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DE112022005303T5 - Steuereinrichtung - Google Patents

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Publication number
DE112022005303T5
DE112022005303T5 DE112022005303.8T DE112022005303T DE112022005303T5 DE 112022005303 T5 DE112022005303 T5 DE 112022005303T5 DE 112022005303 T DE112022005303 T DE 112022005303T DE 112022005303 T5 DE112022005303 T5 DE 112022005303T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
switch
terminal
circuit
turned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112022005303.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Ryohei Sawada
Masaya Ina
Kota ODA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Publication of DE112022005303T5 publication Critical patent/DE112022005303T5/de
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

In einer Steuereinrichtung für ein Fahrzeug ist ein erster Anschluss stromabwärts eines Mikrocomputers in einem Stromweg angeordnet, über den ein Strom durch den Mikrocomputer fließt. Die Anode einer Verbindungsdiode ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Mikrocomputer und dem ersten Anschluss verbunden. Ein Ende eines Verbindungsschalters ist mit der Kathode der Verbindungsdiode verbunden. Ein zweiter Anschluss ist mit dem anderen Ende des Verbindungsschalters verbunden. Ein Schalter-Schaltkreis schaltet den Verbindungsschalter ein, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf eine Schwellenspannung oder höher ansteigt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuereinrichtung.
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 4. November 2021 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2021 - 180 489 , deren gesamter Inhalt hiermit durch Verweis als aufgenommen gilt.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Patentdokument Nr. 1 offenbart eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Versorgung einer Last mit Strom von einer Stromquelle zu steuern. Diese Steuereinrichtung weist einen Schalter in einem Stromweg auf, über den ein Strom von der Stromquelle über die Last fließt. Der Schalter wird in Übereinstimmung mit einem von einem integrierten Schaltkreis (IC) ausgegebenen Signal ein- oder ausgeschaltet. Der IC ist mit der positiven Elektrode der Stromquelle und dem Erdanschluss verbunden. Der Erdanschluss ist mit Erde verbunden. Der Strom fließt von der positiven Elektrode der Stromquelle über den IC, den Erdanschluss und die Erde, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis wird der IC mit Strom versorgt.
  • VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
  • PATENTDOKUMENTE
  • Patentdokument Nr. 1: JP 2014 - 103 507 A
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Eine Steuereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, die aufweist: einen Prozessor, der dazu eingerichtet ist, einen Prozess auszuführen; einen ersten Anschluss, der stromabwärts des Prozessors in einem Stromweg angeordnet ist, über den ein Strom durch den Prozessor fließt; eine Diode mit einer Anode, die mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Prozessor und dem ersten Anschluss verbunden ist; einen Verbindungsschalter, dessen eines Ende mit einer Kathode der Diode verbunden ist; einen zweiten Anschluss, der mit dem anderen Ende des Verbindungsschalters verbunden ist; und einen Schalter-Schaltkreis, der dazu eingerichtet ist, den Verbindungsschalter einzuschalten (den Verbindungsschalter von AUS auf EIN zu schalten), wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über eine Schwellenspannung ansteigt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausgestaltung eines Hauptabschnitts eines Stromquellensystems 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
    • 2 ist ein Schaltbild einer Steuereinrichtung.
    • 3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Stromversorgungssteuerprozess veranschaulicht.
    • 4 ist ein Schaltbild eines Schalter-Schaltkreises.
    • 5 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Schalter-Schaltkreises veranschaulicht.
    • 6 ist ein Diagramm, das die Anordnung der in der Steuereinrichtung enthaltenen Komponenten zeigt.
    • 7 ist ein Schaltbild einer Steuereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
    • 8 ist ein Schaltbild eines Schalter-Schaltkreises.
    • 9 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Schalter-Schaltkreises veranschaulicht.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE AUFGABE
  • In der in Patentdokument Nr. 1 offenbarten Ausgestaltung steigt, wenn der Erdanschluss von der Erde getrennt wird, eine Spannung am Erdanschluss bezogen auf das Potenzial der Erde an. Wenn die Spannung am Erdanschluss bezogen auf das Potenzial der Erde ansteigt, sinkt die am IC anliegende Spannung. Wenn dieser Spannungsabfall groß ist, ist es möglich, dass der IC nicht richtig arbeitet.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die dazu eingerichtet ist, einen Anstieg der Spannung an einem Anschluss zu unterdrücken, der stromabwärts eines Prozessors in einem Stromweg liegt, über den ein Strom durch den zum Ausführen eines Prozesses eingerichteten Prozessor fließt.
  • TECHNISCHER EFFEKT
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird in einem Stromweg, über den ein Strom durch einen Prozessor fließt, der dazu eingerichtet ist, einen Prozess auszuführen, verhindert, dass die Spannung an einem stromabwärts des Prozessors angeordneten Anschluss weiter ansteigt.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
  • Zunächst werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angeführt und beschrieben. Von den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen lassen sich mindestens einige geeignet kombinieren.
  • (1) Eine Steuereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, die aufweist: einen Prozessor, der dazu eingerichtet ist, einen Prozess auszuführen; einen ersten Anschluss, der stromabwärts des Prozessors in einem Stromweg angeordnet ist, über den ein Strom durch den Prozessor fließt; eine Diode mit einer Anode, die mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Prozessor und dem ersten Anschluss verbunden ist; einen Verbindungsschalter, dessen eines Ende mit einer Kathode der Diode verbunden ist; einen zweiten Anschluss, der mit dem anderen Ende des Verbindungsschalters verbunden ist; und einen Schalter-Schaltkreis, der dazu eingerichtet ist, den Verbindungsschalter einzuschalten, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über eine Schwellenspannung ansteigt.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt sind der erste Anschluss und der zweite Anschluss mit demselben Leiter verbunden. Der Strom fließt über den Prozessor, den ersten Anschluss und den Leiter, und zwar in dieser Reihenfolge, und als Ergebnis wird der Prozessor mit Strom versorgt. Wenn der erste Anschluss von dem Leiter getrennt wird, steigt zum Beispiel eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses. Wenn die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt, schaltet der Schalter-Schaltkreis den Verbindungsschalter ein. Wenn der Verbindungsschalter eingeschaltet ist, fließt ein Strom über den Prozessor, die Diode, den Verbindungsschalter, den zweiten Anschluss und den Leiter, und zwar in dieser Reihenfolge.
  • In diesem Fall ist die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses eine Vorwärtsspannung. Wenn die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses ansteigt, überschreitet daher die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses nicht die größere Spannung aus Schwellenspannung und Vorwärtsspannung und somit wird verhindert, dass die Spannung am ersten Anschluss weiter ansteigt.
  • (2) Die Steuereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen Stromversorgungsschalter aufweisen, der in einem Stromversorgungsweg von einer Gleichstromquelle zu einer Last angeordnet ist, und der Prozessor kann dazu eingerichtet sein, anzuweisen, dass der Stromversorgungsschalter ein- oder ausgeschaltet wird.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt steuert der Prozessor die Stromversorgung von der Gleichstromquelle zur Last durch Anweisen, dass der Stromversorgungsschalter ein- oder ausgeschaltet wird.
  • (3) Die Steuereinrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine erste Leiterplatte, auf der der Prozessor angeordnet ist, und eine zweite Leiterplatte aufweisen, die sich von der ersten Leiterplatte unterscheidet und auf der der Stromversorgungsschalter angeordnet ist.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt ist der Prozessor auf der ersten Leiterplatte angeordnet und der Stromversorgungsschalter ist auf der zweiten Leiterplatte angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung kann der Stromversorgungsschalter ausgetauscht werden, indem die zweite Leiterplatte ausgetauscht wird, ohne den Prozessor auszutauschen.
  • (4) Die Steuereinrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine zweite Diode mit einer Kathode, die mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Stromversorgungsschalter und der Last verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsschalter aufweisen, der zwischen einer Anode der zweiten Diode und dem zweiten Anschluss angeschlossen ist, und die Last kann einen Induktor aufweisen.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt wird Energie in dem Induktor der Last gespeichert, während die Last mit Strom versorgt wird. Wenn der zweite Verbindungsschalter eingeschaltet ist, während der zweite Anschluss und das eine Ende der Last mit dem Leiter verbunden sind, fließt ein Strom von dem einen Ende der Last zu dem Leiter, dem zweiten Anschluss, dem zweiten Verbindungsschalter, der zweiten Diode und dem anderen Ende der Last, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis wird die in dem Induktor gespeicherte Energie freigesetzt.
  • (5) In der Steuereinrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor dazu eingerichtet sein, beim Anweisen, dass der Stromversorgungsschalter eingeschaltet wird, anzuweisen, dass der zweite Verbindungsschalter eingeschaltet wird, und beim Anweisen, dass der Stromversorgungsschalter ausgeschaltet wird, anzuweisen, dass der zweite Verbindungsschalter ausgeschaltet wird.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt versorgt die Gleichstromquelle, wenn der Stromversorgungsschalter eingeschaltet ist und der zweite Verbindungsschalter ausgeschaltet ist, während der zweite Anschluss und das eine Ende der Last mit dem Leiter verbunden sind, die Last über den Stromversorgungsschalter mit Strom. Als Ergebnis wird Energie in dem Induktor der Last gespeichert. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Stromversorgungsschalter ausgeschaltet wird und der zweite Verbindungsschalter ausgeschaltet wird, die in dem Induktor gespeicherte Energie freigesetzt.
