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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lasttreibergerät zur Ansteuerung
eines Motors, einer Magnetspule oder dergleichen.
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Bei
einem herkömmlichen
Regelungssystem für
Fahrzeuge nutzt eine Laststeuerschaltung eine Halbleiterschaltvorrichtung
zur Ansteuerung elektrischer Lasten. Weist die Last jedoch einen
erhöhten Stromverbrauch
auf, muss die Halbleiterschaltvorrichtung größer ausgelegt werden, was dazu
führt, dass
sich die Fertigungsausbeute und die Gehäusequalität verringern und die Fertigungskosten
erhöhen.
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Es
ist bekannt, eine Mehrzahl von parallel geschalteten Halbleiterschaltvorrichtungen
zur Ansteuerung der Last zu verwenden, um dadurch die jeder Halbleiterschaltvorrichtung
zugeführte
Energie zu verringern. Ferner ist bekannt, jede Halbleiterschaltvorrichtung
vor einer Überhitzung
bedingt durch einen Kurzschluss der Last und vor einem Überspannungs-
und Unterspannungsdefekt bedingt durch einen Defekt eines Generators
oder einer Batterie zu schützen.
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Die
Halbleiterschaltvorrichtungen schalten jedoch nicht gleichzeitig
aus, sondern mit einer bestimmten Zeitdifferenz bedingt durch eine
Abweichung des Erfassungspegels in jeder Vorrichtung während der
parallelen Ansteuerung. Folglich sammelt sich selbst dann ein Laststrom
an der Schaltvorrichtung, die verzögert ausschaltet, wenn alle
Halbleiterschaltvorrichtungen dazu veranlasst werden, bei der Erfassung
eines Fehlers bzw. einer Abweichung auszuschalten.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lasttreibergerät bereitzustellen,
das verhindert, dass sich die Energie in einer Halbleiterschaltvorrichtung
sammelt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Mehrzahl von Schaltkreisen mit jeweiligen Schaltvorrichtungen
jeweils INH-Eingangsanschlüsse
und INH-Ausgangsanschlüsse
auf. Die INH-Eingangsanschlüsse
sind mit den INH-Ausgangsanschlüssen
verbunden. Wenn ein Signal zum Ausschalten der Schaltvorrichtungen
von einem INH-Ausgangsanschluss der Schaltkreise ausgegeben wird,
wird dieses Signal an die INH-Eingangsanschlüsse der anderen Schaltkreise
gegeben. Folglich schalten alle Schaltkreise die jeweiligen Schaltvorrichtungen
gleichzeitig aus. Hierdurch kann zum Zeitpunkt einer parallelen
Ansteuerung der Halbleiterschaltvorrichtungen zur Ansteuerung einer
elektrischen Last verhindert werden, dass sich die Energie aufgrund
einer Abweichung bei Schaltvorgängen
in einer Halbleiterschaltvorrichtung sammelt.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
näher ersichtlich
sein. In der Zeichnung zeigt/zeigen:
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1 eine
schematische Abbildung eines ABS-Regelungssystem mit einer ABS-ECU,
die ein Lasttreibergerät
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ein
Blockdiagramm der in der 1 gezeigten ECU;
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3A bis 3C Schaltbilder
eines Halbleiterrelais der in der 2 gezeigten
ECU;
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4 ein
detailliertes Schaltbild des in den 3A bis 3C gezeigten
Halbleiterrelais;
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5 ein
Zeitdiagramm mit Signalen, die in dem in der 4 gezeigten
Halbleiterrelais erzeugt werden;
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6 ein
Schaltbild eines herkömmlichen Halbleiterrelais
als Vergleich;
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7 ein
Zeitdiagramm mit Signalen, die in dem in der 6 gezeigten
Halbleiterrelais erzeugt werden;
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8 ein
Zeitdiagramm mit Signalen, die in den Halbleiterrelais der ersten
Ausführungsform
und des Vergleichsbeispiels erzeugt werden;
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9A und 9B Schaltbilder
eines Halbleiterrelais gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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10 ein
Zeitdiagramm mit Signalen, die erzeugt werden, wenn ein externes
Rücksetzsignal an
einen Verzögerungsanschluss
gegeben wird, gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend detaillierter unter Bezugnahme
auf verschiedene Ausführungsformen
beschrieben, die auf eine elektronische Steuereinheit (ECU) für eine ABS-(Antiblockiersystem)-Regelung
für Fahrzeuge
ausgerichtet sind.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein
rechtes Vorderrad 1 (FR), ein linkes Vorderrad 2 (FL),
ein rechtes Hinderrad 4 (RR) und ein linkes Hinterrad 4 (RL)
sind, wie in 1 gezeigt, mit Radgeschwindigkeitssensoren 5, 6, 7 bzw. 8 der Bauart
eines elektromagnetischen Aufnehmers, einer Magnetowiderstandsvorrichtung
(MRE) oder eines Hall-Elements versehen. Diese Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 erzeugen
jeweilige Impulssignale, die von einer Umdrehung der Räder 1 bis 4 abhängen.
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Die
Räder 1 bis 4 sind
ferner mit Radzylindern 11 bis 14 versehen. Wenn
ein Hauptzylinder 16 einen Bremsfluiddruck in Abhängigkeit
des Betrags einer von dem Fahrzeugführer ausgeführten Betätigung eines Bremspedals 27 erzeugt,
wird dieser Bremsfluiddruck über
Zweipositionsventile (Druckerhöhungsschaltventile) 21 bis 24 und
jeweilige Fluiddruckleitungen zu den Radzylindern 11 bis 14 übertragen.
Der Betätigungszustand
des Bremspedals 27 wird von einem Stopp-(Brems)-Schalter 29 erfasst.
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Die
Radzylinder 11, 14 sind ferner über Zweipositionsventile
(Druckverringerungsschaltventile) 31 bzw. 34 mit
einem Behälter 37 verbunden.
Die Radzylinder 12, 13 sind über Zweipositionsventile (Druckverringerungsschaltventile) 32 bzw. 33 mit
einem Behälter 39 verbunden.
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Die
Zweipositionsventile 21 bis 24 und 31 bis 34 weisen
jeweils ein Zweipositionsmagnetventil mit einer Übertragungsposition und einer
Sperrposition auf. Diese beiden Positionen können über einer Versorgung der Magnetspule
mit Energie geschaltet werden.
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Die
Zweipositionsventile 21 bis 24 sind, wie in 1 gezeigt,
stromaufwärts
und stromabwärts mit
Umlaufleitungen 41 bis 44 verbunden. Diese Umlaufleitungen 41 bis 44 sind,
wie in 1 gezeigt, mit Rückschlagventilen 41a bis 44a versehen.
Der Fluiddruck fließt
einzig von den Hauptzylindern 11 bis 14 über die
Umlaufleitungen 41 bis 44 in Richtung des Hauptzylinders 16.
