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Dokumentenidentifikation DE102007015728A1 29.11.2007
Titel Ansteuerschaltung
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Itoh, Makoto, Kariya, Aichi, JP
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 85354 Freising
DE-Anmeldedatum 02.04.2007
DE-Aktenzeichen 102007015728
Offenlegungstag 29.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse H02H 3/087(2006.01)A, F, I, 20070402, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01L 23/62(2006.01)A, L, I, 20070402, B, H, DE   H02H 7/20(2006.01)A, L, I, 20070402, B, H, DE   
Zusammenfassung Wenn ein Ansteuersignal (Sa1) von einem L- zu einem H-Pegel wechselt, wird ein Schaltkreis (34) eingeschaltet. Anschließend fließt ein Gatestrom von einer Verstärkerschaltung (25) über den Schaltkreis (34) und einen Widerstand (30) zu einem MOSFET (21). Eine Gateüberwachungsschaltung (32a) gibt ein Ansteuerfehlererfassungssignal (Sb1) mit dem L-Pegel aus, wenn der Gatestrom einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ein Schaltkreis (35) und ein MOSFET (22) werden auf die gleiche Weise von einem Ansteuersignal (Sa2) angesteuert, und eine Gateüberwachungsschaltung (33a) gibt auf die gleiche Weise ein Ansteuerfehlererfassungssignal (Sb2) mit dem L-Pegel aus. Wenn das Ansteuerfehlererfassungssignal (Sb1 oder Sb2) auf den L-Pegel wechselt, werden die Ansteuersignale (Sa1 und Sa2) auf den L-Pegel gesetzt und die MOSFETs (21, 22) von der Verstärkerschaltung getrennt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung, die eine Mehrzahl von Halbleiterschaltungen über eine gemeinsame Ansteuerspannung von einer Ansteuerenergiequelle ansteuert.

In Fahrzeugen werden verschiedene elektrische Lasten genutzt. Die US 7,100,368 (JP-A-2005-307913b) offenbart beispielsweise, dass eine motorgetriebene Luftpumpe und ein Luftumschaltventil in einem Sekundärlufteinblasesystem zum Einblasen von Sekundärluft in einen Abluftpfad stromaufwärts eines Katalysators zur Reinigung von Abgasen eines Motors verwendet werden. Dieses System weist zwei N-Kanal-Leistungs-MOSFETs, die jeweils einen Motor (Last) zur Ansteuerung der Luftpumpe und eine elektromagnetische Spule (Last) zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Ventils ansteuern, und eine Verstärkerschaltung auf, die zur Verwendung dieser MOSFETs als High-Side-Schalter erforderlich ist.

Wenn in diesem System in einem der beiden MOSFETs im Gate-Source-Kurzschlussmodus ein Fehler auftritt, findet folgendes statt: der Ausgangsstrom der einen Gatestrom liefernden Verstärkerschaltung wird erhöht und die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung fällt außergewöhnlich stark ab. Dies führt dazu, dass die Gatespannung der anderen Vorrichtung abfällt und der in einer Vorrichtung aufgetretene Fehler einen Einfluss auf die andere Vorrichtung hat. Dies gilt ebenso, wenn eine Verstärkerschaltung von drei oder mehr als drei Schaltvorrichtungen gemeinsam genutzt wird.

Das obige System ist arbeitet wie folgt: die Drain-Source-Spannung beider MOSFETs wird über eine Ausgangsüberwachungsschaltung überwacht, um einen Kurzschlussfehler oder einen Unterbrechungsfehler in einer Last zu erfassen; wird ein Fehler erfasst, so wird das Gate gesperrt, um die Energieversorgung gezielt zu stoppen. Weisen die Lasten demgegenüber keinen Fehler auf, wird ein Zustand, bei dem ein Ein-Ansteuersignal zugeführt wird, die Drain-Source-Spannung jedoch nicht abfällt, überwacht. Folglich kann mit Hilfe der obigen Ausgangsüberwachungsschaltung erfasst werden, ob ein Gate-Source-Kurzschlussfehler auftritt.

Wenn in einer Last jedoch ein Unterbrechungsfehler aufgetreten ist oder kurz davor ist, aufzutreten, weist die Drain-Source-Spannung unabhängig vom Pegel eines Ansteuersignals einen konstant geringen Wert auf. Dies kann schwer von einem normalen Ein-Zustand unterschieden werden. Folglich kann der Gate-Source-Kurzschlussfehler (Kurzschlussfehler an einem Steueranschluss) über die obige Ausgangsüberwachungsschaltung nicht erfasst werden. Dies führt dazu, dass ein Fehler einen Einfluss auf andere Schaltungen haben wird.

Die JP 2004-215415 A offenbart eine Schaltung mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten Leistungshalbleiterelementen, in der ein Gatewiderstand selbst dann, wenn ein Gate oder mehrere Gates der Leistungshalbleiterelemente durch ihre Lebensdauer oder eine Verschlechterung bedingt kurzgeschlossen werden, gezielt durch Wärme getrennt wird. Folglich sind die weiteren Halbleiterelemente vor einem Einfluss geschützt und können ihren Betrieb fortsetzen. Der Gatewiderstand muss jedoch aus einem leicht schmelzbaren Material gebildet sein. Es ist wahrscheinlich, dass solch ein Gatewiderstand schon durch verschiedenes in einem Fahrzeug erzeugtes Rauschen (Störungen) getrennt wird. Folglich fehlt es dem schmelzbaren Gatewiderstand an Beständigkeit gegenüber Störungen.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ansteuerschaltung bereitzustellen, die eine Mehrzahl von Halbleiterschaltvorrichtungen über eine gemeinsame Ansteuerspannung ansteuert, wobei ein Kurzschlussfehler an einem Steueranschluss jeder Halbleiterschaltvorrichtung fehlerfrei erfasst und ein Einfluss von Fehlern auf weitere Vorrichtungen verhindert werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung steuert eine Ansteuerschaltung eine Mehrzahl von Halbleiterschaltvorrichtungen über eine gemeinsame Ansteuerspannung einer gemeinsamen Ansteuerenergiequelle an. Die Ansteuerschaltung weist Schaltkreise, Stromerfassungsschaltungen, Ansteuerfehlererfassungsschaltungen und eine Ansteuersteuerschaltung auf. Die Schaltkreise sind jeweils vorgesehen, um Strompfade von der Ansteuerenergiequelle zu Steueranschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtungen anzusteuern. Die Stromerfassungsschaltungen erfassen jeweils von der Ansteuerenergiequelle zu den Steueranschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtungen fließende Ansteuerströme. Die Ansteuerfehlererfassungsschaltungen geben jeweils Ansteuerfehlererfassungssignale aus, wenn die von den Stromerfassungsschaltungen erfassten Ansteuerströme für die Halbleiterschaltvorrichtungen vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten. Die Ansteuersteuerschaltung setzt die Schaltkreise, über welche die die vorbestimmten Schwellenwerte überschreitenden Ansteuerströme fließen, jeweils in offene Zustände, wenn die Ansteuerfehlererfassungssignale von den Ansteuerfehlererfassungsschaltungen ausgegeben werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung steuert eine Ansteuerschaltung eine Mehrzahl von Halbleiterschaltvorrichtungen über eine gemeinsame Ansteuerspannung von einer gemeinsamen Ansteuerenergiequelle. Die Ansteuerschaltung weist Konstantspannungsschaltungen, Schaltkreise, Stromerfassungsschaltungen, Ansteuerfehlererfassungsschaltungen und eine Ansteuersteuerschaltung auf. Die Konstantspannungsschaltungen sind für die Halbleiterschaltvorrichtungen vorgesehen und werden mit der gemeinsamen Ansteuerspannung versorgt, um jeweils konstante Ansteuerspannungen auszugeben. Die Schaltkreise sind für die Ansteuerstrompfade von der Ansteuerenergiequelle zu den Konstantspannungsschaltungen vorgesehen. Die Stromerfassungsschaltungen erfassen jeweils von der Ansteuerenergiequelle zu den Konstantspannungsschaltungen fließende Ansteuerströme. Die Ansteuerfehlererfassungsschaltungen geben jeweils Ansteuerfehlererfassungssignale aus, wenn die von den Stromerfassungsschaltungen erfassten Ansteuerströme für die Halbleiterschaltvorrichtungen vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten. Die Ansteuersteuerschaltung setzt die Schaltkreise, über welche die die vorbestimmten Schwellenwerte überschreitenden Ansteuerströme fließen, jeweils in offene Zustände, wenn die Ansteuerfehlererfassungssignale von den Ansteuerfehlererfassungsschaltungen ausgegeben werden.