  • (6) Die Steuereinrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen Regler aufweisen, der dazu eingerichtet ist, eine Stromquellenspannung einer Gleichstromquelle bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses auf eine Sollspannung herunterzusetzen und die Sollspannung an den Prozessor anzulegen, und der Schalter-Schaltkreis kann dazu eingerichtet sein, den Verbindungsschalter einzuschalten, wenn die Stromquellenspannung größer oder gleich der Sollspannung ist.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt schaltet der Schalter-Schaltkreis den Verbindungsschalter ein, bevor die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses unter die Sollspannung fällt. Selbst wenn die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses ansteigt, legt bei dieser Ausgestaltung der Regler fortgesetzt die Sollspannung an den Prozessor an.
  • (7) Die Steuereinrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen Widerstand aufweisen, dessen eines Ende mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, wobei der Verbindungsschalter einen Steueranschluss aufweisen kann, das andere Ende des Widerstands mit dem Steueranschluss des Verbindungsschalters verbunden sein kann, der Verbindungsschalter eingeschaltet werden kann, wenn eine Spannung am Steueranschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über eine vorbestimmte Spannung ansteigt, der Schalter-Schaltkreis einen Schaltkreisschalter aufweisen kann, der einen Eingangsanschluss, an den ein Strom eingegeben wird, und einen Ausgangsanschluss, von dem ein Strom ausgegeben wird, aufweist, der Ausgangsanschluss des Schaltkreisschalters mit dem Steueranschluss des Verbindungsschalters verbunden sein kann, eine Schaltkreisspannung am Eingangsanschluss des Schaltkreisschalters anliegen kann und der Schaltkreisschalter eingeschaltet werden kann, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt wird der Schaltkreisschalter eingeschaltet, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt. Wenn der Schaltkreisschalter eingeschaltet ist, fließt ein Strom über den Schaltkreisschalter, den Widerstand und den zweiten Anschluss, und zwar in dieser Reihenfolge. Dies führt zu einem Spannungsabfall über dem Widerstand. Als Ergebnis steigt eine Spannung am Steueranschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die vorbestimmte Spannung an und der Verbindungsschalter wird eingeschaltet.
  • (8) In der Steuereinrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Schaltkreisschalter einen zweiten Steueranschluss aufweisen, kann der Schaltkreisschalter eingeschaltet werden, wenn eine Spannung am zweiten Steueranschluss bezogen auf das Potenzial des Eingangsanschlusses kleiner oder gleich einer zweiten vorbestimmten Spannung ist, kann der Schalter-Schaltkreis einen Schaltkreiswiderstand, der zwischen dem Eingangsanschluss des Schaltkreisschalters und dem zweiten Steueranschluss angeschlossen ist, und einen zweiten Schaltkreisschalter, der zwischen dem zweiten Steueranschluss und dem zweiten Anschluss des Schaltkreisschalters angeschlossen ist, aufweisen und kann der zweite Schaltkreisschalters eingeschaltet werden, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt wird der zweite Schaltkreisschalter eingeschaltet, wenn die Spannung des ersten Anschlusses bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt. Wenn der zweite Schaltkreisschalter eingeschaltet ist, fließt ein Strom über den Schaltkreiswiderstand, den zweiten Schaltkreisschalter und den zweiten Anschluss, und zwar in dieser Reihenfolge, und als Ergebnis tritt ein Spannungsabfall über dem Schaltkreiswiderstand auf. Als Ergebnis sinkt die Spannung am zweiten Steueranschluss bezogen auf das Potenzial des Eingangsanschlusses auf oder unter die zweite vorbestimmte Spannung und der Schaltkreisschalter wird eingeschaltet.
  • (9) Die Steuereinrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen Spannungserfassungsschaltkreis aufweisen, der dazu eingerichtet ist, eine Stromquellenspannung der Gleichstromquelle bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses zu erfassen, wobei der Schalter-Schaltkreis dazu eingerichtet ist, den Verbindungsschalter einzuschalten, wenn die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt, während die von dem Spannungserfassungsschaltkreis erfasste Stromquellenspannung kleiner als eine dritte vorbestimmte Spannung ist.
  • Gemäß dem vorstehenden Aspekt sinkt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses ansteigt. Darüber hinaus wird der Verbindungsschalter eingeschaltet, wenn die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt, während die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses kleiner oder gleich der dritten vorbestimmten Spannung ist. Daher wird der Verbindungsschalter eingeschaltet, wenn es sehr wahrscheinlich ist, dass die Spannung am ersten Anschluss zugenommen hat.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Konkrete Beispiele für ein Stromquellensystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt, sondern wird durch die Ansprüche definiert, und alle Änderungen, die in Hinblick auf Bedeutung und Umfang den Ansprüchen äquivalent sind, sollen von ihr umfasst sein.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Ausgestaltung des Stromquellensystems
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausgestaltung eines Hauptabschnitts eines Stromquellensystems 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Das Stromquellensystem 1 ist in einem Fahrzeug M installiert. Das Stromquellensystem 1 weist eine Gleichstromquelle 10, eine Steuereinrichtung 11, eine induktive Last 12 und einen Erdungsleiter 13 auf. Die Gleichstromquelle 10 ist zum Beispiel eine Batterie. Die induktive Last 12 weist einen Induktor 12a auf und ist zum Beispiel ein Motor. Der Erdungsleiter 13 ist zum Beispiel eine Karosserie des Fahrzeugs M. Das Stromquellensystem 1 ist durch Verbindung mit dem Erdungsleiter 13 geerdet.
  • Die positive Elektrode der Gleichstromquelle 10 ist mit der Steuereinrichtung 11 verbunden. Die Steuereinrichtung 11 ist ferner mit einem Ende der induktiven Last 12 und dem Erdungsleiter 13 verbunden. Das andere Ende der induktiven Last 12 und die negative Elektrode der Gleichstromquelle 10 sind mit dem Erdungsleiter 13 verbunden.
  • Die Steuereinrichtung 11 weist einen Stromversorgungsschalter 20 auf (siehe 2). Wenn der Stromversorgungsschalter 20, der ausgeschaltet gewesen ist, eingeschaltet wird, fließt ein Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 über den Stromversorgungsschalter 20, die induktive Last 12 und den Erdungsleiter 13, und zwar in dieser Reihenfolge, und als Ergebnis wird die induktive Last 12 mit Strom versorgt. Sobald die induktive Last 12 mit Strom versorgt wird, nimmt die induktive Last 12 den Betrieb auf. Der Stromversorgungsschalter 20 ist in einem Stromversorgungsweg von der Gleichstromquelle 10 zu der induktiven Last 12 angeordnet.
  • Wenn der Stromversorgungsschalter 20, der eingeschaltet gewesen ist, ausgeschaltet wird, wird die Stromversorgung von der Gleichstromquelle 10 zu der induktiven Last 12 gestoppt. Die induktive Last 12 stellt den Betrieb ein, wenn die Stromversorgung der induktiven Last 12 gestoppt wird. Die Steuereinrichtung 11 steuert die Stromversorgung von der Gleichstromquelle 10 zur induktiven Last 12 über den Stromversorgungsschalter 20 durch Ein- und Ausschalten des Stromversorgungsschalters 20.
  • Ausgestaltung der Steuereinrichtung 11
  • 2 ist ein Schaltbild der Steuereinrichtung 11. Die Steuereinrichtung 11 weist zusätzlich zum Stromversorgungsschalter 20 einen Entladeschalter 21, einen Verbindungsschalter 22, Stromversorgungswiderstände 23 und 24, Entladewiderstände 25 und 26, Verbindungswiderstände 27 und 28, einen Regler 29, einen Mikrocomputer 30, einen Ansteuerschaltkreis 31, einen Invertierer 32, eine Entladediode 33, eine Verbindungsdiode 34, einen Schalter-Schaltkreis 35, einen ersten Anschluss G1, einen zweiten Anschluss G2, einen Stromquellenanschluss Gb und einen Lastanschluss Gf auf. Der erste Anschluss G1 und der zweite Anschluss G2 sind mit dem Erdungsleiter 13 verbunden. Der Stromquellenanschluss Gb ist mit der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 verbunden. Der Lastanschluss Gf ist mit einem Ende der induktiven Last 12 verbunden. Wie vorstehend beschrieben ist, ist das andere Ende der induktiven Last 12 mit dem Erdungsleiter 13 verbunden.
  • Die induktive Last 12, der erste Anschluss G1 und der zweite Anschluss G2 sind an drei Positionen mit dem Erdungsleiter 13 verbunden. Es können auch zwei oder mehr aus induktiver Last 12, erstem Anschluss G1 und zweitem Anschluss G2 an der gleichen Position mit dem Erdungsleiter 13 verbunden sein.
  • Der Stromversorgungsschalter 20, der Entladeschalter 21 und der Verbindungsschalter 22 sind n-Kanal-Feldeffekttransistoren (FETs). In dem Stromversorgungsschalter 20 ist eine parasitäre Diode 20a ausgebildet. Die Kathode der parasitären Diode 20a ist mit dem Drain und die Anode der parasitären Diode 20a ist mit der Source des Stromversorgungsschalters 20 verbunden. Der Stromversorgungswiderstand 23 ist zwischen dem Gate und der Source des Stromversorgungsschalters 20 angeschlossen (dort verbunden). Darüber hinaus ist ein Ende des Stromversorgungswiderstands 24 mit dem Gate des Stromversorgungsschalters 20 verbunden.