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Die
Behälter 37, 39 sind über Pumpen 45a, 45b,
die von einem Motor (nicht gezeigt) und betrieben werden, und Rückschlagventilen 47 bzw. 49 mit einer
Fluiddruckleitung verbunden. Der Fluiddruck fließt einzig von den Behältern 37, 39 in
Richtung des Hauptzylinders 16.
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Erfassungssignale
der Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 und des
Stoppschalters 29 werden zur ABS-Regelung an eine ECU 50 gegeben.
Die ABS-Regelungs-ECU 50 erzeugt auf der Grundlage der
obigen Erfassungssignale Steuersignale für die Zweipositionsventile 21 bis 24 und 31 bis 34 und
Motorsteuersignale zum Ansteuern der Pumpen 45a, 45b.
Auf der Grundlage dieser Steuersignale werden die Zweipositionsventile 21 bis 24 und 31 bis 34 und der
Motor zur ABS-Regelung oder dergleichen angesteuert.
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Die
ABS-Regelungs-ECU 50 weist, wie in 2 gezeigt,
eine Mehrzahl von Chips, einschließlich eines Mikrocomputers 60,
eines dezentralen IC 70, eines Magnetspulentreibers 90 und
eines Halbleiterrelais 100 oder dergleichen auf. In der 2 beschreibt
jede mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Pfeilmarkierung
eine Steuersystemleitung, jede mit einer gestrichelten Linie dargestellte
Pfeilmarkierung eine Überwachungssystemleitung
und jede mit einer Strichpunktlinie dargestellte Pfeilmarkierung
eine Sperr-/Ausschaltsystemleitung an. Steuersystemleitung bedeutet,
dass eine Vorrichtung an dem vorderen Ende der Pfeilmarkierung auf
der Grundlage eines Signals von einer Vorrichtung an dem hinteren
Ende der Pfeilmarkierung angesteuert wird. Überwachungssystemleitung bedeutet,
dass eine Vorrich tung an dem vorderen Ende der Pfeilmarkierung auf
der Grundlage eines Signals von einer Vorrichtung an dem hinteren
Ende der Pfeilmarkierung überwacht,
ob eine bestimmte Vorrichtung fehlerhaft arbeitet oder nicht. Sperr-/Ausschaltsystemleitung
bedeutet, dass eine Vorrichtung an dem vorderen Ende der Pfeilmarkierung
eine Ansteuerung einer bestimmten Vorrichtung auf der Grundlage
eines Sperr-/Ausschaltsignals von einer Vorrichtung an dem hinteren
Ende der Pfeilmarkierung sperrt oder ausschaltet.
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Der
Mikrocomputer 60 weist eine Eingabeeinheit 61,
eine Recheneinheit 62 und eine Ausgabeeinheit 63 auf.
Wenn verschiedene Informationsteile, wie beispielsweise Radgeschwindigkeitssignale,
an die Eingabeeinheit 61 gegeben werden, führt die
Recheneinheit 62 verschiedene Rechenoperationen zur ABS-Regelung
auf der Grundlage dieser verschiedenen Informationseingaben aus.
Die Ausgabeeinheit 63 erzeugt ABS-Regelungssignale, d.
h. Magnetspulenansteuersignale und Motoransteuersignale auf der
Grundlage der Rechenoperation. Der Mikrocomputer 60 weist
ferner eine Serielle Kommunikationseinheit 64 auf. Wenn
verschiedene Signale, die bei der Rechenoperation der Recheneinheit 62 erzeugt werden
(beispielsweise ein ABS-Regelungssignal, welches den ABS-Regelungszustand
anzeigt), eingegeben werden, werden diese verschiedenen Signale
in ein serielles Signal gewandelt und anschließend als serielles Signal an
den dezentralen IC 70 gesendet.
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Der
dezentrale IC 70 weist einen Radgeschwindigkeitseingangspuffer 71,
einen Schalter-(SW)-Signaleingangspuffer 72, einen seriellen Kommunikationspuffer 73,
eine serielle Kommunikationsüberwachungseinheit 74,
einen internen Schwingkreis 75, eine Watch-Dog-(WD)-Überwachungseinheit 76,
eine Rücksetzsteuereinheit 77, eine
Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78, eine Relaisansteuereinheit 79,
eine Lampenansteuerschaltung 80, eine Überhitzungsschutzschaltung 81, eine
Energieversorgungsausgangseinheit 82, eine Energieversorgungsüberwachungsschaltung 83,
einen Signal-E/A-Puffer 84 und eine Temperaturüberwachungseinheit 85 auf.
Jede Schaltung oder Einheit ist in einem Chip integriert, um den
dezentralen IC 70 zu bilden.
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Der
Radgeschwindigkeitseingangspuffer 71 führt eine Wellenform-Formung
aus, um die von den Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 der 1 übertragenen Erfassungssignale
in eine Rechteckform zu korrigieren bzw. zu wandeln. Das Radgeschwindigkeitssignal,
das von diesem Radgeschwindigkeitseingangspuffer 71 in
die Wellenform gewandelt wurde, wird anschließend für verschiedene Rechenoperationen
bezüglich
der Radgeschwindigkeiten und einer geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit oder
dergleichen zur ABS-Regelung an den Mikrocomputer 60 gegeben.
Der Radgeschwindigkeitseingangspuffer 71 erfasst ferner
einen Bruch einer Leitung, welche die Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 und
die ABS-Regelungs-ECU 50 verbindet. Dieser Puffer 71 überträgt ein den
Bruch der Leitung anzeigendes Drahtbruchsignal an den seriellen
Kommunikationspuffer 73, wenn der Leitungsbruch erfasst wird.
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Der
SW-Signaleingangspuffer 72 überwacht ein EIN-/AUS-Signal
des Stoppschalters 29 und ein Signal, das anzeigt, ob die
Magnetspulen der in der 1 gezeigten Zweipositionsventile 21 bis 24 und 31 bis 34 mit
Energie versorgt werden oder nicht (beispielsweise ein an die Magnetspule
gelegter Spannungswert). Hierdurch können das EIN-/AUS-Signal, das
anzeigt, ob das Bremspedal 27 betätigt wird oder nicht, und das
EIN-/AUS-Signal, das anzeigt, ob die Magnetspule mit Energie versorgt
wird oder nicht, ausgegeben werden.
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Der
seriellen Kommunikationspuffer 73 wandelt ein Leitungsbruchsignal
des Radgeschwindigkeitseingangspuffers 71 und das EIN-/AUS-Signal des
SW-Signaleingangspuffers 72 in das serielle Signal und überträgt das serielle
Signal anschließend
an den Mikrocomputer 60. Das obige serielle Signal des Mikrocomputers 60 wird
an diesen seriellen Kommunikationspuffer 73 übertragen.
