JP7179097B2 - スイッチおよびスイッチングアームを制御するためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、スイッチおよびスイッチングアームのための制御システムに関する。

入力制御信号を受信し、入力制御信号を増幅して出力制御信号を取得し、スイッチを開放または閉鎖するために出力制御信号をスイッチに適用するように設計された増幅器を備える種類の、スイッチのための制御システムを用いることは周知の慣例であり、増幅器は、供給電圧を受信するように意図された正および負の２つの供給端子を有する。

上述の種類の制御システムは、例えば、回転電気機械に接続された電圧変換器のスイッチングアームの２つのスイッチを制御するために用いられる。

上述の種類の制御システムでは、スイッチの開放または閉鎖状態が入力制御信号によって規定される。

それゆえ、入力制御信号を発生するデバイスに障害が起きた場合には、スイッチの状態を制御することがもはや不可能となる。スイッチングアームの場合には、したがって、回転電気機械を安全状態にするために２つのスイッチを開放することがもはや不可能となる。

本発明の目的は、上述の問題のうちの少なくともいくつかを克服することである。

この目的を達成するために、上述の種類の制御システムであって、それが、完全抑止制御と称されるものを受信すると、出力制御信号が入力制御信号に関係なくスイッチを開放状態のまま維持するよう、供給電圧を低下させるように設計された増幅器のための抑止デバイスをさらに備えることを特徴とする、制御システムが提案される。

本発明は、スイッチが、増幅器によって受信される入力制御信号とは関わりなく、ひいては、この入力制御信号を供給するデバイスが正しく動作しているか否かとは関わりなく開放されることを可能にする。それゆえ、スイッチングアームの場合には、２つのスイッチを開放することが常に可能である。

任意選択的に、抑止デバイスは、完全抑止制御を受信すると、増幅器の供給端子を短絡するように設計されている。

また、任意選択的に、抑止デバイスは、正の供給端子に接続された電流入力端子、負の供給端子に接続された電流出力端子、および制御端子を有する、制御可能短絡スイッチを備え、完全抑止制御は制御端子と電流出力端子との間の電圧の形態である。

また、任意選択的に、制御システムは、完全抑止制御を増幅器の負の端子とは異なる電圧基準に対する電圧の形態で受信し、完全抑止制御を増幅器の負の端子に対する電圧の形態で抑止デバイスへ提供するように設計されたレベルシフタをさらに備える。

また、任意選択的に、制御システムは、供給電圧を提供するために増幅器の正の端子と負の端子との間に接続されたキャパシタをさらに備える。

また、任意選択的に、制御システムはキャパシタのための充電デバイスをさらに備える。

また、電圧変換器のためのスイッチングアームシステムであって、
－ ハイサイドスイッチと、
－ ローサイドスイッチと、
－ 本発明に係る、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチのうちの一方のための制御システムと、
を備え、
ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチが、回転電気機械の１つの相に接続されるように意図された中間点において互いに接続されている、スイッチングアームシステムも提案される。

任意選択的に、スイッチングアームシステムは、本発明に係る、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチのうちの他方のための制御システムをさらに備える。

また、任意選択的に、スイッチングアームシステムは、ハイサイドスイッチのための制御システムおよびローサイドスイッチのための制御システムの両方のために意図された完全抑止制御のための単一の受信入力を備える。

ＤＣ電圧源と、回転電気機械と、それらの間に介在させられた電圧変換器と、を備える本発明に係る電気システム１００の簡略回路図である。 図１の電圧変換器のための制御システムのブロック図である。 電圧変換器のスイッチが、このスイッチのための制御信号とは関わりなく開放されることを可能にする制御システムの要素を示す回路図である。