  • In gleichartiger Weise ist im Entladeschalter 21 eine parasitäre Diode 21a ausgebildet. Die Kathode und die Anode der parasitären Diode 21a sind mit dem Drain bzw. der Source des Entladeschalters 21 verbunden. Der Entladewiderstand 25 ist zwischen dem Gate und der Source des Entladeschalters 21 angeschlossen. Darüber hinaus ist ein Ende des Entladewiderstands 26 mit dem Gate des Entladeschalters 21 verbunden. Im Verbindungsschalter 22 ist eine parasitäre Diode 22a ausgebildet. Die Kathode und Anode der parasitären Diode 22a sind mit dem Drain bzw. der Source des Verbindungsschalters 22 verbunden. Der Verbindungswiderstand 27 ist zwischen dem Gate und der Source des Verbindungsschalters 22 angeschlossen. Außerdem ist ein Ende des Verbindungswiderstands 28 mit dem Gate des Verbindungsschalters 22 verbunden.
  • Der Drain und die Source des Stromversorgungsschalters 20 sind mit dem Stromquellenanschluss Gb bzw. dem Lastanschluss Gf verbunden. Darüber hinaus ist der Drain des Stromversorgungsschalters 20 mit dem Regler 29 verbunden. Der Regler 29 ist mit dem Mikrocomputer 30 und dem ersten Anschluss G1 verbunden. Der Ansteuerschaltkreis 31 und der Invertierer 32 weisen jeweils einen Eingangs- und einen Ausgangsanschluss auf. Der Mikrocomputer 30 ist mit dem Eingangsanschluss des Ansteuerschaltkreises 31, dem Eingangsanschluss des Invertierers 32 und dem ersten Anschluss G1 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss des Ansteuerschaltkreises 31 ist mit dem anderen Ende des Stromversorgungswiderstands 24 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Invertierers 32 ist mit dem anderen Ende des Entladewiderstands 26 verbunden. Die Anode der Verbindungsdiode 34 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Mikrocomputer 30 und dem ersten Anschluss G1 verbunden. Die Kathode der Verbindungsdiode 34 ist mit dem Drain des Verbindungsschalters 22 verbunden. Die Source des Verbindungsschalters 22 ist mit dem zweiten Anschluss G2 verbunden. Die Kathode der Entladediode 33 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Stromversorgungsschalter 20 und dem Lastanschluss Gf verbunden. Der Verbindungsknoten zwischen dem Stromversorgungsschalter 20 und dem Lastanschluss Gf ist der Verbindungsknoten zwischen dem Stromversorgungsschalter 20 und der induktiven Last 12. Dementsprechend dient die Entladediode 33 als zweite Diode.
  • Die Anode der Entladediode 33 ist mit der Source des Entladeschalters 21 verbunden. Der Drain des Entladeschalters 21 ist mit dem zweiten Anschluss G2 verbunden. Der Schalter-Schaltkreis 35 ist mit dem anderen Ende des Verbindungswiderstands 28, dem ersten Anschluss G1 und dem zweiten Anschluss G2 verbunden.
  • Hierbei sind die Spannungen am Gate des Stromversorgungsschalters 20, des Entladeschalters 21 und des Verbindungsschalters 22 jeweils bezogen auf das Potenzial der jeweiligen Source als „Gate-Spannung“ definiert. Der Stromversorgungsschalter 20, der Entladeschalter 21 und der Verbindungsschalter 22 werden eingeschaltet, wenn die Gate-Spannung auf oder über eine bestimmte Spannung ansteigt. Das Gate des Verbindungsschalters 22 dient als Steueranschluss. Die bestimmte Spannung des Verbindungsschalters 22 entspricht einer „vorbestimmten Spannung“. Wenn der Stromversorgungsschalter 20, der Entladeschalter 21 und der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet sind, ist der Widerstandswert zwischen dem Drain und der Source des jeweiligen Schalters sehr klein. Aus diesem Grund kann ein Strom über den Drain und die Source fließen. Es ist zu beachten, dass die bestimmte Spannung eine positive Spannung ist.
  • Der Stromversorgungsschalter 20, der Entladeschalter 21 und der Verbindungsschalter 22 werden ausgeschaltet, wenn die Gate-Spannung auf oder unter eine bestimmte Spannung fällt. Wenn der Stromversorgungsschalter 20, der Entladeschalter 21 und der Verbindungsschalter 22 ausgeschaltet sind, ist der Widerstandswert zwischen dem Drain und der Source des jeweiligen Schalters sehr groß. Aus diesem Grund fließt kein Strom über den Drain und die Source.
  • Der Ansteuerschaltkreis 31 erhöht die Spannung am Gate des Stromversorgungsschalters 20 bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. Als Ergebnis steigt die Gate-Spannung des Stromversorgungsschalters 20 auf oder über eine bestimmte Spannung, und der Stromversorgungsschalter 20 wird eingeschaltet. Der Ansteuerschaltkreis 31 verringert die Spannung am Gate des Stromversorgungsschalters 20 bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. Als Ergebnis sinkt die Gate-Spannung des Stromversorgungsschalters 20 auf oder unter die bestimmte Spannung, und der Stromversorgungsschalter 20 wird ausgeschaltet. Wie vorstehend beschrieben ist, schaltet der Ansteuerschaltkreis 31 den Stromversorgungsschalter 20 ein oder aus.
  • Der Invertierer 32 gibt an seinem Ausgangsanschluss eine Low-Pegel-Spannung oder eine High-Pegel-Spannung bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2 aus. Die vom Invertierer 32 ausgegebene Low-Pegel-Spannung beträgt zum Beispiel 0 V. Die vom Invertierer 32 ausgegebene High-Pegel-Spannung ist zum Beispiel die Spannung über der Gleichstromquelle 10.
  • Wenn der Invertierer 32 seine Ausgangsspannung von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung umschaltet, steigt die Spannung am Gate des Entladeschalters 21 bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. Als Ergebnis steigt die Gate-Spannung des Entladeschalters 21 auf oder über eine bestimmte Spannung, und der Entladeschalter 21 wird eingeschaltet. Wenn der Invertierer 32 seine Ausgangsspannung von einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung umschaltet, sinkt die Spannung am Gate des Entladeschalters 21 bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. Als Ergebnis fällt die Gate-Spannung des Entladeschalters 21 unter die bestimmte Spannung, und der Entladeschalter 21 wird ausgeschaltet. Wie vorstehend beschrieben ist, schaltet der Invertierer 32 den Entladeschalter 21 durch Umschalten seiner Ausgangsspannung auf eine Low-Pegel-Spannung oder eine High-Pegel-Spannung ein oder aus.
  • Ein Strom fließt von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 über den Stromquellenanschluss Gb, den Regler 29, den ersten Anschluss G1, den Erdungsleiter 13 und die negative Elektrode der Gleichstromquelle 10, und zwar in dieser Reihenfolge, und als Ergebnis wird der Regler 29 mit Strom versorgt. Hier ist die Spannung an der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 als „Stromquellenspannung“ definiert. Der Regler 29 setzt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 auf eine bestimmte Sollspannung herunter und legt die durch das Heruntersetzen der Stromquellenspannung erhaltene Sollspannung an den Mikrocomputer 30 an. Das Referenzpotenzial der Sollspannung ist das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Durch das Anlegen der Sollspannung an den Mikrocomputer 30 wird der Mikrocomputer 30 mit Strom versorgt.
  • Während der Mikrocomputer 30 mit Strom versorgt wird, fließt wie durch Pfeile angezeigt ein Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 über den Stromquellenanschluss Gb, den Regler 29, den Mikrocomputer 30, den ersten Anschluss G1, den Erdungsleiter 13 und die negative Elektrode der Gleichstromquelle 10, und zwar in dieser Reihenfolge. Dementsprechend ist der erste Anschluss G1 stromabwärts des Mikrocomputers 30 in dem Stromweg angeordnet, über den der Strom durch den Mikrocomputer 30 fließt.
  • Der Mikrocomputer 30 gibt eine High-Pegel-Spannung oder eine Low-Pegel-Spannung an den Eingangsanschluss des Ansteuerschaltkreises 31 und den Eingangsanschluss des Invertierers 32 aus. Das Referenzpotenzial von High- und Low-Pegel-Spannungen, die vom Mikrocomputer 30 ausgegeben werden, ist das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Die High-Pegel-Spannung ist zum Beispiel die Sollspannung, die vom Regler 29 ausgegeben wird. Die Low-Pegel-Spannung beträgt zum Beispiel 0 V. Wenn der Mikrocomputer 30 seine Ausgangsspannung von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung umschaltet, schaltet der Ansteuerschaltkreis 31 den Stromversorgungsschalter 20 ein, und der Invertierer 32 schaltet seine Ausgangsspannung von einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung um. Als Ergebnis wird der Entladeschalter 21 ausgeschaltet.
  • Wenn der Mikrocomputer 30 seine Ausgangsspannung von einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung umschaltet, schaltet der Ansteuerschaltkreis 31 den Stromversorgungsschalter 20 aus, und der Invertierer 32 schaltet seine Ausgangsspannung von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung um. Als Ergebnis wird der Entladeschalter 21 eingeschaltet.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, schaltet der Mikrocomputer 30 seine Ausgangsspannung auf eine High-Pegel-Spannung um, wodurch er den Ansteuerschaltkreis 31 anweist, den Stromversorgungsschalter 20 einzuschalten, und außerdem den Invertierer 32 anweist, den Entladeschalter 21 auszuschalten. Ferner schaltet der Mikrocomputer 30 seine Ausgangsspannung auf eine Low-Pegel-Spannung um, wodurch er den Ansteuerschaltkreis 31 anweist, den Stromversorgungsschalter 20 auszuschalten, und außerdem den Invertierer 32 anweist, den Entladeschalter 21 einzuschalten.