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Die
serielle Signalüberwachungseinheit 74 überwacht
den Mikrocomputer 60 auf der Grundlage des seriellen Signals
von dem seriellen Kommunikationspuffer 73. Genauer gesagt,
der seriellen Kommunikationspuffer 73 empfängt das
Ergebnis der Rechenoperation von dem Mikrocomputer 60,
das auf den Signalen von dem Radgeschwindigkeitseingangspuffer 71 und
dem SW-Signaleingangspuffer 72 basiert, um zu überwachen,
ob dieses Signal normal ist oder nicht. Wenn das den ABS-Regelungszustand
anzeigende Signal beispielsweise von der seriellen Steuereinheit 64 übertragen
wird, obwohl das AUS-Signal, das anzeigt, dass der Stoppschalter 29 nicht
betätigt
wird, von dem SW-Signaleingangspuffer 72 übertragen
wird, wird be stimmt, dass das serielle Signal von dem Mikrocomputer 60 nicht
normal ist. Wenn das serielle Signal von dem Mikrocomputer 60 nicht
normal ist, wird ein Rücksetzsignal
an die Rücksetzsteuereinheit 77 oder
ein Sperrsignal an die Ansteuersperrsignalerzeugungsschaltung 78 übertragen.
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Der
interne Schwingkreis 75 erzeugt einen internen Takt mit
Hilfe der seriellen Signalüberwachungseinheit 74 und
der WD-Überwachungseinheit 76 oder
dergleichen. Bei diesem internen Schwingkreis 75 werden
eine Mehrzahl von Taktsignalen an verschiedenen Zeitpunkten (Takte)
erzeugt und wählen
die serielle Signalüberwachungseinheit 74 und die
WD-Überwachungseinheit 76 das
Taktsignal mit einem geeigneten Takt als Überwachungssignal, um die Überwachungsfunktion
zu realisieren.
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Die
WD-Überwachungseinheit 76 überwacht auf
der Grundlage der von dem Mikrocomputer 60 erzeugten Daten,
wie beispielsweise einer Rechenoperationszeitspanne, ob die Rechenoperation
in dem Mikrocomputer 60 normal ausgeführt wird oder nicht. Da das
WD-Überwachungssignal
als abwechselnd invertiertes Signal erzeugt wird, wenn die Rechenoperation
normal ausgeführt
wird, zeigt der Zustand, bei dem das WD-Überwachungssignal nicht abwechselnd
invertiert ist, dass die Rechenoperation des Mikrocomputers 60 nicht
normal ausgeführt
wird. Wenn die Rechenoperation des Mikrocomputers 60 nicht
in der normalen Zeitspanne ausgeführt wird, wird ein Rücksetzsignal
an die Rücksetzsteuereinheit 77 oder das
Sperrsignal an die Ansteuersperrsignalerzeugungsschaltung 78 gegeben.
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Zum
Zeitpunkt der Initialisierung oder dann, wenn das Rücksetzsignal
von der serielle Signalüberwachungseinheit 74,
der WD-Überwachungseinheit 76 und
der Energieversorgungsüberwachungseinheit 83 an
die Rücksetzsteuereinheit 77 gegeben wird,
wird das Rücksetzsignal
an den Mikrocomputer 60 übertragen. Nach Aufnahme dieses
Rücksetzsignals
setzt der Mikrocomputer 60 die Werte davon in einen Modus
eines vorbestimmten Rücksetzzustands.
Beispielsweise stoppt der Mikrocomputer 60 alle Rechenoperationen.
Dieses Rücksetzsignal
wird ferner an den seriellen Kommunikationspuffer 73 und die
serielle Signalüberwachungseinheit 74 übertragen,
um eine Initialisierung auf der Grundlage dieses Rücksetzsignals
auszuführen.
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Die
Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 überträgt ein Magnetspulenansteuersperrsignal und
ein Motoransteuersperrsignal auf der Grundlage der Sperrsignale
der seriellen Signalüberwachungseinheit 74,
der WD-Überwachungseinheit 76,
der Überhitzungsschutzschaltung 81 und
der Energieversorgungsüberwachungseinheit 83 an
die Relaisansteuereinheit 79 und das Ansteuersperrsignal ebenso
direkt und nicht über
den Mikrocomputer 60 an einen Magnetspulenansteuertreiber 90.
Wenn das Magnetspulenansteuersperrsignal von der Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 übertragen
wird, wird die Ansteuerung der Magnetspulen folglich selbst dann
verhindert bzw. gesperrt, wenn der Mikrocomputer 60 in
Betrieb ist.
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Die
Relaisansteuereinheit 79 steuert ein Schalten einer Halbleiterrelaiseinheit 100 und
ebenso eine Energieversorgung des Motors, um die Magnetspulen und
Pumpen 45a, 45b auf der Grundlage der Magnetspulenansteuersignale
und des Motoransteuersignals von dem Mikrocomputer 60 anzusteuern.
Wenn das Magnetspulenansteuersperrsignal und das Motoransteuersperrsignal
von der Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 und der
Ausgangsüberwachungseinheit 92 des
Magnetspulentreibers 90 eingegeben werden, stoppt die Relaisansteuereinheit 79 die
Energieversorgung der Magnetspulen und des Motors mit der Halbleiterrelaiseinheit 100.
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Die
Lampenansteuereinheit 80 gibt im normalen Zustand den Betriebszustand
der ABS-Regelung auf der Grundlage-eines ABS-Regelungszustandssignals
von dem Mikrocomputer 60 aus. Sie gibt jedoch einen Inaktivzustand
der ABS-Regelung aus, wenn das Rücksetzsignal
von der Rücksetzsteuereinheit 77 eingegeben
wird, oder wenn das Magnetspulenansteuersperrsignal und das Motoransteuersperrsignal
von der Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 eingegeben
werden. Die Lampe (nicht gezeigt) leuchtet (auf), wenn sie das Signal
von der Lampenansteuereinheit 80 empfängt, um den Betriebszustand
der ABS-Regelung zu garantieren.
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Die Überhitzungsschutzschaltung 81 erfasst, dass
der Chip eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, um zu verhindern,
dass der Chip, welcher die dezentrale Schaltung 70 bildet,
eine anormale Temperatur erreicht. Wenn der Chip die vorbestimmte
Temperatur erreicht hat, bewirkt die Überhitzungsschutzschaltung 81,
dass die Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 das Sperrsignal
erzeugt und eine Spannungsversorgung des Mikrocomputers 60 zur Verhinderung
eines weiteren Temperaturanstiegs stoppt.
