DE102008037400A1 - Lasttreiber mit Drahtbruch-Erfassungsschaltung - Google Patents

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Abstract

Ein Lasttreiber weist einen Transistor, der in Reihe zu einer Last gekoppelt ist, eine Steuerschaltung zum Steuern des Transistors und eine Drahtbruch-Erfassungsschaltung auf. Die Drahtbruch-Erfassungsschaltung weist eine Strom-Erfassungsvorrichtung und eine Drahtbruch-Erfassungseinrichtung auf. Die Strom-Erfassungsvorrichtung ist zwischen einen ersten Punkt in einem Draht, der die Steuerschaltung mit einem Masseanschluss verbindet, und einen zweiten Punkt in einem Pfad gekoppelt, durch welchen ein Laststrom fließt. Die Drahtbruch-Erfassungseinrichtung bestimmt, dass ein Bruch des Drahts auftritt, wenn die Strom-Erfassungsvorrichtung einen elektrischen Strom erfasst, der von dem ersten Punkt zu dem zweiten Punkt fließt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lasttreiber mit einer Drahtbruch-Erfassungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Bruch eines Drahts zu erfassen, der ein Bezugspotential an einen Lasttreiber anlegt.
  • Eine Brennkraftmaschine weist einen Katalysator auf, der in ihrer Abgasleitung angeordnet ist, um ein Abgas zu reinigen.
  • Jedoch können die Katalysatoren außer Stande sein, das Abgas ausreichend zu reinigen, wenn eine Temperatur des Abgases während zum Beispiel des Kaltstarts der Brennkraftmaschine nicht ausreichend hoch ist.
  • 6 stellt ein Sekundärluft-Zufuhrsystem 9 im Stand der Technik dar, das zum Beispiel in der US 7 100 368 offenbart ist, die der JP-A-2005-307957 entspricht. In dem Sekundärluft-Zufuhrsystem 9 wird Sekundärluft unter Verwendung einer Luftpumpe und eines Schaltventils in die Abgasleitung stromaufwärts des Katalysators zugeführt. Daher wird die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas erhöht und wird demgemäß das Luft/Kraftststoffverhältnis des Abgases erhöht. Als Ergebnis wird eine Sekundärverbrennung, wie zum Beispiel von HC und CO, in dem Abgas begünstigt, so dass das Abgas gereinigt werden kann. Weiterhin kann der Katalysator schnell aktiviert werden, da die Temperatur des Abgases ansteigt.
  • Genauer gesagt befindet sich in dem Sekundärluft-Zufuhrsystem 9 ein Luftfilter 3 auf der stromaufwärtigen Seite einer Einlassleitung 2 einer mehrzylindrischen Maschine 1. Ein Drosselventil 4 befindet sich bezüglich des Luftfilters 3 auf der stromabwärtigen Seite der Einlassleitung 2. Ein Kraftstoffeinspritzventil (nicht gezeigt) befindet sich in der Nähe einer Einlassöffnung eines Ansaugstutzens 5 der Maschine 1. Ein Katalysator 7 befindet sich in einer Auslassleitung 6 der Maschine 1, um das Abgas zu reinigen. Ein Sauerstoff- bzw. O2-Sensor 8 befindet sich bezüglich des Katalysators 7 auf der stromaufwärtigen Seite der Auslassleitung 6 und misst eine Sauerstoffkonzentration in dem Abgas.
  • Eine Sekundärluft-Zufuhrleitung 11 verbindet die stromaufwärtige Seite der Einlassleitung 2 bezüglich des Drosselventils 4 mit der stromaufwärtigen Seite der Auslassleitung 6 bezüglich des O2-Sensors 8. Eine Luftpumpe 12, ein elektromagnetisches Ventil 13 und ein Rückschlagventil 14 befinden sich in der Sekundärluft-Zufuhrleitung 11 in der erwähnten Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Sekundärluft-Zufuhrleitung 11. Die Luftpumpe 12 wird von einem Motor 12a angetrieben und das elektromagnetische Ventil 13 wird von einer elektromagnetischen Spule 13a angesteuert. Ein Drucksensor 15 befindet sich zwischen der Luftpumpe 12 und dem elektromagnetischen Ventil 13.