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:

1 einen Schaltplan einer Ansteuervorrichtung mit einer Ansteuerschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 einen Schaltplan der Ansteuerschaltung der ersten Ausführungsform;

3 einen Schaltplan einer Gateüberwachungsschaltung der ersten Ausführungsform;

4 einen Schaltplan einer Ansteuersteuerschaltung der ersten Ausführungsform;

5 einen Schaltplan eines Sekundärlufteinblasesystems eines Motors, auf den die vorliegende Erfindung angewandt werden kann;

6 einen Schaltplan einer Ansteuerschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7 einen Schaltplan einer Ansteuerschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8 einen Schaltplan einer Gateüberwachungsschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

(Erste Ausführungsform)

Nachstehend wird eine Ansteuerschaltung 1 einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben. Die Ansteuerschaltung 1 ist Teil einer Ansteuervorrichtung 16, die elektrische Lasten, wie beispielsweise einen Elektromotor 12a und eine elektromagnetische Spule 13a mit elektrischer Leistung einer Fahrzeugbatterie 18 antreibt. Der Elektromotor 12a und die elektromagnetische Spule 13a werden, wie in 5 gezeigt, in einem Sekundärluftversorgungssystem eines Mehrzylinderbenzinmotors 100 verwendet.

Bei dem in der 5 gezeigten Beispiel weist eine Ansaugleitung 2 des Motors 100 an ihrem äußerst stromaufwärts gelegenen Abschnitt ein Luftfilter 3 auf. Stromabwärts des Luftfilters 3 ist eine Drosselklappe 4 vorgesehen. Ein Kraftstoffeinspritzventil (nicht gezeigt) ist in der Nähe der Ansaugöffnungen eines Ansaugkrümmers 5 des Motors 100 angeordnet. In einem Abgasrohr 6 des Motors 100 ist beispielsweise ein Dreiwegekatalysator 7 zur Abgasreinigung angeordnet. Stromaufwärts dieses Katalysators 7 ist ein O2-Sensor 8 zur Erfassung der Abgassauerstoffkonzentration angeordnet.

Eine Sekundärluftzuführvorrichtung 9 weist eine Sekundärluftzuführleitung 11 auf, die eine Position stromaufwärts der Drosselklappe 4 in der Ansaugleitung 2 und eine Position (insbesondere Abgasöffnungen in einem Abgaskrümmer 10) stromaufwärts des O2-Sensors 8 in dem Abgasrohr 6 verbindet. In dieser Sekundärluftzuführleitung 11 sind eine von dem Motor 12a angetriebene Luftpumpe 12, ein von der elektromagnetischen Spule 13a angetriebenes elektromagnetisches Ventil 13 und ein Rückschlagventil 14 in dieser Reihenfolge von der Stromaufwärtsseite an angeordnet. Zwischen der Luftpumpe 12 und dem elektromagnetischen Ventil 13 ist ferner ein Drucksensor 15 angeordnet.

Eine Ansteuervorrichtung 16 für das Sekundärlufteinblasesystem steuert die Luftpumpe 12 und das elektromagnetische Ventil 13 auf der Grundlage von Ansteuerbefehlssignalen einer Motorsteuerungs-ECU 17 an. Die ECU 17 wird mit Erfassungssignalen des O2-Sensors 8, des Drucksensors 15 und dergleichen versorgt.

In der Ansteuervorrichtung 16 wird die elektrische Leistung für die ECU 17, wie in 1 gezeigt, von der Batterie 18 über eine elektrische Sicherung 19a und die Leistung für die Ansteuervorrichtung 16, wie in 1 gezeigt, von der Batterie 18 über eine elektrische Sicherung 19b und ein durch einen Zündschalter (nicht gezeigt) ein- und ausgeschaltetes Hauptrelais zugeführt.

Die Leistung für den Motor 12a zur Ansteuerung der Luftpumpe 12 wird von der Batterie 18 über eine elektrische Sicherung 19c und einen N-Kanal-Leistungs-MOSFET 21 zugeführt. Die Leistung für die elektromagnetische Spule 13a zur Ansteuerung des elektromagnetischen Ventils 13 wird von der Batterie 18 über die elektrische Sicherung 19c und einen N-Kanal-Leistungs-MOSFET 22 zugeführt. Die als Halbleiterschaltvorrichtungen dienenden MOSFETs 21, 22 arbeiten als High-Side-Schalter, und der Motor 12a und die elektromagnetische Spule 13a entsprechen Lasten.

Die Ansteuervorrichtung 16 ist als Hybrid-IC aufgebaut, in dem die nachstehend beschriebenen MOSFETs 21, 22 und Ansteuerschaltungen in ein und demselben Gehäuse verkapselt sind. D.h., eine über das Hauptrelais 20 gespeiste Konstantspannungsschaltung 23 liefert eine konstante Energieversorgungsspannung Vcc an jede Schaltvorrichtung in der Ansteuervorrichtung 16. Ein Schwingkreis 24 erzeugt ein für den Betrieb eines Logikschaltungsabschnitts in der Ansteuervorrichtung 16 benötigtes Referenztaktsignal CLK sowie ein für den Betrieb einer Verstärkerschaltung 25 benötigtes Impulssignal Sp. Das Referenztaktsignal CLK wird als Zeitsteuerungssignal zur Bestimmung von Erfassungszeitpunkten bei einer Erfassung eines Überstroms und der Unterbrechung von Leitungen verwendet.