図１を参照して、これより、本発明に係る電気システム１００が説明される。電気システム１００は、例えば、自動車において実施されるように意図される。

電気システム１００は、まず第１に、正の端子および負の端子を含むＤＣ電圧源１０２を備え、後者は一般的に、自動車のシャーシなどの、図においてＧＮＤ１と示される、電気的グランドに接続されている。ＤＣ電圧源１０２は、例えば約１２Ｖの値を有する、これらの端子の間のＤＣ入力電圧Ｅを提供するように設計されている。

電気システム１００は、それぞれの第１の端部が、説明される例では、同じ中性点Ｎに接続されている、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗを含む回転電気機械１０４をさらに備える。説明される例では、回転電気機械１０４は、自動車の内燃エンジン（図示されず）に結合されたオルタネータ－スタータの部分である。それゆえ、回転電気機械１０４は、それが内燃エンジンを支援するモータモードと、それが内燃エンジンによって発生された機械エネルギーの一部をＤＣ電圧源１０２を再充電するための電気エネルギーに変換するオルタネータモードとで交互に動作するように設計されている。

電気システム１００は、第１にＤＣ電圧源１０２の端子に接続され、第２に回転電気機械１０４に接続された電圧変換器１０６をさらに備える。

電圧変換器１０６は、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗにそれぞれ関連付けられたスイッチングアームを含む。各スイッチングアームは、ＤＣ電圧源１０２の正の端子に接続されたハイサイドスイッチ、およびＤＣ電圧源１０２の負の端子に接続されたローサイドスイッチを含む。ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチは、さらに、関連ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された中間点において互いに接続されている。各スイッチングアームは、２つの構成の間で切り替わるよう制御されるように意図されている。第１の、ハイと称される構成では、ハイサイドスイッチは閉鎖されており、ローサイドスイッチは開放しており、これにより、入力電圧Ｅが関連ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部に印加される。第２の、ローと称される構成では、ハイサイドスイッチは開放しており、ローサイドスイッチは閉鎖されており、これにより、０電圧が関連ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部に印加される。

電圧変換器１０６は、回転電気機械１０４が、モータモードで動作するよう要求されるときには、電力を回転電気機械１０４に提供し、回転電気機械１０４が、オルタネータモードで動作するよう要求されるときには、電力をＤＣ電圧源１０２に提供するために、各アームをこれらの２つの構成の間で切り替えるよう制御されるように意図されている。

それゆえ、電気システム１００は、以下において詳細に説明される、電圧変換器１０６のための制御システム１０８をさらに備える。

図２を参照すると、電気システム１００は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０２と、データバス２０４、説明される例では、電子制御ユニット２０２および制御システム１０８を相互接続するＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ（コントローラ・エリア・ネットワーク）データバスと、をさらに備える。

電気システム１００は、図においてＧＮＤ２と示され、一般的に、自動車のシャーシに接続された電気的グランドに対するＤＣ電圧Ｖ_ＢＡＴ１を提供するように設計されたＤＣ電圧源２０６をさらに備える。説明される例では、ＤＣ電圧源２０６はＬｉイオン・バッテリを備え、電圧Ｖ_ＢＡＴ１は、例えば、約１２Ｖの値を有する。電圧Ｅを提供する電圧源１０２は、例えば電圧源２０６を用い、これにより、電圧Ｅは電圧Ｖ_ＢＡＴ１から得られる。

電気システム１００は、例えば、内燃エンジンの温度が低すぎるときに、オルタネータ－スタータが始動を行うことができないときに、自動車の内燃エンジンが始動するのを支援するように設計されたスタータ２０８をさらに備える。

電気システム１００は、電気的グランドＧＮＤ２に対するＤＣ電圧Ｖ_ＢＡＴ２を提供するように設計されたＤＣ電圧源２１０をさらに備える。説明される例では、ＤＣ電圧源２１０は鉛酸バッテリを備え、電圧Ｖ_ＢＡＴ２は、例えば、約１２Ｖの値を有する。

電気システム１００は、閉鎖されたときに２つのＤＣ電圧源２０６、２１０を互いに接続し、これにより、それらが、スタータ２０８が動作することができるために十分な電流をスタータ２０８に提供するために協働するようにすることを意図された制御可能スイッチ２１２をさらに備える。