  • Ein Lufteinlasstreiber bzw. AID 16 treibt die Luftpumpe 12 und das elektromagnetische Ventil 13 gemäß einem Anweisungssignal an, das von einer elektronischen Steuereinheit 17 der Maschine bzw. Maschinen-ECU 17 empfangen wird. Die Maschinen-ECU 17 empfängt Sensorsignale von dem O2-Sensor 8 und dem Drucksensor 15.
  • Wie es in 7 gezeigt ist, welche teilweise 4 der US 7 100 368 entspricht, nimmt der Lufteinlasstreiber 16 elektrische Energie von einer Batterie 18 eines Fahrzeugs über eine Sicherung (nicht gezeigt) und ein Relais (nicht gezeigt) auf, das durch einen Zündschalter (nicht gezeigt) ein- und ausgeschaltet wird. Der Motor 12a zum Antreiben der Luftpumpe 12 nimmt elektrische Energie von der Batterie 18 über einen N-Kanal-Leistungs-MOSFET 19 auf, der in dem Lufteinlasstreiber 16 enthalten ist. Die elektromagnetische Spule 13a zum Ansteuern des elektromagnetischen Ventils 13 nimmt elektrische Energie von der Batterie 18 durch einen N-Kanal-Leistungs-MOSFET 20 auf, der in dem Lufteinlasstreiber 16 enthalten ist.
  • Die Maschinen-ECU 17 gibt ein Pumpenansteuersignal SIP und ein Ventilansteuersignal SIV zu dem Lufteinlasstreiber 16 aus. Eine Steuerschaltung 21 des Lufteinlasstreibers 16 gibt die Ansteuersignale SIP, SIV zu den MOSFETs 19 bzw. 20 aus. Genauer gesagt sind die Sources der MOSFETs 19, 20 über einen Energieversorgungsanschluss BATT des Lufteinlasstreibers 16 mit einem positiven Anschluss der Batterie 18 gekoppelt. Der Drain des MOSFET 19 ist über einen Ausgangsanschluss VP des Lufteinlasstreibers 16 mit einem positiven Anschluss des Motors 12a gekoppelt. Der Drain des MOSFET 20 ist über einen Ausgangsanschluss VV des Lufteinlasstreibers 16 mit einem positiven Anschluss des elektromagnetischen Ventils 13a gekoppelt. Auf diese Weise ist jeder der MOSFETs 19, 20 mit einem sogenannten Aufbau zum Treiben einer hohen Seite gekoppelt.
  • Das Gate des MOSFET 19 ist durch einen Widerstand 22 mit einem Masseanschluss GND des Lufteinlasstreibers 16 gekoppelt. Der Masseanschluss GND ist mit einer Karosseriemasse E gekoppelt und wird als eine Schaltungsmasse des Lufteinlasstreibers 16 verwendet. Eine Reihenschaltung eines NPN-Transistors 23 und einer Diode 24 ist zwischen das Gate des MOSFET 19 und den Ausgangsanschluss VP gekoppelt. Die Basis des Transistors 23 ist durch einen veränderbaren Widerstand 25 mit dem Masseanschluss GND gekoppelt.
  • Wenn ein Bruch eines Massedrahts auftritt, der den Masseanschluss GND mit der Karosseriemasse E verbindet, fließt ein elektrischer Strom durch den veränderbaren Widerstand 25 in die Basis des Transistors 23. Da der elektrische Strom eine Amplitude aufweist, die einer Stromaufnahme des Lufteinlasstreibers 16 entspricht (zum Beispiel einige wenige zehn Milliampere), wird der Transistor 23 eingeschaltet. Als Ergebnis wird ein Gatepotential des MOSFET 19 bezüglich eines Potentials des Ausgangsanschlusses VP die Summe einer Durchlassspannung VF der Diode und einer Kollektor/Emitterspannung VCE des Transistors 23. Das heißt, eine Gate/Sourcespannung des MOSFET 19 wird VF + VCE (zum Beispiel ungefähr 0,7 Volt). Deshalb wird, wenn der Bruch des Massedrahts auftritt, der MOSFET 19 ausgeschaltet, so dass der Motor gestoppt werden kann.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Idee erdacht, dass bewirkt wird, dass die Steuerschaltung 21 des Lufteinlasstreibers 16 ein Diagnosesignal bei dem Ereignis des Bruchs des Massedrahts zum Beispiel durch Hinzufügen einer Diagnoseschaltung 29 zu der Steuerschaltung 21 zu der Maschinen-ECU 17 ausgibt. Wie es in 7 gezeigt ist, weist die Diagnoseschaltung 29 einen Widerstand 26 und NPN-Transistoren 27, 28 auf. Der Widerstand 26 und der Transistor 27 sind zwischen einem Diag-Ausgangsanschluss DI und dem Masseanschluss GND des Lufteinlasstreibers 16 in Reihe gekoppelt. Der Transistor 28 ist zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors 27 gekoppelt. Das heißt, die Transistoren 27, 28 sind in einem Darlington-Aufbau gekoppelt. Ein elektrischer Strom wird der Basis des Transistors 28 kontinuierlich von einer Stromquelle (nicht gezeigt) zugeführt.