  • Der Mikrocomputer 30 führt einen Stromversorgungssteuerprozess aus, um die Stromversorgung der induktiven Last 12 zu steuern. Der Mikrocomputer 30 dient als Prozessor. Der Mikrocomputer 30 steuert die Stromversorgung von der Gleichstromquelle 10 zur induktiven Last 12 durch Anweisen des Stromversorgungsschalters 20, sich ein- oder ausschalten.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm, das den Stromversorgungssteuerprozess veranschaulicht. 3 zeigt die Änderung der Ausgangsspannung des Mikrocomputers 30 und die Änderung des Zustands des Stromversorgungsschalters 20 und des Entladeschalters 21. Die horizontalen Achsen der Graphen stellen die Zeit dar. In 3 werden eine High-Pegel-Spannung und eine Low-Pegel-Spannung durch „H“ bzw. „L“ dargestellt.
  • Wenn der Mikrocomputer 30 seine Ausgangsspannung von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung umschaltet, schaltet der Ansteuerschaltkreis 31 den Stromversorgungsschalter 20 ein und der Invertierer 32 schaltet den Entladeschalter 21 aus. Als Ergebnis fließt ein Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 über den Stromversorgungsschalter 20, den Lastanschluss Gf, die induktive Last 12, den Erdungsleiter 13 und die negative Elektrode der Gleichstromquelle 10, und zwar in dieser Reihenfolge. Dementsprechend wird die induktive Last 12 mit Strom versorgt, und als Ergebnis nimmt die induktive Last 12 den Betrieb auf. Während die induktive Last 12 mit Strom versorgt wird, fließt ein Strom kontinuierlich durch den Induktor 12a und Energie wird im Induktor 12a gespeichert.
  • Die Anode der Entladediode 33 ist mit der Anode der parasitären Diode 21a des Entladeschalters 21 verbunden. Dementsprechend fließt kein Strom über die Entladediode 33, wenn der Entladeschalter 21 ausgeschaltet ist.
  • Wenn der Mikrocomputer 30 seine Ausgangsspannung von einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung umschaltet, schaltet der Ansteuerschaltkreis 31 den Stromversorgungsschalter 20 aus, und der Invertierer 32 schaltet den Entladeschalter 21 ein. Wenn der Stromversorgungsschalter 20 ausgeschaltet wird, wird der Stromfluss über die induktive Last 12 gestoppt. Als Ergebnis ist die Stromversorgung der induktiven Last 12 gestoppt und die induktive Last 12 stellt den Betrieb ein.
  • Wenn der Stromversorgungsschalter 20 ausgeschaltet wird, wird der Entladeschalter 21 eingeschaltet. Wenn der Entladeschalter 21 eingeschaltet ist, fließt ein Strom von dem einen Ende der induktiven Last 12 auf der Seite des Erdungsleiters 13 über den Erdungsleiter 13, den zweiten Anschluss G2, den Entladeschalter 21, die Entladediode 33, den Lastanschluss Gf und das andere Ende der induktiven Last 12, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis wird die im Induktor 12a gespeicherte Energie freigesetzt. Dementsprechend wird verhindert, dass die Spannung am Lastanschluss Gf bezogen auf das Potenzial des Erdungsleiters 13 stark reduziert wird.
  • Ausgestaltung des Schalter-Schaltkreises 35
  • 4 ist ein Schaltbild des Schalter-Schaltkreises 35. Der Schalter-Schaltkreis 35 weist einen ersten Schaltkreisschalter 41, einen zweiten Schaltkreisschalter 42, erste Schaltkreiswiderstände 43 und 44 und zweite Schaltkreiswiderstände 45 und 46 auf. Der erste Schaltkreisschalter 41 ist ein pnp-Bipolartransistor. Der zweite Schaltkreisschalter 42 ist ein npn-Bipolartransistor. Eine vorbestimmte Schaltkreisspannung Vc liegt am Emitter des ersten Schaltkreisschalters 41 an. Ein erstes Beispiel für die Schaltkreisspannung Vc ist die Spannung über der Gleichstromquelle 10. Ein zweites Beispiel für die Schaltkreisspannung Vc ist die vom Regler 29 ausgegebene Sollspannung.
  • Der Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41 ist mit dem anderen Ende des Verbindungswiderstands 28 verbunden. Das heißt, der Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41 ist über den Verbindungswiderstand 28 mit dem Gate des Verbindungsschalters 22 verbunden. Der erste Schaltkreiswiderstand 43 ist zwischen dem Emitter und der Basis des ersten Schaltkreisschalters 41 angeschlossen. Der erste Schaltkreiswiderstand 44 ist zwischen der Basis des ersten Schaltkreisschalters 41 und dem Kollektor des zweiten Schaltkreisschalters 42 angeschlossen. Der Emitter des zweiten Schaltkreisschalters 42 ist mit dem zweiten Anschluss G2 verbunden. Das heißt, der zweite Schaltkreisschalter 42 ist zwischen der Basis des ersten Schaltkreisschalters 41 und dem zweiten Anschluss G2 angeschlossen. Darüber hinaus ist der zweite Schaltkreiswiderstand 45 zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Schaltkreisschalters 42 angeschlossen. Die Basis des zweiten Schaltkreisschalters 42 ist ferner mit einem Ende des zweiten Schaltkreiswiderstands 46 verbunden. Das andere Ende des zweiten Schaltkreiswiderstands 46 ist mit dem ersten Anschluss G1 verbunden.
  • Für den ersten Schaltkreisschalter 41 und den zweiten Schaltkreisschalter 42 ist eine Spannung der Basis bezogen auf das Potenzial des Emitters als „Basis-Spannung“ definiert. Wenn die Basis-Spannung des ersten Schaltkreisschalters 41 kleiner oder gleich einer konstanten ersten Spannung ist, ist der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet. Die erste Spannung ist eine negative Spannung und entspricht einer zweiten vorbestimmten Spannung. Wenn der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet ist, ist der Widerstandswert zwischen dem Emitter und dem Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41 sehr klein. Dementsprechend fließt ein Strom über den Emitter und den Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41, und zwar in dieser Reihenfolge. Der Emitter des ersten Schaltkreisschalters 41 dient als Eingangsanschluss, an den der Strom eingegeben wird. Der Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41 dient als Ausgangsanschluss, von dem der Strom ausgegeben wird. Die Basis des ersten Schaltkreisschalters 41 dient als zweiter Steueranschluss.
  • Wenn die Basis-Spannung des ersten Schaltkreisschalters 41 die erste Spannung übersteigt, ist der erste Schaltkreisschalter 41 ausgeschaltet. Wenn der erste Schaltkreisschalter 41 ausgeschaltet ist, ist der Widerstandswert zwischen dem Emitter und dem Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41 sehr groß. In diesem Fall fließt kein Strom über den Emitter und den Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41.
  • Wenn die Basis-Spannung des zweiten Schaltkreisschalters 42 größer oder gleich einer bestimmten zweiten Spannung ist, ist der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet. Die zweite Spannung ist eine positive Spannung. Wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet ist, ist der Widerstandswert zwischen dem Kollektor und dem Emitter des zweiten Schaltkreisschalters 42 sehr klein. Dementsprechend fließt ein Strom über den Kollektor und den Emitter des zweiten Schaltkreisschalters 42, und zwar in dieser Reihenfolge. Der Kollektor des zweiten Schaltkreisschalters 42 dient als Eingangsanschluss, an den der Strom eingegeben wird. Der Emitter des zweiten Schaltkreisschalters 42 dient als Ausgangsanschluss, von dem der Strom ausgegeben wird.
  • Wenn die Basis-Spannung des zweiten Schaltkreisschalters 42 kleiner als die zweite Spannung ist, ist der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet. Wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet ist, ist der Widerstandswert zwischen dem Emitter und dem Kollektor des zweiten Schaltkreisschalters 42 sehr groß. Dementsprechend fließt kein Strom über den Emitter und Kollektor des zweiten Schaltkreisschalters 42.
  • Im Folgenden ist die Spannung am ersten Anschluss G1 bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2 als „Anschlussspannung“ definiert. Wenn der erste Anschluss G1 mit dem Erdungsleiter 13 verbunden ist, beträgt die Anschlussspannung 0 V. Wenn die Anschlussspannung 0 V beträgt, fließt kein Strom über die zweiten Schaltkreiswiderstände 45 und 46. Die Basis-Spannung des zweiten Schaltkreisschalters 42 beträgt dementsprechend 0 V. Das heißt, die Basis-Spannung des zweiten Schaltkreisschalters 42 ist kleiner als die zweite Spannung, die eine positive Spannung ist. Als Ergebnis wird der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet.
  • Wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet ist, fließt kein Strom über die ersten Schaltkreiswiderstände 43 und 44. Die Basis-Spannung des ersten Schaltkreisschalters 41 beträgt dementsprechend 0 V. Das heißt, die Basis-Spannung des ersten Schaltkreisschalters 41 übersteigt die erste Spannung, die eine negative Spannung ist. Als Ergebnis wird der erste Schaltkreisschalter 41 ausgeschaltet. Wenn der erste Schaltkreisschalter 41 ausgeschaltet ist, fließt kein Strom über die Verbindungswiderstände 27 und 28. Die Gate-Spannung des Verbindungsschalters 22 beträgt dementsprechend 0 V. Das heißt, die Gate-Spannung des Verbindungsschalters 22 ist kleiner als die bestimmte Spannung, die eine positive Spannung ist. Als Ergebnis wird der Verbindungsschalter 22 ausgeschaltet.
  • Wie oben beschrieben ist, ist auch der erste Schaltkreisschalter 41 ausgeschaltet, wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet ist. Darüber hinaus ist auch der Verbindungsschalter 22 ausgeschaltet, wenn der erste Schaltkreisschalter 41 ausgeschaltet ist.
  • Wenn der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt wird, endet der Stromfluss über den ersten Anschluss G1, und als Ergebnis steigt die Anschlussspannung an. Außerdem kann die Anschlussspannung ansteigen, wenn Störrauschen in den ersten Anschluss G1 gelangt. Wenn die Anschlussspannung 0 V übersteigt, fließt ein Strom über die zweiten Schaltkreiswiderstände 46 und 45 und den zweiten Anschluss G2, und zwar in dieser Reihenfolge, und als Ergebnis tritt ein Spannungsabfall am zweiten Schaltkreiswiderstand 45 auf. Als Ergebnis steigt die Basis-Spannung des zweiten Schaltkreisschalters 42 an. Wenn die Anschlussspannung gleich der Schwellenspannung ist, ist die Basis-Spannung des zweiten Schaltkreisschalters 42 gleich der zweiten Spannung.
  • Wenn die Anschlussspannung auf oder über die Schwellenspannung ansteigt, steigt die Basis-Spannung des zweiten Schaltkreisschalters 42 auf oder über die zweite Spannung an. Als Ergebnis wird der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet. Wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet ist, fließt ein Strom über die ersten Schaltkreiswiderstände 43 und 44, den zweiten Schaltkreisschalter 42, den zweiten Anschluss G2 und den Erdungsleiter 13, und zwar in dieser Reihenfolge. Dementsprechend tritt ein Spannungsabfall am ersten Schaltkreiswiderstand 43 auf. Dieser Spannungsabfall führt dazu, dass die Basis-Spannung des ersten Schaltkreisschalters 41 auf oder unter die erste Spannung sinkt. Daher wird, wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet wird, auch der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet.
  • Wenn der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet ist, fließt ein Strom über den ersten Schaltkreisschalter 41, die Verbindungswiderstände 28 und 27, den zweiten Anschluss G2 und den Erdungsleiter 13, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis tritt ein Spannungsabfall am Verbindungswiderstand 27 auf. Dieser Spannungsabfall führt dazu, dass die Gate-Spannung des Verbindungsschalters 22 auf oder über eine bestimmte Spannung ansteigt. Daher wird, wenn der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet wird, auch der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, ist auch der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet, wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet ist. Außerdem ist auch der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet, wenn der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet ist.
  • 5 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Schalter-Schaltkreises 35 veranschaulicht. 5 zeigt Änderungen in der Stromquellenspannung und der Anschlussspannung. Das Referenzpotenzial der in 5 gezeigten Stromquellenspannung ist das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Anschlussspannung die Spannung am ersten Anschluss G1 bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. 5 zeigt ferner die Zustandsänderung des zweiten Schaltkreisschalters 42, des ersten Schaltkreisschalters 41 und des Verbindungsschalters 22. Die horizontalen Achsen der fünf in 5 gezeigten Graphen stellen die Zeit dar. High- und Low-Pegel-Spannungen werden durch „H“ bzw. „L“ dargestellt.
  • Der Regler 29 setzt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 auf eine Sollspannung herunter. „Vs“ stellt die Sollspannung dar. „Vth“ stellt eine Schwellenspannung dar. „Vd“ ist eine Spannung über der Verbindungsdiode 34, wenn ein Strom zuerst über die Anode und dann die Kathode der Verbindungsdiode 34 fließt. Das heißt, Vd ist eine Vorwärtsspannung der Verbindungsdiode 34.
  • Nachstehend wird der Betrieb des Schalter-Schaltkreises 35 bei Abwesenheit von Störrauschen beschrieben. Wenn der erste Anschluss G1 mit dem Erdungsleiter 13 verbunden ist, beträgt die Anschlussspannung 0 V. Demgemäß ist die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 die Spannung über der Gleichstromquelle 10 und größer als die Sollspannung Vs. Wie vorstehend beschrieben ist, ist der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet, wenn die Anschlussspannung 0 V beträgt. Wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet ist, sind auch der erste Schaltkreisschalter 41 und der Verbindungsschalter 22 ausgeschaltet.
  • Wenn der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt wird, endet der Stromfluss über den ersten Anschluss G1, und als Ergebnis steigt die Anschlussspannung an. Wenn die Anschlussspannung ansteigt, sinkt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Wenn die Anschlussspannung auf oder über die Schwellenspannung Vth ansteigt, wird der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet. Als Ergebnis werden der erste Schaltkreisschalter 41 und der Verbindungsschalter 22 nacheinander eingeschaltet.
  • Wenn der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet ist, fließt ein Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 über den Stromquellenanschluss Gb, den Regler 29, die Verbindungsdiode 34, den Verbindungsschalter 22, den zweiten Anschluss G2 und die negative Elektrode der Gleichstromquelle 10, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis wird der Regler 29 mit Strom versorgt. Der Regler 29 setzt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 auf die Sollspannung Vs herunter und legt die Sollspannung Vs bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 an den Mikrocomputer 30 an. In diesem Fall fließt ein Strom von der positiven Elektrode der Gleichstromquelle 10 über den Stromquellenanschluss Gb, den Regler 29, den Mikrocomputer 30, die Verbindungsdiode 34, den Verbindungsschalter 22, den zweiten Anschluss G2 und die negative Elektrode der Gleichstromquelle 10, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis wird der Mikrocomputer 30 mit Strom versorgt.
  • Der zweite Schaltkreisschalter 42 wird eingeschaltet, bevor die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 unter die Sollspannung Vs sinkt. Dementsprechend schaltet der Schalter-Schaltkreis 35 den Verbindungsschalter 22 in einem Zustand ein, in dem die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 größer oder gleich der Sollspannung Vs ist. Selbst wenn der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt wird und die Anschlussspannung ansteigt, legt der Regler 29 daher fortgesetzt die Sollspannung Vs an den Mikrocomputer 30 an.
  • Wenn der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet wird, sinkt die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34. Wenn die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd sinkt, steigt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 an. Die Vorwärtsspannung Vd ist kleiner als die Schwellenspannung Vth. Wenn die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd sinkt, wird demgemäß der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet. Als Ergebnis werden der erste Schaltkreisschalter 41 und der Verbindungsschalter 22 nacheinander ausgeschaltet.
  • Wenn die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd sinkt, wird der Verbindungsschalter 22 in einem Zustand ausgeschaltet, in dem der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt ist. Als Ergebnis steigt die Anschlussspannung wieder an. Wenn die Anschlussspannung auf oder über die Schwellenspannung Vth ansteigt, sinkt die Anschlussspannung wieder auf die Vorwärtsspannung Vd. Wenn der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt ist, schwankt daher die Anschlussspannung zwischen der Vorwärtsspannung Vd und der Schwellenspannung Vth. Daher liegt am Mikrocomputer 30 fortgesetzt die Sollspannung Vs an.
  • Auch in einem Zustand, in dem der erste Anschluss G1 mit dem Erdungsleiter 13 verbunden ist, werden, wenn die Anschlussspannung aufgrund von Störrauschen auf oder über die Schwellenspannung ansteigt, der zweite Schaltkreisschalter 42, der erste Schaltkreisschalter 41 und der Verbindungsschalter 22 nacheinander eingeschaltet. Als Ergebnis sinkt die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd. Aus diesem Grund überschreitet die Anschlussspannung die Schwellenspannung Vth selbst dann nicht, wenn Störrauschen in den ersten Anschluss G1 gelangt.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet, wenn die Anschlussspannung auf oder über die Schwellenspannung Vth ansteigt. Wenn der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet wird, sinkt die Gate-Spannung des ersten Schaltkreisschalters 41 und wird kleiner oder gleich der ersten Spannung, die eine negative Spannung ist, und als Ergebnis wird der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet. Wenn der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet wird, schaltet der Schalter-Schaltkreis 35 den Verbindungsschalter 22 ein.
  • Es wird angemerkt, dass, wenn die Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34 größer oder gleich der Schwellenspannung Vth ist, die Anschlussspannung nach dem Einschalten des zweiten Schaltkreisschalters 42 auf der Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34 gehalten wird. Der zweite Schaltkreisschalter 42, der erste Schaltkreisschalter 41 und der Verbindungsschalter 22 werden im eingeschalteten Zustand gehalten und der zweite Schaltkreisschalter 42 wird nicht abwechselnd zwischen dem eingeschalteten und dem ausgeschalteten Zustand umgeschaltet.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, überschreitet in der Steuereinrichtung 11, selbst wenn die Anschlussspannung aufgrund der Trennung des ersten Anschlusses G1 vom Erdungsleiter 13 oder des Auftretens von Störrauschen ansteigt, die Anschlussspannung nicht die größere Spannung aus Schwellenspannung Vth und Vorwärtsspannung Vd, und es wird verhindert, dass die Anschlussspannung weiter ansteigt.
