansteuersteuerschaltung 108 schaltet den hochseitigen FET 102 und den niederseitigen FET 103 durch Steuern der jeweiligen Gate-Spannungen gemäß dem PWM-Eingangsbefehl EIN/AUS.
Eine Stromdetektionsschaltung 109 detektiert den Strom, der durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, und gibt das Detektionsergebnis in eine Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 ein.
Die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 vergleicht das Tastverhältnis einer PWM-Steuereingabe von einem Mikrocomputer oder dergleichen bzw. das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung 109 mit einem Schwellenwert und gibt auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ein Trennungsdiagnoseergebnis A zu einem ODER-Gate 112 und einen Diagnosebefehl zur Ansteuersteuerschaltung 108 aus.
Wenn die Ansteuersteuerschaltung 108 detektiert, dass der Diagnosebefehl H (Hoch) geworden ist, wechselt die Ansteuersteuerschaltung 108 in einen Diagnosemodus, der später beschrieben wird, und gibt im Diagnosemodus ein In-Diagnose-Signal zur Spannungsüberwachungsschaltung 111 als H aus.
Die Spannungsüberwachungsschaltung 111 überwacht die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 im Diagnosemodus und gibt ein Trennungsdiagnoseergebnis B zu dem ODER-Gate 112 und der Ansteuersteuerschaltung 108 auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses mit dem Spannungsschwellenwert, der zwischen der Stromversorgungsspannung VB und der GND Spannung gesetzt ist, aus.
Wenn eines des Trennungsdiagnoseergebnisses A und des Trennungsdiagnoseergebnisses B das H-Signal, das die Trennung angibt, ist, setzt das ODER-Gate 112 den Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 zum Trennungszustand und gibt ein Trennungsdiagnoseergebnis C als H aus.
2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs zeigt, wenn das Tastverhältnis in der vorliegenden Ausführungsform hoch ist. Speziell ist dies ein Beispiel eines Falls, in dem das Tastverhältnis größer als der Tastverhältnisschwellenwert ist.
Bei normaler Steuerung schaltet die Ansteuersteuerschaltung 108 den hochseitigen FET 102 und den niederseitigen FET 103 in Übereinstimmung mit des PWM-Befehls abwechselnd EIN/AUS, um die PWM-Steuerung durchzuführen. Wenn der PWM-Befehl, der in 2(a) gezeigt ist, H ist, wird der hochseitige FET 102 derart gesteuert, dass er AUS ist, wie in 2(b) gezeigt ist, und wird der niederseitige FET 103 derart gesteuert, dass er EIN ist, wie in 2(c) gezeigt ist. Wenn der PWM-Befehl, der in 2(a) gezeigt ist, L ist, wird der hochseitige FET 102 derart gesteuert, dass er EIN ist, und wird der niederseitige FET 103 derart gesteuert, dass er AUS ist.
Wie in 2(f) gezeigt ist, wird dann, wenn das Tastverhältnis höher als der Tastverhältnisschwellenwert ist, der Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 durch die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 auf der Grundlage lediglich des Stromdetektionsergebnisses der Stromdetektionsschaltung 109, die in 2(d) gezeigt ist, bestimmt. Deshalb gibt die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 immer den Diagnosebefehl, der in 2(g) gezeigt ist, als L aus.
Wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung 109 größer als der Stromschwellenwert ist, gibt die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 das Trennungsdiagnoseergebnis A als L als einen Normalzustand aus, wie in 2(i) gezeigt ist. Andererseits wird zur Zeit t1, wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung 109 kleiner als der Stromschwellenwert ist, das Trennungsdiagnoseergebnis A, das in 2(i) gezeigt ist, als H als einen Trennungszustand ausgeben. Als Ergebnis gibt, wie in 2(k) gezeigt ist, das ODER-Gate 112 das Trennungsdiagnoseergebnis C als H als einen Trennungszustand aus.
Zum jetzigen Zeitpunkt ist der Tastverhältnisschwellenwert zu einem Wert gesetzt, wobei der Strom, der durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, immer höher als der Stromschwellenwert wird, wenn der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 sich in einem normalen Verbindungszustand befindet und bei einem Tastverhältnis, das größer oder gleich dem Tastverhältnisschwellenwert ist, angesteuert wird, derart, dass der Zustand der Last 106 lediglich durch den Stromschwellenwert zuverlässig bestimmt werden kann.
Wie oben beschrieben ist, wird die Trennungsdiagnose unter Verwendung lediglich des Stromdetektionsergebnisses der Stromdetektionsschaltung 109 durchgeführt, wenn das Tastverhältnis hoch ist, derart, dass die Trennungsdiagnose lediglich durch die normale Steuerung durchgeführt wird, ohne die Steuerung der Synchrongleichrichterschaltung 104 zum Trennungsdiagnosemodus zu schalten.
3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs zeigt, wenn das Tastverhältnis in der vorliegenden Ausführungsform niedrig ist. Speziell ist dies ein Beispiel eines Falls, in dem das Tastverhältnis kleiner oder gleich dem Tastverhältnisschwellenwert ist.
Wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung 109, das in 3(d) gezeigt ist, kleiner oder gleich dem Stromschwellenwert ist und das Tastverhältnis, das in 3(f) gezeigt ist, kleiner oder gleich dem Tastverhältnisschwellenwert ist, setzt die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 den Diagnosebefehl zu H, wie in 3(g) gezeigt ist. In weiteren Fällen gibt die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 einen Diagnosebefehl zur Ansteuersteuerschaltung 108 als L aus, wie in 3(g) gezeigt ist.