Die einer Ansteuerenergiequelle entsprechende Verstärkerschaltung 25 ist gemeinsam für beide MOSFETs 21, 22 und dergleichen vorgesehen. Sie verstärkt die Energieversorgungsspannung (über das Hauptrelais 20 eingegebene Spannung) über einen Schaltvorgang auf der Grundlage des Impulssignals Sp und liefert die verstärkte Spannung Vp (entspricht der gemeinsamen Ansteuerspannung) an die Ansteuerschaltung 1.

Die Ansteuerschaltung 1 ist aus einer Ansteuersteuerschaltung 27, ODER-Schaltungen 28, 29, Widerständen 30, 31 (entsprechen den Stromerfassungsschaltungen), Überwachungsschaltungen 32, 33 und Schalt-(Offen/Geschlossen)-kreisen 34, 35 aufgebaut. Von der Ansteuersteuerschaltung 27 ausgegebene Ansteuersignale Sa1, Sa2 werden den Schaltkreisen 34, 35 jeweils über die ODER-Schaltungen 28, 29 zugeführt. An einen Eingang von jeder der ODER-Schaltungen 28, 29 wird ein von einer Energieversorgungsspannungserfassungsschaltung 36 ausgegebenes Überspannungserfassungssignal So gegeben.

Die Widerstände 30, 31 (Stromerfassungsschaltungen), die Überwachungsschaltungen 32, 33 und die Schaltkreise 34, 35 sind in der 3 gezeigt. In dem Ansteuerstrompfad von der Verstärkerschaltung 25 zum Gate (Steueranschluss) des MOSFET 21 sind der Schaltkreis 34 und der Widerstand 30 in Reihe geschaltet vorgesehen. Der Schaltkreis 34 ist aus einem Halbleiterschalter aufgebaut und so ausgelegt, dass er wie folgt arbeitet: Wenn das Ansteuersignal Sa1 einen hohen (H) Pegel aufweist, ist er eingeschaltet und liefert die verstärkte Spannung Vp an das Gate; wenn das Ansteuersignal Sa1 einen niedrigen (L) Pegel aufweist, ist er ausgeschaltet und liefert das Massepotential an das Gate.

In dem Ansteuerstrompfad von der Verstärkerschaltung 25 zum Gate des MOSFETs 22 sind gleichermaßen der Schaltkreis 35 und der Widerstand 31 in Reihe geschaltet vorgesehen. Der Schaltkreis 35 ist aus einem Halbleiterschalter aufgebaut und so ausgelegt, dass er wie folgt arbeitet: Wenn das Ansteuersignal Sa2 den hohen (H) Pegel aufweist, ist er eingeschaltet und liefert die verstärkte Spannung Vp an das Gate; wenn das Ansteuersignal Sa2 den niedrigen (L) Pegel aufweist, ist er ausgeschaltet und liefert das Massepotential an das Gate.

Gateüberwachungsschaltungen 32a, 33a dienen als Ansteuerfehlererfassungsschaltungen und geben jeweils Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2 mit dem L-Pegel aus, wenn die über die jeweiligen Ansteuerstrompfade fließenden Gateströme (entsprechen den Ansteuerströmen) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten. Sie sind insbesondere wie in 3 gezeigt aufgebaut. D. h., beide Anschlüsse des Widerstands 30 (oder 31) sind jeweils mit den Eingangsanschlüssen einer Differenzverstärkerschaltung 37 verbunden; der Ausgangsanschluss jeder Differenzverstärkerschaltung 37 ist über ein Tiefpassfilter 40 aus einem Widerstand 38 und einem Kondensator 39 mit den nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Komparators 41 verbunden. Der invertierende Eingangsanschluss des Komparators 41 wird mit einer dem Schwellenwert des Gatestroms entsprechenden Referenzspannung Vrg versorgt. Das Ausgangssignal des Komparators 41 wird als Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 (Sb2) über eine Signalspeicherschaltung 42 und einen Inverter 43 ausgegeben. Die Signalspeicherschaltung 42 wird durch ein Einschaltrücksetzsignal Sr zurückgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2 auf den H-Pegel gesetzt.

Die Ausgangsüberwachungsschaltungen 32b, 33b (entsprechen den Lastfehlererfassungsschaltungen) sind jeweils vorgesehen, um die Source-Drain-Spannung (entspricht der Spannung zwischen den Hauptanschlüssen) der entsprechenden MOSFETs 21, 22 zu erfassen. Die Ausgangsüberwachungsschaltungen 32b, 33b sind derart aufgebaut, dass sie wie folgt arbeiten: Sie führen den Betrieb zur Erfassung von Fehlern in Verbindung mit einer Last, wie beispielsweise ein Lastkurzschluss und eine Lastunterbrechung, auf der Grundlage ihrer Erfassungsspannung und einer aus einem Referenztaktsignal CLK des Schwingkreises 24 erzeugten Erfassungszeit aus; wenn ein Fehlererfassungszustand auftritt, liefern sie Lastfehlererfassungssignale Sc1, Sc2 mit dem L-Pegel an die Ansteuersteuerschaltung 27.

Die Ansteuersteuerschaltung 27 ist, wie in 4 gezeigt, aus UND-Schaltungen 44 bis 49 aufgebaut. Sie ist derart aufgebaut, dass die folgenden Signale ein- oder ausgegeben werden: zusätzlich zu den obigen Ansteuerfehlererfassungssignalen Sb1, Sb2 und Lastfehlererfassungssignalen Sc1, Sc2 werden die Ansteuersteuersignale Sd1, Sd2, das Maskensignal Sm, das Kurzschlusserfassungssignal Sg1, Sg2, das Temperaturfehlererfassungssignal St und das Spannungsfehlererfassungssignal Sv, die nachstehend noch beschrieben werden, eingegeben; ferner werden die Ansteuersignale Sa1, Sa2, das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb und das Lastfehlererfassungssignal Sc, die nachstehend noch beschrieben werden, ausgegeben. Die folgenden logischen Gleichungen beschreiben diesen Sachverhalt: Ansteuersignal Sa1 = Sd1·Sc1·Sb1·Sb2·Sm·Sg1·Sg2·St·Sv Ansteuersignal Sa2 = Sd2·Sc1·Sc2·Sb1·Sb2·Sm·Sg1·Sg2·St·Sv Ansteuerfehlererfassungssignal Sb = Sb1·Sb2 Lastfehlererfassungssignal Sc = Sc1·Sc2

Der als Last dienende Motor 12a und die als Last dienende elektromagnetische Spule 13a unterscheiden sich vom Bedeutungsgrad her, wenn eine Abweichung (Fehler) auftritt. Fehler, die gegebenenfalls in dem Motor 12a auftreten, haben einen größeren Einfluss auf das Sekundärlufteinblasesystem als Fehler, die gegebenenfalls in der elektromagnetischen Spule 13a auftreten. Aus diesem Grund wird dem Motor 12a eine höhere Priorität als der elektromagnetischen Spule 13a zugewiesen. Wenn in dem Motor 12a ein Fehler auftritt und das Lastfehlererfassungssignal Sc1 auf den L-Pegel wechselt, setzt die Ansteuersteuerschaltung 27 die Ansteuersignale Sa1, Sa2 auf den L-Pegel und schaltet beide MOSFETs 21, 22 aus. Währenddessen setzt die Ansteuersteuerschaltung 27 das Ansteuersignal Sa2 dann, wenn in der elektromagnetischen Spule 13a ein Fehler auftritt und das Lastfehlererfassungssignal Sc2 auf den L-Pegel wechselt, auf den L-Pegel und schaltet den MOSFET 22 aus.

