JP3866294B2 - 漏れ電流監視のための回路構成 - Google Patents

Description

この発明は、個々のスイッチによって供給電源の第２の極が接続されまた接地され、その中で供給ラインが供給電源または供給電源の第１の極とメインスイッチを介して接続され、漏れ電流検査のため、漏れ電流検出のために評価することのできる供給ライン上の電位変化を引き起こすところの補助源またはテスト信号源から入力可能な供給ラインに並列に接続された複数のコイルまたは他の誘導負荷を有する回路の漏れ電流監視のための回路構成に関する。この構成は、特にブレーキ制御システムのバルブコイル動作のための回路に用いられる。
ドイツ特許公開公報第４２４２１１７号（Ｐ７４３３）にブレーキ制御システムとその動作段に関連するバルブコイル監視に用いられるこの種の回路構成が開示されている。バルブコイルは、一方で共同のメインスイッチまたは（半導体）リレーを介して車両電池の陽極に接続され、他方で各々の最終段または個々のスイッチを介して接地されている。漏れ電流検出のために、高抵抗の抵抗器（hochomigen Widerstand）を介し、バルブコイルとメインスイッチから導かれる共同の供給ラインに補助電源が接続されている。メインスイッチが開く時、供給ライン上の電位が計測され、評価される。供給ライン上の電位は、供給源までまたは接地までの供給ラインからの分流（Nebenschluss）または漏れ電流の結果によって変化する。電位の移行は、漏れ電流の検出と分圧器の信号送出と電位監視による。
それ以上に、類似の他の関係する回路、２つ逆並列に接続された個々の電流源を含む電流源を介してテスト目的に使用される補助電源を接続した回路によって開示されている。障害電流とする限りは、予め定められた限界値の範囲ないであり、共同の供給ライン上の電位がおよそ不変とされ、これらの限界値を超えるすでに重要でない時にテスト期間中に供給ライン上で顕著（その結果、容易にアクセスする）に電位変化が引き起こされる（ドイツ出願特許第１９５２６４３５．５号。公開前ではない）（Ｐ７８９４）。
この発明の目的は、特に信頼性の高い異なるタイプの漏れ電流または分流を検出することを可能とする上述したタイプの回路構成を発展させたものである。もう一つの重要な目的は、テスト結果の分析が簡単で容易であることである。
この目的は、供給電源に接続された補助またはテスト信号源と同様の電流源を有し、それによって個々のスイッチがまだ開いておりメインスイッチが閉じる前に起動され、続いて供給ライン上に発生する電位が、漏れ電流検出のために評価され、決定されるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の回路構成によって達成される。
この発明によれば、この回路構成によって、テスト期間、すなわちテスト電流源の動作後、供給ライン上の電位が、供給電圧または電池電圧のほぼトータル値まで増加される。テスト回路上に低補助電圧と高抵抗の抵抗器とを有する既知回路との対比において、電池電位レベルからの電位増加、同様に比較的高電圧レベルとなる分流または発生する分流の検出を可能とする。半導体の結晶格子構造による欠陥と不純物が、一定の電位と動作開始により分流を引き起こす。この作用は、電流の流れが所定電圧値、すなわちツェナー電圧を超えて生じるところのツェナー効果と比べることができる。
この発明の有利な実施例において、供給電源の電位と供給ライン上の電位との間の差が、テスト期間すなわちテスト電流源の動作後、コンパレータを介して決定される。所定の比較的低電圧の閾値を超す差のとき、分流または漏れ電流を示す。このようなエラー検出は、確実に機能し、容易に成し遂げられる。
誘導負荷、特にバルブコイルの１つを介して流れる誘導電流をカバーするために所定の待ち時間後、テスト電流源の動作の結果により生じる電位差を適切に評価する。
付加した従属の請求の範囲において、さらに、この発明の有利な実施例が記述されている。
さらに、この発明の詳細は、添付図面を参照して実施例の説明を以下に示す。
次に、図を示す。
図１（Fig.1）は、この発明の回路構成の基本部の概略を示すブロック図。
図２（Fig.2）は、図１による検査またはチェックプログラムを実行する回路構成の各点における信号経過を示す図。
図１の実施例において、バルブコイル回路構成は、個々のスイッチまたはドライバ段Ｔ１からＴｎを介してオンとオフされる並列に接続されたＬ１からＬｎのいくつかまたは複数が主に形成されている。さらに、メインスイッチまたはメインドライバＭＤが含まれている。電流は、通常の自動車のように、実施例では電圧ＵＢを有した車両電池のプラス端子から導かれ、図示するように接地され、車両ターミナルＫＬ３０を介して供給される。従って、メインドライバＭＤは、またハイサイドドライバとし、個々のスイッチまたはトランジスタＴ１からＴｎはローサイドドライバとしている。
論理回路またはロジック（Logik）１を介してメインスイッチＭＤの制御がバルブ回路の基本構成の中に含まれる。入力信号ＩＮによって、ロジック１とスイッチ２を介してメインスイッチまたはＭＤを閉じるスイッチングのためのゲート信号または制御信号ＯＵＴ１が発生される。ＶＣＰは、上記回路において電池電圧ＵＢを超えるところのメインドライバＭＤのために必要な制御電圧である。
制御されたブレーキ装置のバルブコイルを動作させるために用いられる図示した種類の回路によって、ブレーキ制御操作の終了までの制御のために設けられたメインスイッチMDが閉じられることが知られている。続いて、個々のスイッチまたはローサイドドライバＴ１からＴｎを介して可変パルス列のアプリケーションによってブレーキ圧制御が実行される。持続パルスは、パルス列、パルス休止状態等、ブレーキ装置の制御論理（図示せず）によって計算され、前もって与えられる。
この発明によれば、漏れ電流チェックがメインドライバＭＤの活性化またはメインスイッチを閉じることで実行される。許容される最小電圧を超過する漏れ電流が検知された際、漏れ電流監視システムはメインスイッチＭＤの活性化または閉じることを阻止する。