電気システム１００は、電圧Ｖ_ＢＡＴ２と実質的に等しく、したがって、説明される例では約１２Ｖの値を有する、電圧Ｖ_ＢＦＴを提供するためにＤＣ電圧源２１０に接続されたバッテリヒューズ端子（ＢＦＴ）２１４をさらに備える。

電気システム１００は、電圧Ｖ_ＢＦＴを受電し、それゆえ、電力を供給されるためにバッテリヒューズ端子２１４に接続された電気的コンポーネント２１６をさらに備える。

バッテリヒューズ端子２１４は、少なくとも１つのヒューズ（図示されず）を含み、このヒューズは、例えば、電気的コンポーネント２１６のうちの１つにおいて短絡が生じた場合に、このヒューズを通過する電流が大きくなりすぎたときに、ＤＣ電圧源２１０への接続を切断するように意図される。

電気システム１００は、データバス２０４上の電圧Ｖ_ＢＦＴの測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}を提供するように設計された電圧センサ２１８をさらに備える。

次に、制御システム１０８が、図１における電圧変換器１０６のスイッチングアームの制御についてより詳細に説明される。符号２２０によって示される、このスイッチングアームは、上記で図１を参照して説明されたように、符号２２２によって示される、ハイサイドスイッチ、および符号２２４によって示される、ローサイドスイッチを含む。ハイサイドスイッチ２２２は、ＤＣ電圧源１０２の正の端子に接続された電流入力端子、およびスイッチングアーム２２０と制御端子との間の中間点に接続された電流出力端子を有する。ローサイドスイッチ２２４は、中間点に接続された電流入力端子、電気的グランドＧＮＤ１に接続された電流出力端子、および制御端子を有する。

制御システム１０８は、まず第１に、電圧Ｖ_ＢＦＴを受電するためにバッテリヒューズ端子２１４に接続された入力２２６を備える。

制御システム１０８は、入力２２６に接続されており、電圧Ｖ_ＢＦＴの２つの測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿１}、Ｖ_{ＢＦＴ＿２}をそれぞれ提供するように設計された２つのセンサ２２８、２３０をさらに備える。

制御システム１０８は、電圧Ｖ_ＢＡＴ１を受電するためにＤＣ電圧源２０６に接続された入力２３２をさらに備える。

制御システム１０８は、入力２３２に接続されており、電圧Ｖ_ＢＡＴ１の２つの測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}、Ｖ_{ＢＦＴ１＿２}をそれぞれ提供するように設計された２つのセンサ２３４、２３６をさらに備える。

制御システム１０８は、次に説明される、マイクロコントローラ２４２およびドライバ２６０をさらに備える。例として、電圧変換器１０６のスイッチングアームごとに１つの（ドライバ２６０と同様の）ドライバ、および全てのドライバのために単一のマイクロコントローラ２４２が設けられている。

公知のとおり、マイクロコントローラ２４２は、処理ユニットおよび主メモリ（図示されていない）を備えるコンピューティングデバイスである。１つまたは複数のコンピュータプログラムが主メモリ内に記録され、次に説明されるデバイスを実施するために処理ユニットによって実行されるように意図される。

それゆえ、マイクロコントローラ２４２は、まず第１に、制御確立デバイス２４４を実装する。

制御確立デバイス２４４は、まず第１に、データバス２０４から、電圧変換器１０６が制御される必要があるモード、すなわちオルタネータモードまたはさもなければモータモードを指示する、図においてＭＲと示されるモード要求を受信するように設計されている。それゆえ、制御確立デバイス２４４は、データバス２０４から受信されたモード要求ＭＲに従ってモータモードまたはオルタネータモードのいずれかで動作するように設計されている。