  • Das Diagnosesignal wird auf die folgende Weise von der Diagnoseschaltung 29 zu der Maschinen-ECU 17 ausgegeben. Wenn der Bruch des Massedrahts auftritt, wird der Transistor 23 eingeschaltet und steigt das Potential der Schaltungsmasse an. Als Ergebnis wird in dem Lufteinlasstreiber 16 ein Gatesignal derart an den MOSFET 19 angelegt, dass der MOSFET 19 eingeschaltet werden kann. Deshalb fließt ein elektrischer Strom IP durch einen Pfad, der durch eine gestrichelte Linie in 7 gezeigt ist. Als Ergebnis wird das Potential der Schaltungsmasse „Vvp + 2VF + R1 × IP", wobei Vvp das Potential des Ausgangsanschlusses VP darstellt und R1 einen Widerstandswert des veränderbaren Widerstands 25 darstellt.
  • Unter normalen Bedingungen wird ein Spannungspegel des Diag-Ausgangsanschlusses D1 bezüglich der Schaltungsmasse durch die Summe einer Kollektor/Emitterspannung VCE des Transistors 27 und eines Spannungsabfalls über dem Widerstand 26 bestimmt, durch welchen ein Kollektorstrom des Transistors 27 fließt. Da das Potential der Schaltungsmasse bei dem Ereignis des Bruchs des Massedrahts ansteigt, steigt demgemäß der Spannungspegel des Diag-Ausgangsanschlusses DI an. Auf diese Weise gibt die Diagnoseschaltung 29 das Diagnosesignal über den Diag-Ausgangsanschluss DI zu der Maschinen-ECU 17 aus.
  • Es ist bevorzugt, dass der Spannungspegel des Diagnosesignals (das heißt des Diag-Ausgangsanschlusses DI) gleichmäßig ist, so dass der Bruch des Drahts sicher erfasst werden kann. Wie es zuvor beschrieben worden ist, hängt der Spannungspegel des Diagnosesignals von der Amplitude des elektrischen Stroms IP ab, welcher bei dem Ereignis des Bruchs des Drahts fließt. Die Amplitude des elektrischen Stroms IP ändert sich zum Beispiel, wenn sich eine Schaltungskonstante des Lufteinlasstreibers 16 ändert. In einem derartigen Fall wird die Amplitude des elektrischen Stroms IP durch Einstellen des Widerstandswerts R1 des veränderbaren Widerstands 25 derart korrigiert, dass der Spannungspegel des Diagnosesignals gleichmäßig gehalten werden kann. Jedoch erfordert das Einstellen des Widerstandswerts R1 viel Zeit und Unannehmlichkeiten.