Die Ansteuersteuerschaltung 108 empfängt den Diagnosebefehl H, der in 3(g) gezeigt ist, wechselt bei der Fallflanke (der fallenden Flanke) t2 des PWM-Befehls, der in 3(a) gezeigt ist, zum Diagnosemodus und setzt sowohl den hochseitigen FET 102 als auch den niederseitigen FET 103 zu AUS. Dann gibt die Ansteuersteuerschaltung 108 das In-Diagnose-Signal H, das in 3(h) gezeigt ist, zur Spannungsüberwachungsschaltung 111 aus.
Wenn der Verbindungszustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 normal ist, steigt die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 im Diagnosemodus zur Stromversorgungsspannung VB, mit der die Last 106 verbunden ist. Die Spannungsüberwachungsschaltung 111 vergleicht die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 im Diagnosemodus mit dem Spannungsschwellenwert. Dann wird, wie in 3(e) gezeigt ist, während einer vorgegebenen Filterzeit T dann, wenn detektiert wird, dass ein Zustand, in dem die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 höher als der Spannungsschwellenwert ist, andauert, das heißt dann, wenn die Spannungsüberwachungsschaltung 111 detektiert, dass die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt, der Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 als normal bestimmt und wird das Trennungsdiagnoseergebnis B als L ausgeben, wie in 3(i) gezeigt ist. Die Ansteuersteuerschaltung 108 beendet den Diagnosemodus zur selben Zeit, zu der die Spannungsüberwachungsschaltung 111 bestimmt, dass der Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 normal ist, und kehrt zur normalen Steuerung zurück. Das heißt, wenn ein Normalzustand detektiert wird, sendet die Spannungsüberwachungsschaltung 111 ein Signal, das einen Normalzustand anzeigt (L des Trennungsdiagnoseergebnisses B), zur Ansteuersteuerschaltung 108 und wenn ein Signal empfangen wird, das einen Normalbetrieb angibt (L des Trennungsdiagnoseergebnisses B), nimmt die Ansteuersteuerschaltung 108 den EIN/AUS-Betrieb des hochseitigen FET 102, der das rückflussseitige Schaltelement ist, und des niederseitigen FET 103, der das ansteuerseitige Schaltelement ist, wieder auf.
Ein Wechsel zum Diagnosemodus wird zu dem Zeitpunkt vorgenommen, zu dem der niederseitige FET 103, der das ansteuerseitige Schaltelement ist, von EIN zu AUS schaltet, und sowohl der hochseitige FET 102 als auch der niederseitige FET 103 sind im AUS-Zustand im Diagnosemodus, derart, dass während dieser Zeit der Rückflussstrom von der induktiven Last 106 durch die Inversdiode des hochseitigen FET 102 strömt. Zum jetzigen Zeitpunkt besteht, da der Widerstand größer wird als beim normalen Ansteuern, bei dem der hochseitige FET 102 während des Rückflusses eingeschaltet ist, das Risiko, dass die Wärmeerzeugung zunehmen kann und das Verhalten der Last 106 beeinflusst werden kann, je länger die Zeit ist, in der der Rückflussstrom durch die Diode fließt. Um dieses Problem zu lösen, wird die Filterzeit T derart gesetzt, dass sie ausreichend kürzer als der L-Zeitraum der PWM ist, derart, dass, wie in 3 gezeigt ist, der Normalzustand in einer kurzen Zeit in einem Zyklus detektiert wird und eine normale Steuerung zurückgegeben wird, und der hochseitige FET 102 kann derart eingeschaltet werden, dass die Zunahme der Wärmeerzeugung und der Einfluss auf das Verhalten der Last 106 verringert werden können.
Die Filterzeit T ist derart gesetzt, dass eine fehlerhafte Diagnose aufgrund von Rauschen und dergleichen verhindert wird und eine Diagnose zuverlässiger durchgeführt werden kann, jedoch kann die Spannungsüberwachungsschaltung 111 den Normalzustand zu einem Zeitpunkt, zu dem die Ausgangsspannung den Spannungsschwellenwert überschreitet, detektieren, ohne die Filterzeit T bereitzustellen. In diesem Fall wird die Detektion des Normalzustands in einem sehr kurzen Zeitraum abgeschlossen und die Zunahme der Wärmeerzeugung und der Einfluss auf das Verhalten der Last 106 kann minimiert werden.
Es wird ein Fall beschrieben, in dem der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 sich zur Zeit t3 im Trennungszustand befindet. Die Ansteuersteuerschaltung 108 empfängt den Diagnosebefehl H, der in 3(g) gezeigt ist, wechselt bei der Fallflanke t4 des PWM-Befehls, der in 3(a) gezeigt ist, zum Diagnosemodus und setzt sowohl den hochseitigen FET 102 als auch den niederseitigen FET 103 zu AUS. Die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 im Diagnosemodus zur Zeit t4 wird das GND-Potential, wie in 3(e) gezeigt ist, um den Spannungswert beizubehalten, wenn der niederseitiger FET 103 unmittelbar vor dem Wechseln zum Diagnosemodus eingeschaltet wird. Die Spannungsüberwachungsschaltung 111 detektiert, dass ein Zustand, in dem die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 kleiner oder gleich dem Spannungsschwellenwert ist, während die Filterzeit während des Diagnosemodus andauert, bestimmt den Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 als eine Trennung und gibt das Trennungsdiagnoseergebnis B, das in 3(j) gezeigt ist, als H aus. Als Ergebnis gibt das ODER-Gate 112, wie in 3(k) gezeigt ist, das Trennungsdiagnoseergebnis C als H als den Trennungszustand aus.