制御確立デバイス２４４は、ドライバ２６０に送信される、図においてｃｍｄと示される、制御を確立するように設計されており、これらの制御ｃｍｄは、それが入っているモードのために適合される。より正確には、モータモードでは、制御確立デバイス２４４は、回転電気機械１０４のシャフトの端部において所望される目標トルクＣから制御ｃｍｄを確立するように設計されている。オルタネータモードでは、制御確立デバイス２４４は、電圧Ｅのための目標電圧Ｅ＊に基づいて制御ｃｍｄを確立するように設計されている。目標トルクＣおよび目標電圧Ｅ＊は、例えば、データバス２０４から受信される。

制御確立デバイス２４４は、モード要求ＭＲをドライバ２６０へ伝送するようにさらに設計されている。受信されるモード要求ＭＲを、伝送されるものと区別するために、後者はモード選択と呼ばれ、図においてＭＳと示される。

制御確立デバイス２４４は、さらに、それが、ソフトウェア制御と称され、ＩＮＨＩＢ＿Ｌと示される、抑止制御を受信する限りは、受信された命令（Ｃ、Ｅ＊）とは関わりなくスイッチ２２２、２２４を開放させるように意図された制御ｃｍｄをドライバ２６０に提供するように設計されている。

マイクロコントローラ２４２は、さらに、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}が既定のしきい値未満であるときにソフトウェア抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｌを制御確立デバイス２４４に提供するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿ＣＡＮ}のためのウォッチドッグ２４６を実装する。説明される例では、この既定のしきい値は、８Ｖ～１１Ｖ、例えば、１０．８Ｖである。

マイクロコントローラ２４２は、さらに、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿１}が既定のしきい値未満であるときにソフトウェア抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｌを制御確立デバイス２４４に提供するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿１}のためのウォッチドッグ２４８を実装する。説明される例では、この既定のしきい値は、８Ｖ～１１Ｖ、例えば、１０．８Ｖである。

マイクロコントローラ２４２は、さらに、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿２}が既定のしきい値未満であるときにＩＮＨＩＢ＿Ｐと示される部分抑止制御と称されるものをドライバ２６０に提供するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＦＴ＿２}のためのウォッチドッグ２５２を実装する。説明される例では、この既定のしきい値は、８Ｖ～１１Ｖ、例えば、１０．８Ｖである。

マイクロコントローラ２４２は、さらに、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}が既定のしきい値未満であるときにＩＮＨＩＢ＿Ｔと示される完全抑止制御として知られるものをドライバ２６０に提供するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿１}のためのウォッチドッグ２５４を実装する。説明される例では、この既定のしきい値は、５Ｖ～８Ｖ、例えば、５．５Ｖである。

マイクロコントローラ２４２は、さらに、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿２}が既定のしきい値未満であるときにソフトウェア抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｌを制御確立デバイス２４４に提供するように設計された、測定値Ｖ_{ＢＡＴ１＿２}のためのウォッチドッグ２５６を実装する。説明される例では、この既定のしきい値は、５Ｖ～８Ｖ、例えば、５．５Ｖである。

電圧Ｖ_ＢＦＴの測定値のための既定のしきい値は電圧Ｖ_ＢＡＴ１の測定値のための既定のしきい値よりも高いことは理解されるであろう。実際に、Ｌｉイオン・バッテリは、たとえわずかなものでも、不足電圧が生じた場合には、発火し、および／または有毒ガスを放出するリスクがある。他方で、このようなリスクは鉛酸バッテリについては非常に緩やかであり、これにより、より大きな不足電圧が許容され得る。

マイクロコントローラ２４２は、さらに、非意図的始動検出デバイス２５８を実装する。マイクロコントローラ２４２において障害が起きた場合には、非意図的始動が発生するリスクがある。この場合には、障害のあるマイクロコントローラ２４２は、受信されるモード要求ＭＲがオルタネータモードの使用を指示する（自動車が停止されている）間に、モータモードに変化し、モータモードへの変更を指示するモード選択ＭＳをドライバ２６０へ送信してしまうリスクがある。それゆえ、非意図的始動検出デバイス２５８は、モード要求ＭＲがオルタネータモードを指示する間に、モード選択ＭＳがモータモードをいつ指示したのかを検出するように設計されている。この場合には、非意図的始動検出デバイス２５８は、部分抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｐをドライバ２６０へ送信するように設計されている。