  • Anordnung von in der Steuereinrichtung 11 enthaltenen Komponenten
  • 6 ist ein Diagramm, das die Anordnung der in der Steuereinrichtung 11 enthaltenen Komponenten zeigt. Die Steuereinrichtung 11 weist eine erste Leiterplatte B1 und eine zweite Leiterplatte B2 auf. Die zweite Leiterplatte B2 unterscheidet sich von der ersten Leiterplatte B1. Der Regler 29 und der Mikrocomputer 30 sind auf der ersten Leiterplatte B1 angeordnet. Der Stromversorgungsschalter 20, der Entladeschalter 21, der Verbindungsschalter 22, der Ansteuerschaltkreis 31 und der Schalter-Schaltkreis 35 sind auf der zweiten Leiterplatte B2 angeordnet. Mit „der Schalter-Schaltkreis 35 ist angeordnet“ ist gemeint, dass der erste Schaltkreisschalters 41, der zweite Schaltkreisschalter 42, die ersten Schaltkreiswiderstände 43 und 44 und die zweiten Schaltkreiswiderstände 45 und 46, die im Schalter-Schaltkreis 35 enthalten sind, entsprechend angeordnet sind.
  • In 6 sind die Stromversorgungswiderstände 23 und 24, die Entladewiderstände 25 und 26, die Verbindungswiderstände 27 und 28, der Invertierer 32, die Entladediode 33, die Verbindungsdiode 34, der erste Anschluss G1, der zweite Anschluss G2, der Stromquellenanschluss Gb und der Lastanschluss Gf nicht gezeigt. Der erste Anschluss G1 ist auf der ersten Leiterplatte B1 angeordnet. Die Stromversorgungswiderstände 23 und 24, die Entladewiderstände 25 und 26, die Verbindungswiderstände 27 und 28, der Invertierer 32, die Entladediode 33, die Verbindungsdiode 34, der zweite Anschluss G2, der Stromquellenanschluss Gb und der Lastanschluss Gf sind auf der zweiten Leiterplatte B2 angeordnet. Die erste Leiterplatte B1 und die zweite Leiterplatte B2 sind durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann, wenn die Schaltkreiskomponenten auf der ersten Leiterplatte B1 und der zweiten Leiterplatte B2 angeordnet sind, zum Beispiel bei einem Ausfall des auf der zweiten Leiterplatte B2 angeordneten Stromversorgungsschalters 20 der Stromversorgungsschalter 20 durch Austausch der zweiten Leiterplatte B2 ausgetauscht werden, ohne den Regler 29 und den Mikrocomputer 30 auszutauschen.
  • Es wird angemerkt, dass der Verbindungsschalter 22, die Verbindungswiderstände 27 und 28, die Verbindungsdiode 34 und der Schalter-Schaltkreis 35 nicht darauf beschränkt sind, auf der zweiten Leiterplatte B2 angeordnet zu sein, sondern auch auf der ersten Leiterplatte B1 angeordnet sein können. Bei der Steuereinrichtung 11 ist die Anzahl von Leiterplatten, auf denen Schaltkreiskomponenten angeordnet sind, nicht auf zwei beschränkt, sondern kann auch eins oder drei oder mehr betragen. Die Schaltkreiskomponenten umfassen den Stromversorgungsschalter 20, den Entladeschalter 21, den Verbindungsschalter 22, den Regler 29, den Mikrocomputer 30, den Ansteuerschaltkreis 31, den Invertierer 32, die Entladediode 33, die Verbindungsdiode 34 und den Schalter-Schaltkreis 35, die in 2 veranschaulicht sind.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Im ersten Ausführungsbeispiel kann der Mikrocomputer 30 auch die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 überwachen.
  • Im Folgenden werden die Unterschiede eines zweiten Ausführungsbeispiels zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Nachfolgend nicht beschriebene Ausgestaltungen sind die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel. Aus diesem Grund tragen Bestandteile, die denen im ersten Ausführungsbeispiel gleichen, die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
  • Ausgestaltung der Steuereinrichtung 11
  • 7 ist ein Schaltbild einer Steuereinrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Steuereinrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die gleichen Komponenten wie die Steuereinrichtung 11 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Die Steuereinrichtung 11 weist ferner einen Spannungserfassungsschaltkreis 36 auf. Der Spannungserfassungsschaltkreis 36 weist Spannungsteilungswiderstände 50 und 51 auf. Ein Ende des Spannungsteilungswiderstands 50 ist mit dem Drain des Stromversorgungsschalters 20 verbunden. Das andere Ende des Spannungsteilungswiderstands 50 ist mit einem Ende des Spannungsteilungswiderstands 51 verbunden. Das andere Ende des Spannungsteilungswiderstands 51 ist mit dem ersten Anschluss G1 verbunden. Ein Verbindungsknoten zwischen dem Spannungsteilungswiderstand 50 und dem Spannungsteilungswiderstand 51 ist mit dem Mikrocomputer 30 verbunden.
  • Die Spannungsteilungswiderstände 50 und 51 teilen die Stromquellenspannung der Gleichstromquelle 10 bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Die geteilte Spannung, die durch das Teilen der Stromquellenspannung durch die Spannungsteilungswiderstände 50 und 51 erhalten wird, ist eine über dem Spannungsteilungswiderstand 51 abfallende Spannung und ist proportional zur Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Bei der geteilten Spannung handelt es sich um Stromquellenspannungsinformationen, die die Stromquellenspannung angeben. Wie vorstehend beschrieben ist, erfasst der Spannungserfassungsschaltkreis 36 die Stromquellenspannung der Gleichstromquelle 10 bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 und benachrichtigt den Mikrocomputer 30 über die erfasste Stromquellenspannung.
  • Ausgestaltung des Schalter-Schaltkreises 35
  • 8 ist ein Schaltbild eines Schalter-Schaltkreises 35. Der Schalter-Schaltkreis 35 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die gleichen Komponenten wie der Schalter-Schaltkreis 35 im ersten Ausführungsbeispiel auf. Der Schalter-Schaltkreis 35 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist ferner einen UND-Schaltkreis 47 und einen dritten Schaltkreiswiderstand 48 auf. Der UND-Schaltkreis 47 weist zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss auf. Der dritte Schaltkreiswiderstand 48 ist zwischen dem Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41 und dem zweiten Anschluss G2 angeschlossen.
  • Ein Eingangsanschluss des UND-Schaltkreises 47 ist mit dem Mikrocomputer 30 verbunden. Der andere Eingangsanschluss des UND-Schaltkreises 47 ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem ersten Schaltkreisschalter 41 und dem dritten Schaltkreiswiderstand 48 verbunden. Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist ein Ende des Verbindungswiderstands 28 mit dem Gate des Verbindungsschalters 22 verbunden. Der Ausgangsanschluss des UND-Schaltkreises 47 ist mit dem anderen Ende des Verbindungswiderstands 28 verbunden.
  • Wenn die von dem Spannungserfassungsschaltkreis 36 erfasste Stromquellenspannung größer oder gleich einer festgelegten Spannung ist, gibt der Mikrocomputer 30 eine Low-Pegel-Spannung an den Eingangsanschluss des UND-Schaltkreises 47 aus. Die festgelegte Spannung ist eine vorbestimmte Spannung und wird im Voraus festgelegt. Das Referenzpotenzial der vom Mikrocomputer 30 an den UND-Schaltkreis 47 eingegebenen Low-Pegel-Spannung ist das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Die Low-Pegel-Spannung beträgt zum Beispiel 0 V. Wenn die von dem Spannungserfassungsschaltkreis 36 erfasste Stromquellenspannung kleiner oder gleich der festgelegten Spannung ist, gibt der Mikrocomputer 30 eine High-Pegel-Spannung an den Eingangsanschluss des UND-Schaltkreises 47 aus. Das Referenzpotenzial der vom Mikrocomputer 30 an den UND-Schaltkreis 47 eingegebenen High-Pegel-Spannung ist ebenfalls das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Die High-Pegel-Spannung ist zum Beispiel die Sollspannung, die vom Regler 29 ausgegeben wird.
  • Die Spannung über dem dritten Schaltkreiswiderstand 48 wird an den UND-Schaltkreis 47 eingegeben. Im Folgenden wird die am dritten Schaltkreiswiderstand 48 abfallende Spannung als „Widerstandsspannung“ bezeichnet. Im UND-Schaltkreis 47 ist eine zweite Schwellenspannung festgelegt. Die zweite Schwellenspannung ist größer als 0 V und kleiner oder gleich der Schaltkreisspannung Vc.
  • Wenn die Eingangsspannung, die vom Mikrocomputer 30 an den UND-Schaltkreis 47 eingegeben wird, eine Low-Pegel-Spannung ist oder die Widerstandsspannung kleiner als die zweite Schwellenspannung ist, gibt der UND-Schaltkreis 47 an seinem Ausgangsanschluss eine Low-Pegel-Spannung aus. Das Referenzpotenzial der vom UND-Schaltkreis 47 ausgegebenen Low-Pegel-Spannung ist das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. Die Low-Pegel-Spannung beträgt zum Beispiel 0 V. Wenn die vom UND-Schaltkreis 47 ausgegebene Spannung eine Low-Pegel-Spannung ist, fließt kein Strom über die Verbindungswiderstände 27 und 28. Die Gate-Spannung des Verbindungsschalters 22 beträgt dementsprechend 0 V. Das heißt, die Gate-Spannung des Verbindungsschalters 22 ist kleiner als eine bestimmte Spannung, die eine positive Spannung ist. Als Ergebnis wird der Verbindungsschalter 22 ausgeschaltet.