Wie oben beschrieben ist, wechselt in der vorliegenden Ausführungsform der niederseitige FET 103, der das ansteuerseitige Schaltelement ist, zum Zeitpunkt des Schaltens von EIN zu AUS zum Diagnosemodus. Dies ist darauf zurückzuführen, dass dann, wenn die FETs auf beiden Seiten in einem Versuch ausgeschaltet werden, zu dem Zeitpunkt, zu dem der hochseitige FET 102 von EIN zu AUS geschaltet wird, eine Diagnose vornehmen, die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 eine Spannung wird, die nahe der Stromversorgungsspannung VB liegt, wenn er in einem Normalzustand und in einem Trennungszustand ist, und es wird schwierig, zwischen Normal und Trennung zu unterscheiden. Um eine derartige Situation zu vermeiden, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Diagnose durchgeführt, wenn der niederseitige FET 103 von EIN zu AUS geschaltet wird, derart, dass die Diagnose zu dem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem die Stromversorgungsspannung VB im Normalzustand gesetzt ist und die GND Spannung im Trennungszustand gesetzt ist, wodurch vereinfacht wird, zwischen Trennung und Normal zu unterscheiden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Trennungsdiagnose während des Diagnosemodus, der durch Ausschalten sowohl des hochseitigen FET 102 als auch des niederseitigen FET 103 durchgeführt wird, den Trennungszustand und den Normalzustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 auf der Grundlage des Spannungswerts des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 und hängt somit nicht vom Betrag des Stroms, der durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, ab. Deshalb erfüllt der Strom, der durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, nicht die Genauigkeit der Stromdetektionsschaltung 109 und die Detektion einer Trennung kann selbst während des Ansteuerns mit niedriger Betriebszeit oder niedriger Stromversorgungsspannung zuverlässig ausgeführt werden, wenn eine Möglichkeit besteht, dass die Trennung mit lediglich dem Stromdetektionsergebnis fehlerhaft detektiert wird.
In 3 dauert der Diagnosemodus an, selbst nachdem die Spannungsüberwachungsschaltung 111 die Trennung detektiert hat, jedoch können unmittelbar nachdem die Trennung detektiert worden ist, die Anstiegsflanke (ansteigende Flanke) t5 des PWM-Befehls und dergleichen bei einem beliebigen Zeitpunkt, nachdem die Trennung detektiert worden ist, zur normalen Steuerung zurückgeführt werden.
Darüber hinaus wird dann, wenn ein Normalzustand oder eine Trennung detektiert wird, der Diagnosebefehl gleichzeitig mit dem Zurückführen vom Diagnosemodus zur normalen Steuerung zu L gesetzt und danach wird ein Zustand, in dem das Stromdetektionsergebnis kleiner oder gleich dem Stromschwellenwert ist und das Tastverhältnis kleiner oder gleich dem Tastverhältnisschwellenwert ist, für einen konstanten Zyklus fortgesetzt, der Diagnosebefehl kann wieder zu H gesetzt werden und der Modus kann zum Diagnosemodus gewechselt werden. Somit kann die Diagnosefrequenz nach Bedarf angepasst werden und die Zunahme der Wärmeerzeugung und der Einfluss auf das Verhalten der Last 106 können weiter verringert werden.
In 1 ist die Eingabe der Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 das Tastverhältnis und das Stromdetektionsergebnis, jedoch ist dies dazu bestimmt, um lediglich dann zum Diagnosemodus zu wechseln, wenn der Strom, der durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, klein wird. Als ein weiteres Beispiel kann die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 die Stromversorgungsspannung VB der Synchrongleichrichterschaltung 104 als eine Eingabe statt des Tastverhältnisses als Bezug zum Bestimmen des Betrags des Stroms, der zur Synchrongleichrichterschaltung 104 fließen soll, verwenden und kann den Diagnosebefehl ausgeben, wenn die Eingangsstromversorgungsspannung VB der Synchrongleichrichterschaltung 104 kleiner oder gleich einem vorgegebenen Spannungsschwellenwert ist. Darüber hinaus kann als ein weiteres Beispiel die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 die Stromversorgungsspannung VB der Synchrongleichrichterschaltung 104 als eine Eingabe statt des Tastverhältnisses als Bezug zum Bestimmen des Betrags des Stroms, der zur Synchrongleichrichterschaltung 104 fließen soll, verwenden und kann den Diagnosebefehl ausgeben, wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung 109 kleiner oder gleich einem vorgegebenen Strom ist und die Eingangsstromversorgungsspannung VB der Synchrongleichrichterschaltung 104 kleiner oder gleich einer vorgegebenen Spannung ist. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 ein Produkt des Tastverhältnisses und der Stromversorgungsspannung VB der Synchrongleichrichterschaltung 104 als eine Eingabe statt des Tastverhältnisses als Bezug zum Bestimmen des Betrags des Stroms, der zur Synchrongleichrichterschaltung 104 fließen soll, verwenden und kann den Diagnosebefehl ausgeben, wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung 109 kleiner oder gleich einem vorgegebenen Strom ist und das Produkt des Eingangstastverhältnisses der Synchrongleichrichterschaltung 104 und der Eingangsstromversorgungsspannung VB der Synchrongleichrichterschaltung 104 kleiner oder gleich einem vorgegebene Produkt ist. Außerdem kann die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 lediglich eines des Stromdetektionsergebnisses, des Tastverhältnisses, der Stromversorgungsspannung VB oder des Produkts des Tastverhältnisses und der Stromversorgungsspannung VB als den Bestimmungsbezug des Diagnosebefehlsausgabe verwenden. Alternativ kann der Diagnosebefehl als H zu jedem konstanten Zyklus des PWM-Befehls oder zu jeder festen Zeit ausgegeben werden, ohne den Bestimmungsbezug, der mit dem Stromwert, der durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, in Beziehung steht, bereitzustellen.