非意図的始動検出デバイス２５８が、マイクロコントローラ２４２によって送信されたモード選択ＭＳを実際に受信したことを確実にするために、非意図的始動検出デバイス２５８は、ドライバ２６０に接続されており、モード選択ＭＳを有するマイクロコントローラ２４２の出力ピンに接続されたマイクロコントローラ２４２の入力ピンを監視するように設計されている。

加えて、説明される例では、マイクロコントローラ２４２は、機能レベルおよび監視レベルと呼ばれる、少なくとも部分が構造的に分離した、２つの実行レベルを有する。デバイス２４４、２４６、２４８、２５４は、図２においてハッチングによって指示されるように、マイクロコントローラ２４２の機能レベルにおいて実施され、それに対して、デバイス２５２、２５６、２５８は、図２においてハッチングの不存在によって指示されるように、マイクロコントローラ２４２の監視レベルにおいて実施される。構造的分離は、（同時に実施され得る）２つの機構を用いることができる。第１の機構によれば、処理ユニットが、それぞれ２つのレベルに専用のものである２つの別個のコアを含む。それゆえ、マイクロコントローラ２４２は、２つのレベルの各々のデバイスが、このレベルに関連付けられたコアによってもっぱら実行され、他のコアによって実行されないように設計されている。第２の機構によれば、主メモリの２つの既定のメモリ範囲が、それぞれ、２つのレベルに専用のものとなっている。それゆえ、マイクロコントローラ２４２は、２つのレベルの各々のデバイスが、このレベルに関連付けられたメモリ範囲をもっぱら用い、他のメモリ範囲を用いないように設計されている。

制御システム１０８はマイクロコントローラ２４２のウォッチドッグ２４０をさらに備える。このウォッチドッグ２４０は、マイクロコントローラ２４２における障害の検出が起きた場合に、完全抑止制御ＩＮＨＩＢＩＴ＿Ｔをドライバ２６０に提供するように設計されている。

次に、ドライバ２６０がより詳細に説明される。説明される例では、ドライバ２６０の少なくとも部分は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって実施される。

ドライバ２６０は、制御管理デバイス２６２、ならびに２つの増幅器、それぞれ、ハイサイド２６４およびローサイド２６６を含む。

制御管理デバイス２６２は、マイクロコントローラ２４２からの制御ｃｍｄを受信し、制御ｃｍｄから、入力制御信号

を２つの増幅器２６４、２６６にそれぞれ提供するように設計されている。入力制御信号

は互いに実質的に相補的である。入力制御信号

は、回転電気機械１０４が、マイクロコントローラ２４２が動作するモードに従ってモータモードまたはオルタネータモードで動作することができるよう、スイッチ２２２、２２４に提供される出力制御信号

をそれぞれ取得するために、増幅器２６４、２６６によってそれぞれ増幅される。

制御管理デバイス２６２は、さらに、部分抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｐを受信し、部分抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｐが受信される限りは、制御管理デバイス２６２が、増幅器２６４、２６６に提供される入力制御信号

を、自身で、すなわち、マイクロコントローラ２４２から受信される制御ｃｍｄおよびモード選択ＭＳとは関わりなく確立するように設計されている、劣化オルタネータモードとして知られるもので動作するように設計されている。入力制御信号