  • Im Hinblick auf das zuvor beschriebene Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lasttreiber zu schaffen, der eine Drahtbruch-Erfassungsschaltung aufweist, die dazu ausgelegt ist, einen Drahtbruch des Lasttreibers unberücksichtigt der Amplitude eines elektrischen Stroms zu erfassen, der bei dem Ereignis des Drahtbruchs fließt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Lasttreiber zum Treiben einer elektrischen Last einen Transistor, eine Steuerschaltung und eine Drahtbruch-Erfassungsschaltung auf. Der Transistor ist zwischen eine Energieversorgungsquelle und einen ersten Bezugspotentialpunkt in Reihe zu der Last gekoppelt. Die Steuerschaltung schaltet den Transistor ein und aus, um einen ersten elektrischen Strom zu steuern, der in einem Pfad zwischen der Energieversorgungsquelle und dem ersten Bezugspotentialpunkt durch die Last fließt. Die Steuerschaltung ist durch einen Draht mit einem zweiten Bezugspotentialpunkt gekoppelt, der ein Bezugspotential an die Steuerschaltung anlegt. Die Drahtbruch-Erfassungsschaltung weist eine Strom-Erfassungsvorrichtung und eine Drahtbruch-Erfassungseinrichtung auf. Die Strom-Erfassungseinrichtung ist zwischen einen ersten Punkt in dem Draht und einen zweiten Punkt in dem Pfad gekoppelt, um einen zweiten elektrischen Strom zu erfassen, der zwischen dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt fließt. Die Drahtbruch-Erfassungseinrichtung bestimmt, dass ein Bruch des Drahts auftritt, wenn die Strom-Erfassungsvorrichtung den zweiten elektrischen Strom erfasst. Die Steuerschaltung und der zweite Bezugspotentialpunkt sind an dem ersten Punkt miteinander verbunden. Der zweite Punkt befindet sich bezüglich des Transistors auf einer Seite des ersten Bezugspotentialpunkts.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 einen Stromlaufplan eines Lasttreibers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 einen Stromlaufplan eines Lasttreibers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 einen Stromlaufplan eines Lasttreibers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 einen Stromlaufplan eines Lasttreibers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 einen Stromlaufplan eines Lasttreibers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ein Blockschaltbild eines Sekundärluft-Zufuhrsystems im Stand der Technik; und
  • 7 einen Stromlaufplan eines Lufteinlasstreibers im Stand der Technik.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Ein Lufteinlasstreiber bzw. AID 31 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Der Lufteinlasstreiber 31 kann an Stelle des in 7 dargestellten Lufteinlasstreibers 16 in dem in 6 dargestellten Sekundärluft-Zufuhrsystem 9 verwendet werden. Unterschiede zwischen den Lufteinlasstreibern 16, 31 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 7 beschrieben.
  • Der Lufteinlasstreiber 31 weist die Widerstände 22, 25, den Transistor 23 und die Diode 24 nicht auf. In dem Lufteinlasstreiber 31 ist eine Diode 33 (ein Strom- Erfassungselement) in einer Durchlassrichtung zwischen einen Ausgangsanschluss VP des Lufteinlasstreibers 31 und einen Knoten zwischen einer Steuerschaltung 32 des Lufteinlasstreibers 31 und einen Masseanschluss GND (ein zweites Bezugspotential) des Lufteinlasstreibers 31 gekoppelt. Der Masseanschluss GND ist mit einer Karosseriemasse E (einem Bezugspotential) gekoppelt und wird als eine Schaltungsmasse der Steuerschaltung 32 verwendet. Die Anode der Diode 33 ist mit einem nicht invertierenden Eingang eines Komparators 34 (einer Drahtbruch-Erfassungseinrichtung) gekoppelt. Die Kathode der Diode 33 ist mit einem invertierenden Eingang des Komparators 34 gekoppelt. Eine Bezugsspannung Vref wird von Widerständen 35a, 35b geteilt und wird dann an den invertierenden Eingang des Komparators 34 angelegt. Der Widerstand 35b ist an einem Ende mit der Kathode der Diode 33 gekoppelt. Zum Beispiel kann die Bezugsspannung von ungefähr 1 Volt bis ungefähr 5 Volt sein.
  • Ein Ausgang des Komparators 34 ist durch eine Diagnoseschaltung 36, die in der Steuerschaltung 32 enthalten ist, mit einem Diag-Ausgangsanschluss DI des Lufteinlasstreibers 31 gekoppelt. Die Diagnoseschaltung 36 ist eine Treiberschaltung, die dazu ausgelegt ist, ein Diagnosesignal zu einer Maschinen-ECU 17 auszugeben. Ein Masseanschluss des Komparators 34 ist mit der Kathode der Diode 33 gekoppelt. Die Diode 33 und der Komparator 34 bilden eine Drahtbruch-Erfassungsschaltung 37 aus.