[Zweite Ausführungsform]
4 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer zweiten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration einer Last 401 verschieden. Dieselben Bezugszeichen sind an den Komponenten, die mit der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, angegeben und ihre Beschreibung wird unterlassen.
In der vorliegenden Ausführungsform besitzt eine Synchrongleichrichterschaltung 104 eine Hochseitenkonfiguration, in der die Last 401 mit GND verbunden ist, ein hochseitiger FET 102 als ein ansteuerseitiges Schaltelement arbeitet und ein niederseitiger FET 103 als ein rückflussseitiges Schaltelement arbeitet. Weitere Konfigurationen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform und die Teile, die von der ersten Ausführungsform verschieden sind, werden in der folgenden Beschreibung zentral beschrieben.
5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Da die Synchrongleichrichterschaltung 104 in der normalen Steuerung eine Hochseitenkonfiguration besitzt, wird dann, wenn der PWM-Befehl, der in 5(a) gezeigt ist, H ist, der hochseitige FET 102, der in 5(b) gezeigt ist, zu EIN gesetzt und wird der niederseitige FET 103, der in 5(c) gezeigt ist, zu AUS gesetzt. Darüber hinaus wird dann, wenn der PWM-Befehl, der in 5(a) gezeigt ist, L ist, der hochseitige FET 102, der in 5(b) gezeigt ist, zu AUS gesetzt und wird der niederseitige FET 103, der in 5(c) gezeigt ist, zu EIN gesetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bedingung in Bezug auf die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105, damit die Spannungsüberwachungsschaltung 111 den Normalzustand und den Trennungszustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 bestimmt, von der der ersten Ausführungsform verschieden.
Wenn der Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 normal ist, sinkt die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 während des Diagnosemodus in der Filterzeit T, die von der Zeit t2 beginnt, zum GND-Potential, das das Ziel ist, mit dem die Last 401 verbunden ist, wie in 5(e) gezeigt ist. Deshalb bestimmt dann, wenn die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 während des Diagnosemodus niedriger als der Spannungsschwellenwert ist, die Spannungsüberwachungsschaltung 111, dass der Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 normal ist und gibt das Trennungsdiagnoseergebnis B, das in 5(j) gezeigt ist, als L aus.
Es wird ein Fall beschrieben, in dem sich der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 zur Zeit t3 im Trennungszustand befindet. Die Ansteuersteuerschaltung 108 empfängt den Diagnosebefehl H, der in 5(g) gezeigt ist, wechselt bei der Fallflanke t4 des PWM-Befehls, der in 5(a) gezeigt ist, zum Diagnosemodus und setzt sowohl den hochseitigen FET 102 als auch den niederseitigen FET 103 zu AUS. Die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 im Diagnosemodus zur Zeit t4 wird die Stromversorgungsspannung VB, wie in 5(e) gezeigt ist, um den Spannungswert beizubehalten, wenn der hochseitige FET 102 unmittelbar vor dem Wechseln zum Diagnosemodus eingeschaltet wird. Deshalb bestimmt dann, wenn die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 größer oder gleich dem Spannungsschwellenwert ist, die Spannungsüberwachungsschaltung 111, dass der Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 Trennung ist, und gibt das Trennungsdiagnoseergebnis B, das in 5(j) gezeigt ist, als H aus. Als Ergebnis gibt, wie in 5(k) gezeigt ist, das ODER-Gate 112 das Trennungsdiagnoseergebnis C als H als den Trennungszustand aus.
Wie in der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, wird dann, wenn die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 im Diagnosemodus höher als die Schwellenwertspannung in der Niederseitenkonfiguration ist, eine Bestimmung als normal vorgenommen, wenn die Spannung niedriger als die Schwellenwertspannung in der Hochseitenkonfiguration ist, und daher kann durch Ändern der Bestimmungsbedingung der Überwachungsschaltung 21 bestimmt werden, ob der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 im Normalzustand oder im Trennungszustand ist, ungeachtet dessen, ob die Synchrongleichrichterschaltung 104 die Niederseitenkonfiguration oder die Hochseitenkonfiguration besitzt.
[Dritte Ausführungsform]
6 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer dritten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration der Eingangs/Ausgangs-Signale der PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 und der Stromdetektionsschaltung 109 verschieden. Dieselben Bezugszeichen sind an den Komponenten, die mit der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, angegeben und ihre Beschreibung wird unterlassen.
Die Stromdetektionsschaltung 109 empfängt das In-Diagnose-Signal von der Ansteuersteuerschaltung 108 als eine Eingabe und gibt ein Stromdetektionsergebnis und ein Unkorrekt-Signal, das angibt, dass das Stromdetektionsergebnis fehlerhaft ist, zur PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 aus.
Die PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 empfängt das Stromdetektionsergebnis, das Unkorrekt-Signal und den Strombefehlswert als Eingaben und erzeugt den PWM-Befehl derart, dass der Strom, der durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, gleich dem Strombefehlswert wird. Das heißt, die PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 erzeugt den PWM-Befehl auf der Grundlage des Stromdetektionsergebnisses der Stromdetektionsschaltung 109 derart, dass er gleich dem Strombefehlswert ist, wenn das Unkorrekt-Signal L ist (was angibt, dass das Stromdetektionsergebnis genau ist). Darüber hinaus ignoriert die PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung 109 und erzeugt den PWM-Befehl auf der Grundlage des Stromwerts, bevor das Unkorrekt-Signal gleich H wird, derart, dass er gleich dem Strombefehlswert ist, wenn das Unkorrekt-Signal H ist (was angibt, dass das Stromdetektionsergebnis ungenau ist).