は、この場合も先と同様に、回転電気機械１０４がオルタネータモードで動作することができるよう、スイッチ２２２、２２４に提供される出力制御信号

をそれぞれ取得するために、増幅器２６４、２６６によって増幅される。

ドライバ２６０は、これらのデバイス２５２、２５８のうちの任意のものによって提供される部分抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｐを受信するためにデバイス２５２、２５８に接続された部分抑止入力２７０をさらに備える。この部分抑止入力２７０は、劣化オルタネータモードに変更するべく、受信された各部分抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｐを制御管理デバイス２６２に提供するために、ドライバ２６０の制御管理デバイス２６２にさらに接続されている。

ドライバ２６０は、ウォッチドッグ２５４、２４０に、これらのデバイス２５４、２４０のうちの任意のものによって提供される完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信するために接続された完全抑止入力２６８をさらに備える。完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔが完全抑止入力２６８上で受信される限りは、ドライバ２６０は、マイクロコントローラ２４２から受信される制御ｃｍｄとは関わりなく、スイッチ２２２、２２４を開放状態のまま維持する出力制御信号

を提供するように設計されている。この機能が遂行される仕方が後に図３を参照して説明される。

制御システム１０８は、データバス２０４に、および電圧Ｖ_ＢＡＴ１を受電するために（例えば、入力２３２を介して）ＤＣ電圧源２０６に接続されたシステムベーシスチップ（ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｉｓ ｃｈｉｐ、ＳＢＣ）２３８をさらに備える。システムベーシスチップ２３８は、電圧Ｖ_ＢＡＴ１からの、特に、マイクロコントローラ２４２のため、およびドライバ２６０のための、１つまたは複数の供給電圧を提供すること、データバス２０４とマイクロコントローラ２４２との間でメッセージを伝送すること、ならびにマイクロコントローラ２４２を監視することを含む、いくつかの機能を遂行するように設計されている。後者の機能を遂行するために、システムベーシスチップ２３８はウォッチドッグ２４０を含む。

電圧Ｖ_ＢＡＴ１は、電力をドライバ２６０およびマイクロコントローラ２４２に供給するために用いられることは理解されるであろう。それゆえ、電圧Ｖ_ＢＡＴ１の不足電圧は制御システム１０８にとって重大な障害である。これが、ウォッチドッグ２５４が、スイッチ２２２、２２４を常時開放状態のまま維持するように意図された完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔを提供する理由である。他方で、電圧Ｖ_ＢＦＴの不足電圧は（いずれにせよ制御システム１０８にとっては）さほど重大ではなく、このため、劣化オルタネータモードが維持され得る。これが、デバイス２５２の抑止制御がドライバ２６０の部分抑止入力２７０に提供される理由である。

次に、完全抑止機能を遂行する要素が図３を参照して説明される。

図３に示されるように、ハイサイド増幅器２６４、またはローサイド増幅器２６６は、入力制御信号ｃｍｄ＊、または

を受信し、この入力制御信号ｃｍｄ＊、または

を増幅して出力制御信号ＣＭＤ＊、または

を取得し、出力制御信号ＣＭＤ＊、または

を、ハイサイドスイッチ２２２、またはローサイドスイッチ２２４に、それを開放または閉鎖するために適用するように設計されている。

各増幅器２６４、２６６は、この増幅器２６４、２６６のための供給電圧を受電するように意図された正の（図３において＋と示される）および負の（図３において－と示される）供給端子の２つの供給端子を有する。負の供給端子はハイサイド増幅器２２２またはローサイド増幅器２２４の電流出力端子に接続されている。

ドライバ２６０は、それぞれの供給電圧を提供するために、それぞれ、増幅器２６４、２６６の、正の端子と負の端子との間に接続された２つのブートストラップキャパシタ３０２、３０４をさらに含む。