Die Ansteuervorrichtung 16 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 17 verbunden. Die ECU 17 ist derart aufgebaut, dass sie wie folgt arbeitet: sie gibt an ihrem Ausgangsanschluss P1 wahlweise ein Ansteuerbefehlssignal und ein Stopbefehlssignal für die Luftpumpe 12 aus und liefert diese an eine Eingangssignalverarbeitungsschaltung 50; ferner gibt sie an ihrem Ausgangsanschluss P2 wahlweise ein Ansteuerbefehlssignal und ein Stopbefehlssignal aus und liefert diese an eine Eingangssignalverarbeitungsschaltung 51.

In diesem Fall sind die Ansteuerbefehlssignal so aufgebaut, dass folgendes realisiert wird: sie werden jeweils ausgegeben, wenn in der Ausgangsstufe der ECU 17 vorgesehene NPN-Transistoren 17a und 17b den EIN-Zustand aufweisen. Die Stoppbefehlssignale sind so aufgebaut, dass folgendes realisiert wird: sie werden jeweils ausgegeben, wenn die Transistoren 17a und 17b den AUS-Zustand aufweisen. Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 sind zwischen die Kollektoren der Transistoren 17a und 17b und die Ausgangsanschlüsse P1 und P2 geschaltet. Mit der Energiequelle verbundene Pull-Up-Widerstände R3 und R4 sind jeweils auf der Seite der Eingangsanschlüsse der Eingangssignalverarbeitungsschaltungen 50 und 51 vorgesehen. Dies führt dazu, dass Ansteuerbefehlssignale mit dem Zwischenspannungspegel (durch Teilen der Energieversorgungsspannung erzeugter Spannungspegel) jeweils während der EIN-Periode der Transistoren 17a und 17b an den Ausgangsanschlüssen P1 und P2 und Stoppbefehlssignale mit dem Energieversorgungsspannungspegel jeweils während der AUS-Periode der Transistoren 17a und 17b an den Ausgangsanschlüssen P1 und P2 ausgegeben werden.

Folglich gibt die Eingangssignalverarbeitungsschaltung 50 ein Ansteuersteuersignal Sd1 mit dem H-Pegel aus, wenn das Ansteuerbefehlssignal (Zwischenspannungspegel) von dem Ausgangsanschluss P1 der ECU 17 eingegeben wird, und das Ansteuersteuersignal Sd1 mit dem L-Pegel aus, wenn das Stopbefehlssignal (Energieversorgungsspannungspegel) von dem Ausgangsanschluss P1 eingegeben wird. Die Eingangssignalverarbeitungsschaltung 51 gibt das Ansteuersteuersignal Sd2 mit dem H-Pegel aus, wenn das Ansteuerbefehlssignal von dem Ausgangsanschluss P2 der ECU 17 eingegeben wird, und das Ansteuersteuersignal Sd2 mit dem L-Pegel aus, wenn das Stopbefehlssignal von dem Ausgangsanschluss P2 eingegeben wird.

Wenn eine den Ausgangsanschluss P1 der ECU 17 und die Eingangssignalverarbeitungsschaltung 50 der Ansteuervorrichtung 16 verbindende Eingangssignalleitung zum Chassis oder dergleichen kurzgeschlossen wird, fällt die Eingangsspannung der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 50 auf das Massepotential. Die Eingangsignalverarbeitungsschaltung 50 ist derart aufgebaut, dass sie zu diesem Zeitpunkt ein Kurzschlusserfassungssignal Sg1 mit dem L-Pegel ausgibt. Wenn die den Ausgangsanschluss P2 der ECU 17 und die Eingangssignalverarbeitungsschaltung 51 der Ansteuervorrichtung 16 verbindende Eingangssignalleitung zum Chassis oder dergleichen kurzgeschlossen wird, fällt die Eingangsspannung der Eingangssignalverarbeitungsschaltung 51 auf das Massepotential. Die Eingangsignalverarbeitungsschaltung 51 ist derart aufgebaut, dass sie zu diesem Zeitpunkt ein Kurzschlusserfassungssignal Sg2 mit dem L-Pegel ausgibt.

Die Energieversorgungsspannungserfassungsschaltung 36 ist zur Erfassung irgendeines Fehlers in der Energieversorgungsspannung der Ansteuervorrichtung 16 vorgesehen. Wenn sie einen plötzlichen ungewöhnlichen Anstieg der Energieversorgungsspannung erfasst, der durch eine Stoßspannung aufgrund eines Lastwegfalls oder dergleichen verursacht wird, gibt sie ein Überspannungserfassungssignal So mit dem H-Pegel an die ODER-Schaltungen 28, 29 aus. Die von den ODER-Schaltungen 28, 29 ausgegebenen Ansteuersignale Sa1, Sa2 steigen im Ansprechen hierauf auf dem H-Pegel. Folglich werden die MOSFET 21 und 22 gezielt eingeschaltet und der als Last dienende Motor 12a und die als Last dienende elektromagnetische Spule 13a mit Strom versorgt und der fehlerhafte Anstieg der Energieversorgungsspannung unterdrückt. Der Zustand, in dem die MOSFETs 21 und 22 gezielt eingeschaltet werden und eingeschaltet gehalten werden, wird nur bis zu dem Zeitpunkt aufrechterhalten, bis das Überspannungserfassungssignal So auf den L-Pegel zurückkehrt.

Die Energieversorgungsspannungserfassungsschaltung 36 ist derart aufgebaut, dass sie wie folgt arbeitet: wenn bei einer Starthilfe (jump start) eine Überspannung erfasst wird und wenn ein Fehlerenergieversorgungsspannungsabfall erfasst wird, gibt sie ein Spannungsfehlererfassungssignal Sv mit dem L-Pegel aus. Folglich wird die Stromversorgung des Motors 12a und der elektromagnetischen Spule 13a dann, wenn eine mit der Starthilfe verknüpfte Überspannung angelegt wird oder wenn der Fehlerenergieversorgungsspannungsabfall auftritt, gezielt gestoppt.