  • Der Lufteinlasstreiber 31 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet auf die folgende Weise. Unter normalen Bedingungen, unter denen der Masseanschluss GND des Lufteinlasstreibers 31 mit der Karosseriemasse verbunden bleibt, ist ein Potential der Anode der Diode 33 kleiner als ein Potential der Kathode der Diode 33. Deshalb ist die Diode 33 in Sperrrichtung vorgespannt und wird in dem ausgeschalteten Zustand gehalten.
  • Im Gegensatz dazu fließt, wenn ein Bruch eines Massedrahts auftritt, der den Masseanschluss GND mit der Karosseriemasse E verbindet, eine Stromaufnahme des Lufteinlasstreibers 31 durch die Diode 33 zu dem Ausgangsanschluss VP und fließt dann durch einen Motor 12a zu einer Masse (einem ersten Bezugspotential). Da die Diode 33 eingeschaltet ist, erzeugt die Diode 33 eine Durchlassspannung VF. Die Durchlassspannung VF bewirkt, dass ein Potential des nicht invertierenden Eingangs des Komparators 34 ein Potential des invertierenden Eingangs des Komparators 34 übersteigt. Als Ergebnis ändert sich ein Ausgangspegel des Komparators 34 von niedrig zu hoch. Demgemäß ändert sich ein Spannungspegel des Diag-Ausgangsanschlusses DI zum Beispiel von niedrig zu hoch. Auf diese Weise wird der Bruch des Massedrahts auf der Grundlage des Spannungspegels des Diag-Ausgangsanschlusses DI erfasst.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Diode 33 zwischen den Drain des MOSFET 19 und den Masseanschluss GND des Lufteinlasstreibers 31 gekoppelt. Der Komparator 34 bestimmt durch die Steuerschaltung 32, dass der Bruch des Massedrahts auftritt, wenn ein elektrischer Strom durch die Diode 33 fließt. Bei einem derartigen Ansatz kann der Drahtbruch sicher erfasst werden, ohne den elektrischen Strom gleichmäßig zu halten, der bei dem Ereignis des Drahtbruchs fließt. Deshalb besteht keine Notwendigkeit, ein kompliziertes Einstellen durchzuführen, um den elektrischen Strom gleichmäßig zu halten.
  • Die Diode 33 verhindert, dass ein Sperrstrom von der Seite des MOSFET 19 fließt. Wenn der Drahtbruch auftritt, fließt der elektrische Strom durch die Diode 33 und erzeugt die Diode 33 die Durchlassspannung VF. Der Komparator 34 bestimmt durch Erfassen der Durchlassspannung VF, ob der elektrische Strom durch die Diode 33 fließt. Daher kann der Drahtbruch einfach auf der Grundlage der Änderung des Ausgangspegels des Komparators 34 erfasst werden.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 2 stellt einen Lufteinlasstreiber bzw. AID 41 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Unterschiede zwischen den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
  • Der Lufteinlasstreiber 41 weist einen Widerstand 42 auf, der als ein Strom-Erfassungselement verwendet wird. Der Widerstand 42 ist zwischen die invertierenden und nicht invertierenden Eingänge des Komparators 34 gekoppelt, so dass der Komparator 34 einen Spannungsabfall über dem Widerstand 42 erfassen kann. Die Diode 33 ist zwischen den Widerstand 42 und den Ausgangsanschluss VP gekoppelt. Anders als das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Bezugsspannung Vref nicht an den invertierenden Anschluss des Komparators 34 angelegt. Die Diode 33, der Komparator 34 und der Widerstand 42 bilden eine Drahtbruch-Erfassungsschaltung 43 aus.
  • Der Lufteinlasstreiber 41 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet auf die folgende Weise. In dem Lufteinlasstreiber 41 wird die Diode 33 lediglich verwendet, um zu verhindern, dass der Sperrstrom von der Seite des MOSFET 19 fließt. Der elektrische Strom, der bei dem Ereignis eines Drahtbruchs fließt, wird von dem Widerstand 42 erfasst.