図１によれば、電流源３は漏れ電流監視のために設けられている。検出操作実行のためにスイッチ４を介して電流源３が接続され、ロジック１が動作され、供給電圧または電池電圧が接続される。供給電圧は、端子ＫＬ３０にかかっている。メインスイッチＭＤと個々のスイッチＴ１からＴｎは検査操作中に開かれる。電流源３は、例えば３０ｍＡの負荷独立電流である。分流（Nebenschluss）でないならば、あるいは分流（Nebenschluss）または漏れ電流が予め定められた閾値を超えていなければ、供給電圧または電池電圧ＵＢ（端子３０）の電位になるまで（ほとんど）供給ラインＲＥＦの電位が電流源を介して上げられる。コンパレータ５を用いて供給ラインＲＥＦの電位と端子ＫＬ３０の電位との間の差が測定される。その差が予め定められた閾値を下回っていた場合、その範囲が例えば１から２ボルト、障害のない回路として示される。
それ故、コンパレータ５はロジック１に検査結果（OUT2）を出力する。分流（Nebenschluss）または漏れ電流でないことを検知した時、スイッチ４は再び開かれ、そして電流源３はそれによって非活性化される。メインドライバまたはハイサイドドライバＭＤは、スイッチ２を介して動作される。
実際にいくつかの分流（Nebenschluss）のバリエーションの発生が図１に点線で示されている。接地線ＫＺが接続されたＬ１にショート（Kurzschluss）を示している。接地と電圧源VCC5（このような追加の電圧源は通常上述の回路と共に用いられる）からの分流は電位差の大きさから漏れ電流を発生させる。個々のスイッチまたはローサイドドライバＴｎに並列に処理されるツェナーダイオードＺについて概説するが、これは半導体欠陥、すなわち唯一定電圧（ツェナー電圧）を超えてしまうことであり、その結果、分流は、その回路が低電位のテスト源でテストされた際にツェナーダイオードＺにより検出されないということである。
この場合の欠陥、すなわち漏れ電流の場合には、Ｒ１またはＫＺを介した接地、またはＲ２を介した追加電源VCC5から、テスト電流源３による電流が出力され、そして定電圧を超えて上昇する供給ラインREF上の電位がそれによって妨げられる。入力電圧の違いは、コンパレータ５のハイによってももたらされ、予め定められた閾値（例えば、１．２Ｖ）を超え、そしてスイッチ２が閉じられ、従って、メインスイッチＭＤがロジック１を介して阻止される。２番目の電流源として図示された逆並列回路６と分圧器R3、R4（点線の右側に示す）と関連する電圧モニタ７は、この発明の監視回路の基本構成に属しない。これらの構成は、ただ回路部品を表す図１に挿入しただけであり、監視回路など、他の理由のための条件で、この発明の漏れ電流監視システムの機能を妨害することなしに接続される。これら付加的構成は、単に、テスト電流源３とコンパレータ５の閾値の大きさにより予め決められる許容される分流または漏れ電流に影響する。
バルブコイルＬ１からＬｎの電流降下が表れる漏れ電流において、すなわち、バルブコイルと接地との間、例えば、ショートＫＺまたは分流により、またはツェナーダイオードＺを介して、電流は、誘導負荷のテスト操作中にテスト電流源３の実行により出力される。その結果、供給ラインREF上の電位が、電流源３の実行後、独立負荷電流の大きさにおいて電流の流れを可能とすることに関係するバルブコイルが誘導（inductance）されるまで上昇される。
供給ラインREF上の電位増加は、それぞれのバルブコイルＬ１からＬｎのインダクタンスによる所定時間間隔の後で、瞬時には発生されない。その結果、所定遅延時間または待ち時間t_Testは、電位の変化がテスト電流源３の実行後に評価されて予め決められる。この待ち時間または遅延時間の終了の後、電位増加の可能性が十分、またはコンパレータ５の入力における電位差が予め決められた閾値以下であるかどうかが見出される。持続時間または待ち時間t_Testは、漏れ電流または分流がコイルのインダクタンス、コイルの直列抵抗と電流源、あるいは、スレッショルド電圧またはツェナー電圧によることが確実に識別されるまで経過しなければならない。
図２の実施例は、テスト操作の実行後と実行中の電位変化における時間経過を示すものである。上記時間スケールとタイムｔの経過は、曲線にもかかわらず適用する。信号INは、ロジック１の入力に出力する。供給ラインREF上の低容量負荷により、非常に短い遅延時間Δｔの後、このライン上の電位が増加される。時間t₀＋Δｔでコンパレータの閾値を超し、コンパレータ５の出力信号OUT2が変わる。従って、供給ラインREFの電位が必然的に閾値を超えて増加される。信号OUT2は、タイムt₁でテストタイムt_Testの終了により評価される。漏れ電流監視がうまく実行された：漏れ電流なし、または非常い小さい許容量の漏れ電流、テスト回路部分で発生される。その結果、スイッチ４は、タイムt₁で開かれ、テストタイムt_Test〜とメインスイッチまたはメインドライバＭＤは、信号OUT1によって閉じられる。なぜなら、供給ラインREF上の電位は、ほとんど端子KL30上の電位値が採用される。コンパレータ５の入力における電位差は、予め定められ閾値に下げられる。
非動作後、またはタイムt₂〜でメインスイッチＭＤが開かれ、メインスイッチＭＤの終了は、タイムt₃で再び必要となる。これは、カーブ（Kurve）ＩＮで示される（INは、ロジック１の入力信号である）。テスト電流源３は、タイムt₃で実行される。テスト手順(t₀，t₁)との対比において、参照電位REFがただわずかに時点t_Testで増加されることが示されている。その結果、コンパレータ５は、端子KL30と供給ラインREFとの間で、電位差が予め定められた閾値を超過して過度の電位差が記録される。従って、ロジック１（図１）によりメインスイッチＭＤの閉を阻止するためにタイムt₄で漏れ電流を識別する。
従って、この発明の回路構成は、回路のいずれかの点でメインスイッチＭＤの下流（unterhalb）を引き起こし、漏れ電流または分流はテスト電流源の独立負荷電流として述べるところの決定された最小電流より大きく、エラー検出のために用いるコンパレータ５のスレッショルド電圧により予め定められた下降電圧より開始され、異なることにより漏れ電流を検出することを可能にする。特に、ローサイドバルブドライバＴ１からＴｎの「漏れ（Lecks）」は「ピンホール（Pinholes）」によって引き起こされることによって検出され、５Ｖより高い電圧と共にツェナー効果と同じにようになる。