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Die
Energieversorgungsausgangsschaltung 82 entspricht einem überwachten
Block und ist mit einem Energieversorgungsanschluss (erster Energieversorgungsanschluss) 101,
der mit einer externen Energieversorgung verbunden ist, die der
Außenseite
der ECU 50 zugeordnet ist, und einem Masseanschluss (erster
Masseanschluss) verbunden. Die Energieversorgungsausgangsschaltung 82 gibt
eine vorbestimmte Spannung (beispielsweise 5 V oder 3,3 V) auf der
Grundlage der an den Energieversorgungsanschluss 101 gelegten
Spannung aus. Eine Ausgangsspannung der Energieversorgungsausgangsschaltung 82 wird
als Energieversorgungsspannung des Mikrocomputers 60, des
dezentralen IC 70 und des Magnetspulentreibers 90 oder
dergleichen verwendet.
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Die
Energieversorgungsüberwachungseinheit 83 entspricht
einem Überwachungsblock
und ist mit einem Energieversorgungsanschluss (zweiter Energieversorgungsanschluss) 105,
der sich von dem Energieversorgungsanschluss 101, der mit
der Energieversorgungsausgangsschaltung 82 verbunden ist,
unterscheidet, und einem Masseanschluss (zweiter Energieversorgungsanschluss)
verbunden. Die Energieversorgungsüberwachungseinheit 83 überwacht,
ob die Ausgangsspannung der Energieversorgungsausgangsschaltung 82 den
vorbestimmten Wert aufweist oder nicht, und überwacht ebenso, ob die an
die Energieversorgungsausgangsschaltung 82 gelegte Spannung
zu hoch ist oder nicht. Wenn die Ausgangsspannung der Energieversorgungsausgangsschaltung 82 beispielsweise
unter der vorbestimmten Spannung liegt, wird ein Rücksetzsignal
an die Rücksetzsteuereinheit 77 übertragen.
Wenn sie über
dem vorbestimmten Wert liegt, wird ein Sperrsignal an die Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 übertragen.
Wenn die an die Energieversorgungsausgangsschaltung 82 gelegte Spannung
zu hoch ist, wird das Sperrsignal ferner an die Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 ausgegeben
und ein Anlegen der Spannung an den Mikrocomputer 60 gestoppt,
um die übermäßige Erwärmung zu
verhindern.
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Der
Signaleingangs-/Signalausgangspuffer 84 ist mit einem Anschluss 84a verbunden,
um zu überprüfen, ob
ein Fahrzeug einen Fehler aufweist, und ein Prüfgerät ist mit einem Anschluss 84a verbunden,
um mit dem Mikrocomputer 60 zu kommunizieren. Ferner kann
der Signaleingangs-/Signalausgangspuffer 84 einzig als
Ausgangspuffer verwendet werden, wie beispielsweise als Puffer,
der das Signal zum Anzeigen einer Fahrzeuggeschwindigkeit ausgibt,
die auf einem Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser angezeigt wird (beispielsweise
ein Signal, welches der über
die Raddrehzahl berechneten geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit
entspricht).
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Die
Temperaturüberwachungseinheit 85 erfasst
stets die Temperatur der ECU 50. Die Temperaturüberwachungseinheit 85 gibt
das Signal in Abhängigkeit
der Temperatur der ECU 50 als Temperaturerfassungssignal
an den Mikrocomputer 60. Auf der Grundlage dieses Temperaturerfassungssignals
führt der
Mikrocomputer 60 die Rechenoperation zur ABS-Regelung in
Abhängigkeit
der erfassten Temperatur aus.
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Der
Magnetspulentreiber 90 weist mit den Magnetspulen verbundenen
MOS-Transistoren 91, Ausgangsüberwachungseinheiten 92 zur Überwachung
eines Spannungsversorgungszustands der Magnetspulen (MOS-Transistoren 91)
und UND-Gatter 93 zur
EIN/AUS-Steuerung der MOS-Transistoren 91 auf. Die MOS-Transistoren 91 sind
mit den jeweiligen Magnetspulen der verschiedenen Schaltventile 21 bis 24 und 31 bis 34 der 1 verbunden,
um ein Schalten zur Spannungsversorgung auszuführen.
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Die
Ausgangsüberwachungseinheiten 92 sind
in einer eins-zu-eins Verteilung für die Magnetspulen vorgesehen,
um einen Treiberausgang an jede Magnetspule zu überwachen. Beispielsweise überwacht
sie den Spannungsversorgungszustand der Magnetspule auf der Grundlage
der Drainspannung und des Drainstroms des MOS-Transistors 91. Hierdurch erfasst
sie beispielsweise, ob ein Drainstrom zu hoch ist oder nicht, und
ob eine Energieversorgungsleitung zur Magnetspule offen ist oder
nicht, und ob der Strom entweicht oder nicht, und ferner, ob der
MOS-Transistor 91 eine überhöhte Temperatur aufweist
oder nicht. Wenn ein zur Ansteuerung der Magnetspule nicht angemessen
Ergebnis erzielt wird, überträgt die Ausgangsüberwachungseinheit 92 das
Magnetspulenansteuersperrsignal und das Motoransteuersperrsignal
an die Relaisansteuereinheit 79 und ebenso das Magnetspulenansteuersperrsignal
an das UND-Gatter 93.
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An
das UND-Gatter 93 werden ein Ausgangssignal des Mikrocomputers 60,
ein Ausgangssignal der Relaisansteuereinheit 79, ein Ausgangssignal
der Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 und ein Ausgangssignal
der Ausgangsüberwachungseinheit 92 gegeben.
Bei dieser Ausführungsform
weisen die Ausgangssignale der Relaisansteuereinheit 79,
der Ansteuersperrsignalerzeugungseinheit 78 und der Ausgangsüberwachungseinheit 92 gewöhnlich einen
niedrigen Pegel auf. Wenn jedoch ein Fehler auftritt, nehmen sie
einen hohen Pegel an und nimmt der Ausgang des UND-Gatters 93 einen niedrigen
Pegel an, d. h. sperrt der MOS-Transistor 91.
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Folglich
unterbricht der Magnetspulentreiber 90 nicht nur die Energieversorgung
zu der Magnetspule auf der Grundlage des Signals von dem Mikrocomputer 60 und
des dezentralen IC 70, sondern ebenso die Energieversorgung
zu der Magnetspule auf der Grundlage des Signals von der Ausgangsüberwachungseinheit 92,
die innerhalb des Magnetspulentreibers 90 selbst vorgesehen
ist.
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In
der Halbleiterrelaiseinheit 100 wird die Energieversorgung
zu den Magnetspulen von einem Halbleiterrelais 100a geschaltet,
während
die Energieversorgung zu dem Motor zur Ansteuerung der Pumpen 45a, 45b von
einem Halbleiterrelais 100b geschaltet wird. Diese Halbleiterrelais 100a, 100b sind
derart aufgebaut, dass sie auf der Grundlage des Signals von der
Relaisansteuereinheit 79 angesteuert werden, um gewöhnlich eine
Energieversorgung zu den Magnetspulen und den Motoren zu ermöglichen
und die Energieversorgung zu den Magnetspulen und der Motoren auf
einen Empfang des Magnetspulenansteuersperrsignals und des Motoransteuersperrsignals
von der Relaisansteuereinheit 79 hin zu sperren.