ドライバ２６０は、電圧、説明される例では、電圧Ｖ_ＢＡＴ１から２つのブートストラップキャパシタ３０２、３０４をそれぞれ充電するための２つの充電デバイス３０６、３０８をさらに含む。充電デバイス３０６は、例えば、電荷ポンプを含む。後者は、例えば、４つのスイッチ３１１_１、３１１_２、３１１_３、３１１_４を介して電圧Ｖ_ＢＡＴ１およびキャパシタ３０２に接続されたキャパシタ３０９を含む。これらは、キャパシタ３０９を電圧Ｖ_ＢＡＴ１およびブートストラップキャパシタ３０２に交互に接続するように制御される。充電デバイス３０８は、例えば、電流が電圧Ｖ_ＢＡＴ１からブートストラップキャパシタ３０４へ流れることを可能にするダイオード３１３を含む。

ドライバ２６０はハイサイド増幅器２６４のための抑止デバイス３１０をさらに含む。抑止デバイス３１０は、完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信するために完全抑止入力２６８に接続されており、完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信すると、出力制御信号ＣＭＤ＊が、受信された入力制御信号ｃｍｄ＊に関係なくハイサイドスイッチ２２２を開放させるよう、ハイサイド増幅器３６４の供給端子の間の供給電圧を低下させるように設計されている。

説明される例では、抑止デバイス３１０は、完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔを受信すると、ハイサイド増幅器２６４の供給端子を短絡するように設計されており、これはブートストラップキャパシタ３０２を放電し、ハイサイド増幅器２６４のための供給電圧を低下させる。例として、抑止デバイス３１０は、この供給電圧を解消するように設計されている。供給電圧の低減は、出力制御信号ＣＭＤ＊の低減をもたらし、これにより、一度に、この出力制御信号ＣＭＤ＊は、たとえ、その最大値においても、ハイサイドスイッチ２２２を閉鎖させるためにもはや十分でなくなる。それゆえ、前記スイッチは開放したままとどまる。

より正確には、説明される例では、抑止デバイス３１０は、正の供給端子に接続された電流入力端子、負の供給端子に接続された電流出力端子、および制御端子を有する、制御可能短絡スイッチを含む。さらに、ドライバ２６０は、完全抑止入力２６８と抑止デバイス３１０との間に接続されたレベルシフタ３１２を含む。制御可能短絡スイッチは、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。

完全抑止入力２６８に適用される各完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔは、電気的グランドＧＮＤ２に対する電圧の形態である。レベルシフタ３１２は、この電圧を受電し、それを、完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔを制御可能短絡スイッチの制御端子とハイサイド増幅器２６４の負の端子との間の電圧の形態で提供するためにシフトさせるように設計されている。

同様に、ローサイド増幅器２６６を抑止するために、ドライバ２６０は抑止デバイス３１４およびレベルシフタ３１６を含む。

上述のことに基づき、スイッチ２２２、２２４の完全抑止機能は、増幅器２６４、２６６によって受信される入力制御信号

とは関わりないことが明らかである。それゆえ、制御管理デバイス２６２において障害が起きた場合に、２つのスイッチ２２２、２２４を開放することが依然として可能である。さらに、上述された解決策は、より単純な構成要素である、低減された数の構成要素を用い、これにより、抑止が高速である。説明される例では、完全抑止入力２６８への完全抑止制御ＩＮＨＩＢ＿Ｔの適用と、増幅器２６４、２６６の実効的な抑止との間の時間は、５００μｓ未満、例えば、４００μｓである。障害の発生とスイッチ２２２、２２４の開放との間に一般的に必要とされる遅延は約１ｍｓである。それゆえ、抑止制御を実施するための４００μｓの遅延は、一般的には十分である、６００μｓを障害の検出のために残す。

本発明は、上述された実施形態に限定されない。実際に、これに変更がなされ得ることが当業者には明らかであろう。

例として、ウォッチドッグ２５２、２５４のうちの少なくとも一方は、マイクロコントローラ２４２の外部において、１つまたは複数のあらかじめ配線された（すなわち、コンピュータプログラムを実施しない）構成要素において実現され得るであろう。