Zur Erfassung der Temperatur von beispielsweise einem die Ansteuervorrichtung 16 bildenden Substrat ist eine Temperaturerfassungsschaltung 52 vorgesehen. Die Schaltung ist derart aufgebaut, dass sie wie folgt arbeitet: wenn die von ihr erfasste Spannung eine voreingestellte obere Temperatur (einen oberen Grenzwert) überschreitet, gibt sie ein Temperaturfehlererfassungssignal St mit dem L-Pegel aus. Folglich wird die Stromversorgung des Motors 12a und der elektromagnetischen Spule 13a dann, wenn in der Ansteuervorrichtung 16 ein fehlerhafter Temperaturanstieg auftritt, gezielt gestoppt.

Eine Maskenschaltung 53 gibt ein Maskensignal Sm mit dem L-Pegel aus, bis die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 25 nach einem Einschalten der Leistung für die Ansteuervorrichtung 16 stabilisiert ist. Folglich wird verhindert, dass die Abläufe der MOSFET 21, 22 destabilisiert werden, bis die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 25 stabilisiert ist.

Eine Diagnoseschaltung 54 ist zum Ausgeben eines die Ansteuervorrichtung 16 betreffenden Diagnosesignals an die ECU 17 als übergeordnetes System vorgesehen. Die folgenden Signale werden an die Diagnoseschaltung 54 gegeben: das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb und das Lastfehlererfassungssignal Sc von der Ansteuersteuerschaltung 27; das Kurzschlussfehlererfassungssignal Sg1, Sg2 von den Eingangssignalverarbeitungsschaltungen 50, 51; und das Temperaturtehlererfassungssignal St von der Temperaturerfassungsschaltung 52.

Die von der ECU 17 über die Eingangssignalverarbeitungsschaltungen 50, 51 ausgegebenen Ansteuersteuersignale Sd1, Sd2 werden in den folgenden Fällen direkt zu Ansteuersignalen Sa1, Sa2: wenn die Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2, die Lastfehlererfassungssignale Sc1, Sc2, die Kurzschlussfehlererfassungssignale Sg1, Sg2, das Temperaturfehlererfassungssignal St, das Spannungsfehlererfassungssignal Sv und das Maskensignal Sm alle den H-Pegel aufweisen und das Überspannungserfassungssignal So gleichzeitig den L-Pegel aufweist.

Wenn das Ansteuersteuersignal Sd1 in diesem Fall beispielsweise von dem L- zum H-Pegel wechselt, wird der Schaltkreis 34 eingeschaltet. Folglich fließt ein Gatestrom von der Verstärkerschaltung 25 über den Schaltkreis 34 und den Widerstand 30 zum MOSFET 21. Wenn der MOSFET 21 einen normalen Zustand aufweist, fließt der Gatestrom nur während einer kurzen Periode, bis die Gatekapazität geladen ist. Währenddessen wird der von der Verstärkerschaltung 25 gelieferte Gatestrom dann, wenn zwischen dem Gate und der Source des MOSFETs 21 ein Kurzschlussfehler aufgetreten ist, deutlich erhöht und fließt solange weiter, bis der Schaltkreis 34 den EIN-Zustand aufweist.

Die Gateüberwachungsschaltung 32a arbeitet wie folgt, wenn die zum Gatestrom proportionale Spannung über dem Widerstand 30 die Referenzspannung Vrg überschreitet, d. h. der Gatestrom einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet: die Gateüberwachungsschaltung 32a aktiviert ihre Signalspeicherschaltung 42 und gibt ein zwischengespeichertes Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 mit dem L-Pegel aus. Da die Gateüberwachungsschaltung 32a das Tiefpassfilter 40 aufweist, wird das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 nur durch den Ladestrom für die Gatekapazität nicht auf den L-Pegel gesetzt. Dieser Betrieb stimmt mit dem des Schaltkreises 35 und der Gateüberwachungsschaltung 33a überein.

Wenn das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 auf den L-Pegel wechselt, setzt die Ansteuersteuerschaltung 27 die Ansteuersignale Sa1, Sa2 und das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb auf den L-Pegel. Wenn die Ansteuersignale Sa1, Sa2 auf den L-Pegel gesetzt werden, werden die Schaltkreise 34, 35 ausgeschaltet und die Verstärkerschaltung 25 und die Gates der MOSFETs 21, 22 voneinander getrennt. Hierdurch kann verhindert werden, dass der Ausgangsstrom der Verstärkerschaltung 25 einen zu hohen Wert annimmt und die verstärkte Spannung Vp abfällt.

Bei dieser Ausführungsform werden die MOSFETs 21, 22 dann, wenn der Gate-Source-Kurzschlussfehler an einem der beiden MOSFETs 21, 22 auftritt, beide ausgeschaltet. Die Ausführungsform kann stattdessen derart modifiziert werden, dass nur ein fehlerhafter MOSFET (z. B. der MOSFET 21) ausgeschaltet wird. Bei solch einem Aufbau wird einzig der MOSFET 21, bei dem ein Gate-Source-Kurzschlussfehler aufgetreten ist, von der Verstärkerschaltung 25 getrennt. Folglich kann der andere MOSFET 22 weiterhin den Ein-/Ausschaltbetrieb über die Versorgung der normalen verstärkten Spannungen Vp von der Verstärkerschaltung 25 ausführen. Bei dieser Ausführungsform kann in einigen Fällen ebenso irgendein anderer N-Kanal-MOSFET (nicht gezeigt) über die verstärkte Spannung Vp angesteuert werden. In solch einem Fall kann der andere MOSFET weiterhin den normalen Ein-/Ausschaltbetrieb ausführen, ohne durch den in dem MOSFET 21 oder 22 aufgetretenen Gate-Source-Kurzschlussfehler beeinflusst zu werden.

Die Ansteuervorrichtung 16 dieser Ausführungsform weist, wie vorstehend beschrieben, die alleinige Verstärkerschaltung 25 auf und steuert die MOSFETs 21, 22 unter Verwendung der gemeinsamen Verstärkungsspannung Vp der Verstärkerschaltung 25 an. Folglich kann die Vorrichtung einfach aufgebaut und eine geringe Anzahl an Komponenten aufweisen, da die spannungsverstärkte Versorgungsspannung gemeinsam genutzt wird. Ferner ist die Anzahl an als Quelle für durch Schalten verursachtes Rauschen geltenden Verstärkerschaltungen verringert und können auf einfache Art und Weise Maßnahmen gegen das Rauschen (Störungen) getroffen werden.

Die MOSFETs 21, 22 sind jeweils mir den Gateüberwachungsschaltungen 32a, 33a versehen, und die Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2 werden aktiviert (auf den L-Pegel gesetzt), wenn die von der Verstärkerschaltung 25 zu den MOSFETs 21, 22 fließenden Gateströme einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten. Folglich kann der Gate-Source-Kurzschlussfehler in den MOSFETs 21, 22 selbst dann fehlerfrei erfasst werden, wenn in dem als Last dienenden Motor 12aoder in der als Last dienenden elektromagnetischen Spule 13a ein Fehler (Kurzschlussfehler, Unterbrechungsfehler) aufgetreten ist.