  • Wenn die Eingangsspannung, die vom Mikrocomputer 30 an den UND-Schaltkreis 47 eingegeben wird, eine High-Pegel-Spannung ist und die Widerstandsspannung größer oder gleich der zweiten Schwellenspannung ist, gibt der UND-Schaltkreis 47 an seinem Ausgangsanschluss eine High-Pegel-Spannung aus. Das Referenzpotenzial der vom UND-Schaltkreis 47 ausgegebenen High-Pegel-Spannung ist das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. Ein erstes Beispiel für die High-Pegel-Spannung ist die Spannung über der Gleichstromquelle 10. Ein zweites Beispiel für die High-Pegel-Spannung ist die vom Regler 29 ausgegebene Sollspannung.
  • Wenn der UND-Schaltkreis 47 eine High-Pegel-Spannung ausgibt, fließt ein Strom über die Verbindungswiderstände 28 und 27, den zweiten Anschluss G2 und den Erdungsleiter 13, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis tritt ein Spannungsabfall am Verbindungswiderstand 27 auf. Dieser Spannungsabfall führt dazu, dass die Gate-Spannung des Verbindungsschalters 22 auf oder über eine bestimmte Spannung ansteigt. Dementsprechend ist der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet, wenn der UND-Schaltkreis 47 eine High-Pegel-Spannung ausgibt.
  • 9 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Schalter-Schaltkreises 35 veranschaulicht. 9 zeigt die Änderungen in der Stromquellenspannung, der Anschlussspannung und der an den UND-Schaltkreis 47 eingegebenen Spannung. Das Referenzpotenzial der in 9 gezeigten Stromquellenspannung ist das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist die Anschlussspannung die Spannung am ersten Anschluss G1 bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses G2. 9 zeigt ferner Zustandsänderungen des ersten Schaltkreisschalters 41, des zweiten Schaltkreisschalters 42 und des Verbindungsschalters 22. Die horizontalen Achsen der fünf in 9 gezeigten Graphen stellen die Zeit dar. High- und Low-Pegel-Spannungen werden durch „H“ bzw. „L“ dargestellt.
  • Wie in 5 sind „Vs“, „Vth“ und „Vd“ die Sollspannung, die Schwellenspannung bzw. die Vorwärtsspannung der Verbindungsdiode 34. Außerdem ist „Vr“ eine festgelegte Spannung.
  • Im Folgenden wird der Betrieb des Schalter-Schaltkreises 35 für einen Fall beschrieben, in dem kein Störrauschen erzeugt wird und die Schwellenspannung die Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34 übersteigt. Wenn der erste Anschluss G1 mit dem Erdungsleiter 13 verbunden ist, beträgt die Anschlussspannung 0 V. Demgemäß ist die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 die Spannung über der Gleichstromquelle 10 und ist größer als die festgelegte Spannung Vr. Hier ist die Sollspannung Vs größer als die festgelegte Spannung Vr. Daher ist die Eingangsspannung, die vom Mikrocomputer 30 an den UND-Schaltkreis 47 eingegeben wird, eine Low-Pegel-Spannung.
  • Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, sind bei einer Anschlussspannung von 0 V der erste Schaltkreisschalter 41, der zweite Schaltkreisschalter 42 und der Verbindungsschalter 22 ausgeschaltet. Dementsprechend fließt kein Strom über den dritten Schaltkreiswiderstand 48, und als Ergebnis beträgt die Widerstandsspannung 0 V und ist kleiner als die zweite Schwellenspannung. Daher ist die vom UND-Schaltkreis 47 ausgegebene Spannung eine Low-Pegel-Spannung, und der Verbindungsschalter 22 ist ausgeschaltet.
  • Wenn der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt wird, endet der Stromfluss über den ersten Anschluss G1, und als Ergebnis steigt die Anschlussspannung an. Wenn die Anschlussspannung ansteigt, sinkt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1. Wenn die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 unter die festgelegte Spannung Vr fällt, wird die Eingangsspannung, die vom Mikrocomputer 30 an den UND-Schaltkreis 47 eingegeben wird, von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung umgeschaltet.
  • Wenn die Anschlussspannung in einem Zustand, in dem die an den UND-Schaltkreis 47 eingegebene Eingangsspannung eine High-Pegel-Spannung ist, auf oder über die Schwellenspannung Vth ansteigt, wird der zweite Schaltkreisschalter 42 eingeschaltet. Als Ergebnis wird der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet. Wenn der erste Schaltkreisschalter 41 eingeschaltet ist, fließt ein Strom über den ersten Schaltkreisschalter 41, den dritten Schaltkreiswiderstand 48, den zweiten Anschluss G2 und den Erdungsleiter 13, und zwar in dieser Reihenfolge. Als Ergebnis steigt die Widerstandsspannung von 0 V auf die Schaltkreisspannung Vc an. In diesem Fall ist die Schaltkreisspannung Vc größer oder gleich der zweiten Schwellenspannung, und als Ergebnis schaltet der UND-Schaltkreis 47 seine Ausgangsspannung von einer Low-Pegel-Spannung auf eine High-Pegel-Spannung um. Als Ergebnis wird der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet.
  • Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, sinkt die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34, wenn der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet ist. Wenn die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd sinkt, wird der zweite Schaltkreisschalter 42 ausgeschaltet. Als Ergebnis wird der erste Schaltkreisschalter 41 ausgeschaltet, und die Widerstandsspannung sinkt von der Schaltkreisspannung Vc auf 0 V. Als Ergebnis schaltet der UND-Schaltkreis 47 seine Ausgangsspannung von einer High-Pegel-Spannung auf eine Low-Pegel-Spannung um, und der Verbindungsschalter 22 wird ausgeschaltet. Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, steigt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1, wenn die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd sinkt. Daher steigt die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 nicht auf oder über die festgelegte Spannung Vr.
  • Wenn der Verbindungsschalter 22 in einem Zustand, in dem der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt ist, ausgeschaltet wird, steigt die Anschlussspannung wieder an. Wenn die Anschlussspannung in einem Zustand, in dem die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 kleiner als die festgelegte Spannung Vr ist, auf oder über die Schwellenspannung Vth ansteigt, sinkt die Anschlussspannung wieder auf die Vorwärtsspannung Vd. Wenn der erste Anschluss G1 vom Erdungsleiter 13 getrennt ist, schwankt daher die Anschlussspannung zwischen der Vorwärtsspannung Vd und der Schwellenspannung Vth. Daher liegt am Mikrocomputer 30 fortgesetzt die Sollspannung Vs an.
  • Auch wenn der erste Anschluss G1 mit dem Erdungsleiter 13 verbunden ist, wird der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet, wenn aufgrund von Störrauschen die Anschlussspannung auf oder über die Schwellenspannung ansteigt und die Stromquellenspannung bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses G1 auf oder unter die festgelegte Spannung Vr sinkt. Als Ergebnis sinkt die Anschlussspannung auf die Vorwärtsspannung Vd. Aus diesem Grund überschreitet die Anschlussspannung die Schwellenspannung Vth selbst dann nicht, wenn Störrauschen in den ersten Anschluss G1 gelangt.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, schaltet der Schalter-Schaltkreis 35 den Verbindungsschalter ein, wenn die Anschlussspannung in einem Zustand, in dem die von dem Spannungserfassungsschaltkreis 36 erfasste Stromquellenspannung kleiner als die festgelegte Spannung Vr ist, auf oder über die Schwellenspannung Vth ansteigt. Dementsprechend wird der Verbindungsschalter 22 eingeschaltet, wenn es sehr wahrscheinlich ist, dass die Spannung am ersten Anschluss zugenommen hat. Es wird angemerkt, dass die festgelegte Spannung Vr einer dritten vorbestimmten Spannung entspricht.
  • Hierbei kann die festgelegte Spannung Vr eine beliebige Spannung größer als die Stromquellenspannung sein, wenn die Anschlussspannung die Schwellenspannung Vth ist. Dementsprechend kann die festgelegte Spannung Vr kleiner oder gleich der Stromquellenspannung sein, wenn die Anschlussspannung die Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34 ist. Auch bei dieser Ausgestaltung werden der zweite Schaltkreisschalter 42, der erste Schaltkreisschalter 41 und der Verbindungsschalter 22 wechselweise ein- und ausgeschaltet.
  • Hierbei wird angenommen, dass die Stromquellenspannung, wenn die Anschlussspannung die Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34 ist, größer oder gleich der festgelegten Spannung Vr ist und die Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34 größer oder gleich der Schwellenspannung Vth ist. In diesem Fall wird nach dem Einschalten des zweiten Schaltkreisschalters 42 die Anschlussspannung auf der Vorwärtsspannung Vd der Verbindungsdiode 34 gehalten. Der zweite Schaltkreisschalter 42, der erste Schaltkreisschalter 41 und der Verbindungsschalter 22 werden im eingeschalteten Zustand gehalten und der zweite Schaltkreisschalter 42 wird nicht abwechselnd zwischen dem eingeschalteten und dem ausgeschalteten Zustand umgeschaltet.