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Das
Halbleiterrelais 100a zur Ansteuerung der Magnetspule und
das Halbleiterrelais 100b zur Ansteuerung des Motors, welche
die Halbleiterrelaiseinheit 100 bilden, weisen den gleichen
Aufbau auf. Die 3A bis 3C zeigen
Schaltbilder des Halbleiterrelais 100b.
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Das
Halbleiterrelais 100b ist, wie in 3A gezeigt,
derart aufgebaut, dass eine Mehrzahl von Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 aufweisenden "intelligenten" Leistungsvorrichtungen
A, B (IPD-A und IPD-B) parallel geschaltet sind. Diese Vor richtungen
IPD-A und IPD-B weisen den gleichen Schaltungsaufbau auf, um mit
einem von der Relaisansteuereinheit 79 (2)
ausgegebenen Eingangssignal parallel angesteuert zu werden.
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Ferner
weist jede der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B jeweils eine Fehlererfassungseinheit
zur Erfassung verschiedener Fehler bzw. Abweichungen auf. Wenn von
diesen Fehlererfassungseinheiten ein Fehler erfasst wird, schaltet
jede der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B die darin vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 aus.
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Insbesondere
ist jede der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B, wie in 3B gezeigt,
mit INH-(Sperr)-Eingangs/Ausgangsanschlüssen 202 und 302 verbunden.
Wenn eine der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B einen Fehler erfasst,
werden nicht nur die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301, die
in den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehen sind, von denen
der Fehler erfasst wird, sondern ebenso die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301,
die in den anderen der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehen
sind, über
die INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlüsse 202 und 302 ausgeschaltet.
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Die
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B sind beispielsweise gleich dem in
der 3C gezeigten Schaltbild aufgebaut. Bei diesem
Aufbau sind die INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlüsse 202 und 302 bei
dem normalen Ansteuerzustand, bei dem von den Fehlererfassungsschaltungen 200c, 300c kein Fehler
erfasst wird, miteinander verbunden. Folglich ändern sich die Ausgänge der
Ansteuerschaltungen 200a, 300a, die in den Vorrichtungen
IPD-A und IPD-B vorgesehen sind, synchron. Folglich werden die in
den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 gleichzeitig
ein- und ausgeschaltet.
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Wenn
ferner ein Fehler in einer der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B, wie
beispielsweise in der Vorrichtung IPD-A erfasst wird, wird der MOS-Transistor 200b einbzw.
durchgeschaltet, um einen geringen Pegel als Sperrsignal von der
Ansteuerschaltung 200a auszugeben, und um ebenso einen
geringen Pegel als Sperrsignal von der Ansteuerschaltung 300a der
Vorrichtung IPD-B auszugeben. Folglich werden die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 gleichzeitig
ausgeschaltet, in dem ein Ausgangssignal geringen Pegels als das
Sperrsignal empfangen wird.
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4 zeigt
einen detaillierten Schaltungsaufbau der Vorrichtung IPD-A. Da die
Vorrichtung IPD-B den gleichen Schaltungsaufbau aufweist, wird nachstehend
einzig auf die Vorrichtung IPD-A eingegangen.
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Eine
auf einem Tastverhältnisansteuerungssignal
der Relaisansteuereinheit 79 basierende Spannung wird an
den Eingangsanschluss (IN-Anschluss) 203 der Vorrichtung
IPD-A gelegt. Obgleich eine Spannung geringen Pegels an die Relaisansteuereinheit 79 gelegt
wird, wenn der Motor angesteuert wird, wird insbesondere eine Spannung
hohen Pegels von der Relaisansteuereinheit 79 angelegt, wenn
der Motor nicht angesteuert und das Motoransteuersperrsignal übertragen
wird.
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Die
an den Eingangsanschluss 203 gelegte Spannung wird in einem
Komparator 204 mit einer vorbestimmten Schwellenwertspannung
(z. B. 0,5 Vcc) verglichen und das Vergleichsergebnis über ein ODER-Gatter 205 an
einen MOS-Transistor 206 gegeben. Folglich wird der hohe
Pegel dann, wenn die Spannung hohen Pegels an den Eingangsanschluss 203 gelegt
wird, wenn der Motor nicht angesteuert und das Motoransteuersperrsignal übertragen
wird, von dem ODER-Gatter 205 ausgegeben, um den MOS-Transistor 206 einzuschalten.
Hierdurch nimmt die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 einen
niedrigen Pegel an. Dieser an diesem INH-Eingangs/Ausgangsanschluss 202 ausgegebene
niedrige Pegel entspricht dem Sperrsignal, mit dem verhindert wird,
dass die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 einschalten.
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Wenn
die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 gemäß obiger
Beschreibung einen geringen Pegel annimmt, nimmt ein Ausgang eines
Komparators 207 einen geringen Pegel an, ein Ausgang einer
Ansteuerschaltung 208 einen geringen Pegel an und wird
der Leistungs-MOS-Transistor 201 hierdurch ausgeschaltet.
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Wenn
die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 der
Vorrichtung IPD-A indessen einen geringen Pegel annimmt, da der
INH-Ein gangs/Ausgangsanschluss 202 der Vorrichtung IPD-A
und der INH-Eingangs/Ausgangsanschluss 302 der Vorrichtung
IPD-B miteinander verbunden sind, nimmt die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 302 der
Vorrichtung IPD-B einen geringen Pegel an. Folglich schaltet die
Vorrichtung IPD-B, welche den gleichen Aufbau wie die Vorrichtung
IPD-A aufweist, ebenso den in der Vorrichtung IPD-B vorgesehenen
Leistungs-MOS-Transistor 301 aus.
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Folglich
können
die in den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 gleichzeitig ausgeschaltet
werden, wenn die Spannung hohen Pegels von der Relaisansteuereinheit 79 angelegt wird.
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Ferner
weist die Vorrichtung IPD-A eine Hochspannungserfassungseinheit 209 und
eine Niederspannungserfassungseinheit 210 auf. Die Hochspannungserfassungseinheit 209 vergleicht
die Spannung Vcc zur Ansteuerung des Motors mit einem vorbestimmten
Spannungswert, der bei dem normalen Zustand über der Spannung Vcc liegt,
um zu erfassen, dass die Spannung Vcc über dem vorbestimmten Spannungswert
liegt. Die Hochspannungserfassungseinheit 209 gibt ein
Signal hohen Pegels aus, wenn die Spannung Vcc über dem vorbestimmten Spannungswert
liegt. Ferner vergleicht die Niederspannungserfassungseinheit 210 die Spannung
Vcc zur Ansteuerung des Motors mit einem vorbestimmten Spannungswert,
der bei dem normalen Zustand unter der Spannung Vcc liegt, um zu
erfassen, dass die Spannung Vcc unter dem vorbestimmten Spannungswert
liegt. Die Niederspannungserfassungseinheit 210 gibt ein
Signal hohen Pegels aus, wenn die Spannung Vcc unter dem vorbestimmten
Spannungswert liegt.