Wenn in dem MOSFET 21 oder in dem MOSFET 22 der Gate-Source-Kurzschlussfehler auftritt, schaltet die Ansteuersteuerschaltung 27 die Schaltkreise 34, 35 aus, um die Verstärkerschaltung 25 und die Gates der MOSFETs 21, 22 voneinander zu trennen. Hierdurch kann ein Anstieg des Ausgangsstroms der Verstärkerschaltung 25 und ein Abfall der verstärkten Spannung Vp verhindert werden. Es kann verhindert werden, dass der Gate-Source-Kurzschlussfehler in den MOSFETs 21, 22 einen Einfluss auf irgendeine andere Schaltung hat, die mit Hilfe der Verstärkerschaltung 25 arbeitet.

Die Ansteuersteuerschaltung 27 kombiniert die Ansteuersteuersignale Sd1, Sd2 und verschiedene Fehlererfassungssignale logisch, um die Ansteuersignale Sa1, Sa2 zu erzeugen. Die Fehlererfassungssignale umfassen die Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2, die Lastfehlererfassungssignale Sc1, Sc2, das Maskensignal Sm, die Kurzschlusserfassungssignale Sg1, Sg2, das Temperaturfehlererfassungssignal St und das Spannungsfehlererfassungssignal Sv. Die Schaltkreise 34, 35 werden durch diese Ansteuersignale Sa1, Sa2 ein- und ausgeschaltet. Folglich muss jeder der Ansteuerstrompfade von der Verstärkerschaltung 25 zu den MOSFETs 21, 22 nur mit einem Schaltkreis 34, 35 versehen werden. Solch ein Aufbau kann einfacher als ein Aufbau ausgelegt werden, bei dem ein Schaltkreis für jedes der Ansteuersteuersignale Sd1, Sd2 und die verschiedenen Fehlererfassungssignale vorgesehen ist.

Für den als Last dienenden Motor 12a und die als Last dienende elektromagnetische Spule 13a sind Prioritäten festgelegt. Wenn in dem Motor 12a höheren Bedeutungsgrades in dem System ein Fehler auftreten, führt die Ansteuersteuerschaltung 27 eine Steuerung aus, um beide Schaltkreise 34, 35 auszuschalten. Folglich wird die Steuerung bezüglich des Wechsels der Schaltkreise 34, 35 in den offenen (AUS) Zustand in Übereinstimmung mit den Prioritäten gewichtet und kann eine kooperative und integrierende Steuerung, bei der verschiedene Fehlererfassungssignale in umfassender Weise bestimmt werden, realisiert werden. Wenn in dem Motor 12a höheren Bedeutungsgrades ein Fehler auftritt, kann das Sekundärlufteinblasesystem zuverlässig geschützt werden. Folglich kann ein hochzuverlässiges System realisiert werden.

(Zweite Ausführungsform)

Bei einer zweiten Ausführungsform steuert eine Ansteuerschaltung 1a, wie in 6 gezeigt, zwei als High-Side-Schalter arbeitende MOSFETs 21, 22 auf der Grundlage der gemeinsamen Verstärkungsspannung Vp der Verstärkerschaltung 25 an. Widerstände 12b, 13b stellen jeweils zwischen die Quellen der MOSFETs 21, 22 und Masse geschaltete Lasten dar.

Konstantspannungsschaltungen 58, 59 werden mit der verstärkten Spannung Vp versorgt, geben eine konstante Ansteuerspannung Vc aus und sind jeweils für die MOSFETs 21, 22 vorgesehen. In dem Ansteuerstrompfad von der Verstärkerschaltung 25 zur Konstantspannungsschaltung 58 sind der Schaltkreis 34 (entspricht dem ersten Schaltkreis) und der Widerstand 30 (enspricht der Stromerfassungsschaltung) in Reihe geschaltet. In dem Ansteuerstrompfad von der Konstantspannungsschaltung 58 zum Gate des MOSFETs 21 ist ein Schaltkreis 60 (entspricht einem zweiten Schaltkreis) vorgesehen. Die Gateüberwachungsschaltung 32a gibt das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 mit dem L-Pegel aus, wenn der durch den Widerstand 30 fließende Gatestrom den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Der Schaltkreis 34 ist derart aufgebaut, dass er durch dieses Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 direkt ein- und ausgeschaltet wird. Der Schaltkreis 60 ist derart aufgebaut, dass er durch das Ausgangssignal einer UND-Schaltung 62, an welche das Ansteuersignal Sa1 und das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 gegeben werden, ein- und ausgeschaltet wird.

In denn Ansteuerstrompfad von der Verstärkerschaltung 25 zur Konstantspannungsschaltung 59 sind gleichermaßen der Schaltkreis 35 (entspricht dem ersten Schaltkreis) und der Widerstand 31 (enspricht der Stromerfassungsschaltung) in Reihe geschaltet. In dem Ansteuerstrompfad von der Konstantspannungsschaltung 59 zum Gate des MOSFETs 22 ist ein Schaltkreis 61 (entspricht einem zweiten Schaltkreis) vorgesehen. Eine Gateüberwachungsschaltung 33a gibt das Ansteuerfehlererfasungssignal Sb2 mit dem L-Pegel aus, wenn der durch den Widerstand 31fließende Gatestrom den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Der Schaltkreis 35 ist derart aufgebaut, dass er durch dieses Ansteuerfehlererfassungssignal Sb2 direkt ein- und ausgeschaltet wird. Der Schaltkreis 61 ist derart aufgebaut, dass er durch das Ausgangssignal einer UND-Schaltung 63, an welche das Ansteuersignal Sa2 und das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb2 gegeben werden, ein- und ausgeschaltet wird.

Die zweite Ausführungsform kann gleich der ersten Ausführungsform auf das Sekundärlufteinblasesystem angewandt werden. In diesem Fall wird folgendes realisiert: verschiedene Fehlererfassungssignale werden auf der Grundlage der Prioritäten (dem Einfluss eines Lastfehlers auf das System (Bedeutungsgrad)) der Lasten (Widerstände 12b, 13b) logisch kombiniert; die Schaltkreise 34, 35 werden durch die gewichteten Fehlererfassungssignale angesteuert und ein- und ausgeschaltet, und die Schaltkreise 60, 61 werden durch die UND-Signale aus den Fehlererfassungssignalen und den Ansteuersignale Sa1, Sa2 angesteuert und ein- und ausgeschaltet.