7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Stromdetektionsschaltung 109 berechnet den Durchschnittswert des Stroms (des Synchrongleichrichterschaltungsstroms), der in 7(d) gezeigt ist und durch die Synchrongleichrichterschaltung 104 fließt, für einen Zyklus von der Anstiegsflanke des PWM-Befehls zur nächsten Anstiegsflanke und gibt das Berechnungsergebnis im Zyklus als das Stromdetektionsergebnis, das in 7(e) gezeigt ist, aus. Deshalb wird der Durchschnittsstromwert jedes Zyklus einen Zyklus später ausgeben, wie z. B. der Durchschnittsstromwert des ersten Zyklus in 7 im Zeitraum des zweiten Zyklus ausgeben wird, der Durchschnittsstromwert des zweiten Zyklus im Zeitraum des dritten Zyklus ausgeben wird, usw..
Es existiert ein Verfahren zum Erhalten des Stroms von der Source/Drain-Spannung des hochseitigen FET 102 und des niederseitigen FET 103 und der entsprechenden EIN-Widerstände als ein Mittel zum Detektieren des Stroms der Synchrongleichrichterschaltung 104, in welchem Falle der Strom nicht korrekt detektiert werden kann, wenn einer des hochseitigen FET 102 und des niederseitigen FET 103 nicht eingeschaltet ist. Deshalb wird das Stromdetektionsergebnis, das während des Diagnosemoduszeitraums, in dem sowohl der hochseitige FET 102 als auch der niederseitige FET 103 ausgeschaltet werden, detektiert wird, ungenau.
Die Stromdetektionsschaltung 109 detektiert somit einen Zyklus, der den Diagnosemoduszeitraum enthält, aus dem In-Diagnose-Signal, das in 7(j) gezeigt ist, und gibt das Unkorrekt-Signal, das in 7(f) gezeigt ist, als H aus, während der Durchschnittsstrom in diesem Zeitraum ausgeben wird, um die PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 zu benachrichtigen, dass das Stromdetektionsergebnis ungenau ist. Speziell ist der Diagnosemoduszeitraum im zweiten Zyklus, im dritten Zyklus, im fünften Zyklus und im sechsten Zyklus enthalten, wie in 7(d) gezeigt ist, und das Unkorrekt-Signal, das in 7(f) gezeigt ist, wird während eines Zeitraums eines Zyklus später, in dem jeder Durchschnittsstromwert ausgeben wird, zu H gesetzt. Obwohl der Zeitraum, in dem der Durchschnitt des sechsten Zyklus ausgeben wird, in 7 nicht gezeigt ist, wird das Unkorrekt-Signal H auch während dieses Zeitraums ausgegeben.
Die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung 110 vergleicht das Stromdetektionsergebnis, das in 7(e) gezeigt ist, mit dem Stromschwellenwert und gibt den Diagnosebefehl, der in 7(i) gezeigt ist, zur Ansteuersteuerschaltung 108 aus.
In Reaktion darauf gibt die Ansteuersteuerschaltung 108 das In-Diagnose-Signal, das in 7(j) gezeigt ist, zur Spannungsüberwachungsschaltung 111 und zur Stromdetektionsschaltung 109 aus. Zur Filterzeit T, die ab der Zeit t6 beginnt, ist das Unkorrekt-Signal, das in 7(f) gezeigt ist, L. Andererseits ist, da der Detektionswert der Ausgangsspannung durch die Spannungsüberwachungsschaltung 111, der in 7(g) gezeigt ist, H ist, das Trennungsdiagnoseergebnis B, das in 7(1) gezeigt ist, L.
Dann ist zur Filterzeit T, die ab der Zeit t7 beginnt, das Unkorrekt-Signal, das in 7(f) gezeigt ist, H und somit wird eine Meldung zur PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 gemacht, dass das Stromdetektionsergebnis ungenau ist. Da der Detektionswert der Ausgangsspannung durch die Spannungsüberwachungsschaltung 111, die in 7(g) gezeigt ist, H ist, ist das Trennungsdiagnoseergebnis B, das in 7(1) gezeigt ist, L.
Zur Filterzeit T, die ab der Zeit t8 beginnt, ist das Unkorrekt-Signal, das in 7(f) gezeigt ist, L. Andererseits wird, da der Detektionswert der Ausgangsspannung durch die Spannungsüberwachungsschaltung 111 L ist, das Trennungsdiagnoseergebnis B, das in 7(1) gezeigt ist, H und die Trennung wird detektiert.
Somit kann, da zur PWM-Befehlserzeugungseinheit 601 Meldung gemacht wird, dass das Stromdetektionsergebnis durch die Detektion einer Trennung während des Diagnosemodus fehlerhaft ist, vermieden werden, dass der PWM-Befehl auf der Grundlage eines unkorrekten Stromdetektionsergebnisses erzeugt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Stromdetektionsergebnis der Durchschnittswert des vorhergehenden PWM-Zyklus, wenn jedoch der Strom der Synchrongleichrichterschaltung 104 als das Stromdetektionsergebnis in Echtzeit ausgeben wird, wie in der ersten und der zweiten Ausführungsform, kann das In-Diagnose-Signal außerdem als ein Unkorrekt-Signal behandelt werden.