  • Die Steuereinrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt ähnliche Effekte wie die Steuereinrichtung 11 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme des Effekts, der dadurch erzielt wird, dass der Kollektor des ersten Schaltkreisschalters 41 mit dem Verbindungswiderstand 28 verbunden ist.
  • Abwandlungen
  • Bei dem Schalter-Schaltkreis 35 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der erste Schaltkreisschalter 41 nicht auf einen pnp-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann zum Beispiel auch ein p-Kanal-FET sein. Der zweite Schaltkreisschalter 42 ist nicht auf einen npn-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann auch ein n-Kanal-FET oder ein Isoliertes-Gate-Bipolartransistor (IGBT) sein. Der Schalter-Schaltkreis 35 kann den Verbindungsschalter 22 einschalten, wenn die Anschlussspannung auf oder über die Schwellenspannung ansteigt. Daher ist die Ausgestaltung des Schalter-Schaltkreises 35 nicht auf die Ausgestaltung mit dem ersten Schaltkreisschalter 41 und dem zweiten Schaltkreisschalter 42 beschränkt.
  • In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel sind der Stromversorgungsschalter 20 und der Verbindungsschalter 22 nicht auf n-Kanal-FETs beschränkt, sondern können auch p-Kanal-FETs, Bipolartransistoren oder dergleichen sein. Wenn der Verbindungsschalter 22 ein p-Kanal-FET ist, unterscheidet sich die Ausgestaltung des Schalter-Schaltkreises 35 von der Ausgestaltung mit dem ersten Schaltkreisschalter 41 und dem zweiten Schaltkreisschalter 42. Der Entladeschalter 21 ist nicht auf einen n-Kanal-FET beschränkt, sondern kann zum Beispiel auch ein npn-Bipolartransistor sein.
  • In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Last, die von der Gleichstromquelle 10 mit Strom versorgt wird, nicht auf eine induktive Last 12 beschränkt, sondern kann auch eine Last sein, die keinen Induktor 12a aufweist. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 11 auch nicht den Entladeschalter 21, die Entladewiderstände 25 und 26, den Invertierer 32 und die Entladediode 33 aufweisen. Darüber hinaus besteht in der Steuereinrichtung 11 keine direkte Verbindung zwischen dem Lastanschluss Gf und dem zweiten Anschluss G2.
  • In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 11 nicht auf eine Einrichtung zur Steuerung einer Stromversorgung beschränkt. Die Steuereinrichtung 11 kann eine beliebige Einrichtung sein, die dazu eingerichtet ist, eine Steuerung durchzuführen. In diesem Fall führt der Mikrocomputer 30 einen Steuerprozess aus, der sich von dem Prozess zur Steuerung einer Stromversorgung unterscheidet. Dieser Prozess ist zum Beispiel ein Prozess zur Übertragung eines Steuersignals, das die Steuerung des Fahrzeugs M betrifft. Wenn der Mikrocomputer 30 einen Steuerprozess ausführt, der sich von dem Prozess zur Steuerung einer Stromversorgung unterscheidet, weist die Steuereinrichtung 11 den Stromversorgungsschalter 20, den Entladeschalter 21, die Stromversorgungswiderstände 23 und 24, die Entladewiderstände 25 und 26, den Ansteuerschaltkreis 31 und den Invertierer 32 nicht auf.
  • Die offenbarten ersten und zweiten Ausführungsbeispiele sind in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch den Umfang der Ansprüche und nicht durch die Bedeutung der vorstehenden Beschreibung angegeben und soll alle Änderungen umfassen, die hinsichtlich Bedeutung und Umfang dem Umfang der Ansprüche äquivalent sind.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Stromquellensystem
    10
    Gleichstromquelle
    11
    Steuereinrichtung
    12
    induktive Last
    12a
    Induktor
    13
    Erdungsleiter
    20
    Stromversorgungsschalter
    20a, 21a, 22a
    parasitäre Diode
    21
    Entladeschalter
    22
    Verbindungsschalter
    23, 24
    Stromversorgungswiderstand
    25, 26
    Entladewiderstand
    27, 28
    Verbindungswiderstand
    29
    Regler
    30
    Mikrocomputer (Prozessor)
    31
    Ansteuerschaltkreis
    32
    Invertierer
    33
    Entladediode (zweite Diode)
    34
    Verbindungsdiode
    35
    Schalter-Schaltkreis
    36
    Spannungserfassungsschaltkreis
    41
    erster Schaltkreisschalter
    42
    zweiter Schaltkreisschalter
    43, 44
    erster Schaltkreiswiderstand
    45, 46
    zweiter Schaltkreiswiderstand
    47
    UND-Schaltkreis
    48
    dritter Schaltkreiswiderstand
    50, 51
    Teilungswiderstand
    B1
    erste Leiterplatte
    B2
    zweite Leiterplatte
    G1
    erster Anschluss
    G2
    zweiter Anschluss
    Gb
    Stromquellenanschluss
    Gf
    Lastanschluss
    M
    Fahrzeug
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2021180489 [0002]
    • JP 2014103507 A [0004]

Claims (9)

  1. Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Prozessor, der dazu eingerichtet ist, einen Prozess auszuführen; einen ersten Anschluss, der stromabwärts des Prozessors in einem Stromweg angeordnet ist, über den ein Strom durch den Prozessor fließt; eine Diode mit einer Anode, die mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Prozessor und dem ersten Anschluss verbunden ist; einen Verbindungsschalter, dessen eines Ende mit einer Kathode der Diode verbunden ist; einen zweiten Anschluss, der mit dem anderen Ende des Verbindungsschalters verbunden ist; und einen Schalter-Schaltkreis, der dazu eingerichtet ist, den Verbindungsschalter einzuschalten, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über eine Schwellenspannung ansteigt.
  2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Stromversorgungsschalter, der in einem Stromversorgungsweg von einer Gleichstromquelle zu einer Last angeordnet ist, wobei der Prozessor dazu eingerichtet ist, anzuweisen, dass der Stromversorgungsschalter ein- oder ausgeschaltet wird.
  3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend: eine erste Leiterplatte, auf der der Prozessor angeordnet ist; und eine zweite Leiterplatte, die sich von der ersten Leiterplatte unterscheidet und auf der der Stromversorgungsschalter angeordnet ist.
  4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend: eine zweite Diode mit einer Kathode, die mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Stromversorgungsschalter und der Last verbunden ist; und einen zweiten Verbindungsschalter, der zwischen einer Anode der zweiten Diode und dem zweiten Anschluss angeschlossen ist, wobei die Last einen Induktor aufweist.
  5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Prozessor dazu eingerichtet ist: beim Anweisen, dass der Stromversorgungsschalter eingeschaltet wird, anzuweisen, dass der zweite Verbindungsschalter eingeschaltet wird, und beim Anweisen, dass der Stromversorgungsschalter ausgeschaltet wird, anzuweisen, dass der zweite Verbindungsschalter ausgeschaltet wird.
  6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: einen Regler, der dazu eingerichtet ist, eine Stromquellenspannung der Gleichstromquelle bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses auf eine Sollspannung herunterzusetzen und die Sollspannung an den Prozessor anzulegen, wobei der Schalter-Schaltkreis dazu eingerichtet ist, den Verbindungsschalter einzuschalten, während die Stromquellenspannung größer oder gleich der Sollspannung ist.
  7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: einen Widerstand, dessen eines Ende mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, wobei der Verbindungsschalter einen Steueranschluss aufweist, das andere Ende des Widerstands mit dem Steueranschluss des Verbindungsschalters verbunden ist, der Verbindungsschalter eingeschaltet wird, wenn eine Spannung am Steueranschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über eine vorbestimmte Spannung ansteigt, der Schalter-Schaltkreis einen Schaltkreisschalter aufweist, der einen Eingangsanschluss, an den ein Strom eingegeben wird, und einen Ausgangsanschluss, von dem ein Strom ausgegeben wird, aufweist, der Ausgangsanschluss des Schaltkreisschalters mit dem Steueranschluss des Verbindungsschalters verbunden ist, eine Schaltkreisspannung an dem Eingangsanschluss des Schaltkreisschalters anliegt und der Schaltkreisschalter eingeschaltet wird, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt.
  8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, wobei der Schaltkreisschalter einen zweiten Steueranschluss aufweist, der Schaltkreisschalter eingeschaltet ist, wenn eine Spannung am zweiten Steueranschluss bezogen auf das Potenzial des Eingangsanschlusses kleiner oder gleich einer zweiten vorbestimmten Spannung ist, der Schalter-Schaltkreis aufweist: einen Schaltkreiswiderstand, der zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Steueranschluss des Schaltkreisschalters angeschlossen ist; und einen zweiten Schaltkreisschalter, der zwischen dem zweiten Steueranschluss des Schaltkreisschalters und dem zweiten Anschluss angeschlossen ist, und der zweite Schaltkreisschalter eingeschaltet wird, wenn eine Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt.
  9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: einen Spannungserfassungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, eine Stromquellenspannung der Gleichstromquelle bezogen auf das Potenzial des ersten Anschlusses zu erfassen, wobei der Schalter-Schaltkreis dazu eingerichtet ist, den Verbindungsschalter einzuschalten, wenn die Spannung am ersten Anschluss bezogen auf das Potenzial des zweiten Anschlusses auf oder über die Schwellenspannung ansteigt, während die von dem Spannungserfassungsschaltkreis erfasste Stromquellenspannung kleiner als eine dritte vorbestimmte Spannung ist.
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