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Wenn
die Hochspannungserfassungseinheit 209 und die Niederspannungserfassungseinheit 210 das
Signal hohen Pegels ausgeben, gibt das ODER-Gatter 205 ein
Signal hohen Pegels über
ein ODER-Gatter 211 aus, um den MOS-Transistor 6 einzuschalten.
Hierdurch nimmt die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 einen
geringen Pegel an.
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Wenn
die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 gemäß obiger
Beschreibung einen geringen Pegel annimmt, nimmt der Ausgang des
Kom parators 207 einen geringen Pegel an und nimmt ein Ausgang
der Treiberschaltung 208 einen geringen Pegel an, um den
Leistungs-MOS-Transistor 201 auszuschalten.
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Wenn
die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 der
Vorrichtung IPD-A einen geringen Pegel annimmt, nimmt die Spannung
des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 302 der Vorrichtung
IPD-B gemäß obiger Beschreibung
einen geringen Pegel an. Folglich schaltet die Vorrichtung IPD-B,
welche den gleichen Aufbau wie die Vorrichtung IPD-A aufweist, den
in der Vorrichtung IPD-B
vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistor 301 aus.
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Wenn
von der Hochspannungserfassungseinheit 209 und der Niederspannungserfassungseinheit 210,
die in der Vorrichtung IPD-A vorgesehen sind, erfasst wird, dass
die Motoransteuerspannung über
oder unter dem jeweiligen vorbestimmten Spannungswert liegt, werden
die in den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 gleichzeitig ausgeschaltet.
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Die
Vorrichtung IPD-B weist, obgleich nicht in der 4 gezeigt,
gleich der Vorrichtung IPD-A eine Hochspannungserfassungseinheit 209 und
eine Niederspannungserfassungseinheit auf. Selbst wenn von der Hochspannungserfassungseinheit 209 und der
Niederspannungserfassungseinheit 210, die in der Vorrichtung
IPD-B vorgesehen sind, erfasst wird, dass die Motoransteuerspannung über oder
unter einem vorbestimmten Spannungswert liegt, nimmt der INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschluss 302 der Vorrichtung
IPD-B einen geringen Pegel an und können die in den Vorrichtungen
IPD-A und IPD-B vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 hierdurch
gleichzeitig ausgeschaltet werden.
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Die
Vorrichtung IPD-A weist ferner eine Überhitzungserfassungseinheit 212 auf.
Diese Überhitzungserfassungseinheit 212 ist
vorgesehen, um zu erfassen, dass sich ein Chip in einem Überhitzungszustand
befindet, bei dem eine vorbestimmte Temperatur überschritten wird, um zu verhindern,
dass die Temperatur des Chips, auf dem die Vorrichtung IPD-A gebildet
ist, einen ungewöhnlich
hohen Wert annimmt. Diese Überhitzungserfassungseinheit 212 gibt
ein Signal hohen Pegels aus, wenn sie erfasst, dass sich der Chip
in dem Zustand hoher Temperatur befindet.
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Wenn
das Signal hohen Pegels von der Überhitzungserfassungseinheit 212 an
ein RS-Flip-Flop 213 gegeben wird, wird ein Ausgang des
RS-Flip-Flops 213 auf einen hohen Pegel gesetzt und gibt
das ODER-Gatter 205 ein Signal hohen Pegels aus.
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Folglich
nimmt die Spannung des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 gleich
dem Fall, bei dem gemäß obiger
Beschreibung die hohe Spannung erfasst wird, einen geringen Pegel
an und werden die in den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehenen
Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 gleichzeitig
ausgeschaltet.
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Wenn
der Motor demgegenüber
angesteuert oder verschiedene fehlerhafte Zustände aufgehoben werden, nimmt
der Ausgang des ODER-Gatters 205 einen geringen Pegel an.
Folglich werden die in den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehenen
Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 eingeschaltet.
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Da
die INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlüsse 202 und 302 der
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B miteinander verbunden sind, nehmen
die INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlüsse 202 und 302 der
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B in diesem Fall einzig dann einen hohen
Pegel an, wenn nicht nur der in der Vorrichtung IPD-A vorgesehenen MOS-Transistor 206,
sondern ebenso der MOS-Transistor mit dem Aufbau gleich dem in der Vorrichtung
IPD-A vorgesehenen MOS-Transistor unter den Vorrichtungen IPD-B
ausgeschaltet wird. Folglich können
die in jeder Vorrichtung IPD vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 gleichzeitig
eingeschaltet werden.
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Die
in den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 202 und 302 können gleichzeitig
ein- und ausgeschaltet werden, indem die INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlüsse 202 und 302 der
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B miteinander verbunden werden. Folglich
kann verhindert werden, dass sich die Energie in den bestimmten
Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 sammelt,
wenn der Ein- und Ausschaltzeitpunkt der Vorrichtungen IPD-A und
IPD-B aufgrund von Fertigungsabweichungen oder dergleichen abweicht.
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Der
Energieversorgungsanschluss 221, an den die Energieversorgungsspannung
angelegt wird, und der Masseanschluss 222, der als GND
definiert ist, sind über
eine Vcc-Klemmschaltung 223 miteinander verbunden. Die
Vorrichtung IPD-A kann dann, wenn eine ESD-Überspannung erzeugt wird, oder während der
Lastdämpfung
geschützt
werden. Bei dieser Ausführungsform
wird das RS-Flip-Flop 213 auf der Grundlage eines Anfangszustandssetzsignals
von einer Einschaltrücksetzeinheit 214 und
des Signals von dem Eingangsanschluss 203 zurückgesetzt.
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D.
h., wenn ein ODER-Gatter 215 mit dem Anfangszustandsetzsignal
(Signal hohen Pegels), dass von der Einschaltrückwärtseinheit 214 geliefert wird,
einen hohen Pegel ausgibt, und wenn der MOS-Transistor 216 mit
dem Signal hohen Pegels von der Relaisansteuereinheit 79 ausgeschaltet
wird, eine Drainspannung des MOS-Transistors 216 über der
vorbestimmten Spannung (2,5V) liegt und ein Komparator 217 ein
Signal hohen Pegels ausgibt, wird das RS-Flip-Flop 213 zurückgesetzt.
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Hierbei
ist ein Kondensator 219 parallel zu dem MOS-Transistor 216,
der auf der Grundlage des Tastverhältnisansteuersignals von der
Relaisansteuereinheit 79 ein- und ausgeschaltet wird, indem
der Kondensator 219 mit dem in der Vorrichtung IPD-A vorgesehenen
Verzögerungsanschluss 218 verbunden
wird, geschaltet. Der Grund für
diese Verbindung wird nachstehend näher beschrieben.