[Vierte Ausführungsform]
8 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer vierten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration der Diagnosestromerzeugungsschaltung 801 verschieden. Dieselben Bezugszeichen sind an den Komponenten, die mit der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, angegeben und ihre Beschreibung wird unterlassen.
Wie in 8 gezeigt ist, wird das In-Diagnose-Steuersignal von der Ansteuersteuerschaltung 108 in die Diagnosestromerzeugungsschaltung 801 eingegeben. Die Diagnosestromerzeugungsschaltung 801 ist mit dem Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 verbunden.
9 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Diagnosestromerzeugungsschaltung 801. Die Diagnosestromerzeugungsschaltung 801 wird aktiviert, indem sie mit dem Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 durch einen Schalter C901 verbunden wird, wenn das In-Diagnose-Signal H ist, d. h. im Diagnosemodus. Der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 ist mit der Stromquelle A904 und der Stromquelle B905 durch einen Schalter A902 bzw. einen Schalter B903 verbunden. Der Komparator 906 vergleicht die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 mit der Spannung Vbias und gibt H aus, wenn der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 höher als Vbias ist, und gibt L aus, wenn er niedriger als Vbias ist. Die Ausgabe des Komparators 906 wird in den Schalter A902 durch der Wechselrichter 907 eingegeben und direkt in den Schalter B903 eingegeben. Wenn die Ausgabe des Komparators 906 H ist, d. h., wenn der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 höher als Vbias liegt, wird der Schalter A902 ausgeschaltet und der Schalter B903 wird eingeschaltet und wenn die Ausgabe des Komparators 906 L ist, das heißt, wenn der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 niedriger als Vbias liegt, wird der Schalter A902 eingeschaltet und der Schalter B903 wird ausgeschaltet.
Die Stromquelle A904 gibt den Diagnosestrom zum Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 aus und lädt den Anschlusskondensator 107, während der Schalter A902 eingeschaltet ist und der Schalter C901 eingeschaltet ist. Darüber hinaus entnimmt die Stromquelle B905 den Diagnosestrom aus dem Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 und extrahiert die elektrische Ladung des Anschlusskondensators 107, während der Schalter B903 eingeschaltet ist und der Schalter C901 eingeschaltet ist. Somit lädt und entlädt die Diagnosestromerzeugungsschaltung 801 den Anschlusskondensator 107 mit dem Diagnosestrom während des Diagnosemodus und steuert die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 zu Vbias.
Um zu verhindern, dass der Diagnosestrom den Betrieb der Last 106 beeinflusst, ist er zum jetzigen Zeitpunkt ausreichend kleiner als der Ansteuerstrom der Last 106. Darüber hinaus ermöglicht dies, den Spannungsabfall an der Last 106 aufgrund des Diagnosestroms ausreichend zu verringern, selbst wenn die Last 106 normal verbunden ist, und die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 während des Diagnosemodus wird nicht Vbias und steigt in die Nähe der Stromversorgungsspannung VB, wenn der Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 normal ist. Andererseits wird dann, wenn der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 getrennt ist, die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 durch den Diagnosestrom zu Vbias erhöht. Zum jetzigen Zeitpunkt muss Vbias zwischen dem Spannungsschwellenwert und dem GND-Potential gesetzt sein.
10 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wenn der Verbindungszustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 normal ist, ist zu den Zeiten t10 und t11 dann, wenn der Diagnosestrom ausreichend klein gesetzt ist, wie oben beschrieben ist, die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 während des Diagnosemodus, wie in 10(f) gezeigt ist, höher als Vbias und der Diagnosestrom, der in 10(e) gezeigt ist, wird aus dem Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 entnommen, jedoch steigt die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105, die in 10(f) gezeigt ist, in die Nähe der Stromversorgungsspannung VB.
Wenn der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 sich im Trennungszustand befindet, ist zur Zeit t12 unmittelbar nach dem Wechsel zum Diagnosemodus die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 GND, wie in 10(f) gezeigt ist, und somit fließt der Diagnosestrom, der in 10(e) gezeigt ist, in den Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 und die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 wird zu Vbias angehoben, wie in 10(f) gezeigt ist. Wenn die Spannung am Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 Vbias erreicht, befindet sich der Diagnosestrom, der in 10(e) gezeigt ist, auf der Ausströmseite und der Entnahmeseite im Gleichgewicht und wird somit insgesamt 0 A.
Die Spannungsüberwachungsschaltung 111 detektiert, dass ein Zustand, in dem die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 kleiner oder gleich dem Spannungsschwellenwert ist, während der Filterzeit andauert, bestimmt den Zustand des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 als Trennung und gibt das Trennungsdiagnoseergebnis B, das in 10(k) gezeigt ist, als H aus. Als Ergebnis gibt, wie in 10(1) gezeigt ist, das ODER-Gate 112 das Trennungsdiagnoseergebnis C als H als den Trennungszustand aus.
Wie oben beschrieben ist, steuert die Diagnosestromerzeugungsschaltung 801 die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 im Diagnosemodus, um eine stabilere Diagnose zu ermöglichen. Zum Beispiel kann dann, wenn die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 aufgrund des Störrauschens trotz des Trennungszustands größer oder gleich dem Spannungsschwellenwert wird, eine fehlerhafte Normalzustandsbestimmung verhindert werden, indem der Diagnosestrom entnommen wird und die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 in der Filterzeit abgesenkt wird.