  • Genauer gesagt fließt unter den normalen Bedingungen, unter denen der Drahtbruch nicht auftritt, ein Eingangsruhestrom, der aus dem Komparator 34 fließt, von dem Widerstand 42 zu dem Masseanschluss GND. Als Ergebnis tritt eine Eingangsversatzspannung derart auf, dass der Ausgang des Komparators 34 niedrig wird. Umgekehrt fließt, wenn der Drahtbruch auftritt, die Stromaufnahme des Lufteinlasstreibers 41 durch den Widerstand 42 zu der Seite des Ausgangsanschlusses VP.
  • Deshalb wird der Spannungsabfall über dem Widerstand 42 ein Wert, der durch Multiplizieren eines Widerstandswerts des Widerstands 42 mit der Stromaufnahme bestimmt wird. Als Ergebnis ändert sich der Ausgang des Komparators 34 von niedrig zu hoch, so dass die Diagnoseschaltung 36 das Diagnosesignal durch den Diag-Ausgangsanschluss DI zu der Maschinen-ECU 17 ausgeben kann.
  • Wie es zuvor beschrieben worden ist, verwendet gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Drahtbruch-Erfassungsschaltung 43 den Widerstand an Stelle der Diode 33, um den elektrischen Strom zu erfassen, der bei dem Ereignis eines Drahtbruchs fließt. Deshalb kann das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen ähnlichen Effekt zu dem des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweisen.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 3 stellt einen Lasttreiber 51 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Unterschiede zwischen den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der MOSFET 19 in einem Aufbau eines Treibens einer hohen Seite mit einem Motor 52 gekoppelt. Der Motor 52 ist ein typischer Gleichstrommotor und kann dazu ausgelegt sein, eine andere elektronische Last als eine Luftpumpe anzutreiben. Der Motor 52 ist zwischen den positiven Anschluss der Batterie 18 und einen Ausgangsanschluss VP das Lasttreibers 51 gekoppelt. Der Lasttreiber 51 weist einen Masseanschluss PGND (einen ersten Bezugspotentialpunkt) zusätzlich zu dem Masseanschluss GND auf. Der MOSFET 19 ist zwischen den Ausgangsanschluss VP und den Masseanschluss PGND gekoppelt. Daher ist in dem Lasttreiber 51 ein Anschluss zum Anlegen eines Massepotentials an die Source des MOSFET 19 von einem Anschluss zum Anlegen eines Massepotentials an die Steuerschaltung 32 getrennt. Die Kathode der Diode 33 und der Masseanschluss des Komparators 34 sind mit dem Masseanschluss PGND gekoppelt. An einer Karosseriemasse sind der Masseanschluss GND und der Masseanschluss PGND mit einer Steuermasse bzw. einer Leistungsmasse gekoppelt, die körperlich voneinander getrennt sind.
  • Der Lasttreiber 51 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet auf die folgende Weise. Unter der normalen Bedingung, unter der der Drahtbruch nicht auftritt, fließt ein Eingangsruhestrom, der aus dem Komparator 34 fließt, von dem Widerstand 42 zu dem Masseanschluss GND. Als Ergebnis tritt eine Eingangsversatzspannung derart auf, dass der Ausgang des Komparators 34 niedrig wird. Umgekehrt fließt, wenn der Drahtbruch auftritt, eine Stromaufnahme des Lasttreibers 51 durch den Widerstand 42 zu dem Masseanschluss PGND. Deshalb wird der Spannungsabfall über dem Widerstand 42 ein Wert, der durch Multiplizieren des Widerstandswerts des Widerstands 42 mit der Stromaufnahme bestimmt wird. Als Ergebnis ändert sich der Ausgang des Komparators 34 von niedrig zu hoch, so dass die Diagnoseschaltung 36 das Diagnosesignal durch den Diag-Ausgangsanschluss DI zu der Maschinen-ECU 17 ausgeben kann. Daher kann das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das den Aufbau eines Treibens einer niedrigen Seite verwendet, einen ähnlichen Effekt zu dem des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweisen, das einen Aufbau eines Treibens einer hohen Seite verwendet.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • 4 stellt einen Lasttreiber 53 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Unterschiede zwischen den dritten und vierten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben.