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Wenn
das RS-Flip-Flop 213 auf der Grundlage des Signals hohen
Pegels von der Relaisansteuereinheit 79 zurückgesetzt
wird, wird ein in der 5 gezeigter Schaltungsaufbau
als Vergleichsbeispiel angenommen. D. h., es wird angenommen, dass
das Tastverhältnisansteuersignal
von der Relaisansteuereinheit 79 als das Rücksetzsignal
verwendet wird.
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Wenn
der in der 6 gezeigte Aufbau realisiert
wird, tritt jedoch das Problem auf, dass das RS-Flip-Flop 213 selbst
dann, wenn es erforderlich ist, den Leistungs-MOS-Transistor 201 in den AUS-Zustand
zu verriegeln, in dem der Ausgang des RS-Flip-Flops 213 auf den hohen
Pegel verriegelt wird, wenn der Überhitzungszustand
erfasst wird, mit dem Tastverhältnisansteuersignal
zurückgesetzt wird,
das innerhalb einer kurzen Zeitspanne ein- und ausgeschaltet wird.
Hierdurch wird es unmöglich, den
Leistungs-MOS-Transistor 201 in den AUS-Zustand zu verriegeln.
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Zur
Behebung des Problems wird eine Verzögerungsschaltung gebildet,
indem der Kondensator 219 parallel zum MOS-Transistor 216 geschaltet wird.
Hierdurch kann ein Anstieg der Spannung an dem Verzögerungsanschluss 218 auf
der Grundlage der Ladungskonstante des Kondensators 219 verzögert werden.
Folglich kann das RS-Flip-Flop 213 dann, wenn der Überhitzungszustand
erfasst wird, vor dem Rücksetzzustand
durch das Tastverhältnisansteuersignal
geschützt
werden.
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5 zeigt
ein Zeitdiagramm mit Signalen, die an jeweiligen Anschlüssen und
Schaltungen erzeugt werden sowie des Betriebsart- bzw. Tastverhältnisansteuersignals
der Relaisansteuereinheit 79. In der 6 beschreibt
(a) das Tastverhältnisansteuersignal
an dem Anschluss IN 203; (b) ein Potential des Verzögerungsanschlusses 218,
der mit dem Kondensator 219 verbunden ist; (c) das Ausgangssignal
der Überhitzungserfassungseinheit 212;
(d) ein Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 213; (e) ein Potential
(Sperrsignal) des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses; (f) ein
Ausgang der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B (d. h. den EIN-/AUS-Zustand der
Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301).
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Der
MOS-Transistor 216 wird, wie in der Figur gezeigt, selbst
dann eingeschaltet, bevor der Kondensator 219 auf einen über dem
Schwellenwert des Komparators 217 liegenden Pegel geladen
wird, wenn das Tastverhältnisansteuersignal
innerhalb einer kurzen Zeitspanne in den EIN-/AUS-Zustand geschaltet
wird. Folglich wird das RS-Flip-Flop 213 nicht durch das
Tastverhältnisansteuersignal
zurückgesetzt.
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7 zeigt
demgegenüber
Signale, die in dem Vergleichsbeispiel der 6 erzeugt
werden, wobei (a) ein Tastverhältnisansteuersignal
an dem Anschluss 203; (b) ein Ausgangssignal der Überhitzungserfassungseinheit 212;
(c) ein Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 213; und (d) ein
Ausgang der Vorrichtung IPD-A beschreibt. Das RS-Flip-Flop 213 wird,
wie in dieser Figur gezeigt, selbst dann, wenn der Überhitzungszustand
erfasst wird, zurückgesetzt, und
die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 werden
eingeschaltet, da das Tastverhältnisansteuersignal
innerhalb einer kurzen Zeitspanne in den EIN-/AUS-Zustand geschaltet
wird. Hierdurch werden die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 wiederholt
belastet.
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Wenn
der Überhitzungszustand
erfasst wird, wird der Ausgang des RS-Flip-Flops 213 gemäß obiger
Beschreibung verriegelt, nimmt das Potential des INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses 202 einen
geringen Pegel an und werden die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 hierdurch
sicher ausgeschaltet.
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Die
in jeder der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B vorgesehenen Leistungs-MOS-Transistoren 202 und 302 können gleichzeitig
ein- und ausgeschaltet werden, indem das Halbleiterrelais 100b dieser
Ausführungsform
verwendet wird. Hierdurch kann verhindert werden, dass die AUS-Zeiten
der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B aufgrund einer Fertigungsabweichung
oder dergleichen abweichen, und dass sich die Energie in einem bestimmten
der Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 sammelt.
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Ferner
kann verhindert werden, dass die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 irrtümlicherweise
eingeschaltet werden, wenn der Überhitzungszustand
erfasst wird, indem eine Verzögerungsschaltung
mit dem Kondensator 219 vorgesehen wird.
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8 zeigt
Signale, die in dem Halbleiterrelais 100b erzeugt werden,
wenn sich das Eingangssignal von der Relaisansteuereinheit 79 ändert. In
der 8 beschreibt (a) ein Eingangssignal (Eingangsspannung)
an dem Anschluss 203 von der Relaisansteuereinheit 79B,
(c) logische Eingangssignale an den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B;
(d) und (e) Zustände
der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B; (f) und (g) EIN-/AUS-Zustände der
Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 dieser
Ausführungsform;
(h) und (i) die EIN-/AUS-Zustände
der Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 in
dem Vergleichsbeispiel der 6 gemäß dem Zustand,
bei dem die INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlüsse 202 und 302 der Vorrichtungen
IPD-A und IPD-B nicht verbunden und die EIN-/AUS-Zeitpunkte der
Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 nicht synchronisiert
sind.
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Ferner
zeigen Vt11, Vt12 und Vth1, Vth2 der Eingangssignalwellenform (a)
eine Änderung
des Schwellenwerts zum Ein- oder Ausschalten der Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301.
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Wie
in (b) und (c) der Figuren gezeigt, schalten die logischen Eingangssignale
der Vorrichtung IPD-A ein, wenn das Eingangssignal den Wert Vt11 annimmt,
und schaltet das logische Eingangssignal der Vorrichtung IPD-B ein,
wenn das Eingangssignal den Wert Vt12 annimmt. Gemäß dieser
in der 4 gezeigten Ausführungsform sind die EIN-/AUS-Zeitpunkte
der Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301, wie
in (f) und (g) gezeigt, synchronisiert. Bei dem in der 6 gezeigten
Vergleichsbeispiel unterscheiden sich die EIN-Zeitpunkte der Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301,
wie in (a) und (i) gezeigt.