Darüber hinaus kann ein Fall, in dem der Widerstand zwischen dem Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 und der Stromversorgungsspannung VB der Last 106 hoch wird, wenn der Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 kurz davor steht, getrennt zu werden, unter Verwendung der vorliegenden Ausführungsform als der Trennungszustand detektiert werden. Speziell ist unter der Annahme, dass der Widerstandswert zwischen dem Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss 105 und der Stromquelle der Last 106, der wünschenswerterweise als ein Trennungszustand detektiert werden soll, R ist und der zu entnehmende Diagnosestrom I ist, die Spannung des Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschlusses 105 VB - I x R. Der Widerstandswert R kann als ein Trennungszustand detektiert werden, indem der Wert des Diagnosestroms I derart gesetzt wird, dass der Spannungswert weniger als der Spannungsschwellenwert wird.
In der vierten Ausführungsform, die in 8 bis 10 gezeigt ist, wurde die Niederseitenkonfiguration, in der die Last 106 mit der Stromversorgungsspannung VB verbunden ist, als ein Beispiel beschrieben, jedoch kann die Hochseitenkonfiguration verwendet werden. Selbst im Falle der Hochseitenkonfiguration können eine stabile Diagnose und ein Zustand des bevorstehenden Trennens detektiert werden. Allerdings muss der Wert von Vbias zum jetzigen Zeitpunkt zwischen dem Spannungsschwellenwert und der Stromversorgungsspannung VB gesetzt sein.
[Fünfte Ausführungsform]
11 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm in einer fünften Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration eines Ventilzeitsteuerungssystems (VTC: Ventilzeitsteuerungssystem) 1101 einer Kraftmaschine, einer Fehlerbestimmungsschaltung 1102 und eines Warnlichts 1103 verschieden. Dieselben Bezugszeichen sind an den Komponenten, die mit der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, angegeben und ihre Beschreibung wird unterlassen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lastansteuervorrichtung 101 an einem Personenkraftwagen montiert und steuert ein Magnetventil an, das in das VTC 1101 aufgenommen ist, um das VTC 1101 zu steuern.
Das VTC1101 spielt die Rolle des kontinuierlichen Änderns der Ventilzeitsteuerung der Kraftmaschine gemäß den Betriebsbedingungen wie z. B. der Drehzahl der Kraftmaschine, der Temperatur, der Last und dergleichen derart, dass eine optimale Ventilzeitsteuerung im gesamten Betriebsbereich erhalten wird, wodurch Luftschadstoffe im Abgas, das von der Kraftmaschine ausgestoßen wird, verringert werden können und der Kraftstoffverbrauch und die Kraftmaschinenausgabe/-leistungsfähigkeit verbessert werden können.
Wenn das Trennungsdiagnoseergebnis C H ist, erleuchtet die Fehlerbestimmungsschaltung 1102 das Warnlicht 1103, um den Anwender über die Trennung des VTC 1101 zu informieren. Zum jetzigen Zeitpunkt bestimmt die Fehlerbestimmungsschaltung 1102, dass das VTC 1101 definitiv getrennt ist, und kann eine zuverlässigere Warnung vornehmen, indem z. B. lediglich dann das Warnlicht 1103 erleuchtet wird und dergleichen, wenn H des Trennungsdiagnoseergebnisses C für einen bestimmten Zeitraum kontinuierlich detektiert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Trennungsdiagnose im gesamten Betriebsbereich vom hohen Tastverhältnis zum niedrigen Tastverhältnis durch Anwenden auf das VTC 1101 der Trennungsdiagnose, die durch Ausschalten sowohl des hochseitigen FET 102 als auch des niederseitigen FET 103 während des Diagnosemodus durchgeführt wird, vorgenommen werden und darüber hinaus kann die Trennungsdiagnose zuverlässig durchgeführt werden, während der Einfluss auf den Betrieb des VTC 1101 selbst im Betriebsbereich, in dem der Ansteuerstrom des VTC 1101 klein wird, unterdrückt wird, derart, dass eine Zunahme von Luftschadstoffen im Abgas durch eine Trennungsdiagnose und eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der Kraftmaschinenausgabe/-leistungsfähigkeit verringert werden kann.
Die Ausführungsform, die oben beschrieben ist, weist die folgende operative Wirkung auf.