  • Der Lasttreiber 53 weist P-Kanal-MOSFETs 54, 55 und N-Kanal-MOSFETs 56, 57 auf. Die MOSFETs 54 bis 57 sind gekoppelt, um eine H-Brücken- bzw. Vollbrückenschaltung 58 auszubilden. Der Lasttreiber 53 kann den Motor 52 unter Verwendung der H-Brückenschaltung 58 sowohl in Vorwärts- als auch Rückwärtsrichtungen ansteuern. Genauer gesagt sind die Sources der MOSFETs 54, 55 mit einem Energieversorgungsanschluss BATT des Lasttreibers 53 gekoppelt und sind die Sources der MOSFETs 56, 57 mit einem Masseanschluss PGND des Lasttreibers 53 gekoppelt.
  • Die Drains der MOSFETs 54, 56 sind mit einem Ausgangsanschluss VP1 des Lasttreibers 53 gekoppelt und die Drains der MOSFETs 55, 57 sind mit einem Ausgangsanschluss VP2 des Lasttreibers 53 gekoppelt. Der Motor 52 ist zwischen die Ausgangsanschlüsse VP1, VP2 gekoppelt. Zum Beispiel steuert eine Steuerschaltung 59 des Lasttreibers 53 den Motor 52 in einer Vorwärtsrichtung durch Einschalten der MOSFETs 54, 57 an und steuert den Motor 52 in einer Rückwärtsrichtung durch Einschalten der MOSFETs 55, 56 an.
  • Wenn der Bruch des Massedrahts auftritt, der den Masseanschluss GND mit der Karosseriemasse E verbindet, fließt eine Stromaufnahme des Lasttreibers 53 durch den Widerstand 42 zu dem Masseanschluss PGND. Deshalb kann die Diagnoseschaltung 36 ähnlich dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Ausgangssignal durch den Diag-Ausgangsanschluss DI zu der Maschinen-ECU 17 ausgeben. Daher kann das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen ähnlichen Effekt zu dem des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweisen.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • 5 stellt einen Lasttreiber 61 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Der Lastreiber 61 verwendet sowohl den Aufbau eines Treibens einer hohen Seite des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als auch den Aufbau eines Treibens einer niedrigen Seite des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In dem Lasttreiber 61 wird der Ausgangsanschluss VP des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als ein Ausgangsanschluss VP2 erachtet und ist der Motor 52 zwischen einen Energieversorgungsanschluss BATT und den Ausgangsanschluss VP2 gekoppelt. Ein P-Kanal-MOSFET 62 ist zwischen den Energieversorgungsanschluss BATT und einen Ausgangsanschluss VP1 gekoppelt. Ein anderer Motor 62 ist zwischen den Ausgangsanschluss VP und eine Masse (einen ersten Bezugspotentialpunkt) gekoppelt.
  • Weiterhin sind in dem Lasttreiber 61 die Anode der Diode 33 und der Masseanschluss des Komparators 34 mit dem Ausgangsanschluss VP1 gekoppelt. Ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Diagnoseschaltung 36 einer Steuerschaltung 32A, wenn der Bruch des Massedrahts auftritt, der den Masseanschluss GND und die Karosseriemasse E verbindet, das Diagnosesignal durch den Diag-Ausgangsanschluss DI zu der Maschinen-ECU 17 ausgeben. Daher kann das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen ähnlichen Effekt zu dem des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung aufweisen.
  • Ausgestaltungen
  • Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können auf verschiedene Weisen ausgestaltet werden. Zum Beispiel können in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Drahtbruch-Erfassungsschaltungen 37, 43 zusätzlich zu oder an Stelle der Seite des Ausgangsanschlusses VP an der Seite des Ausgangsanschlusses VV vorgesehen sein. Ein Differenzverstärker kann an Stelle des Komparators 34 als eine Drahtbruch-Erfassungsvorrichtung verwendet werden.
  • Das Bezugspotential kann ein anderer Wert als null Volt sein. In den zweiten, dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Drahtbruch ohne die Diode 33 durch Vernachlässigen des Sperrstroms erfasst werden, der von der Seite des Steuertransistors (zum Beispiel des MOSFET 19) zu der Seite des Masseanschlusses GND fließt. Die Drahtbruch-Erfassungsschaltung 37 des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann an jedem der dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Die vorliegende Erfindung kann an verschiedenen Typen von Lasttreibern angewendet werden, die eine elektrische Last durch einen Gleichstrom unter Verwendung eines Transistors antreiben.