さらに、概して、ウォッチドッグ２４６、２４８、２５２、２５４、２５６の各々は、（マイクロコントローラ２４２がモータモードになっているのか、それともさもなければ、オルタネータモードになっているのかにかかわらず）スイッチ２２２、２２４を開放させるために、完全抑止入力２６８に、またはドライバを劣化オルタネータモードに変更するために、部分抑止入力２７０に接続され得る。

加えて、使用される用語は、上述された実施形態の要素に限定されると理解されるべきでなく、むしろ、当業者が自分の一般知識から推論することができる全ての同等な要素を網羅すると理解されるべきである。

Claims (8)

1. スイッチ（２２２、２２４）のための制御システムであって、
   － 入力制御信号
   

   

   を受信し、 前記入力制御信号
   

   

   を増幅して出力制御信号
   

   

   を取得し、前記スイッチ（２２２、２２４）を開放または閉鎖するために前記出力制御信号
   

   

   を前記スイッチ（２２２、２２４）に適用するように設計された増幅器（２６４、２６６）であって、前記増幅器（２６４、２６６）が、供給電圧を受電するように意図された正および負の２つの供給端子を有する、増幅器（２６４、２６６）を備える制御システムにおいて、
   － 完全抑止制御（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）と称されるものを受信すると、前記出力制御信号
   

   

   が前記入力制御信号
   

   

   に関係なく前記スイッチ（２２２、２２４）を開放状態のまま維持するよう、前記供給電圧を低下させるように設計された前記増幅器（２６４、２６６）のための抑止デバイス（３１０、３１４）と、
   前記完全抑止制御（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を前記増幅器（２６４、２６６）の前記負の端子とは異なる電圧基準に対する電圧の形態で受信し、前記完全抑止制御（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を前記増幅器（２６４、２６６）の前記負の端子に対する電圧の形態で前記抑止デバイス（３１０、３１４）へ提供するように設計されたレベルシフタ（３１２、３１６）と、
   をさらに備えることを特徴とする、制御システム。
2. 前記抑止デバイス（３１０、３１４）が、前記完全抑止制御（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）を受信すると、前記増幅器（２６４、２６６）の前記供給端子を短絡するように設計されている、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記抑止デバイス（３１０、３１４）が、前記正の供給端子に接続された電流入力端子、前記負の供給端子に接続された電流出力端子、および制御端子を有する、制御可能短絡スイッチを備え、前記完全抑止制御（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）が前記制御端子と前記電流出力端子との間の電圧の形態である、請求項１または２に記載の制御システム。
4. 前記供給電圧を提供するために前記増幅器の前記正の端子と前記負の端子との間に接続されたキャパシタ（３０２、３０４）をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御システム。
5. 前記キャパシタ（３０２、３０４）のための充電デバイス（３０６、３０８）をさらに備える、請求項４に記載の制御システム。
6. 電圧変換器（１０６）のためのスイッチングアームシステム（２２０）であって、
   － ハイサイドスイッチ（２２２）と、
   － ローサイドスイッチ（２２４）と、
   － 請求項１から５のいずれか一項に記載の、前記ハイサイドスイッチ（２２２）および前記ローサイドスイッチ（２２４）のうちの一方のための制御システムと、
   を備え、
   前記ハイサイドスイッチ（２２２）および前記ローサイドスイッチ（２２４）が、回転電気機械（１０４）の１つの相に接続されるように意図された中間点において互いに接続されている、スイッチングアームシステム（２２０）。
7. 請求項１から５のいずれか一項に記載の、前記ハイサイドスイッチ（２２２）および前記ローサイドスイッチ（２２４）のうちの他方のための制御システムをさらに備える、請求項６に記載のスイッチングアームシステム（２２０）。
8. 前記ハイサイドスイッチ（２２２）のための前記制御システムおよび前記ローサイドスイッチ（２２４）のための前記制御システムの両方のために意図された完全抑止制御（ＩＮＨＩＢ＿Ｔ）のための単一の受信入力（２６８）を備える、請求項７に記載のスイッチングアームシステム。

Images