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Ferner
wird der Leistungs-MOS-Transistor 201 der Vorrichtung IPD-A,
wie in (d) gezeigt, in dem Vergleichsbeispiel ausgeschaltet, wenn
der geringe Pegel (L) oder der hohe Pegel (H) in der Vorrichtung IPD-A
erfasst wird. Der Leistungs-MOS-Transistor 301 der Vorrichtung
IPD-B wird jedoch nicht ausgeschaltet. Bei dieser Ausführungsform
werden die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 der
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B demgegenüber gleichzeitig ausgeschaltet.
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Ferner
wird der Leistungs-MOS-Transistor 301 der Vorrichtung IPD-B,
wie in (e) gezeigt, in dem Vergleichsbeispiel ausgeschaltet, wenn
der Eingang der Vorrichtung IPD-B einen offenen Zustand annimmt,
oder wenn die Überhitzung
erfasst wird. Der Leistungs-MOS-Transistor 201 der Vorrichtung IPD-A
wird jedoch nicht ausgeschaltet. Bei dieser Ausführungsform werden die Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 der
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B demgegenüber gleichzeitig ausgeschaltet.
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Bei
dem Vergleichsbeispiel sammelt sich die Energie folglich, wie durch
die schraffierten Bereiche gezeigt, in einer der Vorrichtungen IPD-A
und IPD-B, bedingt durch die Abweichung der EIN-/AUS-Zeitpunkte
der Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301 der
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B. Bei dieser Ausführungsform sammelt sich die
Energie demgegenüber
nie in nur einer der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B.
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Da
die EIN-/Aus-Zeitpunkte der Leistungs-MOS-Transistoren 201 und 301,
die mit den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B verbunden sind, synchronisiert
werden können,
wenn sich beispielsweise die Referenzspannungen des Komparators
in den Vorrichtungen IPD-A und IPD-B mit den Fertigungsabweichungen
unterscheiden, kann verhindert werden, dass sich die Energie in
der bestimmten der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B sammelt.
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(Zweite Ausführungsform)
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Bei
der ersten Ausführungsform
ist jede der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B verbunden, indem die
INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlüsse 202 und 302 vorgesehen
werden. Bei der in der 9A gezeigten zweiten Ausführungsform
sind die INH-Ausgangsanschlüsse 202a, 302a und
die INH-Eingangsanschlüsse 202b, 302b jedoch
getrennt voneinander vorgesehen. Der INH-Ausgangsanschluss 202a der
Vorrichtung IPD-A ist mit dem INH-Eingangsanschluss 302b der
Vorrichtung IPD-B verbunden. Der INH-Ausgangsanschluss 302a der Vorrichtung
IPD-B ist mit dem INH-Eingangsanschluss 202b der Vorrichtung
IPD-A verbunden.
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Die
Vorrichtungen IPD-A und IPD-B weisen, wie in 9B gezeigt,
den gleichen Aufbau auf. Beispielsweise nimmt die Spannung einer
Fehlererfassungseinheit 402a ein hohes Potential an, wenn
ein Fehler in der Vorrichtung IPD-A erfasst wird. Ein UND-Gatter 401 erzeugt
ein Ausgangssignal niedrigen Pegels als das Sperrsignal. Gleichzeitig
schaltet ein MOS-Transistor 402 in der Vorrichtung IPD-A
ein und nimmt das Potential des INH-Ausgangsanschlusses 202a einen
geringen Pegel an. Der INH-Eingangsanschluss 302b der Vorrichtung
IPD-B nimmt einen geringen Pegel an, und ein UND-Gatter 403 der
Vorrichtung IPD-B gibt ebenso den geringen Pegel als das Sperrsignal
aus.
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Selbst
wenn die INH-Ausgangsanschlüsse 202a, 302a und
die INH-Ausgangsanschlüsse 202b, 302b getrennt
voneinander vorgesehen sind, kann folglich der gleiche Vorteil wie
bei der ersten Ausführungsform
erzielt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Bei
den obigen Ausführungsformen
wird das RS-Flip-Flop 213 mit dem an den Eingangsanschluss 203 zu
gebenden Signal hohen Pegels von der Relaisansteuereinheit 79 zurückgesetzt.
Folglich ist das RS-Flip-Flop 213 noch nicht zurückgesetzt
worden, wenn der Überhitzungszustand
erfasst wird, indem der Kondensator 219 mit dem in der
Vorrichtung IPD-A vorgesehenen Verzögerungsanschluss 218 verbunden
wird. Es ist jedoch möglich,
einen Anschluss vorzusehen, der sich von dem Eingangsanschluss 203 unterscheidet,
um zusätzlich
das Signal zur Steuerung der Zurücksetzung
des RS-Flip-Flops 213 von diesem Anschluss aus einzugeben.
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10 zeigt
Signale, die in solch einem Fall in der Vorrichtung IPD-A erzeugt
werden. In der 10 beschreibt (a) ein Tastverhältnisansteuersignal
von der Relaisansteuereinheit 79; (b) ein Rücksetzsignal
(EX-R) des RS-Flip-Flops 213 von einer externen Schaltung;
(c) ein Ausgangssignal der Überhitzungserfassungseinheit 212;
(d) ein Ausgangssignal des RS-Flip-Flops 213; (e) ein Potential des
INH-Eingangs-/INH-Ausgangsanschlusses (d. h., ein Sperrsignal);
(f) ein Ausgang der Vorrichtungen IPD-A und IPD-B.
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Das
RS-Flip-Flop 213 wird, wie in 10 gezeigt,
selbst dann auf der Grundlage des externen Rücksetzsignals zurückgesetzt,
wenn das Tastverhältnisansteuersignal
innerhalb einer kurzen Zeitspanne ein- oder ausgeschaltet wird,
wobei das RS-Flip-Flop 213 nicht
mit dem Tastverhältnisansteuersignal
zurückgesetzt
wird. Folglich kann bei dieser Ausführungsform der gleiche Vorteil
wie bei der ersten Ausführungsform
erzielt werden.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Es
können
zwei oder mehr als zwei IPDs vorgesehen werden. Wenn das Halbleiterrelais
nicht mit dem Tastverhältnisansteuersignal
angesteuert wird, arbeitet das Halbleiterrelais 100a zum Ausschalten des
Leistungs-MOS-Transistors, wenn das Magnetspulenansteuersperrsignal
von der Relaisansteuereinheit 79 ausgegeben wird. In diesem
Fall wird der Kondensator 219 oder dergleichen nicht benötigt. Ferner
wird der in der 2 gezeigte Aufbau nicht immer
benötigt
und können
eine einer Mehrzahl von oder alle der Schaltungen oder Einheiten
auf nur einem Chip gebildet sein.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend offenbarten Ausführungsformen
und Ausgestaltungen beschränkt,
sondern kann auf verschiedene Weisen realisiert werden.