  • Derartige Änderungen und Ausgestaltungen verstehen sich als innerhalb des Unfangs der vorliegenden Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
  • Ein zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Lasttreiber weist einen Transistor, der in Reihe zu einer Last gekoppelt ist, eine Steuerschaltung zum Steuern des Transistors und eine Drahtbruch-Erfassungsschaltung auf. Die Drahtbruch-Erfassungsschaltung weist eine Strom-Erfassungsvorrichtung und eine Drahtbruch-Erfassungseinrichtung auf. Die Strom-Erfassungsvorrichtung ist zwischen einen ersten Punkt in einem Draht, der die Steuerschaltung mit einem Masseanschluss verbindet, und einen zweiten Punkt in einem Pfad gekoppelt, durch welchen ein Laststrom fließt. Die Drahtbruch-Erfassungseinrichtung bestimmt, dass ein Bruch des Drahts auftritt, wenn die Strom-Erfassungsvorrichtung einen elektrischen Strom erfasst, der von dem ersten Punkt zu dem zweiten Punkt fließt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 7100368 [0004, 0008]
    • - JP 2005-307957 A [0004]

Claims (6)

  1. Lasttreiber zum Treiben einer elektrischen Last (12a, 52, 63), der aufweist: einen Transistor (19, 54 bis 57, 62), der zwischen eine Energieversorgungsquelle (18) und einen ersten Bezugspotentialpunkt in Reihe zu der Last (12a, 52, 63) gekoppelt ist; eine Steuerschaltung (32, 32A, 59), die dazu ausgelegt ist, den Transistor (19, 54 bis 57, 62) ein- und auszuschalten, um einen ersten elektrischen Strom zu steuern, der in einem Pfad zwischen der Energieversorgungsquelle (18) und dem ersten Bezugspotentialpunkt durch die Last (12a, 52, 63) fließt, wobei die Steuerschaltung (32, 32A, 59) durch einen Draht mit einem zweiten Bezugspotentialpunkt gekoppelt ist, der ein Bezugspotential an die Steuerschaltung (32, 32A, 59) anlegt; und eine Drahtbruch-Erfassungsschaltung (37, 43), die eine Strom-Erfassungsvorrichtung (33, 42) aufweist, die zwischen einen ersten Punkt in dem Draht und einen zweiten Punkt in dem Pfad gekoppelt ist, um einen zweiten elektrischen Strom zu erfassen, der von dem ersten Punkt zu dem zweiten Punkt fließt, wobei die Drahtbruch-Erfassungsschaltung (37, 43) weiterhin eine Drahtbruch-Erfassungseinrichtung (34) aufweist, die dazu ausgelegt ist, einen Bruch zu bestimmen, der in dem Draht auftritt, wenn die Strom-Erfassungsvorrichtung (33, 42) den zweiten elektrischen Strom erfasst, wobei die Steuerschaltung (32, 32A, 59) und der zweite Bezugspotentialpunkt an dem ersten Punkt miteinander verbunden sind, und sich der zweite Punkt bezüglich des Transistors (19, 54 bis 57, 62) auf einer Seite des ersten Bezugspotentialpunkts befindet.
  2. Lasttreiber nach Anspruch 1, wobei die Strom-Erfassungsvorrichtung (33, 42) eine Diode (33) aufweist.
  3. Lasttreiber nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Drahtbruch-Erfassungseinrichtung (34) einen Komparator (34) aufweist, der dazu ausgelegt ist, einen Spannungsabfall über der Strom-Erfassungsvorrichtung (33, 42) zu erfassen.
  4. Lasttreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Transistor (19, 54 bis 57, 62) in einem Aufbau zum Treiben einer hohen Seite zwischen die Energieversorgungsquelle (18) und die Last (12a, 52, 63) gekoppelt ist.
  5. Lasttreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Transistor (19, 54 bis 57, 62) in einem Aufbau zum Treiben einer niedrigen Seite zwischen die Last (12a, 52, 63) und den ersten Bezugspotentialpunkt gekoppelt ist.
  6. Lasttreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Transistor (19, 54 bis 57, 62) vier Transistorelemente (54 bis 57) aufweist, die miteinander gekoppelt sind, um eine H-Brückenschaltung (58) auszubilden.
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