Wenn in dem MOSFET 21 kein Gate-Source-Kurzschlussfehler vorliegt, weist das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 den H-Pegel auf. Der Schaltkreis 60 arbeitet wie folgt: wenn das Ansteuersignal Sa1 den H-Pegel aufweist, wird er eingeschaltet und liefert die Ansteuerspannung Vc an das Gate; wenn das Ansteuersignal Sa1 den L-Pegel aufweist, wird er ausgeschaltet und verringert die Gate-Source-Impedanz. Wenn der Schaltkreis 60 eingeschaltet wird, fließt temporär ein Gatestrom von der Konstantspannungsschaltung 58 und folglich ebenso ein Ansteuerstrom von der Verstärkerschaltung 25 über den Schaltkreis 34 zur Konstantspannungsschaltung 58. Das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 wird nicht einzig durch den Ladestrom der Gatekapazität auf den L-Pegel gesetzt. Der gleiche Betrieb kann ebenso bezüglich des MOSFETs 22 ausgeführt werden.

Währenddessen werden der Ausgangsstrom und der Eingangsstrom der Konstantspannungsschaltung 58 dann, wenn der Kurzschlussfehler beispielsweise zwischen dem Gate und der Source des MOSFETs 21 auftritt, erhöht und das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 auf den L-Pegel gesetzt. Dies führt dazu, dass die Schaltkreise 34, 60 ausgeschaltet und die Verstärkerschaltung 25 und die Konstantspannungsschaltung 58 voneinander getrennt werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass der Ausgangsstrom der Verstärkerschaltung 25 einen zu hohen Wert annimmt und die verstärkte Spannung Vp abfällt. Zu diesem Zeitpunkt kann der MOSFET 22, bei dem kein Gate-Source-Kurzschlussfehler aufgetreten ist, seinen normalen Ein-/Ausschaltbetrieb über die Versorgung der verstärkten Spannung Vp der Verstärkerschaltung 25 weiterhin ausführen.

Bei dieser Ausführungsform kann folglich verhindert werden, dass ein in einem der beiden MOSFETs 21 oder 22 aufgetretener Gate-Source-Kurzschlussfehler einen Einfluss auf den anderen der beiden MOSFETs 22 oder 21 hat. Es können der gleiche Betrieb und die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden. Ferner sind zwischen der Verstärkerschaltung 25 und den MOSFETs 21, 22 jeweils die Konstantspannungsschaltungen 58, 59 vorgesehen. Folglich können die MOSFETs 21, 22 selbst dann stabil über die konstante Ansteuerspannung Vc angesteuert werden, wenn die verstärkte Spannung VP schwankt. Es wird solange dafür gesorgt, dass die verstärkte Spannung Vp von der Verstärkerschaltung 25 an den Konstantspannungsschaltungen 58 liegt, bis ein Ansteuerfehler erfasst wird. Folglich kann ein Schalten mit hoher Frequenz realisiert werden, ohne durch den Startzeitpunkt der Konstantspannungsschaltungen 58, 59 oder dergleichen beeinflusst zu werden.

(Dritte Ausführungsform)

Bei einer dritten Ausführungsform ist der Schaltkreis 34 in einer Ansteuerschaltung 1b, wie in 7 gezeigt, derart aufgebaut, dass er durch das Ausgangssignal einer UND-Schaltung 65, an welche das Ansteuersignal Sa1 und das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 gegeben werden, ein- und ausgeschaltet wird; und ist der Schaltkreis 35, wie in 7 gezeigt, derart aufgebaut, dass er durch das Ausgangssignal einer UND-Schaltung 66, an welche das Ansteuersignal Sa2 und das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb2 gegeben werden, ein- und ausgeschaltet wird. Ferner werden bei dieser Ausführungsform der gleiche Betrieb und die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt. Diese Ausführungsform kann, wie die erste Ausführungsform, ebenso auf das Sekundärlufteinblasesystem angewandt werden.

(Vierte Ausführungsform)

Bei der vierten Ausführungsform ist eine UND-Schaltung 67, wie in 8 gezeigt, anstelle des in der 3 gezeigten Tiefpassfilters 40 zwischen den Komparator 41 und die Signalspeicherschaltung 42 geschaltet und wird das Ausgangssignal des Komparators 41 wird mit dem Maskensignal Se maskiert und anschließend an die Signalspeicherschaltung 42 gegeben.

Das in der Gateüberwachungsschaltung 32a verwendete Maskensignal Se ist ein Signal, das einzig für eine zum Laden der Gatekapazität des MOSFETs 21 erforderliche Zeitspanne auf den Zeitpunkt einer Pegelverschiebung des Ansteuersignals Sa1 folgend auf dem L-Pegel (ungültiger Pegel) gehalten wird. Gleichermaßen ist das in der Gateüberwachungsschaltung 33a verwendete Maskensignal Se ein Signal, das einzig für eine zum Laden der Gatekapazität des MOSFETs 22 erforderliche Zeitspanne auf den Zeitpunkt einer Pegelverschiebung des Ansteuersignals Sa2 folgend auf dem L-Pegel (ungültiger Pegel) gehalten wird. Eine Verwendung dieser Gateüberwachungsschaltungen 32a, 33a ermöglicht es, einen temporären Anstieg des Gatestroms, der nicht durch irgendeinen Fehler verursacht wird, wie beispielsweise den Lade-/Entladestrom für die Gatekapazität, zu maskieren bzw. "zu verschleiern", und zu verhindern, dass die Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2 irrtümlicherweise ausgegeben werden.

(Weitere Ausführungsformen)

Die obigen Ausführungsformen können auf die nachstehend beschriebene Weise modifiziert werden.

Anstelle der zwei MOSFETs 21, 22 können drei oder mehr als drei Halbleiterschaltvorrichtungen von einer gemeinsamen verstärkten Spannung Vp der Verstärkerschaltung 25 angesteuert werden. In diesem Fall können ein Schaltkreis, eine Stromerfassungsschaltung und eine Gateüberwachungsschaltung (Ansteuerfehlererfassungsschaltung) bezüglich jeder der Halbleiterschaltvorrichtungen vorgesehen werden.

Bei der ersten Ausführungsform gewichtet die Ansteuersteuerschaltung 27 die Lastfehlererfassungssignale Sc1, Sc2 in den Ansteuersignalen Sa1, Sa2. Diese Gewichtung wird auf der Grundlage des Bedeutungsgrades des Einflusses eines Fehlers in dem Motor 12a bzw. eines Fehlers in der elektromagnetischen Spule 13a auf das System ausgeführt. Bei den Ansteuersignalen Sa1, Sa2 können ebenso die Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2 gewichtet werden, und es können verschiedene Fehlererfassungssignale gewichtet werden.

Die zweite Ausführungsform kann die Ausgangsüberwachungsschaltungen 32b, 33b aufweisen. Die Erfindung kann ferner derart aufgebaut sein, dass die Ansteuersteuerschaltung Signale zum Öffnen und Schließen der Schaltkreise 34, 35, 60, 61 hierauf basierend erzeugt: der von den Gateüberwachungsschaltungen 32a, 33a ausgegebenen Ansteuerfehlererfassungssignale Sb1, Sb2 und der von den Ausgangsüberwachungsschaltungen 32b, 33b ausgegeben Lastfehlererfassungssignale Sc1, Sc2; und dem Bedeutungsgrad (Priorität) jeder als Widerstand 12b, 13b gezeigten Last.