(1) Die Lastansteuervorrichtung 101 enthält eine Synchrongleichrichterschaltung 104, die ein ansteuerseitiges Schaltelement (einen hochseitigen FET 102 oder einen niederseitigen FET 103) und ein rückflussseitiges Schaltelement (einen niederseitigen FET 103 oder einen hochseitigen FET 102) besitzt; eine Ansteuersteuerschaltung 108, die die Synchrongleichrichterschaltung 104 steuert; und eine Spannungsüberwachungsschaltung 111, die die Spannung eines Ausgangsanschlusses der Synchrongleichrichterschaltung 104 überwacht; wobei die Ansteuersteuerschaltung 108 nach Eingang eines Diagnosebefehls eine Steuerung derart durchführt, dass dann, wenn das ansteuerseitige Schaltelement von EIN zu AUS geschaltet wird, auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet wird; und die Spannungsüberwachungsschaltung 111 einen Normalzustand detektiert, wenn die zu überwachende Spannung während eines Zeitraums, in dem sowohl das ansteuerseitige Schaltelement als auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet ist, in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt. Entsprechend kann in kurzer Zeit während des Ansteuerns mit ein Niedriglaststrom detektiert werden, ob die Ausgangsseite der Synchrongleichrichterschaltung sich in einem Trennungszustand oder einem Normalzustand befindet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und weitere Modi, die im Umfang des technischen Gedankens der vorliegenden Erfindung denkbar sind, sind auch im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten, solange die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Darüber hinaus können die oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

101: Lastansteuervorrichtung
102: hochseitiger FET
103: niederseitiger FET
104: Synchrongleichrichterschaltung
105: Synchrongleichrichterschaltungs-Ausgangsanschluss
106: Last
107: Anschlusskondensator
108: Ansteuersteuerschaltung
109: Stromdetektionsschaltung
110: Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung
111: Spannungsüberwachungsschaltung
112: ODER-Gate
401: Last
601: PWM-Befehlserzeugungseinheit
801: Diagnosestromerzeugungsschaltung
901: Schalter
C902: Schalter
A903: Schalter
B904: Stromquelle
A905: Stromquelle
B906: Komparator
907: Wechselrichter
1101: VTC (Ventilzeitsteuerungssystem)
1102: Fehlerbestimmungsschaltung
1103: Warnlicht

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 2012143048 A [0004]

Claims

Lastansteuervorrichtung, die eine Synchrongleichrichterschaltung, die ein ansteuerseitiges Schaltelement und ein rückflussseitiges Schaltelement besitzt; eine Ansteuersteuerschaltung, die die Synchrongleichrichterschaltung steuert; und eine Spannungsüberwachungsschaltung, die die Spannung eines Ausgangsanschlusses der Synchrongleichrichterschaltung überwacht; umfasst, wobei die Ansteuersteuerschaltung nach Eingang eines Diagnosebefehls eine Steuerung derart durchführt, dass dann, wenn das ansteuerseitige Schaltelement von EIN zu AUS geschaltet wird, auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet wird; und die Spannungsüberwachungsschaltung einen Normalzustand detektiert, wenn die zu überwachende Spannung während eines Zeitraums, in dem sowohl das ansteuerseitige Schaltelement als auch das rückflussseitige Schaltelement ausgeschaltet sind, in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spannungsüberwachungsschaltung ein Signal, das einen Normalzustand anzeigt, zur Ansteuersteuerschaltung überträgt, wenn ein Normalzustand detektiert wird, und die Ansteuersteuerschaltung den EIN/AUS-Betrieb des rückflussseitigen Schaltelements und des ansteuerseitigen Schaltelement wiederaufnimmt, wenn ein Signal, das einen Normalzustand anzeigt, empfangen wird.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Spannungsüberwachungsschaltung als einen Normalzustand bestimmt, wenn die Spannung des Ausgangsanschlusses während einer vorgegebenen Filterzeit im vorgegebenen Spannungsbereich liegt.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 3, die ferner eine Stromdetektionsschaltung, die einen Strom, der durch die Synchrongleichrichterschaltung fließt, detektiert, und eine Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung, die den Diagnosebefehl zur Ansteuersteuerschaltung ausgibt, wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, umfasst.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 3, die ferner eine Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung umfasst, die den Diagnosebefehl zur Ansteuersteuerschaltung ausgibt, wenn ein Eingangstastverhältnis der Synchrongleichrichterschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Tastverhältnis ist.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 3, die ferner eine Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung umfasst, die den Diagnosebefehl ausgibt, wenn eine Eingangsstromversorgungsspannung der Synchrongleichrichterschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Stromversorgungsspannungsschwellenwert ist.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung den Diagnosebefehl ausgibt, wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Strom ist und das Eingangstastverhältnis der Synchrongleichrichterschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Tastverhältnis ist.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung den Diagnosebefehl ausgibt, wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Strom ist und die Eingangsstromversorgungsspannung der Synchrongleichrichterschaltung kleiner oder gleich einer vorgegebenen Spannung ist.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Diagnosenotwendigkeitsbestimmungsschaltung den Diagnosebefehl ausgibt, wenn das Stromdetektionsergebnis der Stromdetektionsschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Strom ist und ein Produkt des Eingangstastverhältnisses der Synchrongleichrichterschaltung und der Eingangsstromversorgungsspannung der Synchrongleichrichterschaltung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Produkt ist.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 4, die ferner eine PWM-Befehlserzeugungseinheit, die einen PWM-Befehl derart erzeugt, dass der Strom der Synchrongleichrichterschaltung auf der Grundlage des Stromdetektionsergebnisses und eines Unkorrekt-Signals, das angibt, dass das Stromdetektionsergebnis fehlerhaft ist, gleich dem Eingangsstrombefehlswert wird, und den erzeugten PWM-Befehl zur Ansteuersteuerschaltung ausgibt, umfasst; wobei die Stromdetektionsschaltung das Unkorrekt-Signal zur PWM-Befehlserzeugungseinheit ausgibt, wenn der Stromwert ausgeben wird, der in einem Zeitraum detektiert wird, der einen Zeitraum enthält, in dem das ansteuerseitige Schaltelement und das rückflussseitige Schaltelement beide in Reaktion auf das Empfangen des Diagnosebefehls ausgeschaltet sind.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsanschluss mit einer Diagnosestromerzeugungsschaltung verbunden ist und die Diagnosestromerzeugungsschaltung während der Trennungsdiagnose die Spannung des Ausgangsanschlusses zu einer vorgegebenen Spannung setzt, indem sie einen Strom, der der Spannung des Ausgangsanschlusses entspricht, fließen lässt.
Lastansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Lastansteuervorrichtung ein Magnetventil, das in ein Ventilzeitsteuerungssystem aufgenommen ist, als eine Last ansteuert.
Lastansteuervorrichtung nach Anspruch 12, die ferner eine Warnvorrichtung umfasst, die vor einem Fehler des Magnetventils warnt, wenn die Spannungsüberwachungsschaltung den Normalzustand nicht detektiert.