Claims (5)

1. 供給ラインに並列に接続された複数のコイルまたは他の誘導負荷を含み、個々のスイッチによって供給電源の第２の極に接続されまたは接地するように適用される回路の漏れ電流監視のための回路構成であって、ここで供給ラインが供給電源の第１の極とメインスイッチを介して接続されるように適用され、漏れ電流検査のために供給ライン上に漏れ電流検出のために評価可能な電位変化を引き起こす補助電源またはテスト信号源に接続されるように適用され、
   テスト電流源（３）が供給電源（UB;KL30）と接続される補助電源またはテスト信号源として提供され、それによって個々のスイッチ（Ｔ１、Ｔｎ）が開いており、メインスイッチ（ＭＤ）が閉じる前に起動され、それから供給ライン（REF）上に発生する電位が漏れ電流検出のために決定されそして評価されることを特徴とする漏れ電流監視のための回路構成。
2. 漏れ電流検出のために、供給ライン上の電位と供給電源（UB;KL30）との間の差が、コンパレータ（５）を用いてテスト電流源（３）の起動後に決定されることを特徴とする請求項１に記載の回路構成。
3. 上記電位差が所定の閾値を超えるかどうかが上記コンパレータ（５）によって検査されることを特徴とする請求項２に記載の回路構成。
4. 上記電位差は、テスト電流源（３）の動作と共に開始する所定の遅延または待ち時間（t_Test）後に評価されることを特徴とする請求項３に記載の回路構成。
5. 上記回路構成は、テスト電流源（３）の起動後及び／または遅延時間または待ち時間（t _Test ）の終了後に、電位差が予め定められた最大値を超した場合、メインスイッチ（ＭＤ）が閉じることを阻止することを特徴とする請求項１から４に記載の回路構成。

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