Die obige Ansteuerschaltung 1, 1a, 1b ist auf einen integrierten Schalter oder dergleichen stromaufwärts der Energiequelle für eine unabhängige Ansteuerung einer Mehrzahl von Lasten in einem ein Chassis-GND aufweisenden Fahrzeug anwendbar.

Vorstehend wurde eine Ansteuerschaltung offenbart.

Wenn ein Ansteuersignal Sa1 von einem L- zu einem H-Pegel wechselt, wird ein Schaltkreis 34 eingeschaltet. Anschließend fließt ein Gatestrom von einer Verstärkerschaltung 2) über den Schaltkreis 34 und einen Widerstand 30 zu einem MOSFET 21. Eine Gateüberwachungsschaltung 32a gibt ein Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 mit dem L-Pegel aus, wenn der Gatestrom einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ein Schaltkreis 35 und ein MOSFET 22 werden auf die gleiche Weise von einem Ansteuersignal Sa2 angesteuert, und eine Gateüberwachungsschaltung 33a gibt auf die gleiche Weise ein Ansteuerfehlererfassungssignal Sb2 mit dem L-Pegel aus. Wenn das Ansteuerfehlererfassungssignal Sb1 oder Sb2 auf den L-Pegel wechselt, werden die Ansteuersignale Sa1 und Sa2 auf den L-Pegel gesetzt und die MOSFETs 21, 22 von der Verstärkerschaltung getrennt.


Anspruch[de]
Ansteuerschaltung, die eine Mehrzahl von Halbleiterschaltvorrichtungen (21, 22) über eine gemeinsame Ansteuerspannung von einer Ansteuerenergiequelle (25) ansteuert, mit:

– Schaltkreisen (34, 35), die jeweils vorgesehen sind, um Strompfade von der Ansteuerenergiequelle zu Steueranschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtungen anzusteuern;

– Stromerfassungsschaltungen (30, 31), die jeweils von der Ansteuerenergiequelle zu den Steueranschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtungen fließende Ansteuerströme erfassen;

– Ansteuerfehlererfassungsschaltungen (32a, 33a), die jeweils Ansteuerfehlererfassungssignale ausgeben, wenn die von den Stromerfassungsschaltungen erfassten Ansteuerströme für die Halbleiterschaltvorrichtungen vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten; und

– einer Ansteuersteuerschaltung (27), welche die Schaltkreise, über welche die die vorbestimmten Schwellenwerte überschreitenden Ansteuerströme fließen, jeweils in offene Zustände setzt, wenn die Ansteuerfehlererfassungssignale von den Ansteuerfehlererfassungsschaltungen ausgegeben werden.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuersteuerschaltung (27) die Schaltkreise jeweils auf der Grundlage von Ansteuersignalen für die Halbleiterschaltvorrichtungen öffnet und schließt. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist:

– Lastfehlererfassungsschaltungen (32b, 33b), die jeweils Lastfehler in Lasten der Halbleiterschaltvorrichtungen auf der Grundlage von Spannungen über Hauptanschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtungen erfassen und Lastfehlererfassungssignale ausgeben, wobei

– die Ansteuersteuerschaltung (27) Bedingungen, unter denen die Schaltkreise bei einer Erfassung von Fehlern in die offenen Zustände wechseln, auf der Grundlage von Fehlererfassungssignalen, die jeweils von den Ansteuerfehlererfassungsschaltungen und den Lastfehlererfassungsschaltungen ausgegeben werden, und für die Lasten der Halbleiterschaltvorrichtungen festgelegten Prioritäten gewichtet.
Ansteuerschaltung, die eine Mehrzahl von Halbleiterschaltvorrichtungen (21, 22) über eine gemeinsame Ansteuerspannung von einer Ansteuerenergiequelle (25) ansteuert, mit:

– Konstantspannungsschaltungen (58, 59), die für die Halbleiterschaltvorrichtungen vorgesehen sind und mit der gemeinsamen Ansteuerspannung versorgt werden, um jeweils konstante Ansteuerspannungen auszugeben;

– ersten Schaltkreisen (34, 35), die für die Ansteuerstrompfade von der Ansteuerenergiequelle zu den Konstantspannungsschaltungen vorgesehen sind;

– Stromerfassungsschaltungen (30, 31), die jeweils von der Ansteuerenergiequelle zu den Konstantspannungsschaltungen fließende Ansteuerströme erfassen;

– Ansteuerfehlererfassungsschaltungen (32a, 33a), die jeweils Ansteuerfehlererfassungssignale ausgeben, wenn die von den Stromerfassungsschaltungen erfassten Ansteuerströme für die Halbleiterschaltvorrichtungen vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten; und

– einer Ansteuersteuerschaltung (27), welche die Schaltkreise, über welche die die vorbestimmten Schwellenwerte überschreitenden Ansteuerströme fließen, jeweils in offene Zustände setzt, wenn die Ansteuerfehlererfassungssignale von den Ansteuerfehlererfassungsschaltungen ausgegeben werden.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist:

– zweite Schaltkreise (60, 61), die für die Ansteuerstrompfade von den Konstantspannungsschaltungen zu Steueranschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtungen vorgesehen sind, wobei

– die Ansteuersteuerschaltung (27) die zweiten Schaltkreise jeweils auf der Grundlage von Ansteuersignalen für die Halbleiterschaltvorrichtungen öffnet und schließt.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist:

– Lastfehlererfassungsschaltungen (32b, 33b), die jeweils Lastfehler in Lasten der Halbleiterschaltvorrichtungen auf der Grundlage von Spannungen über Hauptanschlüssen der Halbleiterschaltvorrichtungen erfassen und Lastfehlererfassungssignale ausgeben, wobei

– die Ansteuersteuerschaltung (27) Bedingungen, unter denen die ersten Schaltkreise bei einer Erfassung von Fehlern in die offenen Zustände wechseln, auf der Grundlage von Fehlererfassungssignalen, die jeweils von den Ansteuerfehlererfassungsschaltungen und den Lastfehlererfassungsschaltungen ausgegeben werden, und für die Lasten der Halbleiterschaltvorrichtungen festgelegten Prioritäten gewichtet.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerfehlererfassungsschaltungen (32a, 33a) die Fehlererfassungssignale auf einen Zeitpunkt einer Pegelverschiebung der Ansteuersignale folgend jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne für ungültig erklären. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerfehlererfassungsschaltungen (32a, 33a) die Ansteuerfehlererfassungssignale erzeugen, indem sie die von den Stromerfassungsschaltungen erfassten Ansteuerströme für die Halbleiterschaltvorrichtungen jeweils Tiefpassfilter durchlaufen lassen und sie anschließend jeweils mit den vorbestimmten Schwellenwerten vergleichen.






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